配電網標準化與差異化發展路徑

國網江蘇省電力有限公司 吳 強

自黨中央部署加快新型基礎設施建設進度的工作以來，國網公司聚焦“新基建”，大力推動配網側的新型電源（儲能、可再生能源）、新型負荷（充電樁、直流）基礎建設，使配電網呈現出“多源性”和負荷多樣化特征，對配電網發展的統籌性和協調性提出了更高要求。這就要求配電網能夠落實其標準化與差異化發展。

1 配電網網架標準化分析

為推進標準網架建設改造，在國網典型網架基礎上，結合江蘇配電網現狀研究10（20）千伏標準接線及拓展模式，形成包含電纜單環網、電纜雙環網、架空多分段單聯絡、架空多分段適度聯絡、N供-備、花瓣網等標準接線模式，為基于網格化的標準網架建設提供依據。

1.1 10（20）千伏標準接線

按照《配電網規劃設計技術導則》中對典型電網結構的標準要求，目前江蘇省10（20）千伏接線模式已涵蓋了架空輻射狀、架空多分段適度聯絡、電纜單環式、電纜雙環式和電纜N 供-備5種典型電網結構。10（20）千伏典型電網結構模式如下圖1所示。

圖1 架空多分段適度聯絡示意圖

架空多分段適度聯絡典型模式（DL/T5729—2016）。

架空輻射狀典型模式（DL/T5729—2016）。說明：為提高線路的轉供能力，江蘇省10（20）千伏架空輻射狀接線模式正向架空多分段適度聯絡模式轉變。

圖2 架空輻射狀示意圖

電纜雙環式接線典型模式（DL/T5729—2016）。說明：接入雙環的環網室和配電室的兩段母線之間需配置母聯開關。

圖3 電纜雙環式標準接線示意圖

電纜單環式接線典型模式（DL/T5729—2016）。說明：組成單環網的2條配電線路應來自同一供電區域的不同變電站或開關站，電源點受限時可來自同一變電站或開關站的不同母線。

圖4 電纜單環式標準接線示意圖

電纜線路N 供-備。說明：N 供-備電纜線接線按標準網架統計，其中2≤N ≤4。

圖5 N 供-備電纜線接線示意圖

架空線路N 供-備。說明：N 供-備架空線接線按標準網架統計，其中2≤N ≤4。

圖6 N 供-備架空線接線示意圖

1.2 10（20）千伏接線拓展模式

《配電網規劃技術導則》針對中壓配電網的標準接線模式加以明確。不過，在實際建設中，難免會受到環境、政策、自然環境等一系列的影響，直接從現狀電網過渡到標準接線存在難度。為了解決配電網規劃中部分10（20）千伏網架類項目落地難的問題，本章節吸取國內外先進的規劃理念和組網方式，在保證供電可靠性和供電質量的前提下，研究提出適用于不同環境的標準接線拓展模式[1]。

2 配電網網架差異化研究

針對配電網網架差異化的研究分析，就需做好對應的評價分析處理，以此來滿足具體的研究需求。

2.1 評價目的

合理接線模式的應用，對經濟性、線損、末端電壓水平、供電可靠性都將起到提高或改善的作用。所以，典型接線模式也就是多目標決策，選擇典型接線模式，就是對以上四個目標的滿足程度[2]。

網架建設可靠性的提升也就代表其高投資，而線損以及末端電壓水平本身和經濟性之間也會存在相類似的關聯系。因為指標之間矛盾的存在，這樣就會導致決策復雜度過高并且無法直觀、輕易的制定決策[2]。為了滿足最優化的中壓配電網接線模式的明確，就可以在評價中考慮到賦權法的合理利用。

2.2 評價結果

在評價結果分析方面，本章節選取用戶分布與負載率綜合分析、多分段三聯絡與多分段單聯絡兩個方面。

用戶分布與負載率綜合分析。通過對最優化決策模型評價結果進行提煉總結，由圖7可知：在不同負載率下，用戶集中中段分布綜合得分能夠與用戶均勻分布持平，但用戶均勻分布與集中中段分布均遠遠大于用戶集中后段分布；標準接線及拓展模式負載率越高，其綜合評分越低。

圖7 用戶分布與負載率綜合對比圖

多分段三聯絡與多分段單聯絡。有圖8可知，多分段單聯絡在負載率小于等于50%時，其綜合評分要略大于多分段三聯絡，但在負載率大于50%時，多分段三聯絡綜合得分要高于多分段單聯絡。這也充分說明了在負荷密度較低的地區宜采用單聯絡組網方式，在負荷密度較高的地區宜采用多分段三聯絡組網方式。

圖8 多分段三聯絡與多分段單聯絡對比圖

3 配電網的發展路徑分析

3.1 地區建設差異性分析

隨著時代的發展和社會的進步，城鄉地區和城市對于用電需求逐漸增加，配電網的符合也在持續增長的過程中，相關形態與功能逐漸發生著變化，整體供電的可靠性、適應能力以及安全性等多方面的需求也在不斷提高當中。配電網的規劃建設工作具有長期性和系統性[3]，并且在不同的區域中相關的規劃建設需求也是不同的，在規劃建設活動中要結合具體情況和需求，對于規劃進行科學、系統地調整，并且提高相關方案實施的可行性與科學性。

智能配電網的建設意義在于，可以實現清潔能源的充分利用，同時又可以保障末端電網的安全性，這樣就能夠直接和大容量的情節能源以及遠距離輸電網之間相互的對接調度，這樣就可以滿足清潔能源消費比重的提升，從而為優化用電與發電平衡性提供靈活性的調節能力。

3.2 負荷特性分析

第一，隨機變化特點。針對電力負荷的隨機性，其包含了內在與外在兩個方面。內在隨機主要是決定于電力系統的非線性元件。所以，電力系統本身就屬于大型非線性系統，并且在這一系統中，電力負荷是關鍵組成部分。所以，電力負荷本身也是非線性的，其外在的表現主要是集中在電力負荷數據本身呈現出來的實際特點。

第二，周期變化特性。電力負荷本身帶有隨機變化的規律，同時也存在明顯的特點，即周期性的電力負荷變化，其主要會受到工作規律、溫度以及其他等因素的影響，外在的表現，主要是呈現出周循環、季節性變化、節假日等特性。如，每一年的峰值一般都會出現在夏冬兩個季節，低谷則在春秋兩個季節。每一周的電力負荷一般在周一到周五會呈現出規律性的變化；在節假日電力負荷值也會相應降低。

3.3 “三景三力”韌性配電網[4]

一是持續推進配電網在常態情景下穩定力的提高，保證配電網運行狀態維持正常的情形下，能夠妥善應對各類隨機缺陷、小擾動或正常的電源及負荷波動。著重優化配電網不停電作業能力，全面深入研究10千伏“鉆石型”配電網，兼顧升級改造配電網的可行性及經濟性，落實受端電網“互聯互濟互保”機制及“智慧保電”模式的制定與研發。

二是持續關注配電網在應急情景下應變力的增強。當有較大缺陷或故障出現在配電網中時，需確保能夠第一時間精準定位風險源、辨識危險傳播路徑并評估系統風險，促進閉環安全防御策略的主動形成。同時，著重優化移動電源、自備電源及分布式電源的配置，增強重要負荷孤島運行，為脫網情況下重要負荷的平穩運行提供支撐。加大微電網可控性，極端情況下保證微電網能夠實現離網運行，使微電網內部關鍵負荷能夠實現持續供電，并促進關鍵負荷停電范圍及時間的縮小。

三是促進配電網在極端情境下恢復力的增強。面對重大災害帶來的影響，盡可能弱化配電網故障引起的損失，保證供電能力能夠盡快恢復正常。同時，嚴格管理黑啟動資源，深入研究綜合利用各類燃機資源、微電網黑啟動路徑。合理管控重點區域防災減災，參照對應標準嚴格落實大功率密集輸電通道運維與變電站防護工作。持續推進區域應急聯防聯動機制的完善與改進，以配電網安全治理為基礎，聯合有防護需求的其他設施設備，做好跨區協同聯防機制的制定及區域責任工單共行、互濟互保機制的探索。

3.4 新型電力系統對網架影響分析

新型電力系統下，對規劃建設提出了更高要求。新能源迅速增長下電力系統調節與消納能力不足等問題，對配電網規劃和網架建設提出了新的挑戰。

一是“源、荷”更加多樣化。分布式分布式電源和多元負荷規模化接入，配電網潮流由單向流動變為雙向互動，但新能源出力的間歇性、隨機性和波動性影響了配電網安全可靠運行，若規劃環節不綜合考慮新能源消納、充電設施容量裕度，配電網將面臨低效運行局面。

二是電網結構更加復雜。配電網功能由電力傳輸分配向新能源平衡消納轉變，導致分段方式、接線方式的設計原則發生變化。微網等小型網絡結構不斷接入電網，將會造成潮流控制難、合環涌流等問題，嚴重影響配電網供電質量。同時，交直流混聯、微電網等新型網架結構對電力電子設備提出了更高要求。

4 結語

總而言之，基于本文在分析配電網標準化與差異化的基礎上，針對配電網的發展路徑進行分析，希望通過這樣的研究，能夠明確標準化與差異化的實際需求，從而推動配電網的可持續發展，讓其能夠滿足日常的運營要求。