配電網規劃設計技術導則范文

時間:2023-09-21 17:35:41

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配電網規劃設計技術導則

篇1

關鍵詞:配電網、評估、負荷組、目標網架

中圖分類號: TM421 文獻標識碼: A 文章編號:

0引言

隨著社會經濟的飛速發展和人民生活水平的不斷提高,整個社會用電需求越來越大,對電能質量和供電可靠性的要求也越來越高。為把握區域配電網的整體情況,分析查找出現有問題和薄弱環節,以國內配電網相關技術規程為基礎,借鑒英國《供電安全導則》ER P2/6,建立了配電網評估指標體系,從10千伏配電網網架、線路運行情況、負荷組、設備、380伏配電網等多個方面對配電網現狀進行評估分析,并提出相應的規劃建議,為配電網規劃和運行管理提供技術支撐和智力支持。

1 國內外評估指標體系研究

1.1 國內評估指標體系

目前,國內配電網評估指標體系大多參照《城市電力網規劃設計導則》1(Q/GDW 156—2006)的相關規定來制定,其中涉及到配電網安全可靠性的部分用“N-1”準則做了一些規定,對于“負荷大小”、“停電時間”、“修復時間”的定義較為模糊,缺乏明確的量化指標,不同的執行單位和執行人員會有不同的理解,依此而制定的目標與標準體系缺少客觀性,可操作性不強。

1.2 國外評估指標體系

英國是世界工業革命發源地和傳統西方發達工業國家,既具有深厚的產業發展底蘊,又能夠代表近現代企業管理的國際主流。英國電力委員會制訂的“《供電安全導則》ER P2/6”(ENGINEERING RECOMMENDATION P2/6,工程推薦標準P2/6,即英國配電網電力可靠性標準)具有科學性、嚴謹性、結構性、實效性等方面優點,強調在電網投資和供電可靠性之間尋求最佳平衡點。

英國《供電安全導則》ER P2/6是英國電網規劃和運行的指導性文件,也是監管方的安全標準規定。這個文件既適用于配電網,也適用于輸電網安全可靠性校核。ERP2/6標準核心思想為:以最終客戶的供電可靠性作為規劃目標,將系統安全性與客戶負荷大小相關聯,按照負荷組大小劃分級別,用“N-1”和“N-1-1”法則作為衡量手段,給出了各級電網所應達到的不同安全和可靠水平。

1.3 國內外評估指標體系比較

與英國標準ERP2/6相比,《城市電力網規劃設計導則》需要在突出防欠投資和過投資作用、進一步量化和精確化、結構進一步協調等方面優化改進。具體比較如下:

1、英國標準區別了大小負荷組,提出了下級轉供負荷的具體要求,從實質上對電網結構層次進行了規劃,促進了下級電網支撐上級電網。《城市電力網規劃設計導則》的標準結構性并不太明顯。

2、英國標準使用有條件的“N-1”準則,負荷越大要求越嚴。《城市電力網規劃設計導則》參照輸電網標準提出了層層“N-1”要求,可能導致整體規劃建設標準和投資上升。

3、英國標準通過對負荷恢復時間相關要求的精確描述,從實質上對二次系統的功能目標和適用場合都提出了框架要求?!冻鞘须娏W規劃設計導則》的標準沒有相關的量化規定,對二次系統的要求不夠明確。

4、英國標準的量化準則較多,例如負荷組、恢復時間、損失多少負荷等概念提出。《城市電力網規劃設計導則》標準中使用“部分負荷”、“規定時間”等描述,沒有量化,可能帶來隨意性和不確定性。

5、英國標準不使用容載比指標,《城市電力網規劃設計導則》使用容載比指標對整體變電容量進行宏觀描述。容載比指標一般適用于經濟高速增長期,是用作描述變電站布點和變電容量總量及幫助控制投資的宏觀指標。容載比不是生產運行指標,不能用來決策具體方案。

2 評估指標體系的建立

以國內配電網相關技術規程為基礎,借鑒英國《供電安全導則》ER P2/6,從10千伏配電網網架、線路運行情況、負荷組、設備、380伏配電網等多個方面建立配電網評估指標體系。本指標體系不片面追求指標的全面化,而是選取配電網核心指標構建反映配電網核心問題和薄弱環節的指標體系。

1、10千伏配電網網架指標:網架結構、供電半徑、導線截面;

2、10千伏線路運行情況指標:線路負載率、線路N-1校驗、負荷轉供能力分析;

3、負荷組指標:負荷組N-1校驗;

4、10千伏設備指標:環網柜、開閉所(開關站)、配電室、柱上臺變、柱上開關、無功補償;

5、380伏設備指標:380伏網架、380/220伏線路、380伏配電設備。

3 配電網評估

3.1 評估目的

以最大可能提高供電可靠性為出發點,采用定性和定量分析相結合的方法開展10千伏及以下電網現狀評估,查找不滿足標準的情況,為規劃編制提供支撐。

1、定性分析:對照目標網架和線路分段的要求,分析10千伏網架結構是否滿足農村區域目標網架要求、分段是否合理,找出網架結構、分段數不滿足標準的線路。

2、定量分析:引入ER P2/6標準中負荷組概念,對照線路分段要求將10千伏線路細分為負荷組,針對每個負荷組進行“N-1”校驗,找出不滿足要求的負荷組。

3、10千伏其它方面評估:對照標準,找出10千伏線路供電半徑、導線截面、負載率、負荷轉供能力、“N-1”校驗以及10千伏配電設備等方面不滿足標準的情況。

4、380配電網評估:對照標準,找出380伏網架結構、導線截面、配電設備等方面不滿足標準的情況。

3.2 評估流程

第1步,收集線路名稱、聯絡線路、主干線長度、導線型號截面、負載率等,調度系統獲取線路負荷數據等基礎數據。

第2步,統計分析基礎數據,分析和評估10千伏網架結構現狀、10千伏線路運行情況、10千伏設備現狀和380伏配電網現狀。

第3步,從生產PMS系統獲取10千伏線路單線圖,將10千伏線路單線圖簡化為10千伏線路結構示意圖。

第4步,在10千伏線路結構示意圖上合理劃分負荷組,在分析各種可能的負荷組劃分方案后,選擇其中一個最佳分組,統計負荷組內裝接容量、配變臺數、聯絡線路等。

第5步,對負荷組進行分析評估,同時對線路分段中的重要用戶進行單獨分析。

第6步,得出評估結論及規劃建議。

3 結論

配電網評估指標體系的建立及配電網現狀評估的順利實施,全面分析配電網現狀的同時,查找出存在問題和薄弱環節,并給出對應的規劃、改造建議,從而使得后續的配電網規劃工作能夠有針對性的提出相關規劃方案和項目。

篇2

【關鍵詞】10kV配電網;配電網設計;經濟性分析

引言

10kV的配電網是我國大中型城市配電系統的重要組成部分,它把適合需求的電能輸送到用戶端。近些年來,城市建設的需要,國家對于中小城市的電網改造投資力度加大,城市電網得到了較好的改善,電能質量也有所提高。因此,電力企業對10kV配電網規劃的合理性和經濟性,要求逐漸提高,配電網規劃工作規模擴大,涉及到的領域較廣。因此,本文宗旨對10kV配電網工程在設計和經濟性兩方面進行分析,并找出合理的科學解決方案,滿足基本需求,并提高城市經濟效益。

1 關于10kV配電網工程的設計分析

1.1 10kV配電網的設計原則

在對城市進行10kV配電網的規劃設計時,需要根據《城市電力網規劃設計導則》進行實施,并結合當前城市供電系統及供電網絡的實際情況,進行配電網規劃設計,對原有的電網結構進行合理調整,在保證城市生活安全可靠供電的前提下,也要考慮經濟性。當前10kV配電網的設計原則主要是穩定性、安全性、可靠性、經濟性等。通過對配電網結構設計,首先要實現供電能力的提高,對用戶的用電負荷能力和配電網的供電能力提高;其次在設計中,對于成本的控制也要進行規劃,將用電的安全性與經濟性相結合;最后對于增加的配電網站點,對原有的配電網結構進行合理的布局,更新設備,使配電網的用電安全性和穩定性滿足城市的發展需要。

1.2 10kV配電網電力負荷的預測

對電力負荷預測其實就是對整個城市中的用電區域的電力負荷進行分析,進一步規劃出該區域承受的最大負荷發展水平,再對電力系統結構進行調整。使用的主要是綜合用電水平法和負荷密度法兩種負荷預測方式,要依據當時的實際情況采用,使預測的準確度不斷提高。

1.3 電網網絡架構的接線方式的選擇

隨著配電網技術的提升,對于傳統的電網架構接線方式逐漸被取消,目前城市10kV配電網的接線方式主要有四種,分別是雙環網、輻射網、單環網、多分段多聯絡網等.雙環網接線方式簡單,運行靈活,供電可靠性好,但是建設投資比較大,一般用于城鎮的繁華地段或對可靠性要求高的重要用戶;輻射網接線方式運行靈活,投資建設小,維修方便,但是供電可靠性較低,一般用于農村或郊區的一般用戶的架空線路;單環網接線方式簡單,運行靈活,對配網自動化建設和配電網擴展改造有益,適合可靠性要求高、城市建設發展快速的區域;多分段多聯絡網這種方式是發展到一定程度比較完善的一種接線方式,供電可靠性好、運行靈活,但是接線復雜,對改造不利于擴展,不太適應當前城市飽和的配電網絡。.

1.4 電網網絡架構的導線截面的選擇

對于城市10kV配電網進行規劃設計時,要考慮未來供電區域的負荷密度,主干線路的導線截面應該按照規劃一次性選定成型。在選擇導線截面時,要根據經濟電流密度,及時對導線的電壓降和發熱安全電流進行校驗。如果出現事故或者在檢修就應該控制在導線發熱的安全電流內運行,使之在故障時滿足轉供負荷的要求。

2 對10kV配電網建設的經濟性分析

2.1 建設安全、可靠、合理、經濟的網架結構

由于當前電力網廠分開后,電網的安全穩定運行和經濟性都成為比較突出的問題,從長遠考慮,電網結構要進行逐年建設,除了適應未來電網的發展還要考慮當前的情況。因此一般根據負荷的長期預計水平及電源的長期布局,從安全性和經濟性進行分析后,一次決定電網5~10年內的結構,分年度建設完成。 除此以外,還要晚上配電網結構。電網結構的接線方式根據線路的長短考慮,總的來說長距離線路實行分段進行,比如中間設電站或開閉站,可以避免在全線停運后減少阻抗的增加,提高電力系統的穩定性和送電容量。 在城市中的中低壓改造中,對于增加電源點和加大橫截面的措施可以采用,不僅可以提高輸送供電能力還可以減少線損,提高經濟性。

2.2 關于城市中低壓配電網建設和改造

從城市經濟考慮,根據末端電壓要求,在繁華地區的供電半徑為150m,市區一般為250m,都不超過400m 。在三相四線制供電系統中,相線截面應與中性線截面相同。為了提高用電質量,減低線損,照明區應避免單相供電。 在設計原則中,應根據高壓配電變電所的負荷和位置進行分區,主干線導線從長遠發展看采用一次建成。如果負荷過大,可以隨時增加饋入點和變電所,不用更改電網結構,節省成本。對于線損率Ks的規劃值的計算,電力導則要求公用電力網綜合線損率一般為0< Ks

2.3 通過電網的無功平衡及無功補償提高運行功率因數

利用無功平衡的好處在于減低線損和無功功率的流動,提高經濟效益。當提高運行功率因數,無功功率減小,對于有功功率的損耗和其他電能損耗可以通過減少發電機和線路及變壓器無功功率的減小。

城市的用電一般在220KV以上,功率因數在0.9-0.95,用電負荷需要的無功功率包括線路的無功功率和各節點變壓所。

為了保證各節電壓的穩定供電,調節靈活,在配電網規劃的變電所應該設置有載調壓變壓器或無功靜止補償器,實現分組投切。

3 結論

城市10kV配電網的設計和經濟性都是為了滿足城市對電力的需要,配電網建設的合理性關系城市經濟的發展,同時配電網設計的經濟性可以節省成本,提高經濟效益。因此城市相關部門對10kV配電網的設計與經濟性進行分析,以電力未來發展趨勢為著眼點,解決電網規劃建設中的問題,進一步完善城市供電的質量和電量。

篇3

【關鍵詞】配電網規劃;配網現狀;電力需求

中圖分類號:U665文獻標識碼: A

【 abstract 】 : the power is the foundation of the national economy development, also is the important condition of improving people's lives. Rural is the potential demand in China's largest area, but the grid structure is relatively weak, can not meet the needs of the rapid growth of electricity in rural areas. We will continue to improve the rural power grid, strengthen the reform of rural electric power construction, rural power management system, it will be a long-term task.

【 key words 】 distribution network planning; Distribution network status; Demand for electricity

一、.配電網規劃的意義

電力工業是國民經濟的基礎產業,電力既是生產資料也是生活資料;經濟要發展電力須先行,安全、穩定及充足的電力供應,是國民經濟健康穩定持續快速發展的重要前提條件,是關系到國計民生的大事。隨著國民經濟的高速發展及人民生活水平的日益提高,電力已滲透到社會生產、人民生活的各個角落,現代社會對電力的需求量越來越大。正確合理的配電網絡規劃的實施一方面可以提高配電網的供電能力和可靠性,以滿足經濟發展和人民生活的需要;另一方面可最大限度地節約國家的建設投資,更快地促進國民經濟的健康發展,提高其他行業的社會和經濟效益??h級電網是指110kV及以下的各級電網,包含縣城電網和農村電網兩部分??h級電網規劃以其龐大的復雜性、多重約束、多目標性等特點在整體電網規劃中占據著重要的地位,因此,做好縣級電網規劃在經濟和技術上都有非常重要的意義。

二、縣城配電網的現狀

2.1 建設標準不統一

長期以來,由于忽視配電網建設,造成配電網投資不足,與輸電網相比,配電網設備老化、技術性能偏低,供電事故率遠遠大于輸電網。由于缺少統一的國家標準,供電部門根據自己的情況進行配電網建設,建設目標欠明確,建設隨意性大,設備選擇、建設標準不統一 ,網絡結構和設施配置不規范,制約了城市配電網的性能提高和進一步的發展。

2.2規劃相對滯后

近年來,隨著城市建設提速,城市規劃與電力規劃存在的脫節問題也顯現出來。往往是城市規劃發展完成并開工建設了,才通知供電部門準備配套的電力建設,供電部門在進行規劃設計時,又會因城市的綠化、公建設施等給電力走廊的選擇增加了難度,難以找到合適的線路走廊。同時因規劃、設計、建設批復周期等的問題,可能造成用電負荷區配套的電源點建設不及時,出現供電滯后現象。

2.3舊線改造難推進

現在運行中的部分早期建設的線路導線細、線損率高、輸送功率小,很難滿足負荷快速增長的需要。因負荷區已經形成,進行改造時,正常情況下已經沒有線路走廊可供選擇,只能拆舊改新,勢必會對用戶造成長時間停電,造成重大社會影響。此外城市商業區和市民集中居住區要求取消架空線路,改用電纜的呼聲越來越高,但此類地區地下管線密集,很難找到合適的路徑敷設電纜,同時改造時,不可避免會損毀路面、綠化帶及其他公建設施,賠付、恢復資金巨大,供電部門很難獨自完成改造任務。

三、縣級電網規劃應主要滿足以下幾點要求:

①堅持以“以經濟效益為中心、市場為導向”的指導思想,以提高供電能力和供電質量、完善網架結構和節能降耗為目標,統籌兼顧經濟效益和社會效益。

②電網規劃要在充分分析現狀年電網及其存在的問題的基礎上,結合全社會用電需求量的發展,加強和優化電網結構,盡量避免“T”接點,滿足有關導則及規程的規定,提高電網的安全運行水平、供電可靠性和整體經濟效益。

③加快電網的覆蓋面,特別是對農村的覆蓋面,同時結合負荷的需求實現重要負荷的雙電源供電。

④若兩個方案技術和經濟兩方面的指標接近時,應采用有利于未來發展的方案。

⑤本著某地區中小水電、火電的發展與電網發展相協調的原則,將地方小水電的發展考慮到電網規劃中來。

四、高壓目標網架的規劃思路

4.1縣城電網規劃、改造需要有新的觀念和超前意識

縣城電網是我國農村電網中的一個重要組成部分,一般分為高壓配網、中壓配電網和低壓配電網三個層次。縣城電網的建設和改造工作要結合市政建設規劃,充分考慮負荷的分布情況,優化配電臺區的布點、位置和投運順序,劃分出相應的供電區域,然后根據負荷對供電可靠性的要求,來設計高中壓配電網的結線方式、事故后網絡重組的可能性、配電自動化對開關和設備的技術要求等。

4.2縣城電網規劃、改造需要有新的觀念和超前意識

縣城電網是我國農村電網中的一個重要組成部分,一般分為高壓配網、中壓配電網和低壓配電網三個層次??h城電網的建設和改造工作要結合市政建設規劃,充分考慮負荷的分布情況,優化配電臺區的布點、位置和投運順序,劃分出相應的供電區域,然后根據負荷對供電可靠性的要求,來設計高中壓配電網的結線方式、事故后網絡重組的可能性、配電自動化對開關和設備的技術要求等。

4.3 電網規劃應與城市總體發展規劃有效地銜接

隨著城市規劃的修編不斷地進行調整,目前許多城市都不同程度地存在規劃項目定點選址及確定走廊的困難,這就需要電力規劃與城市規劃有機地結合。建立電力規劃合理的常態機制,通過法律、制度、審批流程來保證電網規劃的實施,使預留變電站站址和線路走廊得到有效控制和保護。同時,為了保證規劃的順利實施,應推動規劃的立法程序,建議以人大文件形式確立其法律地位,使規劃的實施做到有法可依,有法必依。規劃的調整必須經過相關部門討論,形成正式文件,方可實施。

4.4 優化中壓配電網的電網結構,提高縣城電網的供電可靠性

縣城中壓配電網的建設原則必須依據《中國南方電網縣級電網規劃設計導則》并結合縣城供電的特點,從改造和加強現有配電網入手,增強10kV配電網的供電能力,加強電網的結構布局和設施的標準化,提高安全供電的可靠性,做到遠近結合、新建和改造相結合,技術經濟上合理、實用、可行。不僅要逐步將縣城的10kV中壓配電網輻射型改成環網結構,還要加強不同變電站之間的10kV電網相互轉供能力,在未實現配網自動化的前提下,至少要確保在檢修或事故時,能通過調度操作運行。

篇4

【關鍵詞】電網規劃;一流配電網;目標網架;電網網架

0 引言

為落實 “兩個一流”排頭兵規劃,深化應用“兩個一流”國際對標工作成果,在“世界一流電網~配電網建設和管理示范區”揚州試點項目的基礎上,江蘇省電力公司淮安供電公司(以下簡稱公司)開展了“一流配電網”基礎研究、現狀評估和試點實踐,以供電可靠性為導向,嘗試解決配電網管理和發展難題,謀劃配電網發展思路和創新舉措,帶動淮安配電網整體水平提升。

配電網分為高壓(110、35kV)配電網、中壓(20、10kV)配電網、低壓(400/220V)配電網三個部分,其中高壓配電網目標網架是“一流配電網”建設中的一個重點,直接影響配電網安全、可靠、經濟運行。本文首先介紹國內高壓配電網典型接線模式,重點分析淮安現狀高壓配電網接線模式應用情況和存在問題。其次構建理論模型,在一定的邊界條件下,對各種典型高壓配電網接線模式的可靠性、投資經濟性等進行定量理論分析計算,對各種典型接線模式的優缺點與適用性進行分析比較。最后結合淮安電網實際,參照理論計算結果,對高壓配電網典型接線模式選優分析,得出適合淮安的最優高壓配電網接線模式及演進方案,保證“一流配電網”實施效果。

1 高壓配電網典型網架及淮安現狀

1.1 110kV電網典型網架

根據國家電網公司《配電網規劃設計技術導則》,高壓配電網典型網架分為輻射接線、環網接線及鏈式接線三大類。變電站接入方式主要有:T接或π接。

A+、A、B類供電區域供電安全水平要求高,110kV 電網宜采用鏈式結構,上級電源點不足時可采用雙環網結構,在上級電網較為堅強且10kV 具有較強的站間轉供能力時,也可采用雙輻射結構。

C 類供電區域供電安全水平要求較高,110kV 電網宜采用鏈式、環網結構,也可采用雙輻射結構。

D 類供電區域110kV 電網可采用單輻射結構,有條件的地區也可采用雙輻射或環網結構。

E 類供電區域110kV 電網一般可采用單輻射結構。

1.2 淮安110kV電網網架現狀及存在問題

1.2.1 淮安110kV電網網架現狀

“十一五”以來,淮安地區110千伏配電網以地區220千伏變電站為支撐,形成了較為堅強的網架結構,較好地滿足了經濟社會發展的用電需求。

截至2012年底,淮安共有110千伏線路140條,網架結構主要有雙輻射、單鏈、單輻射、單環網等4種,其中以雙輻射、單鏈為主,具體為單鏈線路44條、單環網線路18條、雙輻射線路73條、單輻射線路5條。

1.2.2 淮安110kV電網網架存在問題

1)位于B、C類區域部分單鏈線路不能滿足供電可靠性要求。由于規劃時區域負荷密度較低,線路導線較細,隨著近年來經濟社會快速發展,變電站負荷迅速增長,在發生主供線路“N-1”故障時,另一條線路供電壓力較大。

2)淮安雙輻射線路較多,兩條線路來自不同220kV變電站或來自同一220kV變電站不同母線,供電可靠性較高。但從通道緊張程度、實施難易程度及經濟性考慮,雙輻射線路大都采用同桿(塔)架設、雙側掛線,在通道發生故障時,往往會造成110kV變電站全停,危害較大。

2 高壓配電網典型接線模式評估

2.1 評估范圍

選取淮安目前較為常見及省內其他地區應用較為成熟的目標網架進行分析,主要有:單鏈、單環網、雙輻射、單輻射、不完全雙輻射等。

2.2 評估思路

為了確定不同條件下各種接線模式的優劣,對影響接線模式的因素進行定量和定性分析,首先確定邊界條件,設定比較模型,然后從接線模式的可靠性、經濟性和適應性這三方面進行分析。

2.3 評估結果

2.3.1 可靠性分析

主要進行定性分析,主要從電源情況、線路故障影響和操作靈活性三方面進行比較。

2.3.2 經濟性分析

將變電站和高壓線路的綜合投資按等年值法折算到年值,再加上運行費用,計算得出單位負荷年費用,然后比較不同接線模式的投資大小。

2.3.3 適應性分析

主要考量網架過渡可行性及資源占用情況。網架過渡性可行性對不同接線模式為適應負荷水平而發展成另一種接線模式的難易程度進行比較。資源占用對不同接線模式通道走廊利用情況比較其優劣性。

3 淮安市高壓配電網目標網架規劃

按照同一地區同類供電區域的電網結構應盡量統一的原則,根據淮安市高壓配電網接線模式實際應用情況進行分析比較,綜合上述可靠性、經濟性、適應性分析,得到如下構想:

3.1 B類區域(城市中心區域)

為保證供電可靠性,城市中心目標網架選取雙側電源輻射接線,考慮到城區通道資源緊張、通常采取同桿(塔)架設方式,將目標網架優化成同桿(塔)架異路由雙電源輻射接線。任一段同桿(塔)架主干線路發生通道故障時,都能保證有一回線路對110kV變電站供電,供電可靠性高。如下圖所示:

3.2 C類區域(城市一般區域)

對于城市一般區域高壓配電網網架選取不完全雙輻射接線,即三回線路對兩座110kV變電站供電,每座110kV變電站有兩回電源進線,供電可靠性較高。隨著負荷進一步增長,通過再出一條線路該網架可演變為同桿(塔)架異路由雙輻射接線。如下圖所示:

3.3 D類區域(農村區域)

對于農村區域過渡高壓配電網網架選取為單鏈式接線,隨著負荷進一步增長,通過新建線路該網架可演變為不完全雙輻射接線及同桿(塔)架異路由雙輻射接線。

4 結論

B、C類地區主供供電線路較細的單鏈接線可優化為同桿(塔)架異路由雙輻射接線和不完全雙輻射接線,解決主干線路“N-1”故障時,另一條主干線路負荷較重情況,提高供電可靠性。

可對B類地區同桿(塔)架雙輻射線路統籌優化為同桿(塔)架異路由雙輻射接線,進一步提高供電可靠性。

【參考文獻】

[1]顧潔,孟,等.配電網接線模式研究[J].電力自動化設備,2002,22(7).

篇5

關鍵詞:電力工程,工程建設,配電網,改造規劃

1城網改造規劃的內容

城市配電網主要是針配電網加上為其提供電源的輸電線路與變電所,簡稱為城網,配電網包括高壓配電網、中壓配電網、低壓配電網,在配電網規劃中主要是指原有配電網的改造與擴建后興建新的配電網兩個方面。具體的內容有規劃年限的確定、規劃編制、經濟分析以及規劃實施安排。配電網規劃的內容還包括為達到規劃目標而提出的對電源建設的要求,調度通信及自動化方面的措施等。

2編制城網規劃理應注意的問題

2.1編制城網規劃要緊密結合城市建設

城網不但是電力系統的一個重要組成部分,而且還是電力系統所服務的城市建設中的一項重要基礎設施,為此城網建設要與城市建設緊密配合,同步實施,還要與環境協調,與景觀和諧。城網的規劃設計,理應符合《城市電力網規劃設計導則》,以確保城網與城市建設的協調一致。為達到這一要求,第一是要搞好負荷預測,使我們的電網滿足社會(電力市場)的未來需求。第二是規劃的電網布局要符合市政規劃,要把電力規劃納入整個市政規劃。

2.2城網規劃的編制還要符合城市配電的特點

城市配電的特點是:

(1)負荷相對集中,負荷密度較高。城市用電負荷的構成主要是工業、交通、運輸、市政、生活用電。在城區城網規劃中,根據城市發展規劃藍圖,針對各種負荷的要求,作了分別對待。

(2)用戶對用電質量要求較高。

(3)配電網的設計標準較高,在安全與經濟合理平衡下,要求供電有較高的安全可靠性。在進行城網規劃的編制中,最少要同時出臺了一份城網管理制度,要求凡配變單臺或多臺容量超過400 kVA,必須采用高壓開關柜(或環網柜),保護采用定時限保護,直流監控。

(4)配電網接線較復雜,要保證調度上的靈活性,運行上的供電連續性及經濟性。

(5)配電網的自動化較為完善,對電網管理水平的要求較高。城市配網發展和應用技術,逐步引進配電網計算機輔助管理是管理上的發展方向。

(6)對配電設施要求較高。城市配電網的線路和變電所等設施須滿足占地面積小、容量大、安全可靠、維護量小及城市景觀方面的要求,特別在城市中心區使用電力電纜線路。

2.3總體規劃中各階段的關系處理

配電網規劃年限與城鄉地區總體規劃的年限一致,一般有近期(5年)、中期(10年)、遠期(20年)3個階段。高壓配電網與中壓配電網的供電范圍大,負荷中包括各小區低壓負荷的總和,雖然低壓負荷的實際數值可能與預測的數值不同,有增有減,但總的變化不會太大,不會影響遠期規劃的有效性。且因高、中壓配電網的工程量大,建設周期長,前期工作要早做,所以應制定遠 期、中期和近期規劃。低壓配電網受當地負荷變化的直接影響,使其遠期規劃的有效性降低,且低壓配電網的工程較簡單,可在短期內建成,因此制定近期規劃即可。在規劃實施過程中,由于高、中壓配電網中最近2年的工程項目實際已在施工,因此近期規劃一般指從第3年開始的近5年中每年的規劃。對低壓配電網則是從現在開始的近5年中每年的規劃。規劃制定的順序是從遠期規劃開始,然后依次為中期規劃、近期規劃。中、近期規劃中的項目可從遠期規劃中已確定的項目中摘錄出來,這樣可使最終建設的配電網不會與所規劃的配電網偏離太大。因受城市規劃的變動、負荷的變化和技術進步等因素的影響,需作經常性的修正,使最終建設的配電網與原制定的遠期規劃有一定的變動。配電網的規劃,是以遠期規劃指導中期、近期規劃,根據市場的變化修訂和調整遠期規劃。

2.4精打細算,合理利用城改資金

城市配電網的發展和改造的總體計劃。其目的在于以合理的投資增加配電網的供電能力,適應負荷增長的需要和改善配電網的供電質量。因此,如何合理、充分地利用有限的資金,成為城網規劃中需研究分析的一個重要成分。這就需要我們在規劃的編制中搞好經濟分析,需要培養一批既懂電力專業技術又了解經濟管理的人才。

在城網規劃中,為達到某一預期供電目標,可制訂多個供電方案。對參與比較的各個方案都要進行經濟分析,以便選取最佳方案。方案中的一切費用和效益都應考慮時間因素,將不同時期發生的費用和效益折算為現值,使具有可比性。通常參與比較的各方案的條件一般相同,可采用年費用最小法,選取年費用最小的方案作為最小方案。還可采用優化供電可靠性的原則進行方案比較,以取得供電部門和全社會的最大綜合經濟效益為選取最佳方案的標準。

2.5學習采用先進手段,進行城網規劃

目前有些國家的大城市供電部門已采用計算機輔助城市配電網規劃設計,可以通過計算機進行大量的精確計算,并節省了人力和時間。其規劃設計內容包括負荷分塊預測,變電所、配電所定位和數量確定,線路路徑、網絡分析計算,可靠性分析,經濟分析評價等方面。計算機輔助規劃設計的成功應用必須以強大的配電網信息數據庫(包括圖形系統)為基礎。

3展望

從3方面論述城網未來的發展趨勢。

3.1電壓等級簡化,電網結構布局合理

簡化電壓等級,有利于配電網的管理和經濟運行。對于城區來說,將110 kV電壓引入市區,逐步淘減35 kV變電站,采用110 kV/10 kV/380 V/220V等級電壓,將是配網的發展趨勢。

未來的電網結構布局趨于完善合理。電網容量完全能滿足現階段的供電要求,同時又有適應發展的裕度。線路無交錯供電、迂回供電、超長供電等現象。通過采取在負荷點用開閉所集中配電等手段,既能最大限度地滿足供電要求,又能靈活方便地進行調度、檢修。由于供電可靠性大大提高,不再有用戶專線及用戶專設雙電源。

3.2減少柱上電氣設備,美化城市空間

采用地下隧道敷設電纜線路,戶外采用箱式配電所,將會給居住的城市一個寬敞、美麗的空間。這將有待根據經濟情況逐步進行,同時還應發展故障尋址技術。

3.3先進設備、先進技術的引進與應用

設備的技術進步是輸配電技術進步的重要關鍵。新型配電設備的開發,除適應配電網的技術要求外,在經濟上必須合理。為節省運行費用,維修少或不須維修的設備如SF6絕緣的全封閉裝置和真空斷路器等必將在城市配電網中進一步推廣應用。

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【關鍵字】中壓配電網;20kV電壓;研究

引言

10kV配電網在當下的供電現狀中逐漸達不到供電技術的要求,由于電負荷密度的增長,10kV配電網的線損問題越來越嚴重。同時,還出現了一些線路無法負載、線路末端電壓過低等問題。為了解決10kV配電網供電中出現的這些問題,可以考慮使用20kV的中壓配電進行供電的方法來解決。本文對于20kV電壓配電的接線方式、設備情況等等問題進行了研究,探討20kV電壓等級在配電網中所擁有的優勢。

1 我國20kV配電網狀況

在20世紀80年代左右,我國電力有關的研究所方面最早提出了將10kV電壓等級提高到20kV電壓等級的理念,并可以應用到中壓配中。通過實踐證明指出,提高中壓配電網電壓對于城市發展建設有更好的幫助作用。其實,20kV電壓的中壓配電方式早已在許多歐洲以及北美國家得到了使用。20kV電壓等級較之10kV電壓,在供電能力、供電質量、線路耗損方面有著很明顯的優勢。建造20kV電壓的供電設備所花費的資金與10kV電壓供電設備相差無幾,但20kV電價與10kV電價相比就高出了許多,因此,20kV電壓供電所帶來的經濟效益是很高的。改革開放之后,我國許多城市的經濟發展速度明顯增快,對于供電的要求也越來越高,在許多電負荷密集與供電半徑大的地區就需要采取20kV電壓等級進行中壓配電。

2006年,國家電網公司正式頒布了一份有著明確配電電壓規定的《城市電力網規劃設計導則》,20kV電壓等級正式被納入了中壓配電電壓的范圍當中。我國現有實行的20kV中壓配電的地區有很多,其中有以蘇州工業園為代表的電負荷密集供電,還有以本溪南芬區為代表的大半徑供電區。實踐表明,20kV電壓供電的效果較為顯著,帶來了大量的經濟增長。現在有越來越多的城市借助已經實行了20kV中壓配電城市的供電經驗,希望能夠將20kV電壓配電運用到自己城市的配電中來。

2 20kV電壓配電網中性點接地

20kV電壓配電線路的中性點接地方式的選用取決于中壓線路的主架設方式。

一般來說,在純電纜線路中,20kV中性點的接地原則是小電阻接地。如果是由10kV電纜經過升壓改造過來的20kV電纜,其中性點接地方式依舊采用小電阻接地。

如果線路是純架空線路,我們將接地方式的運用方式以10A電容值為分界點,小于10A電容的線路采用不接地方式運行,大于10A小于150A電容的線路采用經消弧線圈接地的方式。

如果線路是電纜架空混合線路,當線路系統大于150A電容時,則在接線方式上依舊采用小電阻接地的原則。

在城市配電網的設計分布中要整齊、統一,以區域作為劃分,達到便于線路區域性管理的需要。20kV電壓中壓配網中性點接地方式也要做到區域性的統一,方便不同變電站之間的工作需要。在使用小電阻接地方式供電的區域中不可與其他接地方式供電的區域互聯,但如果供電區域是不接地方式供電,則可以與經消弧線圈供電的區域進行短時互聯。

3 20kV配電設備要求

因為20kV配電網供電的中性點接地方式有所不同,所以在設備的選取上通常也要考慮到不同的情況。

3.1 電力變壓器

由于電力變壓器的20kV中性點接地方式有些許不同,我們在實際的應用中可能采用的是經消弧線圈接地,也可能是小電阻接地,所以在電力變壓器的繞組中要采取Yn接線的方法,且要用套管引出電力變壓器的中性點。我們對于電力變壓器的中性點有嚴格要求,必須全絕緣。如果其他繞組的接線方式也是Y接線,則在變壓器內必須增加一個D接線的穩定繞組。由于小電阻接地電力變壓器在接地時發生故障的幾率較高,我們必須采用抗短路電流沖擊能力強的電力變壓器設備。

3.2 20kV配電變壓器

20kV配電變壓器的常用類別有兩種,分別是油浸式變壓器和干式變壓器,變壓器繞組的接線組別可以采用Dyn11與Yyn0中的任意一種。配電變壓器的短路抗阻選擇要求隨著類別不同有所變化,油浸式變壓器的短路抗阻要求為5.5%,而干式變壓器的短路抗阻要求則為6%。在戶外變壓器的外絕緣爬電比距設置上要符合變壓器安裝位置的污穢等級要求,地與線之間的空氣凈距要小于225mm。在干式變壓器的局部放電測試中,測試出的放電量結果要小于或等于10pC。

3.3 開關設備的選擇

20kV電壓配電線路的開關設備選擇標準可以參照DL/T593-2006高壓開關設備及其控制設備的標準。開關設備的種類較多,它們所管制的部分也是不同的,主要包括環網柜、斷路器、柱上斷路器等。不同的開關設備其絕緣水平、空氣凈距和爬電距離要求也有所不同。

《城市電力網規劃設計導則》中明確對開關設備的各項指標有所規定,一般的110 /20kV變壓器單臺容量不可大于63MVA,變電站的母線短路水平20kV電壓等級的短路容量限定值為16 kA、20 kA。除特殊情況外,在斷路器開斷短路電流的選擇上,變電所主回路的電流應為25 kA,變電所外的支路選取20 kA、16kA便足夠了。因此,在選擇小電流還是大電流高壓開關柜時,其絕緣水平不能僅僅根據外形尺寸來估計,在訂購設備時對于絕緣水平與絕緣距離的數據獲取一定要精確。

3.4 配電網設備防雷措施

在20kV配電網各部分設備的防雷措施上都有不同的方法措施。對于變壓器的防雷措施,我們是在變壓器的高低兩壓側安裝避雷器進行保護,在變壓器的低壓一側,使其中性點與變壓器金屬外殼相連,再共同與避雷線的接地線接地,此外還可以通過裝置擊穿保險器來對變壓器的低壓中性點進行保護。20kV配電線路的開關設備防雷較為簡單,主要是裝置避雷器。在20kV配電站的防雷措施使用上,主要的方法是使用避雷器進行保護,重點防護配電站的進線、出線以及母線。

4 結束語

隨著現代社會經濟發展對于生產中電力技術的要求越來越高,使用20kV電壓等級的中壓配電網進行供電,對于在生產中采用10kV電壓供電存留的種種問題都有著良好的解決作用,如10kV電壓配電的線路損耗、線路擁擠、供電效率、供電半徑等缺陷。

但在推行20kV電壓中壓配電網配電的過程中也出現了一些不可忽視的技術問題,如在10kV電壓與20kV電壓并行供電運作中如何實施安全保護措施的問題與升壓帶來的10kV電壓設備改造問題等,這也正是20kV電壓等級中壓配電網供電技術的普及過程中面臨的主要阻礙問題。因此,現階段的我們應該著力考慮配電網改造中的技術方面的問題,重點研究中性點接地、繼電保護、設備防雷、10kV與20kV并行等問題,強化電網運行過程中的穩定性與安全性。照目前的形勢來看,20kV電壓等級中壓配電網的發展前景是十分廣闊的,我們應該不斷探究,不斷改革創新,為了社會發展需要而努力。

參考文獻:

[1]許穎.我國城市配電網技術改造淺析[J].電網技術,2008(12).

[2]唐小波.20kV與10kV配電電壓的比較[J].電力設備,2008(9).

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[關鍵詞]農村電網規劃設計現狀及分析

第一部分 農網現狀及分析

1.1農網發展概況

重慶市江津市供電有限責任公司供電區域幅員面積為 2780平方公里,轄2個街道辦事處,1個管委會,22個鄉鎮,供電內總供電戶數為29.85萬戶,計118.14萬人,其中農業人口87.06萬人。

江津電網供電區域分散,除幾江城區外,均為農村負荷,負荷不集中,仍以35千伏電網為主要供電電壓等級,以110千伏變電站作支撐,在短時間內仍無法消除35千伏電壓等級。

1.2農網現狀

1.2.1高壓配電網現狀

截止到2007年底,35千伏及以上線路共計30條457.3935千米,其中110千伏線路7條191.0745千米,35千伏線路23條266.319千米。設備完好率為100%。

公司管轄變電站全部為有人值班變電站,共16座,其中110千伏 變電站4 座,35千伏 變電站12座。管轄變電站主變壓器共 28臺, 32.86萬千伏安。其中:110千伏 7 臺,19.45萬千伏安;35千伏 21 臺,13.41萬千伏安。

1.2.2中壓配電網現狀

截止到2007年底,10千伏配電線路共計93條1942.85千米。其中架空線路1922.80千米(含絕緣線33.59千米),電纜20.05千米;絕緣化率2.76%,電纜化率為1.03%,環網率76.5%。

公用配電變壓器共計1748臺,容量119415 千伏安,其中:柱上城網配變126臺,總容量28995 千伏安;農網配變1622臺,容量90420 千伏安。2007年新增公用變壓器323臺,容量20265千伏安。設備完好率100%。專用配電變壓器共計881臺,容量105050千伏安。

1.2.3低壓配電網現狀

低壓線路總長為12179.15千米,同比增加1668.321千米。其中:裸線8246.85千米、絕緣線3932.30千米,絕緣化率32.29%,同比提高2.44%。

第二部分 農網存在的主要問題

2.1江津110千伏電網以220千伏龍井站作為樞紐變電站,雙寶、白沙、賈嗣、付家為負荷分配中心(賈嗣、付家于2004年投產),110千伏網架接線方式除雙寶站是雙回接線外,其余均是單回放射式接線,未能滿足N-1要求,在故障時只依靠下一級電網轉移部分負荷。

2.2幾江城區供電可靠性低。幾江鎮城區是江津市政治、經濟、文化、商業中心,對供電可靠性和電能質量要求較高,負荷密度大。而幾江銅鑼站為35千伏線路單回供電,與東關村站之間只能由部分10千伏線路互供,負荷高峰時負荷轉移極為困難,已不能滿足負荷增長,必須將銅鑼站升壓或異地新建110千伏變電站。

2.3 35千伏電網接線主要是雙回路的環式接線,35千伏電網之間或35千伏電網與110千伏電網實現環網,供電可靠性有所提高,但經濟運運行、保護配合困難。雖是雙回供電,但在主供回路故障時依靠另一回路供電電壓質量差,隨著負荷增長,將不能全部轉移負荷。

2.4江津幾江城區負荷占全網負荷的35%左右,除幾江城區外的供電區域絕大部分是農村鄉鎮負荷,工業負荷較少,由于農村負荷小,供電區域分散,只能依靠35千伏電網供電,與重慶市公司要求簡化35千伏電壓等級的技術要求相矛盾。

2.5江津供電公司電網小水電電源多,并網小水電73座,總裝機容量接近6.9萬千瓦。發電負荷受天氣、降雨影響,導致購網負荷峰谷差大。降雨多時購網負荷小或向大網送電,而在夏季連晴高溫時卻無水發電,購網負荷增大,增加了主變儲備容量,造成變電站主變利用率低下,經濟運行困難,更難以滿足容載比要求。

第三部分 農網發展規劃

3.1農網規劃指導思想

根據我公司電網特點,我公司電網發展的思路是:以實現兩個根本性轉變為指導,滿足我公司供電區域內經濟和社會發展的需求,建成結構優化、經濟、安全、穩定、確保電能質量、較低電網損耗,供電可靠性、自動化程度較高的完全滿足全社會用電需要并與經濟發展相適應的現代化電力網,為建設一小時經濟圈及實現“314”戰略提供可靠的電力保障,高速、有效的推動江津地方區域性經濟的發展,滿足江津建設成為地主區域性中心大城市的需要。徹底解決江津幾江城區負荷增長過快,電力設施落后的現狀。

3.2農網規劃原則

合理利用能源的原則,充分利用江津電網資源優勢,合理依托江津局電網。要認真研究,科學分析能源分布,合理規劃和布局電網的骨干網架結構。

電網配套發展原則。電力的生產、供應和銷售是相對獨立但又不可分割的統一過程,必須同時加大輸變電設施、調度通信自動化設施等的規劃和建設。

提高經濟效益的原則。對于新建的輸變電工程項目,必須從城市經濟建設的整體利益出發,通過嚴格的科學計算,經濟分析和可行性研究,使電力建設符合客觀規律,充分發揮投資效益,同時提高供電企業的經濟效益。

有利于環境保護的原則,城市高壓配電網的規劃建設要采用新技術、新設備,淘汰可能對環境造成嚴重污染的設備,切實做好環境保護工作。

3.3農網規劃一般要求

按《農村電力網規劃設計導則》、《農村電網建設與改造技術導則》、《國家電網公司系統縣城電網建設與改造技術導則》等規程規范中的規定,根據本地區實際,確定本地區農網規劃應遵循的一般要求。

3.3.1農網規劃應服從于上級電網規劃并以上一級電網規劃作指導;

3.3.2農網規劃應提高電網的供電能力和供電可靠性,滿足運行經濟性和靈活性的要求;

3.3.3農網規劃是在負荷預測、變電容量與供電負荷平衡及相應變電所布點的基礎上擬定網絡方案;

3.3.4處于起步階段的網架,部分項目可考慮提前建設;

3.3.5近期設計與遠景規劃相結合,便于過渡;

3.3.6中低壓配電網是城市重要基礎設施,其規劃與建設工作應納入縣城總體規劃、建設和改造工作中,爭取同步實施,電力先行;

3.3.7重視城區道路建設管線綜合工作,城市道路的新建、改造、拓寬必須預留電力線路的專用走廊;

3.3.8中低壓配電網的改造應與市政工程相結合,與高壓電網的規劃和建設相結合,與業擴報裝工程相結合,與舊配電網的改造工程相結合;

3.3.9中壓配電網應規范化,載流元件配套一致;

3.4農網規劃技術原則

3.4.1.發展方向

滿足電網運N-1安全運行水平。

3.4.2.電壓等級及供電半徑

110千伏線路不超過120公里,66千伏線路不超過80公里,35千伏線路不超過40公里。

城區中低壓配電線路10千伏不超過8公里,380/220伏不超過400米,負荷密集區不超過200米。

農村10千伏不超過15公里,380/220伏不超過500米。

3.4.3.供電可靠性

變電所按兩臺及以上變壓器配置;滿足N-1原則;重要一類負荷有可靠的備用電源(含自備電源),雙電源或多電源用戶,各電源之間有可靠的機械或電氣連鎖,任何情況下不得向電網反送電。

3.4.4.農網接線方式

電源點靠近負荷中心,各級電網有充足的供電能力,下級電網具備支持上級電網的能力,變電所進出線容量配合,整體布局和網絡結構合理。

根據變電站布點、負荷密度和運行管理的需要分區分片供電,供電范圍不交叉。

重要城鎮10千伏主干線路實現環網布置、開環運行的結構,達到用戶供電可靠性要求。

其他配電網絡較長的線路按規定裝設分段、分支開關設備,滿足有郊限制故障范圍、保證供電可靠性要求。

3.4.5.容載比

農網中性點運行方式;針對公司電網結構及運行方式,電網中性點運行方式安排原則為,雙寶、賈嗣、付家、白沙等4個10千伏站,保證一臺主變110千伏側中性點直接接地,35千伏系統采用經消弧線圈接地,在雙寶站35千伏側裝設一臺消弧線圈進行自動補償。

35-110千伏變電所容載比達到1.8-2.5;

農村配電變壓器容載比達到1.5-2.0。

3.4.6.農網無功補償

無功配置符合無功補償原則,無功容量滿足功率因數相關規定。對于220千伏、500千伏電網,宜力求保持各電壓層面的無功功率平衡,盡可能使這些層間的無功功率流動減少,以減少通過降壓變壓器傳輸無功功率時產生的大量消耗;對于110千伏及以下的供電網的無功補償,遵循用戶就地補償是最大的原則,實現無功功率的分區和就地平衡,防止電壓大幅波動。

高壓供電的工業及裝有帶負荷調整電壓設備的用戶,功率因數為0.95以上,其他電力用戶功率因數為0.90以上,躉售和農業用戶功率因數為0.8以上。

3.4.7.降低網損的措施

調整網絡布局,電網升壓改造、簡化電壓等級、合理調整運行電壓,縮短供電半徑、減少迂回供電,換粗導線截面、更換高能耗變壓器,增加無功補償容量等。

3.4.8.電壓調整與電壓損耗分配

建議優化電網無功補償裝置配置;

充分利用無功補償裝置調節能力,做到無功就地平衡;

加強各電壓等級無功分層平衡工作,開展對運行人員無功電壓知識培訓,按照無功補償設備投切原則結合有載調壓變壓器分頭調整,減少無功的級間流動;

在保證安全運行的基礎上,尋求最經濟的運行方式;

提高全網高峰時段電容器投運率,進一步改善高峰時段供電電壓;

3.5農網規劃目標

3.5.1.以市公司新建的龍井220千伏變電站為核心,完善110千伏網絡結構,增加110千伏變電容量,重新劃分各變電站供電區域,滿足供區供電需求;

3.5.2. 完成35千伏變電站布點及電源規劃,提高供電質量,實現雙電源供電。

由于江津廣大農村負荷密度低、用電可靠性要求不高,建設110千伏變電站投資效益不高,同時由于供區內用電大戶相當長的時間內對35千伏電壓負荷有較大需求,江津供區內暫不淘汰35千伏電壓等級,由110千伏變電站35千伏電壓等級為專線用戶及35千伏農村變電站提供電源。

結論:

2008-2015年期間,江津供電公司電網需新建及升壓改造110千伏變電站3座,新增110千伏變電容量19.45萬千伏安,新建110千伏線路151.36公里。新建及改建35千伏變電站11座,新增35千伏變電容量6.42萬千伏安,新建35千伏線路47公里及配電網絡改造。

在2008年至2015年間江津電網通過對以上規劃項目的逐步實施,將極大地改善我公司電網結構不合理的現狀,提高供電的可靠性,降低電能損耗,保證供區內各行各業的用電需求,促進電力增供擴銷。通過電網建設改造,將產生以下積極效果:使負荷供應能力能滿足地方經濟發展的需要,確保了城市建設開發和工業園區建設的用電;擴大了直供區域,拓展了電力市場;完善了電網結構,提高了供電可靠性、電壓合格率,降低了電能損耗,實現經濟運行。

[參考資料]

最新10Kv及以下供配電線路、供配電裝置設計與安裝圖集 當代中國音像出版社2004

電力工程高壓送電線路設計手冊(第二版) 北京中國電力出版社 2002

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關鍵詞:配電網 規劃方案 全壽命周期管理 方案比選

Abstract:In order to fully evaluate the economy and reliability of power grid planning schemes, introduce the concept of the life cycle management in power grid planning cost. Improve the economy selection process of power grid planning schemes, and achieve good results. On the basis of the life cycle management theory, this paper analyzes the characteristics of life cycle management of the power grid assets, compare different scenarios by calculating the full life-cycle cost of typical areas afterwards. The results showed that the full life-cycle management can save significant cost for the enterprise and improve economic benefits significantly.

Key words:power grid; planning schemes; life cycle management; selection process.

一、引言

為保證電網安全、穩定、經濟運行,電網規劃的關鍵環節是電網公司長期發展目標與電網建設必須相銜接。近年來,在科學領導技術的前提下,電網公司已經開始全面引入電力資產全壽命周期管理[[1-3]](Life Cycle Asset Management,簡稱LCAM)理念和方法。

全壽命周期管理是實現系統優化的一種科學方法。資產的規劃設計、采購、建設、運行、檢修、技改、報廢的全過程都離不開周期管理和系統研究。這就要求建立在全壽命周期范圍內的成本模型和效益模型,定

量計算方案的投資運行維護成本、增加供電量效益、可靠性效益和節能降損效益。

傳統的資產管理模式,強調階段的劃分和有序性,對各部門的工作分配不同,也難以統一一個總體目標和想法。國家電網公司從2008年就已經對開展資產全壽命周期管理工作進行了積極研究和探索,并取得了一定成果。管理技術總體方案實現模式及技術方式,使企業管資產、管人、管事相結合,責、權、利相結合,技術、經濟、管理相結合,企業資產管理技術、現代企業制度建立、企業文化相結合。

對設備全壽命周期的成本跟蹤和全過程質量監控,優化相應配電網規劃方案,正確處理好電網資產安全、壽命、周期,是提高電網資產運營效益和全壽命周期水平,確保電網的安全穩定運行和可靠供電的必要措施。

二、配電網規劃方案的LCC實用計算模型

(一)初始投入成本CI

CI=配電網規劃方案新建設備的數量×設備綜合建設單價

設備綜合建設單價包括設備購置費、建筑安裝工程費、其他費用折舊損失等。

(二)考慮資金時間價值的初始成本

三、典型地區―四平社區規劃方案的比選分析

(一)典型地區概況

本次選取市區四平社區作為10kV電網規劃的典型地區。四平社區位于內環線內楊浦區的中部,屬于A+類地區。四平社區位于中央分區楊浦中次分區內,包括四平路街道的全部以及控江路街道的部分,由黃興路―控江路―大連西路―密云路―中山北二路所圍合的區域,總用地面積348.4公頃。

四平社區功能以商辦、教育科研、居住為主。四平社區以四平路、江浦路為界劃分成為3個編制單元:四平路西側為編制單元C090301,總用地面積115.2公頃;四平路東側、江浦路西側為編制單元C090302,總用地面積158.4公頃;江浦路東側為編制單元C090303,總用地面積74.8公頃。

(二)2013年-2020年10kV配電網規劃方案

四平社區內目前有3座高壓配電變電站,分別為110kV鞍山站、35kV彰武站和35kV赤峰站。110kV鞍山站的供電范圍主要為四平社區東部地區,35kV彰武站的供電范圍主要為四平社區中部地區,35kV赤峰站的供電范圍主要為四平社區西部地區。

四平社區10kV配電網以電纜為主,架空為輔。架空網普遍采用多分段多聯絡的接線模式;以K型站作為分配電源,通過P型站和WX型站作為環網點。區內的部分架空線路在跨越主要道路時采用了電纜。

由于四平社區架空網已成熟,并且架空網不再新接入負荷,因而2015年架空網無變化。對于10kV電纜網,接線模式已標準化,現狀無重載和不滿足“N-1”的線路,因而電纜網規劃的重點不在于薄弱環節的改造,而是對電網結構的優化,優化的關鍵是加強變電站之間的負荷轉移能力,從而提高供電可靠性。

規劃方案一:通過K型站(開關站)進線的割接,將現狀電源來自同一變電站不同母線的6座K型站(開關站),改接為電源來自不同變電站,改接過程中盡量利用現有電源線路和通道,新建10kV電纜0.9km,占有已有通道0.3km。

規劃方案二:K型站之間新建電纜線路,建立K型站(開關站)之間的聯絡,進而建立變電站之間的聯絡,需新建10kV電纜1.6km,增加10kVK型站(開關站)出線開關12個,新建電纜排管1.6km

(三)10kV配電網規劃方案全壽命成本計算

1、初始投入成本CI

初始投入成本按規劃方案設備投資計算,具體如表3-1所示。

2、考慮資金時間價值的初始成本

經計算,方案一年運行費用為15.6萬元,方案二年運行費用為31.9萬元。

4、故障成本CF

5、規劃方案年費用成本計算結果

按上述計算結果,可得到規劃方案年費用總成本,具體見下表所示。

(四)方案比選

經過潮流、可靠性計算、經濟技術分析后,典型地區兩個10kV配電網規劃方案在技術上均滿足《配電網規劃設計技術導則》(Q/GDW738-2012)中2013―2020年的目標,在提高變電站負荷轉移能力上的效果一致,但在經濟性上,方案一年費用成本僅為方案二的三分之一,因而確定本次規劃方案一為2013―2020年市區典型地區10kV配電網的推薦方案。

四、結束語

全壽命周期管理涵蓋了工程從立項到報廢的全部過程,從長期運行角度來看,方案的初始資、運行與維護成本對降損節能收益具大影響.因此不但要考慮工程的初始投資,更要考慮在工程整個壽命周期內的運行、維護、更新、直至報廢過程需要的成本。在確保設計質量的前提下,實現工程全壽命周期成本相對最小化,同時實現工程建設最優經濟效能和最大社會效益。

參考文獻:

[1]張道國,耿慶申,王寧寧.電網建設全過程造價變動的原因及控制措施[J].能源技術經濟,2011.23(10):34-41

[2]黃良保,馬澤良,張建平,柳璐,程浩忠,屈剛.考慮LCC管理的電網規劃方案評價研究[J].華東電力.2009.37(5):0691-0694

[3]葛維平.電網建設項目應用全壽命周期成本控制分析[J].電力建設.2009.30(7):92-94

篇9

關鍵詞:開發小區;配電網規劃 負荷密度

Abstract: in recent years, our country people's standard of living rises ceaselessly, residential construction growth, with China's housing reform and, there appear a large number sections of residential district. This paper expounds the determination of the transformer substation, load index the location of the capacity, switching power supply mode setting principles, the choice of several aspects such as the problems to be pay attention to and the processing method, the residential area distribution network to satisfy the increasing electricity demand.

Key words: development district; Load density distribution network planning

中圖分類號:U665.12文獻標識碼:A 文章編號:

1開發小區10 kV配電網規劃

1.1明確小區規劃的總體原則與目標小區配電網規劃要遵循《城市電力網規劃設計導則》。小區配電網應適應本地區電網的發展,即中壓配電網的規劃要與高壓配電網和低壓配電網的發展相協調。小區配電網規劃同城市電網規劃一樣也需在滿足供電可靠性、電能質量等技術要求的前提下,使運行與投資費用達到最小。

1.2數據調查

小區中壓配電網規劃存在一定的不確定性因素,詳細的用地和建筑密度控制規劃資料可在一定程度上解決不確定性因素的影響。因此,為進行詳細規劃,應收集規劃區規劃的詳細說明書、電子配套圖紙、詳細的電子地圖以及各類建筑負荷指標參考資料、變電站及電纜的造價等。

1.3小區劃分

根據小區的不同類型,其用地通常劃分為純工業區、純商貿區、普通居民住宅區、高檔居民住宅區、工住區、商住區、倉儲區、機關區、學校區、綠地、公園等,規劃人員可以對每一種用地性質的小區塊單獨分析。

1.4負荷預測

一般采用比較實用的負荷分布預測方法———功能小區負荷密度指標法。該方法根據國內外同等城市相應小區在主要歷史階段的分類負荷密度進行測算,分別測算出各個不同用地性質小區塊的負荷,匯總成該小區的總負荷。

式中:L——,小區總負荷;

li———不同性質用地區塊的負荷密度;

Si———小區塊的面積(負荷密度如是單位建筑面積負荷密度,則為建筑面積;負荷密度如是占地負荷密度,則為占地面積);

T———同時率(調查日負荷曲線得來,一般取為0.7)。

1.5變電站選址定容

在城鎮小區10 kV中壓配電網規劃中,既要考慮中壓10 kV配電變電站(變壓器)位置與容量選擇,又要考慮35 kV或110 kV高壓配電變電站選址定容。

根據規劃區的負荷分布預測結果,采用分區分片的方法,首先確定各10 kV配電變電站的容量和位置,然后利用規劃軟件的優化計算,確定35 kV或110kV高壓配電變電站的容量和位置以及高壓配電變電站的供電范圍,可根據需要形成2~3個較優秀的變電站選址方案。其中,既要考慮供電的經濟性,又要考慮供電半徑的限制。

1.610 kV中壓配電網規劃

根據35 kV變電站的供電范圍的計算結果,將10 kV配電網按供電范圍分區,對10 kV配電網絡分區進行規劃,形成2~3個優秀的配電網規劃方案。規劃中要重點考慮選擇適合地區特點的10 kV網架結構,采用不同的供電模式來實現有關可靠性和電能質量的具體要求,必要時要校驗某一高壓變電站全停時負荷的滿足程度,從而適當考慮不同高壓變電站之間10 kV聯絡線的設置。

1.7規劃方案的綜合比較

對變電站選址方案和10 kV配電網規劃方案進行綜合比較,找出一個在經濟性、可靠性、環境適宜性、可行性、可接受性等方面綜合最優的方案作為規劃的最終方案。

2應注意的問題及解決方法

2.1小區負荷指標的確定

從式(1)可以看出,獲得小區塊負荷或小區總負荷的關鍵是確定不同性質用地的負荷密度。該負荷密度的確定一方面需通過調查國內外類似功能小區的負荷情況獲得,另一方面,要結合小區的實際經濟發展狀況,以發展的眼光分析小區飽和負荷密度。

2.1.1工業用地的負荷密度指標

負荷密度指標的確定,一方面要通過調查國內外類似功能小區的負荷情況得來,另一方面,要結合小區的實際經濟發展狀況,以發展的眼光分析小區飽和負荷密度。

2.1.2居住用地的負荷指標

在居住用地的負荷分布預測時,要特別注意適當選取負荷指標和最大負荷同時系數。首先,詳細分析該小區居民的生活水平及其發展情況,從該區居民的生活水平出發,具體分析每戶居民的電器用電情況(如照明用電、空調用電等等),結合該區居民的建筑面積,即可確定該小區居民的負荷密度。在實際規劃中也可以采用高低兩種方案來進行預測,高方案即對負荷密度估計較高的方案;低方案即對負荷密度估計較低的方案。應用這種負荷指標確定的方法,小區負荷預測的精度大大提高。

2.2變電站選址定容問題

中壓配電變電站選址原則除了遵循《城市電力網規劃設計導則》以及各地的城市電網規劃規范外,更要考慮小區自身特點。如負荷密度不高的居民區,宜采用小容量配電變壓器;反之,對于負荷密度較高的商業區,則容量大于800 kVA的配電變電站優勢更大。

中壓變壓器的發展趨勢是占地少、可靠性高、小型化、少維修、耐燃或不燃、自動化和標準化的設施。

為了增加統一性,便于管理,小容量多布點的中壓變壓器選擇已成為發展趨勢:①采用小容量變壓器可以有效地縮短低壓線路的長度,從而大大減少由此造成的損耗,比大容量變壓器運行更經濟。②小容量變壓器電壓水平好,低壓線路的可靠性高,發生故障后影響的供電范圍較小。③市場經濟條件下,從客戶的角度出發。

在高壓配電變電站選址過程中,應注意以下幾個問題:①由于負荷預測存在不確定性,因此高壓配電變電站選址和容量的選擇應能滿足負荷的不確定性變化需求,也就是說要求規劃方案應能夠適應不同的負荷增長水平。②站址應盡量靠近負荷中心,以不破壞環境為宜,站址的確定要經過有關市政規劃部門的同意后方可繼續進行配電網規劃。③站址的選擇應考慮小區周邊的環境情況以及上一級電源的情況,使之與周邊環境相協調、與高壓配電網相協調。

2.3開關站選擇

傳統城市電網規劃選擇設置開關站時,必須考慮以下原則:①靠近負荷中心;②便于維護管理;③有利于減少配電電纜長度和敷設方便,節約投資;④留有發展余地;⑤接線力求簡化。解決高壓配電變電站出線開關柜緊張、線路出線走廊不足以及增加網絡接線的靈活性是設立開關站的最主要原因。

2.4網絡接線模式選擇

在進行開發小區配電網絡規劃時,首先要進行要接線模式的研究,根據開發小區的具體情況選擇合適的網絡結構。選擇接線模式時需考慮供電可靠、操作安全、有利于配電自動化、運行靈活、基建投資省、運行費用低、留有發展余地等基本要求,特別應考慮網絡的可靠性、運行靈活性與投資經濟性之間的平衡。

2.5小區配電網規劃中的作用

小區中壓配電網規劃方案除了要滿足供電的安全性與可靠性、運行及投資的經濟性以及電力供需平衡等要求外,還要與市政規劃、環境美化、通信等部門相協調,滿足城鎮整體發展的需要。

3結束語

篇10

關鍵詞:分布式電源;配電網分析;結構;功能;關鍵技術

中圖分類號:TM71 文獻標識碼:A

隨著電力政策的實施,分布式電源作為一種新興的發電模式逐步被廣泛關注,各地也先后建設了分布式電源接入配網工程。由于分布式電源的建設運行會對配電網系統電壓分布、電壓閃變、直流分量、保護等方面產生不利影響,同一規模的分布式電源接入配網位置的不同,對電網產生的影響也不同,因此亟需一套含分布式電源的配電網分析系統軟件,提供包括潮流計算、短路計算、機電暫態仿真以及電磁暫態仿真等一系列實用化功能,對分布式電源接入配電網后的電網情況進行定量分析,得出分布式電源接入配電網后對電網的影響,進而分析接入方案的技術合理性。

1含分布式電源的配電網分析系統的結構和功能

1.1系統定義。含分布式電源的配電網分析系統包含傳統電力系統常用的設備模型與參數庫,并支持各類分布式電源模型,在此基礎上,系統可對有源配電網進行供電質量、可靠性、運行安全、供電能力等多種計算,并可給出詳細深入的綜合分析結果。客戶依據本系統全面評估配電網,及時發現電網薄弱環節。

1.2系統結構。含分布式電源的配電網分析系統的架構采用了先進的插件式設計,通過在基礎平臺上加載不同的模塊插件來擴充軟件的功能。系統通過模塊的組合形成電網分析的功能體系。各個模塊可獨立工作,互不影響,能夠方便用戶在業務擴展后的功能添加,不需重新購買整套軟件,節約成本開支。同時,產品的各個功能模塊還可以嵌入到客戶已有的系統中,解決了多個系統間數據流轉的問題。

1.3系統功能。含分布式電源的配電網分析系統包括基礎支撐平臺、輔助規劃設計模塊、工程管理模塊、分析計算模塊、評估模塊、結果展示模塊六大模塊,具體功能劃分如圖1所示。

(1)基礎支撐平臺包括圖形平臺管理、基礎數據管理、算法平臺及展示平臺。

(2)輔助規劃設計模塊主要包括模型設計和分布式電源接入系統方案設計相關功能。

(3)工程管理模塊主要包括新建/打開工程、關閉工程、導出工程等。

(4)分析計算模塊主要包括潮流計算、短路計算、可靠性分析、網絡接納能力等多種計算。

(5)結果展示模塊主要包括報表展示、可視化圖標展示等多種展示形式。

2關鍵技術研究

2.1先進實用的模型與算法

2.1.1清晰明確的網絡拓撲機制。配電網絡的規模大、設備多、網絡復雜,即使是中等規模的供電分公司,也會管轄數百條線路,每條線路上設備數量少則過百,多則逾千。

通過對電網的研究和認真分析,我們采用了一套新的拓撲機制,在程序啟動初期將數據庫中的數據讀到系統內存當中,然后找到系統網絡中的所有開關向其兩邊搜索,得到元件間的連接關系。當所有開關搜索完畢后,網絡模型即建立完成。此時,所有有電流經過的線路都知道自身的高壓端點和低壓端點,當有開關執行斷開或閉合操作時,都向開關的低壓端方向分析電流流向,遇到斷開的開關為止。這樣,在網絡拓撲完成的同時,系統內部保留了網絡設備參數信息、網絡設備拓撲信息、網絡功率流向信息等,有效的保證了系統的運行性能。

2.1.2專業準確的算法理論。系統基于多年分布式電源接入經驗開發完成,為用戶提供涵蓋220kV~0.4kV電網運行安全性、供電質量、可靠性等多方面分布式電源接入的數據分析,給出詳細、全面、深入的綜合計算評估結果,為接入方案的制定提供支撐,輔助用戶快速選擇最優的分布式電源接入方案。

2.2快速的電網搭建方法

為使用戶快速完成電網算例的搭建,系統提供了豐富的元件模型庫,并為復雜的非線性模型建模提供了多種形式的自定義接口,支持通過元件自定義進行模型的自主搭建,產品提供了信號發生器、傳遞函數、運算環節等多類控制元件模型,并根據現有研究成果提供已搭建完成的分布式電源設備模型,進一步提高電網算例的搭建效率。

2.3豐富的結果展示形式

圍繞用戶的關注點在傳統報表展現形式的基礎上添加了多種新的展現形式,如餅狀圖、折線圖、雷達圖等,同時配合結果主題圖展現,能夠直觀的反應電網的計算分析結果,方便用戶查看電網中存在的問題。針對時序潮流等算法結果,系統還提供了時序結果展示,能夠清晰的反應出電網的運行狀態。

結語

《含分布式電源的配電網分析系統》是適應于供電企業配電網工作的實際需求而設計研發的。根據用戶的實際工作需要,系統提供了多種電氣計算,涵蓋了供電能力、運行安全性、供電質量、可靠性及設備運行維護水平等多方面的電網分析功能,針對分布式電源接入業務的增加,形成了配電網分析體系。并給出詳細、全面、深入的綜合計算評估結果,同時提供評估指標自定義,使電網的評估更具有針對性,保證了分析工作的開展,為指導電網建設提供科學依據。

參考文獻

[1]歐陽為民,劉浩.一種自適應樹形結構顯示算法[J].小型微型計算機系統,1998,19(01):72-76.