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公司新聞

10kV中壓配電網(wǎng)評估及目標(biāo)網(wǎng)架建設(shè)初探

      摘要:介紹了基于PMS的中壓配電網(wǎng)評估體系,對中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步探索,并分析了架空網(wǎng)絡(luò)及電纜網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設(shè)中的幾個(gè)關(guān)鍵問題。
  
  關(guān)鍵詞:配電網(wǎng);評估體系;目標(biāo)網(wǎng)架;環(huán)網(wǎng);K型站
  
  1 引言
  
  隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活的不斷提高,社會(huì)對電力需求逐年增長,對供電質(zhì)量和供電可靠性要求越來越高,其中10kV中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架的建設(shè)更是支接關(guān)系到用戶的供電質(zhì)量及可靠性水平,意義重大。
  
  20年來,上海市電力公司市南供電公司從以農(nóng)村電網(wǎng)為主發(fā)展成包括大量工業(yè)區(qū)、開發(fā)區(qū)、住宅區(qū)、文化區(qū)的混合電網(wǎng),城市電網(wǎng)含量越來越高。在多年中壓配電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,初步總結(jié)了關(guān)于中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架建設(shè)的相關(guān)原則及指標(biāo),并開發(fā)了實(shí)用的中壓配電網(wǎng)評估系統(tǒng)。本文在此基礎(chǔ)上對評估體系及評估系統(tǒng)作相關(guān)總結(jié),并對中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架建設(shè)的相關(guān)問題作初步探索。
  
  2 10kV中壓配電網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的主要問題
  
  近年來,國家投入了大量資金對城市電網(wǎng)及農(nóng)村電網(wǎng)進(jìn)行改造,取得了階段性的成果,但由于電源不足等先天問題,配電網(wǎng)網(wǎng)架的優(yōu)化規(guī)劃一直是供電部門棘手的現(xiàn)實(shí)問題。隨著近郊城市化程度的迅速提高,對配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)提出了較高要求,中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理的矛盾日益突出,主要表現(xiàn)為:(1)現(xiàn)有配電網(wǎng)10kV線路以輻射供電為主,負(fù)載率過高,分段不合理,聯(lián)絡(luò)數(shù)過少,無法滿足N-1準(zhǔn)則;(2)現(xiàn)有配電網(wǎng)變電站電源點(diǎn)過少,10kV出線倉位過少,小容量中壓用戶占用變電站10kV倉位過多,導(dǎo)致變電站10kV倉位利用效率低下;(3)網(wǎng)架不合理,線路長、用戶多,10kV線路供電半徑過大等。
  
  3基于PMS的中壓配電網(wǎng)評估體系
  
  3.1評估系統(tǒng)的構(gòu)建

  
  上海市電力公司經(jīng)過了過去一、二十年的信息化建設(shè)過程,已經(jīng)形成了大量的信息系統(tǒng),如電力營銷系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)PMS等,特別是PMS系統(tǒng)的建成,真正實(shí)現(xiàn)了基于GIS系統(tǒng)的輸配電管理,并使基于PMS系統(tǒng)的中壓配電網(wǎng)評估成為可能。
  
  本文所述中壓配電網(wǎng)評估系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1所示,評估系統(tǒng)從PMS、SCADA、CIS系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù),并經(jīng)過匹配及分類存儲(chǔ),供評估系統(tǒng)調(diào)用。圖1中DSADA系統(tǒng)目前正在逐步投運(yùn)中,其全部建成將使得各級壓配電站數(shù)據(jù)監(jiān)控成為可能。

    
  圖1中壓配網(wǎng)評估系統(tǒng)總體架構(gòu)
  
  圖2評估系統(tǒng)處理流程
  
  3.2評估指標(biāo)分析
  
  根據(jù)表1所示指標(biāo),對配電網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行梳理,列出現(xiàn)狀指標(biāo),并根據(jù)不同地區(qū)的特點(diǎn)制定相應(yīng)的目標(biāo)值。
  
  對于架空網(wǎng)絡(luò),主要分析架空線分段/聯(lián)絡(luò)數(shù)、架空線分段容量情況、供電半徑、負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力等。對于電纜網(wǎng)絡(luò),主要分析負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力、倉位利用率等,根據(jù)用戶申請容量大小,制定相適應(yīng)的供電方案。
  
  表1配網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架相關(guān)指標(biāo)
  
  4中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)初探
  
  4.1“以電源點(diǎn)為中心,分布配置K型站”的原則

  
  對于正處在快速發(fā)展期的配電網(wǎng)絡(luò),由于現(xiàn)有電源點(diǎn)布點(diǎn)缺乏,10kV出線倉位過少,小容量中壓用戶占用變電站10kV倉位過多,導(dǎo)致變電站10kV倉位利用率低下。
  
  考慮到10kVK型站接線方式清晰、靈活,其出線帶繼電保護(hù),且10kV母線帶自切,故障點(diǎn)判斷容易,可較快實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移,具備較強(qiáng)的負(fù)荷釋放能力,故在優(yōu)化10kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的過程中,應(yīng)該堅(jiān)持“以電源點(diǎn)為中心,分布配置K型站”的原則.
  
  4.2配電網(wǎng)“分層分區(qū)、適度交錯(cuò)”的原則
  
  長期以來,10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架一直存在著錯(cuò)綜復(fù)雜、參差不齊的混沌狀態(tài),這給配電網(wǎng)的運(yùn)行帶來很大的隱患,其主要原因是地區(qū)發(fā)展不平衡,配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)沒有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)劃原則。在配網(wǎng)規(guī)劃中,應(yīng)該按照“分層分區(qū)、適度交錯(cuò)”的原則,理順配電網(wǎng)層次結(jié)構(gòu),明確區(qū)塊性質(zhì),做到結(jié)構(gòu)合理,避免不同性質(zhì)的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)無序交錯(cuò)。
  


  圖3、圖4中,K型站直開關(guān)站,P型站至配電站(下同)。圖3中,將配電網(wǎng)分為2個(gè)層次:層次一由10kV專線、P型站(開環(huán)點(diǎn)前)、K型站及架空線主干線組成;層次二由P型站(開環(huán)點(diǎn)后)、K型站至P型站及10kV用戶、架空線支線及桿變等組成。按此結(jié)構(gòu)區(qū)分,層次比較清晰,結(jié)構(gòu)較為明確。
  
  圖4將配電網(wǎng)絡(luò)按區(qū)域性質(zhì)分為“電纜網(wǎng)絡(luò)”及“架空網(wǎng)絡(luò)”,在具體規(guī)劃工作中,應(yīng)注意電纜網(wǎng)絡(luò)及架空網(wǎng)絡(luò)的適度交錯(cuò),以“簡單易行、利于運(yùn)行”為原則,避免過度復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

4.3配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
  
  目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)按照“分層分區(qū)”的思想,形成層次清晰、簡潔明確的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。對于架空網(wǎng)絡(luò),根據(jù)架空網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段,采取圖3的各種方案改造,確保調(diào)度運(yùn)行靈活,負(fù)荷轉(zhuǎn)移方便。
  
  對于電纜網(wǎng)絡(luò),可參考圖5的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),在具體發(fā)展過程中,必須做好配電網(wǎng)發(fā)展的過渡方案,尤其對于環(huán)網(wǎng)接線,應(yīng)有近期及遠(yuǎn)期的相應(yīng)方案,對于規(guī)劃方向不甚明確、環(huán)網(wǎng)成環(huán)可能性較小的地塊,不宜采用環(huán)網(wǎng)接線。
  
  在電纜網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)中,K型站起著“節(jié)點(diǎn)”的作用,在實(shí)際建設(shè)過程中,宜引導(dǎo)用戶集中建設(shè),并以K型站方式為主體,避免日后大規(guī)模改造。K型站規(guī)劃容量不宜超過12000kVA,K型站單條出線負(fù)荷控制在4000kVA及以下,P型站則接2000kVA及以下大用戶。
  
  5幾個(gè)關(guān)鍵問題的探討
  
  5.110kV架空線分期建設(shè)方案

  
  10kV架空線宜采用多分段三聯(lián)絡(luò)的連接方式,達(dá)到“手拉手”和“N-1”原則。在架空網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完善過程中,須注意分段建設(shè)及過渡方案的考慮。(1)在初期負(fù)荷較輕的情況下,可采用“一分段一聯(lián)絡(luò)”方式,每回線路負(fù)載率宜不大于50%;(2)當(dāng)線路負(fù)載率達(dá)到67%左右,考慮采用“二分段二聯(lián)絡(luò)”方式;(3)*終負(fù)載率以75%為宜,采用“多分段三聯(lián)絡(luò)”方式。以上不同方式應(yīng)該是循序漸進(jìn)、逐步優(yōu)化的過程,并根據(jù)附近電源點(diǎn)的情況因地制宜、適度發(fā)展。
  
  5.2環(huán)網(wǎng)的過渡方案
  
  對于環(huán)網(wǎng)接線方式,應(yīng)避免主回路電纜迂回,且主回路的環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)不宜過多,力求縮短主回路成環(huán)的建設(shè)周期。
  
  考慮到地區(qū)發(fā)展的階段性,環(huán)網(wǎng)接線模式應(yīng)考慮過渡方案。在初期,考慮采用單環(huán)網(wǎng)接線模式,兩條線路負(fù)載率不超過50%;隨著地區(qū)發(fā)展,可考慮形成多分段兩聯(lián)絡(luò),每條線路負(fù)載率不超過67%,提高線路利用率;隨著負(fù)荷進(jìn)一步發(fā)展,可考慮建設(shè)**環(huán),采用雙環(huán)網(wǎng)接線。


5.3K型站配置的數(shù)量
  
  變電站建設(shè)與K型站設(shè)置的關(guān)系與K型站所供負(fù)荷、變電站主變?nèi)萘俊⒆冸娬镜墓╇娔芰?、直供用戶和K型站所供負(fù)荷在變電站所供總負(fù)荷中的比例有關(guān)。
  
  在遠(yuǎn)期配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí),變電站主變?nèi)萘繛?0MVA,平均每段母線可配置1~2座K型站;變電站主變?nèi)萘繛?1.5MVA,平均每段母線可配置2~3座K型站;變電站主變?nèi)萘繛?0MVA,平均每段母線可配置3~4座K型站。具體需視地區(qū)具體情況而定。
  
  5.4K型站進(jìn)出線的控制
  
  在電網(wǎng)建設(shè)的初期,電源不足是電網(wǎng)建設(shè)的主要矛盾。此時(shí),可在地區(qū)內(nèi)設(shè)置K型站,延伸10kV母線,增加10kV倉位,利用K型站取得的較好負(fù)荷釋放能力。當(dāng)負(fù)荷發(fā)展一定程度后,考慮改接K型站的進(jìn)線電源,并盡量實(shí)現(xiàn)K型站電源來自2個(gè)不同的變電站,形成一定的負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力,以提高現(xiàn)狀變電站的供電能力。
  
  一般而言,建議K型站所供*大容量控制在12000KVA以下。K型站出線若采用輻射接線模式,10kV出線數(shù)量可控制在6~12回;若采用環(huán)網(wǎng)接線模式,可控制在4~6回。在實(shí)際操作中,需視地區(qū)內(nèi)用戶、P型站或箱變的數(shù)量和容量的具體情況,靈活確定K型站10kV出線數(shù)量。
  
  6總結(jié)及展望
  
  10kV目標(biāo)網(wǎng)架的建設(shè)不可能一蹴而就,但必須制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、建立相應(yīng)的原則。在相關(guān)原則及標(biāo)準(zhǔn)的指引下,對配電網(wǎng)的相關(guān)指標(biāo)做階段性分析及評價(jià),找出配電網(wǎng)存在的不足,并明確下一步改造及發(fā)展的目標(biāo)。
  
  實(shí)際上,由于配電網(wǎng)設(shè)備繁多,接線隨意性較強(qiáng),長期以來,一直沒有相關(guān)的目標(biāo)原則。本文提出的關(guān)于配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架建設(shè)的一些想法,供參考及探討。
 

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