關(guān)于城市中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃工作探討

文華龍

摘要：目前,中低壓配電網(wǎng)供電的突出問題是:結(jié)構(gòu)普遍比較混亂導(dǎo)致的可靠性低,電能質(zhì)量差,停電時(shí)間長(zhǎng)。根本的原因是配網(wǎng)改造與建設(shè)長(zhǎng)期缺乏規(guī)劃指導(dǎo)。本文結(jié)合作者深圳供電局的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)分析中低壓配電網(wǎng)的現(xiàn)狀及規(guī)劃中幾個(gè)較大問題，并提出解決措施。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；規(guī)劃；負(fù)荷預(yù)測(cè)；負(fù)荷預(yù)測(cè)

近年來，隨著深圳市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市建設(shè)的步伐明顯加快，居民生活對(duì)電力的需求越來越大，用電負(fù)荷也快速增長(zhǎng)，要求也越來越高。持續(xù)、穩(wěn)定、高效的電能供應(yīng)是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的有力保障，而目前薄弱的配網(wǎng)環(huán)節(jié)將會(huì)嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)建設(shè)及電力發(fā)展，因此，為適應(yīng)我市建設(shè)發(fā)展的需要，保證城市電網(wǎng)投資的有效性和城網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展的可能性，近年來，深圳供電局成立規(guī)劃小組負(fù)責(zé)深圳市城市配電網(wǎng)規(guī)劃編制及滾動(dòng)修改。本文主要根據(jù)深圳供電局的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，分析中低壓配電網(wǎng)的現(xiàn)狀及規(guī)劃中幾個(gè)較大問題，并提出解決措施。

中、低壓配電網(wǎng)現(xiàn)狀分析

中低壓配電網(wǎng)是未來電網(wǎng)網(wǎng)架發(fā)展的基礎(chǔ)有必要對(duì)配電網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)分析找出其存在的問題包括電源方面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面以及設(shè)備水平等。至2008年底深圳龍崗區(qū)共有220kv變電站1座，220kv變電站5座，10kv線路130回，總長(zhǎng)度1150km，配電總?cè)萘繛?03668MVA，對(duì)深圳龍崗區(qū)中、低壓網(wǎng)的配電網(wǎng)設(shè)備水平、運(yùn)行情況、電網(wǎng)結(jié)果以及電網(wǎng)電壓質(zhì)量、供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析所得結(jié)果表明龍崗區(qū)中壓配電網(wǎng)運(yùn)行情況相對(duì)良好，但是也存在一些問題。

中、低壓配電網(wǎng)存在問題及解決措施

龍崗區(qū)中、低壓配電網(wǎng)存在問題有：電源點(diǎn)明顯偏少，重載運(yùn)行情況嚴(yán)重；變電站10kv出線間隔利用不充分，在存在較多重載線路的情況下，變電站仍有較多剩余出線間隔。線路存在以下主要問題：

1）線路主干截面規(guī)格較多，部分線路主干截面不符合《導(dǎo)則》要求；部分線路的出口電纜與主干截面配合不合理，存在卡脖子現(xiàn)象，建議在今后的線路建設(shè)中，對(duì)主干截面偏小、卡脖子的出口位置進(jìn)行更換；

2）所有103回線路均為單輻射接線，不滿足“N-1”運(yùn)行要求，10kv網(wǎng)架結(jié)構(gòu)單薄嚴(yán)重影響變電站之間10kv負(fù)荷轉(zhuǎn)移，建議增加10kv線路之間的聯(lián)絡(luò)能力，優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高供電可靠性；

3）存在一定數(shù)量的負(fù)載較重或裝接配變?nèi)萘科叩木€路，建議對(duì)這類線路進(jìn)行分路改造，新增線路或者轉(zhuǎn)移線路部分負(fù)荷。

相應(yīng)解決措施：根據(jù)市政規(guī)劃建設(shè)以及電網(wǎng)建設(shè)情況，緊急補(bǔ)充區(qū)內(nèi)的電源點(diǎn)，緩解現(xiàn)狀變電站的負(fù)荷壓力；隨著今后城市電網(wǎng)建設(shè)改造，增加10kv線路之間的聯(lián)絡(luò)能力，加強(qiáng)變電站站間互聯(lián)的能力，提高10kv網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的堅(jiān)強(qiáng)性。

三、負(fù)荷預(yù)測(cè)

負(fù)荷預(yù)測(cè)是城市電網(wǎng)規(guī)劃中的基礎(chǔ)工作，其準(zhǔn)確性直接影響電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量的優(yōu)劣。負(fù)荷預(yù)測(cè)工作要求具有很強(qiáng)的科學(xué)性，需要大量反映客觀規(guī)律性的科學(xué)數(shù)據(jù)，采用適應(yīng)發(fā)展規(guī)律的科學(xué)方法，選用符合實(shí)際的科學(xué)參數(shù)，以現(xiàn)狀水平年為基礎(chǔ)，預(yù)測(cè)未來水平年數(shù)據(jù)。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005-2008年龍崗區(qū)供電量年均增長(zhǎng)率14.57%，負(fù)荷年均增長(zhǎng)率為11.42%的較高速度，居民生活電量年均增長(zhǎng)率保持14.24%，隨著人們生活水平的不斷提高居民生活電量將繼續(xù)快速增長(zhǎng)。

1、用電量預(yù)測(cè)

龍崗區(qū)全社會(huì)用電量預(yù)測(cè)結(jié)果采用高壓電網(wǎng)規(guī)劃中的負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，高、低方案按照年均增長(zhǎng)率超前、滯后3% 所推。龍崗區(qū)2009-2015年用電量高、中 、低方案預(yù)測(cè)結(jié)果見表1。

表1 龍崗區(qū)2009-2015 年用電量高、中、低方案預(yù)測(cè)結(jié)果

2、負(fù)荷預(yù)測(cè)

龍崗區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)采用高、中、低方案并按照年均增長(zhǎng)率超前、滯后3%， 所推結(jié)果見表2。

表2 龍崗區(qū)2009-2015 年負(fù)荷高、中、 低方案預(yù)測(cè)結(jié)果

中壓配電網(wǎng)供電區(qū)域的劃分

供電區(qū)域劃分的必要性

隨著110kV電源點(diǎn)的增多，必須重新劃分各個(gè)變電站的供電區(qū)域，使各變電站及10kV線路所帶負(fù)荷均衡。合理劃分供電區(qū)域可解決10kV線路供電半徑過長(zhǎng)、部分線路負(fù)荷過重等現(xiàn)象，提高 10kV 配電網(wǎng)運(yùn)行水平，使各個(gè)區(qū)域所帶負(fù)荷合理，并留有一定的預(yù)度，滿足該區(qū)域今后一定時(shí)期內(nèi)負(fù)荷增長(zhǎng)的需求。劃分好的供電區(qū)域可為新增用戶電源點(diǎn)的確定提供依據(jù)，有利于擴(kuò)報(bào)裝工作的有序進(jìn)行。合理的供電區(qū)域還有利于發(fā)展配電網(wǎng)自動(dòng)化、提高供電可靠性。

2、龍崗供電局配電網(wǎng)供電區(qū)域劃分的原則

龍崗供電局配電網(wǎng)供電區(qū)域劃分的原則如下：①以變電站為單位，根據(jù)高壓網(wǎng)布局、變電站位置、負(fù)荷密度和運(yùn)行管理需要，分成若干相對(duì)獨(dú)立又具互送能力的分區(qū)配電網(wǎng)，各分區(qū)有相對(duì)明確的供電范圍，同時(shí)應(yīng)盡量避免跨區(qū)域交叉供電；②充分考慮城市發(fā)展建設(shè)的整體規(guī)劃及電網(wǎng)規(guī)劃，可將現(xiàn)有變電站結(jié)合規(guī)劃中新增的變電站，重新劃分各變電站供電區(qū)域，各區(qū)域的供電能力都有一定的預(yù)留，以滿足城市發(fā)展的需要；③使供電負(fù)荷均衡分布，不能為就近的便利隨意改變線路的供電范圍；④結(jié)合已建成和即將建成城市主干電纜溝通道來考慮；⑤結(jié)合城市電力負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果；⑥考慮城市各開發(fā)區(qū)建設(shè)及重要用戶建設(shè)；⑦結(jié)合深圳城市市政道路建設(shè)和電纜入地工程逐步優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)架；⑧分區(qū)配電網(wǎng)的供電范圍將隨著負(fù)荷的變動(dòng)和新建變電站的投入進(jìn)行調(diào)整。

變電站及中、低壓配網(wǎng)規(guī)劃

1、變電站規(guī)劃

截至2015年，龍崗區(qū)電量、負(fù)荷分別5329GWh、10.2643GW，增長(zhǎng)率分別為11.11%和11.20%；根據(jù)龍崗區(qū)負(fù)荷需求，至2015年龍崗電網(wǎng)共需新建17座變電站，擴(kuò)建1座變電站，110kv變電站總?cè)萘繉⑦_(dá)到17.975GVA，110kv變電容載比為1.82，符合《導(dǎo)則》要求，可以滿未來電力負(fù)荷對(duì)電源的需求。

2中、低壓配網(wǎng)規(guī)劃

截至2015年，龍崗區(qū)10kv 配網(wǎng)線路共306回，其中新建線路203回，新增及改造線路長(zhǎng)度947.8km，新增柱上開關(guān)480臺(tái)。包括新建及改造10kv線路，開關(guān)柜、配電變壓器、低壓線路等。中、低壓配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)情況匯總見表3、表4。

表3 2009-2015 年龍崗區(qū)中壓配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)匯總

表 4 2099-2015年龍崗區(qū)低壓配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)匯總

由表4可知，截至2015年，龍崗南區(qū)共新增及改造配電變壓器1978臺(tái)，新建及改造低壓線路1061km，新增無功功率補(bǔ)償為159633kvar,新增配電室64座。

對(duì)中低壓配網(wǎng)規(guī)劃的幾點(diǎn)建議

改造現(xiàn)狀電網(wǎng)運(yùn)行中問題突出的線路

對(duì)于目前重載運(yùn)行的變電站，應(yīng)逐漸向新建變對(duì)于轉(zhuǎn)供電站或輕載運(yùn)行的變電站進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移；對(duì)于轉(zhuǎn)供能力差的線路，應(yīng)向聯(lián)絡(luò)接線模式過渡，注重對(duì)線路負(fù)荷水平的控制，保證聯(lián)絡(luò)線路的負(fù)荷轉(zhuǎn)供達(dá)到100%；對(duì)負(fù)荷過重或所帶配備容量過大的線路，應(yīng)縮短其供電距離或通過負(fù)荷的重新分配，與周圍線路取得平衡，降低負(fù)載率；對(duì)于供電距離過長(zhǎng)線路，應(yīng)依據(jù)其電源變電站的供電范圍進(jìn)行限制，從全電網(wǎng)的角度來優(yōu)化；對(duì)線路老舊、線徑偏小問題應(yīng)進(jìn)行改造，并納入改造項(xiàng)目之中。

2、從整體角度對(duì)規(guī)劃區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重點(diǎn)在于合理劃分變電站以及線路的供電區(qū)域，并在輻射線路、環(huán)網(wǎng)線路間進(jìn)行合理的負(fù)荷分配，盡量減小負(fù)荷在線路上的不均勻分布。新建變電站應(yīng)合理確定供電范圍，按照負(fù)荷預(yù)測(cè)，合理考慮出線數(shù)量、供電方向和區(qū)域，適當(dāng)時(shí)間增加線路的環(huán)網(wǎng)建設(shè)。通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，區(qū)內(nèi)所有范圍過大、負(fù)荷過重的變電站經(jīng)過供電范圍限制，使負(fù)載達(dá)到合理水平。

3、梳理網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高10kv網(wǎng)架的互倒、互帶能力

對(duì)各分區(qū)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)分析后，最終確定架空多分段單聯(lián)絡(luò)，2分段、2聯(lián)絡(luò)和電纜單環(huán)網(wǎng)作為區(qū)內(nèi)未來發(fā)展的主要接線模式。通過改造，規(guī)

劃區(qū)10kv線路單輻射接線的簡(jiǎn)單模式得到了進(jìn)一步的提升，使10kv網(wǎng)絡(luò)從現(xiàn)在的樹狀結(jié)構(gòu)發(fā)展成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，極大地提高了10kv線路之間負(fù)荷的倒帶能力，

供電可靠性得到一定的提高。

4、加強(qiáng)變電站之間的互供能力為上級(jí)電網(wǎng)提供有效支持

通過優(yōu)化規(guī)劃，盡量形成變電站之間的聯(lián)絡(luò)。整個(gè)供電區(qū)已經(jīng)形成了較為完善的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，站間的聯(lián)絡(luò)得到加，完全可以做到在變電站故障情況下，將其重要負(fù)荷通過配電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移到其他變電站供電，提高變電站間負(fù)荷的轉(zhuǎn)帶能力，也能簡(jiǎn)化變電站高壓側(cè)接線，減少設(shè)備占地。

電網(wǎng)規(guī)劃完成后，實(shí)際的實(shí)施是否能夠到位還與城市市政建設(shè)、變電站建設(shè)、負(fù)荷發(fā)展的不確定性等因素有關(guān)，要應(yīng)對(duì)這些問題就必須根據(jù)實(shí)際情況不斷地調(diào)整、滾動(dòng)和修編網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。