低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃實(shí)踐分析

范麗芳 唐 旸

國(guó)網(wǎng)南平供電公司

低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃實(shí)踐分析

范麗芳 唐 旸

國(guó)網(wǎng)南平供電公司

我國(guó)有著龐大的低壓電力網(wǎng)，尤其是在縣及縣以下區(qū)域，已形成了世界上規(guī)模最大的電力網(wǎng)。隨著用電水平的提高，用戶對(duì)電力供應(yīng)可靠性的要求越來(lái)越高。低壓配電網(wǎng)直接面向終端用戶，是配電網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。按供電區(qū)的功能可分為城市配電網(wǎng)、農(nóng)村配電網(wǎng)和工廠配電網(wǎng)。電網(wǎng)規(guī)劃作為電網(wǎng)發(fā)展的“龍頭”，對(duì)電網(wǎng)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。合理規(guī)劃低壓配電網(wǎng)，對(duì)降損節(jié)能、提高經(jīng)濟(jì)效益、提高用戶的供電質(zhì)量起著相當(dāng)重要的作用。由此可見，研究低壓電網(wǎng)規(guī)劃是一項(xiàng)很有意義并且十分迫切的工作。

低壓配電網(wǎng)；規(guī)劃；建設(shè)分析

一、實(shí)施低壓配電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)的重要性

在我國(guó)，低壓配電網(wǎng)建設(shè)依然處于薄弱環(huán)節(jié)，電網(wǎng)在建設(shè)過(guò)程中存在許多問(wèn)題，例如投資小、規(guī)劃不完善、設(shè)施不健全，建設(shè)施工受外部環(huán)境影響大等。與此同時(shí)，低壓配電網(wǎng)存在老化現(xiàn)象，設(shè)備老化、電網(wǎng)可靠性差、電能不足等問(wèn)題普遍存在。因此，加大我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的投入力度，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，做好電網(wǎng)規(guī)劃工作十分重要。合理地規(guī)劃配電網(wǎng)，不僅能夠有效解決電網(wǎng)建設(shè)問(wèn)題，而且能夠有效降低電力負(fù)荷，為城市建設(shè)減少不必要的電力供應(yīng)問(wèn)題，一旦城市需要擴(kuò)展，就能夠有效滿足城市化的電力需求，避免城市電力供應(yīng)緊張局面。低壓配電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)的重要意義還在于：1)科學(xué)規(guī)劃能夠大大提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，有效降低電力運(yùn)輸過(guò)程中的損耗，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率。2)做好配電網(wǎng)規(guī)劃工作能有效提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，配電網(wǎng)規(guī)劃能有效降低成本(節(jié)省5%以上的成本)，提高經(jīng)濟(jì)效益。3)科學(xué)規(guī)劃是城市發(fā)展、電力企業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

二、低壓配電規(guī)劃現(xiàn)狀

我國(guó)的低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃中存在的問(wèn)題很多，而這些問(wèn)題的解決對(duì)于整個(gè)低壓電網(wǎng)的規(guī)劃有著重要的意義?，F(xiàn)在很多城市中的低壓配電網(wǎng)的網(wǎng)架的架構(gòu)不合理，這樣，電力企業(yè)在計(jì)劃?rùn)z修時(shí)以及電力系統(tǒng)在高峰期時(shí)的供電有很大的風(fēng)險(xiǎn)性；建設(shè)配電網(wǎng)的規(guī)劃時(shí)，電源點(diǎn)的布點(diǎn)十分的不足，導(dǎo)致配電網(wǎng)低壓供電半徑過(guò)長(zhǎng)，且早期配電網(wǎng)低壓線路線徑選擇普遍偏小，線路老舊嚴(yán)重等問(wèn)題導(dǎo)致配網(wǎng)供電能力無(wú)法滿足持續(xù)增長(zhǎng)的電力負(fù)荷的需求，甚至?xí)?yán)重地影響到電力系統(tǒng)內(nèi)持續(xù)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性；隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，用電需求持續(xù)增加，用電的負(fù)荷也呈現(xiàn)出快速增加的趨勢(shì)，供電的壓力過(guò)大早已成為了低壓配電網(wǎng)改造之中不得不面對(duì)的突出性問(wèn)題；大部分的供電線路都在室外，架空線的時(shí)候容易受到外部環(huán)境的不利影響而降低配電網(wǎng)供電能力和可靠性，做好低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)就顯得十分必要。

三、低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃方法

(一)規(guī)劃思路

1)現(xiàn)狀網(wǎng)的分析：在進(jìn)行低壓配電網(wǎng)規(guī)劃之前，首先分析現(xiàn)狀網(wǎng)。根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，了解現(xiàn)狀電網(wǎng)的概況。具體地，首先了解配變和低壓線路的概況和運(yùn)行狀況，然后分析現(xiàn)狀網(wǎng)存在的問(wèn)題，比如配變?nèi)萘颗c低壓線路型號(hào)不匹配、配變和線路重過(guò)載，低壓線路長(zhǎng)度偏長(zhǎng)和電壓質(zhì)量偏低等。

2)負(fù)荷預(yù)測(cè) 電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)是負(fù)荷預(yù)測(cè)，對(duì)于公用負(fù)荷預(yù)測(cè)，是以臺(tái)區(qū)為單位，主要采用回歸曲線法和自然增長(zhǎng)法進(jìn)行預(yù)測(cè)。對(duì)于低壓線路負(fù)荷，根據(jù)不同類型區(qū)域，不同面積下的戶均用電量法進(jìn)行預(yù)測(cè)。

3)電力電量平衡 做完負(fù)荷預(yù)測(cè)之后就是電力電量平衡的分析。根據(jù)規(guī)劃期逐年的一般負(fù)荷預(yù)測(cè)和推薦的配變?nèi)葺d比，可以得到逐年的電力平衡，明確了需新增的配變臺(tái)數(shù)和容量，為網(wǎng)架規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。

4)標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃 對(duì)于目標(biāo)網(wǎng)架的規(guī)劃，主要從三個(gè)方面進(jìn)行。

1、布點(diǎn)。作為低壓配電網(wǎng)的電源，在進(jìn)行低壓配電網(wǎng)規(guī)劃前需先進(jìn)行配變規(guī)劃。它是在電力平衡的基礎(chǔ)上對(duì)配變臺(tái)數(shù)、容量和分布進(jìn)行優(yōu)化，并結(jié)合配變存在的問(wèn)題對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃提出分年度建設(shè)計(jì)劃，并對(duì)新建的配變進(jìn)行布點(diǎn)規(guī)劃，在考慮站址前提下，還須滿足“負(fù)荷中心化、小型化、密布點(diǎn)和短半徑”等原則。2、網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)地區(qū)情況確定低壓配電網(wǎng)的接線形式，主要有放射式、樹干式和混合式接線。3、線徑。根據(jù)配變?nèi)萘亢拓?fù)荷預(yù)測(cè)進(jìn)行低壓導(dǎo)線回?cái)?shù)和截面的規(guī)劃，對(duì)選擇的導(dǎo)線進(jìn)行校核，并結(jié)合線路存在的問(wèn)題和低壓負(fù)荷發(fā)展對(duì)低壓配電線路進(jìn)行規(guī)劃。 面對(duì)規(guī)劃期電力市場(chǎng)的發(fā)展和負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，從現(xiàn)狀實(shí)際出發(fā)，根據(jù)初步確定的規(guī)劃目標(biāo)、技術(shù)原則，初步提出電網(wǎng)的目標(biāo)年網(wǎng)架及分輕重緩急羅列各年度方案。

(二)規(guī)劃方法

1、預(yù)測(cè)用電量

1)電力彈性系數(shù)法

電力工業(yè)發(fā)展速度和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度比：K=VW/V計(jì)算前期和后期用電量關(guān)系：Wh=(1+KV)nW0式中：W0是計(jì)算前期的用電量；Wh是計(jì)算后期的用電量；VW指用電量的平均增長(zhǎng)速度；V指國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的平均增長(zhǎng)速度。

2)部門分析法

部門分析法是對(duì)各行業(yè)的電力需求進(jìn)行分析，并將各行業(yè)分析所得出的電力需求量進(jìn)行累加，得到的就是電力總需求。這種方法是電力公司常用的方法。

3)平均增長(zhǎng)率法

如果有些行業(yè)沒(méi)有預(yù)測(cè)產(chǎn)值，對(duì)其長(zhǎng)期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法就是根據(jù)該行業(yè)以前的電力需求，以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行預(yù)測(cè)，得出其電量需求的平均增長(zhǎng)率，則其電量：

式中：E是電量預(yù)測(cè)值；E0是基值；n是遞增年數(shù)；b是需電量平均增長(zhǎng)率。

4)負(fù)荷密度法

負(fù)荷密度是對(duì)城市區(qū)域或功能進(jìn)行劃分， 預(yù)測(cè)每平方公里所需的平均負(fù)荷。①將現(xiàn)在和過(guò)去的負(fù)荷密度進(jìn)行計(jì)算；②分析各區(qū)的負(fù)荷密度特點(diǎn)；③計(jì)算出各分區(qū)的負(fù)荷密度預(yù)測(cè)值。

2、站點(diǎn)的選擇

進(jìn)行站點(diǎn)選址的時(shí)候應(yīng)根據(jù)城市規(guī)劃、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果合理劃分供電范圍，并合理選擇配電站和開關(guān)站的位置。對(duì)于配電站的設(shè)置，新建配電站位置不應(yīng)遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，以減少配電線路的長(zhǎng)度，從而降低投資成本；按照小容量、密布點(diǎn)的原則設(shè)置，布點(diǎn)可根據(jù)區(qū)域內(nèi)用戶數(shù)量設(shè)置；盡量簡(jiǎn)化接線，避免繁雜的接線制約未來(lái)配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)；綜合分析區(qū)域的地理特征、交通要道、自然環(huán)境等因素，使配電網(wǎng)與周圍經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)境相協(xié)調(diào)；對(duì)于低壓、小容量配電網(wǎng)的變壓器來(lái)說(shuō)，由于占地面積小、安全性高、維修量較低，可將其設(shè)置在電力負(fù)荷密度較低的區(qū)域。

3、中壓配電網(wǎng)供電區(qū)域的劃分

1)供電區(qū)域劃分的必要性

由于10kV電源點(diǎn)越來(lái)越多，因此有必要對(duì)變電站的各供電區(qū)域進(jìn)行劃分，以均衡10kV線路的負(fù)荷，提高10kV 配電網(wǎng)的供電能力。對(duì)供電區(qū)域進(jìn)行劃分可以為新增用戶電源點(diǎn)的設(shè)置提供參考。供電區(qū)域劃分和配電網(wǎng)自動(dòng)化相結(jié)合，可極大地提高供電的可靠性和安全性。

2)配電網(wǎng)供電區(qū)域劃分原則

配電網(wǎng)供電區(qū)域劃分要按一定的原則進(jìn)行，如：1)以變電站為基礎(chǔ)，按高壓網(wǎng)布局、負(fù)荷密度以及變電站位置，形成獨(dú)立且有護(hù)送能力的分區(qū)配電網(wǎng)。各區(qū)的供電范圍劃分明確，這樣可以避免出現(xiàn)跨區(qū)域交叉供電；2)按城市的電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，把新增的變電站進(jìn)行重新劃分，并在各區(qū)域預(yù)留一定的供電能力；3)均衡分布供電負(fù)荷，不要隨意改變；4)電網(wǎng)的分布還需結(jié)合城市主干電纜溝通道分析；5)考慮城市電力負(fù)荷需求。

四、配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)案例分析

現(xiàn)狀A(yù)縣380V線路590km，其中絕緣線78km，占總線路長(zhǎng)度的13.2%；220V線路627km?，F(xiàn)共有1992根低壓電桿高度小于9m。若按縣城低壓線路供電半徑不高于250m，農(nóng)村低壓線路供電半徑不超過(guò)500m的規(guī)定，縣城低壓線路不達(dá)標(biāo)的有70條，農(nóng)村低壓線路長(zhǎng)度不達(dá)標(biāo)的有144條。380V低壓線路供電長(zhǎng)度偏長(zhǎng)的有52條，改造面大幅降低。規(guī)劃時(shí)先對(duì)存在嚴(yán)重問(wèn)題的低壓線路進(jìn)行改造，然后對(duì)新建配變的低壓線路進(jìn)行規(guī)劃。

由配變規(guī)劃中，以新1變?yōu)槔?，其容量?50k VA，規(guī)劃2016年新1變處負(fù)荷大概為185k W。1)采用負(fù)荷選擇截面 若按負(fù)荷選擇，假設(shè)新1變出線條數(shù)為4條，且4條線路均勻分配負(fù)荷，則