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,停電時間長。根本的原因是配網(wǎng)改造與建設(shè)長期缺乏規(guī)劃指導(dǎo)。本文結(jié)合作者深圳供電局的實際工作經(jīng)驗，對分析中低壓配電網(wǎng)的現(xiàn)狀及規(guī)劃中幾個較大問題，并提出解決措施。

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

近年來，隨著深圳市經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市建設(shè)的步伐明顯加快，居民生活對電力的需求越來越大，用電負荷也快速增長，要求也越來越高。持續(xù)、穩(wěn)定、高效的電能供應(yīng)是經(jīng)濟建設(shè)的有力保障，而目前薄弱的配網(wǎng)環(huán)節(jié)將會嚴重制約著經(jīng)濟建設(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)劃小組負責深圳市城市配電網(wǎng)規(guī)劃編制及滾動修改。本文主要根據(jù)深圳供電局的實際工作經(jīng)驗，分析中低壓配電網(wǎng)的現(xiàn)狀及規(guī)劃中幾個較大問題，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)有必要對配電網(wǎng)現(xiàn)狀進行系統(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，總長度1150km，配電總?cè)萘繛?03668MVA，對深圳龍崗區(qū)中、低壓網(wǎng)的配電網(wǎng)設(shè)備水平、運行情況、電網(wǎng)結(jié)果以及電網(wǎng)電壓質(zhì)量、供電可靠性和經(jīng)濟性主要技術(shù)指標進行分析所得結(jié)果表明龍崗區(qū)中壓配電網(wǎng)運行情況相對良好，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：電源點明顯偏少，重載運行情況嚴重；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，對主干截面偏小、卡脖子的出口位置進行更換；

2）所有103回線路均為單輻射接線，不滿足“N-1”運行要求，10kv網(wǎng)架結(jié)構(gòu)單薄嚴重影響變電站之間10kv負荷轉(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)量的負載較重或裝接配變?nèi)萘科叩木€路，建議對這類線路進行分路改造，新增線路或者轉(zhuǎn)移線路部分負荷。

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，緊急補充區(qū)內(nèi)的電源點，緩解現(xiàn)狀變電站的負荷壓力；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，加強變電站站間互聯(lián)的能力，提高10kv網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的堅強性。

三、負荷預(yù)測

負荷預(yù)測是城市電網(wǎng)規(guī)劃中的基礎(chǔ)工作，其準確性直接影響電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量的優(yōu)劣。負荷預(yù)測工作要求具有很強的科學性，需要大量反映客觀規(guī)律性的科學數(shù)據(jù)，采用適應(yīng)發(fā)展規(guī)律的科學方法，選用符合實際的科學參數(shù)，以現(xiàn)狀水平年為基礎(chǔ)，預(yù)測未來水平年數(shù)據(jù)。

根據(jù)統(tǒng)計，2005-2008年龍崗區(qū)供電量年均增長率14.57%，負荷年均增長率為11.42%的較高速度，居民生活電量年均增長率保持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。

1、用電量預(yù)測

龍崗區(qū)全社會用電量預(yù)測結(jié)果采用高壓電網(wǎng)規(guī)劃中的負荷預(yù)測結(jié)果，高、低方案按照年均增長率超前、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)測結(jié)果

2、負荷預(yù)測

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

表2 龍崗區(qū)2009-2015 年負荷高、中、 低方案預(yù)測結(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電源點的增多，必須重新劃分各個變電站的供電區(qū)域，使各變電站及10kV線路所帶負荷均衡。合理劃分供電區(qū)域可解決10kV線路供電半徑過長、部分線路負荷過重等現(xiàn)象，提高 10kV 配電網(wǎng)運行水平，使各個區(qū)域所帶負荷合理，并留有一定的預(yù)度，滿足該區(qū)域今后一定時期內(nèi)負荷增長的需求。劃分好的供電區(qū)域可為新增用戶電源點的確定提供依據(jù)，有利于擴報裝工作的有序進行。合理的供電區(qū)域還有利于發(fā)展配電網(wǎng)自動化、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、負荷密度和運行管理需要，分成若干相對獨立又具互送能力的分區(qū)配電網(wǎng)，各分區(qū)有相對明確的供電范圍，同時應(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)合城市電力負荷預(yù)測結(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荷的變動和新建變電站的投入進行調(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、負荷分別5329GWh、10.2643GW，增長率分別為11.11%和11.20%；根據(jù)龍崗區(qū)負荷需求，至2015年龍崗電網(wǎng)共需新建17座變電站，擴建1座變電站，110kv變電站總?cè)萘繉⑦_到17.975GVA，110kv變電容載比為1.82，符合《導(dǎo)則》要求，可以滿未來電力負荷對電源的需求。

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，新增及改造線路長度947.8km，新增柱上開關(guān)480臺。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，新建及改造低壓線路1061km，新增無功功率補償為159633kvar,新增配電室64座。

對中低壓配網(wǎng)規(guī)劃的幾點建議

改造現(xiàn)狀電網(wǎng)運行中問題突出的線路

對于目前重載運行的變電站，應(yīng)逐漸向新建變對于轉(zhuǎn)供電站或輕載運行的變電站進行負荷轉(zhuǎn)移；對于轉(zhuǎn)供能力差的線路，應(yīng)向聯(lián)絡(luò)接線模式過渡，注重對線路負荷水平的控制，保證聯(lián)絡(luò)線路的負荷轉(zhuǎn)供達到100%；對負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荷的重新分配，與周圍線路取得平衡，降低負載率；對于供電距離過長線路，應(yīng)依據(jù)其電源變電站的供電范圍進行限制，從全電網(wǎng)的角度來優(yōu)化；對線路老舊、線徑偏小問題應(yīng)進行改造，并納入改造項目之中。

2、從整體角度對規(guī)劃區(qū)的配電網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重點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)線路間進行合理的負荷分配，盡量減小負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，按照負荷預(yù)測，合理考慮出線數(shù)量、供電方向和區(qū)域，適當時間增加線路的環(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、負荷過重的變電站經(jīng)過供電范圍限制，使負載達到合理水平。

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

對各分區(qū)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進行詳細分析后，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單模式得到了進一步的提升，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線路之間負荷的倒帶能力，

供電可靠性得到一定的提高。

4、加強變電站之間的互供能力為上級電網(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，提高變電站間負荷的轉(zhuǎn)帶能力，也能簡化變電站高壓側(cè)接線，減少設(shè)備占地。

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

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。