分析城市配電網改造和規劃

【摘要】根據現場配電網運行的實際特點，以《城市電力網規劃設計導則》為準則，完善城市配電網改造項目規劃細則，從而制定配電網改造項目規劃方案，可提高供電可靠性和供電質量。

【關鍵詞】配電網改造電網規劃

一、改造的目的和目標

城市配電網改造的目的是主要是要改善電網結構，消除存在的薄弱環節，解決設備陳舊、供電能力不足、供電質量差、供電可靠性低以及線損大等問題。經過幾年的努力，當前配電網中容載的問題已不再突出，因而改造的目標是要使配電網能滿足/“N-1”準則，重要用戶則要滿足/“N-2”準則；配電設備要實現小型化、無油化、絕緣化、智能化、數字化，采用免維護及節能型產品；供電系統用戶供電可靠率99199%，綜合電壓合格率99%，低壓用戶（220V）電壓合格率98%，供電有載調壓裝置對終端用戶覆蓋率100%。

二、配電網現狀分析

2.1配電網現狀

2011年，某城區最大負荷為38MW，全社會用電量為1.31億kWh。從城區分產業用電量比例來看，第二產業用電量所占比例最高，達到了68%，第一產業、第三產業和居民用電量比例分別為2%、14%和16%，2011年中心城區的平均負荷密度為3. 167MW/ km2，人均用電量為2 042kWh/人。向城區供電的10kV配電公用線路共10回，線路總長87.78km，其中：主干線路長51.39km。

2.2存在的主要問題

對城市配電網的薄弱環節進行總結分析，歸納城市配電網存在的主要問題有以下幾個方面：高壓配電網網架結構薄弱、電源點缺乏、供電可靠性差。中心城區中壓變壓器容量小是影響城市電網供電能力的主要瓶頸；中壓配電線路主干線路過長、供電半徑偏大，多條線路分支過長，存在交叉供電現象，線路供電區域劃分不明確，網架結構不合理；10kV架空主干線和分支線截面普遍偏小，使中壓線路供電能力十分有限，對負荷增長的適應性不強，正常運行時線損大，電壓合格率不能達標；線路為單電源放射式供電，又缺少線路分段開關，供電可靠率不高；中壓配電網結構薄弱、網架結構不合理：中心城區10kV線路均為單輻射線路，線路故障及檢修時不能有效的轉供負荷；供電線路負荷分配不均勻，網架結構不合理；兩條10kV線路配變容量超過了15MVA，存在小截面線路帶變壓器容量過大的情況，部分線路所帶配電變壓器是S7型變壓器，損耗偏大，運行狀況較差，影響線路的安全供電；中低壓無功配置不足，不能在配電網運行時對電壓進行有效的動態調節。低壓側無功補償容量不足，造成線路末端電壓低、損耗大；線損率高，綜合電壓合格率、供電可靠率距國內先進水平還有一定差距。

2.3電力負荷預測

負荷預測是電網規劃中的基礎工作，是制定電力發展規劃的重要依據，預測結果準確度的高低直接影響著電網規劃結果的科學性、合理性和可靠性。負荷預測工作必須本著科學嚴謹的態度，需要大量反映客觀規律性的基礎數據，采用適應發展規律的科學方法，選用符合實際的科學軟件，預測未來負荷水平。

三、城市配電網規劃及改造的實例分析

到2013年某市規劃區預測總負荷為1705.5MW，10kV電網供電負荷為1305.1MW。該中壓網供電方案包含220 kV高壓配電變電站9座，其中已有7座，新建2座；66kV高壓配電變電站43座，其中已有33座，新建10座。10kV主線508回，其中已有245回，新建143回，改造120回。10kV主干線總長度874.49km，其中已有線路總長度為470.7km，新建線路總長度為403.8km。新建開閉所102座，新建環網柜97座，新建聯絡開關16個。

3.1規劃網架轉供能力分析

（1）線路“N-1”校驗。在10kV線路規劃過程中，已經把線路正常運行時的負載率和接線模式按“N-1”準則進行了綜合考慮。（2）主變壓器“N-1”校驗。對變電站的校驗主要考慮1臺主變壓器運行的負荷轉帶情況。（3）變電站全停校驗。對2013年該規劃區66kV高壓變電站進行變電站全停校驗，進行了44座變電站全停校驗，其中有6座變電站的10kV側負荷完全可以通過10 kV聯絡線路轉帶，另外38座變電站中除荒山變電無站間聯絡線路轉帶負荷外，其余變電站均有部分負荷能夠轉帶。

3.2配電網配電設備分析

該規劃是根據城區社會經濟發展情況、城市總體規劃和用電負荷發展預測，并結合該市中低壓電網的現狀，確定了中低壓配電網規劃建設目標和技術原則。

2007年某市共有10kV出線432條，2009年共有10 kV出線495條，2010年共有10kV出線523條。各變電所供電區域趨于合理，對配電網分析如下：a.隨著電網的建設改造，10kV主干線平均長度逐漸減小，至2013年，10kV主干線平均長度在2.5km以內，供電半徑趨于合理化。b.至2013年，除10kV南備線、經電線之外，所有線路均實現拉手，并能夠全部轉移負荷，供電可靠性得到全面提高。c.配電線路平均停電時間可降低到1.2h，由于系統影響而造成的平均停電時間可降低到1.4h，由于突發事故的影響而造成的平均停電時間可降低到0.4h，配電系統的平均停電時間可降低到3.0h，相應的供電可靠性可達到99.965%，達到了預期的目標。d.到2013年某市新建高壓變電站26座、10kV線路160條、開閉所250座，整網的結構趨于合理，從高壓變電站到10kV線路，再到低壓臺區，實現了區域性/塊狀0供電。e.該次規劃共新建架空線路54.605km，電纜線路382km，新裝柱上開關194臺，新建開閉箱908座，新建箱變815座。

3.3經濟評價

根據規劃，規劃區電網將成為一個網架可靠、供電能力強，聯系緊密，主網符合“N-1”安全準則，電網容量配置滿足容載比要求，可靠性高、運行靈活、安全經濟的現代化電網。在自動化程度、技術經濟指標及與城市社會環境協調等主要方面，基本達到城網的現代化水平。針對電能質量，通過電網建設與改造，增加了電網調壓手段，提高了主變壓器調壓能力和調壓范圍，同時變電站內及配電線路低壓側增加無功補償設備，提高了供電功率因數，無功盡量做到就地平衡，減少了全網無功穿越，為改善電能質量提供了物質基礎。

針對環保效益，在大幅度提高規劃區電網供電能力的同時，為規劃區未來充分利用電力這一潔凈能源創造了條件，這必將減少空氣污染；通過規劃改造規劃區變電站，將逐步采用室內布置，中心城區中、低壓配網架空導線絕緣化及電纜化，都將減少城市中心電磁污染、樹線矛盾，為增加綠化、協調環境作出較大貢獻。按照規劃建設與改造電網，2013年某市電網可以達到下列指標。a.高壓配供電能力滿足負荷增長的需要，電網220kV、66kV容載比達到1.9。b. 10 kV以上電網供電可靠性達到“N - 1”標準。c.在全市范圍內已沒有非節能變壓器，超期服役線路全部改造。d.10kV供電半徑不超2.5km，0.4kV新建線路不超過150m、改造線路不超過250 m。e.供電可靠率99.95%。f.電壓合格率99.98%。g.配電線路拉手互帶率95.2%。h.電網線損率控制在5.7%。i電網設備水平大幅度提高，高損耗的電網設備全部更換，、電網開關無油化率達到100%。

四、結束語

通過科學、合理的城市配電網建設改造和規劃，城市配電網將逐步形成供電可靠、經濟合理的網絡結構，為供電企業乃至整個社會帶來多方面的效益。

參考文獻

[1]潮輝.城市配電網規劃探討[J].廣東電力. 2002年04期

[2]陳偉昌.關于城市配電網建設改造與規劃設計的思考.《中國高新技術企業》. 2012年27期