一種新型10 kV雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

石 佳，趙偉祖，單霏霏，尤承佳，徐靜敏，丁 俊

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司，江蘇 蘇州 215000)

1 中壓配網(wǎng)國內(nèi)外現(xiàn)狀

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)不可或缺的重要組成環(huán)節(jié)。不論是規(guī)劃、運(yùn)維，還是調(diào)度、檢修，每個(gè)環(huán)節(jié)的工作都影響著配電網(wǎng)的健康穩(wěn)定運(yùn)行。目前國內(nèi)配網(wǎng)網(wǎng)架相對繁雜、標(biāo)準(zhǔn)化接線率較低、自動(dòng)化水平不高等因素限制著電網(wǎng)的發(fā)展。如何解決以上問題，配電網(wǎng)規(guī)劃起著舉足輕重的作用，合理的規(guī)劃能使配電網(wǎng)投運(yùn)后維持良好的運(yùn)行狀態(tài)。

日本22 kV的中壓配網(wǎng)主要構(gòu)成配電主干網(wǎng)絡(luò)，常采用T形接線結(jié)構(gòu)，包括單側(cè)電源雙回T形接線和雙側(cè)電源雙回T形接線。新加坡中壓配網(wǎng)電壓等級為22 kV和6.6 kV，主要采用花瓣?duì)瞽h(huán)形配電網(wǎng)接線，由一個(gè)變電站的一段母線引出一條出線環(huán)接多個(gè)變電站后，再回到同一變電站的另一段母線，構(gòu)成一片花瓣。

法國配電網(wǎng)通過控制斷路器A，B，C的狀態(tài)，形成袋型、網(wǎng)孔型和群型不同的接線形式。美國一般使用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開環(huán)運(yùn)行，還存在一種特殊的“4×6”接線，可有效提升變壓器利用率，減少備用容量，節(jié)省電網(wǎng)投資。

我國的城市電網(wǎng)主要以電纜架空混合為主，電纜網(wǎng)接線形式有單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)，架空多以多分段適度聯(lián)絡(luò)為主。

近年來，配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃被廣泛地研究討論。規(guī)劃方法從基礎(chǔ)圖論到啟發(fā)式優(yōu)化方法逐步演變，較好地解決了實(shí)際配網(wǎng)維數(shù)大、計(jì)算時(shí)間長等問題，但應(yīng)用在實(shí)際電網(wǎng)時(shí)，仍不可避免遇到模型過大，理論算法無法求解等情況。部分省市公司根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)的特點(diǎn)，提出配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃方法，將龐大的配網(wǎng)按一定的原則劃分為數(shù)個(gè)網(wǎng)格，可有效地解決上述問題。但是，不同地區(qū)的電網(wǎng)情況不盡相同。下面提出的一種新的10 kV雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，能很好地解決單元內(nèi)電纜迂回等問題。

2 配電網(wǎng)規(guī)劃相關(guān)要求

配電網(wǎng)規(guī)劃以提高終端供電用戶可靠性、實(shí)現(xiàn)技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的平衡為目標(biāo)。配電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)符合國家及行業(yè)現(xiàn)行有關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，符合實(shí)際，以用電需求為導(dǎo)向，采用技術(shù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的方案滿足社會(huì)發(fā)展需求。輸配電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)相互協(xié)調(diào)，輸電網(wǎng)指導(dǎo)配電網(wǎng)規(guī)劃，配電網(wǎng)規(guī)劃支撐輸電網(wǎng)規(guī)劃。各層級電網(wǎng)應(yīng)相互配合，適當(dāng)考慮層與層之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移和相互支援，形成整體協(xié)調(diào)、供電能力充裕的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以滿足用電負(fù)荷需求，確保供電可靠性，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率。此外，還應(yīng)考慮通道、無功、自動(dòng)化、通信規(guī)劃原則以及分布式新能源接入原則。

江蘇省配電網(wǎng)劃分單元時(shí)應(yīng)參照以下原則：

(1) 單元?jiǎng)澐忠浴杜潆娋W(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》《江蘇配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)施細(xì)則》為指導(dǎo)，單元內(nèi)技術(shù)要求符合導(dǎo)則規(guī)定。

(2) 每個(gè)單元可獨(dú)立承擔(dān)該區(qū)域的正常供電任務(wù)，滿足區(qū)域內(nèi)的電力負(fù)荷需求，并預(yù)留有備用容量以滿足日后的業(yè)擴(kuò)需要。

(3) 單元內(nèi)網(wǎng)架接線方式依據(jù)導(dǎo)則規(guī)定，根據(jù)供電區(qū)域?qū)傩詣澐趾蛦卧獌?nèi)目標(biāo)年負(fù)荷預(yù)測密度綜合確定相應(yīng)的目標(biāo)網(wǎng)架接線方式和過渡網(wǎng)架接線方式，并滿足線路可靠性要求。

(4) 每個(gè)單元內(nèi)應(yīng)形成一個(gè)相對獨(dú)立的線路網(wǎng)架接線結(jié)構(gòu)，且每個(gè)單元內(nèi)負(fù)荷的供電電源盡量保持獨(dú)立，單元間不設(shè)聯(lián)絡(luò)。

(5) 單元電源點(diǎn)選擇應(yīng)滿足就近原則，每個(gè)單元內(nèi)電源點(diǎn)原則上應(yīng)至少來自兩個(gè)不同的變電站，對于同一變電站供電的線路，應(yīng)來自不同的母線段。每個(gè)變電站的負(fù)載應(yīng)盡量保持均衡，避免出現(xiàn)重載或輕載主變。

(6) 每個(gè)供電區(qū)塊內(nèi)的網(wǎng)架接線設(shè)置有合理的正常運(yùn)行方式，單元內(nèi)的聯(lián)絡(luò)設(shè)置有固定的運(yùn)行(聯(lián)絡(luò))方式。

3 新型10 kV雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》中給出了架空和電纜網(wǎng)的幾種典型結(jié)構(gòu)，如多分段適度聯(lián)絡(luò)、單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)和N供一備。以上結(jié)構(gòu)在蘇州城市電網(wǎng)的應(yīng)用，均能較好地滿足地區(qū)現(xiàn)狀和負(fù)荷發(fā)展的需求。

然而，當(dāng)雙環(huán)網(wǎng)的兩個(gè)電源點(diǎn)處于單元對角線方位時(shí)，會(huì)造成電纜在單元中迂回供電。這種情況往往也會(huì)出現(xiàn)單元內(nèi)小路較多，電纜通道難建，較難形成雙環(huán)網(wǎng)。

此外，單元制規(guī)劃網(wǎng)架是由過渡網(wǎng)架逐步向目標(biāo)網(wǎng)架演化，往往過渡年負(fù)荷還未達(dá)到目標(biāo)負(fù)荷水平，過渡網(wǎng)架需結(jié)合目標(biāo)網(wǎng)架考慮規(guī)劃方案，盡可能減少方案改造量。

根據(jù)實(shí)際情況總結(jié)，提出一種新型10 kV雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。該結(jié)構(gòu)通過第一級開閉所形成兩路并聯(lián)出線，在第一級開閉所中打開相應(yīng)的開關(guān)，避免合環(huán)運(yùn)行。這一種雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)既能滿足負(fù)荷、可靠性的要求，還能降低線路半徑，節(jié)省電纜長度。再者，到目標(biāo)年，可由變電站分別新出電纜至兩端第一級開閉所，將該結(jié)構(gòu)解開形成兩組雙環(huán)網(wǎng)，以滿足目標(biāo)負(fù)荷需求，大大減少過渡網(wǎng)架向目標(biāo)網(wǎng)架轉(zhuǎn)化的工程量。

圖1 一種新的10 kV雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語

通過對比國內(nèi)外配電網(wǎng)網(wǎng)架發(fā)展情況，根據(jù)蘇州地區(qū)的實(shí)際情況，提出了一種新的10 kV雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在滿足負(fù)荷、可靠性的要求下，能夠有效降低線路半徑、節(jié)省電纜長度。