“一流配電網(wǎng)”規(guī)劃中110kV目標(biāo)網(wǎng)架研究

孫 波 李海濤 汪 超

(江蘇省電力公司 淮安供電公司，江蘇 淮安 223002)

0 引言

為落實(shí) “兩個(gè)一流”排頭兵規(guī)劃，深化應(yīng)用“兩個(gè)一流”國際對標(biāo)工作成果，在“世界一流電網(wǎng)～配電網(wǎng)建設(shè)和管理示范區(qū)”揚(yáng)州試點(diǎn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，江蘇省電力公司淮安供電公司(以下簡稱公司)開展了“一流配電網(wǎng)”基礎(chǔ)研究、現(xiàn)狀評估和試點(diǎn)實(shí)踐，以供電可靠性為導(dǎo)向，嘗試解決配電網(wǎng)管理和發(fā)展難題，謀劃配電網(wǎng)發(fā)展思路和創(chuàng)新舉措，帶動(dòng)淮安配電網(wǎng)整體水平提升。

配電網(wǎng)分為高壓(110、35kV)配電網(wǎng)、中壓(20、10kV)配電網(wǎng)、低壓(400/220V)配電網(wǎng)三個(gè)部分，其中高壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架是“一流配電網(wǎng)”建設(shè)中的一個(gè)重點(diǎn)，直接影響配電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文首先介紹國內(nèi)高壓配電網(wǎng)典型接線模式，重點(diǎn)分析淮安現(xiàn)狀高壓配電網(wǎng)接線模式應(yīng)用情況和存在問題。其次構(gòu)建理論模型，在一定的邊界條件下，對各種典型高壓配電網(wǎng)接線模式的可靠性、投資經(jīng)濟(jì)性等進(jìn)行定量理論分析計(jì)算，對各種典型接線模式的優(yōu)缺點(diǎn)與適用性進(jìn)行分析比較。最后結(jié)合淮安電網(wǎng)實(shí)際，參照理論計(jì)算結(jié)果，對高壓配電網(wǎng)典型接線模式選優(yōu)分析，得出適合淮安的最優(yōu)高壓配電網(wǎng)接線模式及演進(jìn)方案，保證“一流配電網(wǎng)”實(shí)施效果。

1 高壓配電網(wǎng)典型網(wǎng)架及淮安現(xiàn)狀

1.1 110kV電網(wǎng)典型網(wǎng)架

根據(jù)國家電網(wǎng)公司《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》，高壓配電網(wǎng)典型網(wǎng)架分為輻射接線、環(huán)網(wǎng)接線及鏈?zhǔn)浇泳€三大類。變電站接入方式主要有：T接或π接。

表1 高壓配電網(wǎng)典型網(wǎng)架

1.2.1 淮安110kV電網(wǎng)網(wǎng)架現(xiàn)狀

“十一五”以來，淮安地區(qū)110千伏配電網(wǎng)以地區(qū)220千伏變電站為支撐，形成了較為堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，較好地滿足了經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的用電需求。

截至2012年底，淮安共有110千伏線路140條，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要有雙輻射、單鏈、單輻射、單環(huán)網(wǎng)等4種，其中以雙輻射、單鏈為主，具體為單鏈線路44條、單環(huán)網(wǎng)線路18條、雙輻射線路73條、單輻射線路5條。

表2 淮安高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架分布表

1.2.2 淮安110kV電網(wǎng)網(wǎng)架存在問題

1)位于B、C類區(qū)域部分單鏈線路不能滿足供電可靠性要求。由于規(guī)劃時(shí)區(qū)域負(fù)荷密度較低，線路導(dǎo)線較細(xì)，隨著近年來經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展，變電站負(fù)荷迅速增長，在發(fā)生主供線路“N-1”故障時(shí)，另一條線路供電壓力較大。

2)淮安雙輻射線路較多，兩條線路來自不同220kV變電站或來自同一220kV變電站不同母線，供電可靠性較高。但從通道緊張程度、實(shí)施難易程度及經(jīng)濟(jì)性考慮，雙輻射線路大都采用同桿(塔)架設(shè)、雙側(cè)掛線，在通道發(fā)生故障時(shí)，往往會造成110kV變電站全停，危害較大。

針對不同供電區(qū)域劃分，導(dǎo)則推薦采取不同110kV目標(biāo)網(wǎng)架，其中：

A+、A、B類供電區(qū)域供電安全水平要求高，110kV電網(wǎng)宜采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，上級電源點(diǎn)不足時(shí)可采用雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在上級電網(wǎng)較為堅(jiān)強(qiáng)且10kV具有較強(qiáng)的站間轉(zhuǎn)供能力時(shí)，也可采用雙輻射結(jié)構(gòu)。

C類供電區(qū)域供電安全水平要求較高，110kV電網(wǎng)宜采用鏈?zhǔn)健h(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也可采用雙輻射結(jié)構(gòu)。

D類供電區(qū)域110kV電網(wǎng)可采用單輻射結(jié)構(gòu)，有條件的地區(qū)也可采用雙輻射或環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

E類供電區(qū)域110kV電網(wǎng)一般可采用單輻射結(jié)構(gòu)。

1.2 淮安110kV電網(wǎng)網(wǎng)架現(xiàn)狀及存在問題

圖1 高壓配電網(wǎng)典型接線評估模型

2 高壓配電網(wǎng)典型接線模式評估

2.1 評估范圍

選取淮安目前較為常見及省內(nèi)其他地區(qū)應(yīng)用較為成熟的目標(biāo)網(wǎng)架進(jìn)行分析，主要有：單鏈、單環(huán)網(wǎng)、雙輻射、單輻射、不完全雙輻射等。

2.2 評估思路

為了確定不同條件下各種接線模式的優(yōu)劣，對影響接線模式的因素進(jìn)行定量和定性分析，首先確定邊界條件，設(shè)定比較模型，然后從接線模式的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性這三方面進(jìn)行分析。

2.3 評估結(jié)果

2.3.1 可靠性分析

主要進(jìn)行定性分析，主要從電源情況、線路故障影響和操作靈活性三方面進(jìn)行比較。

表3 可靠性評估結(jié)果

2.3.2 經(jīng)濟(jì)性分析

將變電站和高壓線路的綜合投資按等年值法折算到年值，再加上運(yùn)行費(fèi)用，計(jì)算得出單位負(fù)荷年費(fèi)用，然后比較不同接線模式的投資大小。

表4 適應(yīng)性評估結(jié)果

2.3.3 適應(yīng)性分析

主要考量網(wǎng)架過渡可行性及資源占用情況。網(wǎng)架過渡性可行性對不同接線模式為適應(yīng)負(fù)荷水平而發(fā)展成另一種接線模式的難易程度進(jìn)行比較。資源占用對不同接線模式通道走廊利用情況比較其優(yōu)劣性。

表5 適應(yīng)性評估結(jié)果

3 淮安市高壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃

按照同一地區(qū)同類供電區(qū)域的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量統(tǒng)一的原則，根據(jù)淮安市高壓配電網(wǎng)接線模式實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析比較，綜合上述可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性分析，得到如下構(gòu)想：

3.1 B類區(qū)域(城市中心區(qū)域)

為保證供電可靠性，城市中心目標(biāo)網(wǎng)架選取雙側(cè)電源輻射接線，考慮到城區(qū)通道資源緊張、通常采取同桿(塔)架設(shè)方式，將目標(biāo)網(wǎng)架優(yōu)化成同桿(塔)架異路由雙電源輻射接線。任一段同桿(塔)架主干線路發(fā)生通道故障時(shí)，都能保證有一回線路對110kV變電站供電，供電可靠性高。如下圖所示：

3.2 C類區(qū)域(城市一般區(qū)域)

對于城市一般區(qū)域高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架選取不完全雙輻射接線，即三回線路對兩座110kV變電站供電，每座110kV變電站有兩回電源進(jìn)線，供電可靠性較高。隨著負(fù)荷進(jìn)一步增長，通過再出一條線路該網(wǎng)架可演變?yōu)橥瑮U(塔)架異路由雙輻射接線。如下圖所示：

圖2 同桿(塔)架異路由雙輻射接線

圖3 不完全雙輻射接線

3.3 D類區(qū)域(農(nóng)村區(qū)域)

對于農(nóng)村區(qū)域過渡高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架選取為單鏈?zhǔn)浇泳€，隨著負(fù)荷進(jìn)一步增長，通過新建線路該網(wǎng)架可演變?yōu)椴煌耆p輻射接線及同桿(塔)架異路由雙輻射接線。

圖4 單鏈?zhǔn)浇泳€

4 結(jié)論

B、C類地區(qū)主供供電線路較細(xì)的單鏈接線可優(yōu)化為同桿 (塔)架異路由雙輻射接線和不完全雙輻射接線，解決主干線路“N-1”故障時(shí)，另一條主干線路負(fù)荷較重情況，提高供電可靠性。

可對B類地區(qū)同桿(塔)架雙輻射線路統(tǒng)籌優(yōu)化為同桿(塔)架異路由雙輻射接線，進(jìn)一步提高供電可靠性。

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