淮安地區高壓配電網目標網架規劃研究

陳恩澤，黃建波，葉雪峰，劉　剛

（國網淮安供電公司，江蘇淮安223001）

淮安地區高壓配電網目標網架規劃研究

陳恩澤，黃建波，葉雪峰，劉剛

（國網淮安供電公司，江蘇淮安223001）

合理的網架規劃對于城市配電網建設具有重要意義。文中首先對現有的接線模式進行分析比較，從可靠性、經濟性、適應性3個角度進行研究。可靠性研究電源情況、線路故障影響及操作靈活性，經濟性研究建設經濟性、運行經濟性及單位負荷年費用，適應性研究組網靈活性和資源占用情況。通過分析比較得出各種接線模式的優劣和適用范圍，并對淮安地區高壓配電網的現狀進行分析，指出其存在的問題，結合典型接線模式的分析結果，提出淮安地區高壓配網的目標網架將由過渡網架演變為同桿架異路由雙電源輻射式接線。

高壓配電網；網架規劃；接線模式

電網的網架結構是城市電網規劃［1-5］與改造工作中的一個重點。接線模式［6，7］是網架結構的基本反映，它不僅牽涉到電網建設的經濟性和可靠性，而且對于整個電力工業發展具有重要意義。高壓配電網是指電壓等級在35 kV及以上的配電網，對于地市公司而言就是35 kV和110 kV 2個電壓等級。淮安市高壓配電網具有多種接線模式，隨著城市經濟的快速發展和大規模的城市建設，電力需求將大幅增長，配網的建設也將隨之快速發展，規范化、標準化的建設將解決淮安地區配電網的運行管理及設備管理困難、線路負荷分配不合理、通道走廊解決困難等一系列問題。在不同負荷密度、負荷分布、電源點分布等情況下，基于可靠性、經濟性等科學系統的定量計算，對高壓配電網的各種典型接線模式進行分析比較，并結合淮安市具體情況進行選優分析，在此基礎上提出高壓配電網網架結構等方面的標準化、系列化建議，從而為淮安市配電網的建設提供科學、合理、可靠的依據。

1　高壓配電網典型接線模式理論研究

根據國家電網公司 《配電網規劃設計技術導則》，將高壓配電網絡的基本供電接線模式分為輻射接線、T型接線、鏈式接線、T鏈（∏T）混合接線、T輻射混合接線5種典型接線模式。比較接線模式需要考慮諸多因素［8-11］，如可靠性、經濟性可以用定量結果對比，而適應性則不完全能夠通過定量對比，需要定性來分析。為了充分對比所選擇的接線模式，選擇合理的對比方法，需要進行如下工作：（1）盡可能將可比因素找出；（2）將可比因素進行歸類，分為定性對比因素和定量對比因素；（3）研究各因素的對比方法；（4）給出各因素對比后的普遍性結論。最終確定進行高壓配網典型接線模式優劣性的判斷條件。分析過程如圖1所示。

圖1　高壓配網典型接線模式對比分析過程

1.1可靠性分析

可靠性主要進行定性分析，分別從電源情況、線路故障影響和操作靈活性3方面進行比較。定性分析主要包括3部分：

（1）電源情況分別以單側電源和雙側電源來進行區分；

（2）線路故障影響主要根據單回或者雙回線路發生故障時是否會造成主變停電來進行比較；

（3）操作靈活性通過倒負荷需要操作的斷路器數來進行比較。

通過比較分析，得出各種典型接線模式的可靠性分析結果，如表1所示。

1.2經濟性分析

將變電站和高壓線路的綜合投資、中壓線路的投資按等年值法折算到年值，再加上運行費用，計算得出單位負荷年費用，然后比較不同接線模式的投資大小。

上述分析雖然考慮的是理想情況，但是由于配電系統技術經濟分析一般都具有統計性規律，因而由此得到的結論同樣適用于實際配電系統。在變電站（220 kV變電站、高壓配電變電站）容量一定的情況下，確定不同負荷密度下高壓配電變電站的供電區域，在這一區域內，針對高壓配電網不同接線模式模型考慮其電源進線，對不同的接線模式進行比較。考慮到對于一定的區域，不同接線模式有單側電源和雙側電源的區別，為了在相同條件下對不同接線模式進行比較，計算中不再考慮220 kV變電站和線路的投資，對高壓配電變電站及以下部分電網進行綜合考慮，確定不同負荷密度下最優的接線模式，從而確定典型接線模式比較的定量判斷條件，具體過程如圖2所示。

表1　各種典型接線模式可靠性分析結果

圖2　110 kV電壓等級建設條件研究的經濟性分析方法

通過對不同接線模式高壓配電網的網架經濟性的3種指標（建設費用、運行費用、單位負荷年費用）分別進行計算分析，可以得到以下結論：

（1）相同變電站容量時，各種接線模式的建設費用、運行費用、單位負荷年費用都隨負荷密度的增大而減少，差距都隨負荷密度的增大而減小。

（2）相同負荷密度時，變電站容量增加，不同接線模式的建設費用、運行費用及單位負荷年費用且隨之增大。

（3）相同負荷密度下，架空線路和電纜線路各種接線模式的建設費用、運行費用、單位負荷年費用由高到低的順序都為：T鏈混合接線＞雙電源T接＞T輻射混合接線＞單電源T接＞雙電源輻射＞雙側電源單鏈接線＞單環網結構＞單電源輻射。

（4）電纜線路的建設費用、運行費用、單位負荷年費用比架空線路高。

（5）同接線模式下的線變組費用最低，外橋、內橋接線其次，單母分段最高。

（6）由于單位造價差距較大，電纜線路的經濟性不如架空線路。

1.3適應性分析

（1）組網靈活性。組網靈活性及電網過渡性，根據不同接線模式為適應負荷水平而發展成另一種接線模式的難易程度進行比較。

（2）資源占用。對不同接線模式考慮資源因素，通過不同接線模式對土地資源的占用情況來比較其優劣性，包括變電站占地和通道走廊利用情況。

通過比較，得出典型接線模式的適應性分析結果，如表2所示。

2　淮安市高壓配電網分析研究

淮安高壓配電網城市區域以110 kV電網為主，35 kV電網基本退出運行，農村以35 kV電網為主，正加快向110 kV電網轉變升級。截至2015年底，淮安共有110 kV線路141條，結構主要有單鏈、單環網、雙輻射、單輻射4種，其中鏈式結構70條，環網22條，輻射網49條。淮安共有35 kV線路157條，結構主要有單鏈、單環網、雙輻射和單輻射4種，其中單鏈式結構77條，雙輻射結構61條，單環網結構19條。

表2　高壓配網典型接線模式適應性分析結果

2.1淮安市高壓配電網網架結構存在的問題

淮安市區110 kV網絡形成了以新御變、關城變、清河變、水渡變、淮陰變、黃崗變、武黃變七座220 kV變電站為電源，向中心輻射的網絡結構，基本以110千kV變電站供電為主，110 kV網絡結構以 “兩線一站”為主，基本全部實現N-1，但在淮陰和淮安兩區農村片區仍以35 kV變電站供電為主，在淮安渠南片區35 kV變電站相互串供現象還比較突出。漣水東部地區110 kV網絡結構以漣水變為中心，向周圍輻射供電，西部地區則由220 kV變電站通過配出110 kV線路相向供電。35 kV變電站之間以110 kV和220 kV變電站為中心，環網運行。洪澤目前由2座220 kV變電站為該區域供電，洪澤110 kV網絡結構以“兩線一站”為主，網架較為堅強，35 kV變電站數量較少，網絡比較完善。

盱眙目前形成以2座220 kV變電站為電源點，110 kV電網結構以“兩線一站”、鏈式結構為主，T接方式為輔的網絡布局，35 kV網絡比較完善，基本實現由不同電源給其供電，供電網絡較為堅強。金湖目前只有1座220 kV雙龍站為該區域提供電源支撐，從地理位置來看，以淮河入江水道為界，可將其電網分為東西部電網，西部地區110 kV網絡較為堅強，110 kV網絡形成了“兩線一站”、“三線兩站”的結構布局。東部地區以35 kV變電站供電為主，變電站之間相互串供現象較為嚴重。

2.2淮安市高壓配電網目標網架規劃

根據國內各城市以及淮安市當地高壓配電網接線模式實際應用情況進行分析比較，得到如下構想：

（1）城市中心區域。為保證供電可靠性，目標網架優先選取雙側電源輻射接線，考慮到城區通道資源緊張，通常采取同桿架設方式，將目標網架優化成同桿架異路由雙電源輻射式接線。如圖3所示。

圖3　同桿架異路由雙電源輻射接線

（2）城市一般區域。通過上述各方面綜合分析，對于城市一般區域過渡網架選取T輻射混合接線，如圖4所示，最終到目標年演變為同桿架異路由雙電源輻射式接線。

圖4　T輻射混合接線

（3）農村區域。通過上述各方面綜合分析，對于農村區域過渡網架選取單鏈式接線，如圖5所示，最終目標網架演變為同桿架異路由雙電源輻射式接線。

圖5　單鏈式接線

各個區域演變流程圖如圖6所示。

圖6　目標網架演變流程圖

由圖6可知，淮安市目標網架的選擇是采用遞進、逐漸演變的方式，隨著經濟的發展，城市一般區域和農村區域的接線模式將逐漸過渡為最終目標網架同桿架異路由雙電源輻射接線模式。

3　結束語

本文從可靠性、經濟性、適應性3方面對典型接線模式進行了分析比較，對淮安高壓配電網進行了問題梳理，結合區域特點及現狀網架對淮安高壓配電網過渡網架和目標網架提出了合理建議：

（1）對于城市中心區域，為考慮供電可靠性，目標網架優先選取雙側電源輻射接線；

（2）對于城市一般區域，過渡網架選取了T輻射混合接線，目標網架為同桿架異路由雙電源輻射式的接線；

（3）對于農村區域，過渡網架選取為單鏈式接線，目標網架為同桿架異路由雙電源輻射式接線。

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陳恩澤（1986），男，江蘇淮安人，博士，研究方向為電力系統運行與控制、配電網規劃；

黃建波（1969），男，江蘇淮安人，工程師，研究方向為配電網規劃；

葉雪峰（1977），男，江蘇淮安人，工程師，研究方向為配電網規劃；

劉剛（1981），男，江蘇淮安人，工程師，研究方向為配電網規劃。

Research on Huaian high voltage distribution network planning

CHEN Enze，HUANG Jianbo，YE Xuefeng，LIU Gang
（State Grid Huaian Power Supply Company，Huaian 223001，China）

Reasonable network planning is important to urban distribution network construction.Existing connection modes are compared in terms of reliability，adaptability and economy.Reliability includes power supply，line failure and operational flexibility.Economy includes construction economy，operating economy and annual cost per unit.Adaptability includes network flexibility and resource consumption.The merits and scope of various connection modes are obtained through analyzing and comparing.The Huaian high voltage distribution network is analyzed，and then the problems existed in the network are pointed out.According to the results，the Huaian high voltage distribution network planning scheme is proposed.

high voltage distribution network；network planning；connection mode

TM715

B

1009-0665（2016）04-0076-04

2016-03-05；修回日期：2016-04-20