基于供電能力分析的高壓配電線路容量優化方法

戴敏，周炳華

（國網上海松江供電公司，上海松江201600）

基于供電能力分析的高壓配電線路容量優化方法

戴敏，周炳華

（國網上海松江供電公司，上海松江201600）

高壓配電支撐了城市化、工業化的現代社會發展，其重要性是不言而喻的。而供電設計的重要性表現在其經濟性和可靠性上，同時又要保證使用的安全性。為了使高壓配電線路的流量運載達到高壓配電網的精細規劃，線路建設的合理選擇尤為重要。論文以供電能力達到極限時，高壓配電線路的容量需求最小為目標，提出一種基于供電能力分析的高壓配電線路容量優化方法。

高壓配電線路；供電能力；容量優化

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.024

1 供電能力

人類進入電氣時代，一個城市乃至一個國家的供電能力的大小直接或間接地反映了它的工業的發展狀況及經濟實力的大小。因此，供電能力的研究備受關注。

1.1 不可或缺的供電

電力通過城市電網這個環節，實現了為城市工、商、民的電力供應的主要功能。其中，負荷變化規律是城市電網規劃發展的最重要依據之一，體現了供電部門的供電能力。針對我國城市化發展趨勢，通過從表1中工業用電和生活用電的比重變化，從而調整供電重心和供電計劃。

1.2 電力系統

城市電網不僅是服務于城市的關鍵基礎設施，同時也是電力系統的組成部分。電力系統是從以500kV或220kV為原始電壓的變電站開始，通過多次增壓或降壓的運輸過程而進入城市周邊的。因此，電力系統中從高壓變電站到用戶端這一部分屬于城市電網的范疇，這部分的電力系統劃歸各城市的電力運營機構直接建設和管理。電力系統的設計、建設、運行的合理性直接關系到用戶用電質量的保證以及電力能源分配的高效與否。

表1 工業用電和生活比重變化%

1.3 我國城市電網發展

城市電網不僅在電力系統中起著聯系發電和輸電系統和城市用戶的作用，而且是城市規劃建設的重要組成部分。近年來，隨著城市化進程的加快，城市電網也隨著飛速發展，但其中顯露出如線路結構不夠合理、用電可靠性低以及供電設備利用率低下等一系列問題。因此，為了滿足新形勢下電網節能化、高效化、精細化發展的新需求，傳統的城市電網規劃和評估方法亟待改正并優化[1]。

2 高壓配電的辨析

在城市的電力供應使用以及分流運輸中，高壓配電的應用是不可或缺的一環。對高壓配電的研究也是提高整個電力供應系統的有力突破口。

2.1 高壓配電網架

高壓電線路的配電系統供電能力評估規劃在城市配電網絡中有著極其重要的位置。高壓配電網的規劃主要包括2方面的內容：（1）確定網架結構，即高壓配電線路采用任何接線模式聯接各中壓主變；（2）確定高壓網架的組成應該采用哪一種型號的線路。傳統的高壓配電網規劃中，高壓網架的接線模式分析大部分都是單獨地從經濟性或者可靠性方面來單獨考慮，再把經濟性指標和可靠性指標合起來決定適合的接線模式，使其很多不易挖掘出來的特性被發現，而供電能力的概念就是對配電網經濟性、可靠性的雙重考慮。

2.2 電力運輸

電力運輸是供電系統達到配電結果必不可少的環節，運輸過程中線路負荷問題直接影響到電力運輸的整體效益和配電經濟與否。傳統的供電運輸已經不足以滿足現代社會飛速發展下的電力需求。考慮配電系統“N-1”校驗的“供電能力”，這一概念的提出給配電網絡規劃評估工作帶來了新的發展和契機[2]。它可以有效地尋找配電系統結構上的薄弱環節，有助于幫助工作人員掌握配電系統在一定結構下可滿足的負荷供應量，即電力運輸過程中的最大電流通過限制。

2.3 高壓下的容量

高壓配電網架通常由很多數量不定的典型或非典型接線模式組合而來，且高壓配電線路的容量需求與其緊密相關。接線模式的不同關系到線路的容量多少，高壓配電網的典型接線模式有：直供接線、T型接線、鏈式接線。不同的接線方式適宜不同的現實環境，3種接線方式的配合使用則能使線路容量到達相對最優，如表2所示。

3 高壓配電下的線路容量

3.1 線路容量

線路容量的多少關系到電流運輸的效益及安全問題，在保證安全的前提下力求達到效益的最大化。為了參考電力網絡正常運行時的經濟電流密度和故障轉供時的安全電流選擇不同型號鋼芯鋁絞線。根據容量需求計算高壓配電線路正常運行時的最大電流需求、故障轉供時的最大電流需求的環節是必不可少的。

表2 3種接線方式

3.2 容量優化

在以前的研究中，提出一種基于110（35）kV主變為主要研究對象，考慮中壓配電網絡對主變“N-1”校驗的轉供作用來接近供電能力極限值。在此研究基礎上，加入高壓配電線路“N-1”校驗分析，能進一步搜索到在供電能力達到極限時的高壓配電線路容量需求的最小值。為高壓配電線路的路型選擇提供科學、精確的指導。在供電能力的評估和使用下得到高壓配電下容量的優化。供電能力評估方法和使用范圍如表3所示。

表3 主要的供電能力評估方法和使用范圍

4 總結

高壓配電是電能由輸電網絡進入城市配電網的最重要也是最后一道關口。其線路容量，即線路電荷的負載的多少是直接衡量高壓配電的可靠性與經濟性與否的重要依據。由于時間和精力的限制，研究在某些方面仍有待延伸和改進，希望能為高壓線路容量優化盡一份力。

【1】藍毓俊，現代城市電網規劃設計與建設改造[M].北京:中國電力出版社，2004.

【2】郭永基，電力系統可靠性分析[M].北京:清華大學出版社，2003.

Capacity Optimization Methods of High Voltage Distribution Lines Based on Power Supply Capability Analysis

DAI Min，ZHOU Bing-hua
（StateGridPowerSupplyCompanyofSongjiangDistrict,ShanghaiCity,Shanghai 201600,China）

Thehighvoltagedistributionhasbeensupportingthedevelopmentofthemodernsocietyofurbanizationandindustrialization.Its importanceisself-evident.Theimportanceofpowersupplydesignisnotonlybasedontheeconomyandreliability,butalsothesafetyinuse.In order to make the load carrying capacity of high voltage distribution lines reach the goal of refined planning in the high voltage distribution network,the reasonable choice of line construction is particularly important.The goal is when power supply capacity reaches the limit,the capacity demand of high voltage distribution lines is minimal on the contrary.This paper presents a method of capacity optimization for high voltagedistributionlinesbasedontheanalysisofpowersupplycapacity.

highvoltagedistributionline;powersupplycapability;capacityoptimization

TM711

A

1007-9467（2016）10-0053-02

2016-09-09

戴敏（1986～），男，上海人，工程師，從事配電網架構優化研究。