對(duì)新形勢(shì)下110kV電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的探討

段德君

摘 要：我國(guó)經(jīng)濟(jì)在迅速地發(fā)展，110kV電網(wǎng)供電在新形勢(shì)下，也有一些新的要求，文章深入地研究和分析了110kV電網(wǎng)供電的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，對(duì)于接線的方式和負(fù)荷預(yù)測(cè)以及新形勢(shì)下應(yīng)用新技術(shù)等一些相關(guān)的問(wèn)題，進(jìn)行了重點(diǎn)地探討。

關(guān)鍵詞：110kV電網(wǎng)；規(guī)劃與設(shè)計(jì)；負(fù)荷預(yù)測(cè)；新技術(shù)

前言

110kV電網(wǎng)供電隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也在不斷地發(fā)展，對(duì)于110kV電網(wǎng)供電，經(jīng)濟(jì)發(fā)展新形式也有了新的要求，該文深入地研究和分析了110kV電網(wǎng)供電的設(shè)計(jì)和規(guī)劃[1]。

1 負(fù)荷預(yù)測(cè)

1.1 負(fù)荷預(yù)測(cè)的方式

負(fù)荷預(yù)測(cè)包括負(fù)荷構(gòu)成預(yù)測(cè)和周期預(yù)測(cè)兩種。

（1）負(fù)荷構(gòu)成預(yù)測(cè)，將負(fù)荷以商業(yè)、民用、工業(yè)以及農(nóng)村用電等形式分為幾類(lèi)。天氣的氣溫在不斷地變化，城市居民的民用電隨著季節(jié)的變化波動(dòng)比較大，夜晚負(fù)荷的尖峰值受工業(yè)和商業(yè)用電負(fù)荷的影響非常大，商家淡旺季節(jié)的變化中，與農(nóng)村用電負(fù)荷的降水量的關(guān)系非常大，季節(jié)性也非常強(qiáng)[2]。（2）根據(jù)周期預(yù)測(cè)進(jìn)行分：其一，調(diào)度人員主要使用極短期的預(yù)測(cè)，通常需要5～10秒負(fù)荷值，運(yùn)用10min到1h的負(fù)荷量處理緊急情況；其二，短期預(yù)測(cè)主要服務(wù)于機(jī)組組合、協(xié)調(diào)、分配電力以及功率交換等，負(fù)荷值需要1d到一星期的時(shí)間；其三，中期預(yù)測(cè)主要是服務(wù)于檢修機(jī)組和調(diào)度電力以及功率交換等，需要1～12月的時(shí)間；其四，長(zhǎng)期預(yù)測(cè)服務(wù)于發(fā)展電網(wǎng)和電源。需要多年的負(fù)荷值。

1.2 預(yù)測(cè)負(fù)荷的過(guò)程

其一，對(duì)于預(yù)測(cè)指標(biāo)和內(nèi)容，結(jié)合時(shí)間段和區(qū)域來(lái)進(jìn)行確定；其二，將相關(guān)的資料進(jìn)行分析和搜集；其三，根據(jù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展情況，來(lái)對(duì)電力的需求進(jìn)行判斷，將預(yù)測(cè)的參數(shù)和模型進(jìn)行設(shè)定，對(duì)于等待預(yù)測(cè)的地區(qū)做負(fù)荷預(yù)測(cè)；其四，所得到的預(yù)測(cè)負(fù)荷的結(jié)果，再進(jìn)行審核以后，結(jié)合審核情況，再進(jìn)行修改[3]。

2 選擇110kV電網(wǎng)中的變壓器

2.1 選用的原則

其一，對(duì)于主變?nèi)萘窟M(jìn)行選擇時(shí)，對(duì)于變電站建成5～10年以后的負(fù)荷發(fā)展進(jìn)行參考；其二，變電站擔(dān)負(fù)著重要的負(fù)荷，停運(yùn)主變壓器時(shí)，其他變壓器的容量也必須要達(dá)到滿足的狀態(tài)，負(fù)荷能力得以保證的情況下，必須要滿足一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷正常的供電；其三，從單臺(tái)變壓器的容量全網(wǎng)進(jìn)行啟程，將標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)化進(jìn)行有效地推行[4]。

2.2 計(jì)算主變?nèi)萘?/p>

計(jì)算主變?nèi)萘糠椒?，結(jié)合全年最大負(fù)載的有功功率Pm（kW），對(duì)主變壓器的容量進(jìn)行選擇，如Sn>Pm÷cosθ的式中，全年的最大負(fù)載的有功功率為Pm，功率因數(shù)為cosθ，Sn選的變壓器額定視的功率為（kVA）[5]。110kV變壓器容量具有40MVA和50MVA以及63MVA和20MVA等，針對(duì)于一些比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，負(fù)荷相對(duì)比較少，主變壓器采用20～40MVA比較合適，能夠減少變壓器的損耗；一些核心城市，相對(duì)負(fù)荷比較密集，主變壓器建議采用50～63MVA的大容量比較合適。

2.3 主變?nèi)葺d比的計(jì)算

推薦容載比，110kV電網(wǎng)的范圍為1.9～2.1，變電站總的變電容量（S）與容載比之間的關(guān)系，由S=（1.9～2.1）Sn，再對(duì)主變臺(tái)數(shù)進(jìn)行選擇，對(duì)于單臺(tái)變壓器容量才可以確定。

3 選擇110kV電網(wǎng)接線方式

其一，構(gòu)建環(huán)網(wǎng)運(yùn)用兩聯(lián)絡(luò)結(jié)線方式時(shí)，互相之間有聯(lián)絡(luò)的線路，但是，必須要少于4條回路，至少要有一個(gè)開(kāi)關(guān)配備到聯(lián)絡(luò)點(diǎn)之間，并且各段線路都必須要分配負(fù)荷；對(duì)于農(nóng)村所安裝的變電站，供電的可靠性和靈活性相對(duì)都比較差，在選擇110kV電網(wǎng)接線方式上，應(yīng)該盡量選擇雙輻射或單環(huán)及單輻射；其三，城區(qū)所設(shè)置的變電站，無(wú)論供電的運(yùn)行靈活性，還是供電的可靠性都比較高，選擇雙環(huán)和雙鏈及雙T比較合適；其四，對(duì)于專(zhuān)區(qū)變電站比較重要的和負(fù)荷專(zhuān)用一類(lèi)的變電站，采用3T和雙鏈比較合適。

4 控制變電站站址和線路走廊

4.1 選擇變電站站址

選擇變電站的站址時(shí)，必須要滿足幾點(diǎn)：其一，根據(jù)當(dāng)前的布局及以后發(fā)展的形勢(shì)，應(yīng)該將變電站在負(fù)荷的中心；其二，用地要進(jìn)行節(jié)約；進(jìn)出的線不能交叉，以及互相之間跨越；選擇的地形必須要優(yōu)良，以免傾斜主體和地基下陷及洪澇等一些災(zāi)害。

針對(duì)于當(dāng)前的這些要求，新形式下，選擇站址的方法該文也提出來(lái)了：利用分配法與交替定位以及遺傳法的結(jié)合的GA-LA的算法，結(jié)合最小的負(fù)荷距、負(fù)荷、最小的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行費(fèi)用以及前期最小的投資等的原則，將每一個(gè)待選站址所被選中概率進(jìn)行計(jì)算，專(zhuān)家進(jìn)行認(rèn)證，將多方面的因素來(lái)對(duì)最后結(jié)果進(jìn)行決定。GA-LA算法目標(biāo)的函數(shù)：∑W1D1，W1表示線路單位長(zhǎng)度年費(fèi)用的系數(shù)，D1表示負(fù)荷間與電站的線路長(zhǎng)度。

4.2 控制線路走廊

線路走廊費(fèi)用安全和費(fèi)用控制是控制線路走廊的兩個(gè)主要方面。地理?xiàng)l件和走廊的費(fèi)用，以及經(jīng)濟(jì)的水平和人口的密度都非常大，征地逐步困難，隨著時(shí)間的移動(dòng)，由于費(fèi)用的增長(zhǎng)，線路走廊緊缺情況非常嚴(yán)重，必須要做好用地的工作。

5 新形勢(shì)下的110kV電網(wǎng)新技術(shù)電氣設(shè)備和變電站的智能化

5.1 開(kāi)關(guān)設(shè)備智能化

信號(hào)線路和數(shù)據(jù)采集器以及低壓數(shù)據(jù)處理器的三個(gè)部分將開(kāi)關(guān)設(shè)備的智能化系統(tǒng)構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集器運(yùn)用電流傳感器或者電壓，低壓數(shù)據(jù)的處理器利用信號(hào)的線路的數(shù)據(jù)采集器對(duì)電流信號(hào)或者電壓進(jìn)行采集，同時(shí)，將站端信號(hào)向數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行反饋。低壓數(shù)據(jù)的處理器對(duì)于處理以后的信號(hào)，傳給控制中心和保護(hù)裝置[6]。

5.2 主變壓器的智能化

對(duì)于每一個(gè)主變壓器，都將一個(gè)智能化的測(cè)控箱進(jìn)行設(shè)置，測(cè)控的設(shè)備應(yīng)該內(nèi)裝智能化，對(duì)于主變壓器的壓力和溫度以及各類(lèi)機(jī)械動(dòng)作信號(hào)和液位，或者故障信號(hào)可以隨時(shí)對(duì)控制中心和保護(hù)裝置進(jìn)行傳入，與GOOS進(jìn)行配合，將各類(lèi)投切的功能就地遙控實(shí)現(xiàn)，致使主變壓器能夠在最低的損耗狀態(tài)下自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)行，結(jié)合已經(jīng)采集的溫度和主變電流來(lái)對(duì)主變負(fù)載率進(jìn)行判斷，再結(jié)合主變負(fù)載率將水冷系統(tǒng)和其他的系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)。

5.3 變電站二次設(shè)備的智能化

變電站的二次設(shè)備的智能化包括中間層和站控層以及采樣層等三層。

站控層就是運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)和中心控制的工作人員以及數(shù)據(jù)的接口等，利用NS3100的計(jì)算機(jī)監(jiān)控的系統(tǒng)；中間層就是主變差動(dòng)的保護(hù)、線路測(cè)控的保護(hù)、故障錄波和分段自切等部分；采樣層就是對(duì)于GOOSE網(wǎng)和值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行采樣，按照IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)，采樣層利用中間層與光纜進(jìn)行聯(lián)系，從而使數(shù)字化通信得以有效地實(shí)現(xiàn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)110kV電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃進(jìn)行了認(rèn)真地研究和分析，深入地探討了110kV電網(wǎng)，在應(yīng)用110kV電網(wǎng)的各類(lèi)接線的方式上，將不同接線方式范圍指了出來(lái)，自己的看法提出來(lái)了；對(duì)于控制線路的走廊和變電站的站址，將新的思路和算法提出了，在智能化的電網(wǎng)方面，對(duì)于變壓器和開(kāi)關(guān)以及二次設(shè)備智能化都將新的方案提了出來(lái)。

參考文獻(xiàn)

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