中低壓配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃的關(guān)鍵點(diǎn)研究

李光平

從當(dāng)前各行各業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在很大程度上依賴電力的發(fā)展?fàn)顩r，因此，中低壓配電網(wǎng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)直接影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，中低壓的配電網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)亟待加強(qiáng)。對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃，就是要做好城市用電的需求預(yù)測(cè)，并采取合理的規(guī)劃措施，確保供電能力滿足城市用電的需求。

1 配電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)概述

為了實(shí)現(xiàn)城市的發(fā)展與用電的需求相適應(yīng)，確保配電網(wǎng)的供電的可靠性以及安全性，應(yīng)加強(qiáng)中低壓配電網(wǎng)的建設(shè)和規(guī)劃。對(duì)于配電網(wǎng)的規(guī)劃，具體包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。（1）對(duì)現(xiàn)行的配電網(wǎng)狀況進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)未來(lái)城市發(fā)展的供電需求做出科學(xué)的預(yù)測(cè)，對(duì)于將要采取的配電網(wǎng)的規(guī)劃的技術(shù)予以確定；（2）按照一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)供電區(qū)域進(jìn)行劃分，設(shè)計(jì)出合理的10 kV配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案，并大致預(yù)算出規(guī)劃的投資成本；（3）在規(guī)劃過(guò)程中，為了確保設(shè)計(jì)方案的可行性，提高供電的可靠性，應(yīng)該綜合分析配電網(wǎng)的投資的水平，具體采用哪種網(wǎng)絡(luò)接線的方式，以及投資的期限等。

對(duì)于電網(wǎng)的規(guī)劃，可以分成“三步走”的方式：（1）初步構(gòu)建長(zhǎng)期使用的電網(wǎng)；（2）對(duì)線性的電網(wǎng)狀況進(jìn)行綜合的分析，并對(duì)將來(lái)的負(fù)荷進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)，設(shè)計(jì)出一個(gè)近期的規(guī)劃；（3）設(shè)計(jì)出元?dú)獾囊?guī)劃。其中對(duì)于負(fù)荷的預(yù)測(cè)，必須結(jié)合實(shí)際情況和城市的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)，它是城市電網(wǎng)規(guī)劃最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，對(duì)于中低壓配電網(wǎng)的建設(shè)具有極其重大的意義，能夠在很大程度上影響配電網(wǎng)的供電能力和供電質(zhì)量。

2 中低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃

對(duì)于電力負(fù)荷的分布進(jìn)行預(yù)測(cè)是電力規(guī)劃最主要的內(nèi)容之一，常用的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法多種多樣，比如說(shuō)，依據(jù)平均增長(zhǎng)率來(lái)預(yù)算，也可以采用電力彈性系數(shù)法、負(fù)荷密度法和回歸分析法等。

2.1 用電量的預(yù)測(cè)方法

2.1.1 平均增長(zhǎng)率

一些行業(yè)沒(méi)有對(duì)產(chǎn)值進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)它們的長(zhǎng)期電力進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，需要將這些行業(yè)往年的電力需求作為參考，同時(shí)還要看在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中它們所占的比重，從而計(jì)算出它們用電量的平均增長(zhǎng)率，最終預(yù)測(cè)出它們的用電需求。這個(gè)計(jì)算公式如下：

E=E0（1+b）n

在這個(gè)計(jì)算公式中，E代表的是電量的預(yù)測(cè)結(jié)果；E0是往年的用電量基數(shù)值；n是增長(zhǎng)的年數(shù)；b是在此之前計(jì)算的電量平均增長(zhǎng)率。

2.1.2 回歸分析法

回歸分析法是要求對(duì)各種行業(yè)用電需求予以分析，并將各個(gè)行業(yè)的用電結(jié)果累加起來(lái)，這就是電力的總需求量。電力公司最常用的預(yù)算方法就是這種分析法。

2.1.3 電力彈性系數(shù)法

這種系數(shù)法常用到兩個(gè)關(guān)系量，一個(gè)是電力的發(fā)展速度和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度之間的比例值（K=VW/v），還需要計(jì)算出前期和后期用電總量之間的關(guān)系（wh=（1+KV）nW0）。

在這兩個(gè)公式中，W0是計(jì)算前期的用電需求；VW是指用電量平均增長(zhǎng)的速度；V是指經(jīng)濟(jì)平均增長(zhǎng)速度。

2.1.4 負(fù)荷密度規(guī)劃法

用這種方式進(jìn)行規(guī)劃，需要先對(duì)城市按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，比如，按照區(qū)域或者功能進(jìn)行劃分，預(yù)測(cè)出每個(gè)區(qū)域的平均用電負(fù)荷。在此期間，需要將現(xiàn)在的負(fù)荷密度和過(guò)去的密度進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)密度分布的特點(diǎn)進(jìn)行分析，從而計(jì)算出劃分的各個(gè)區(qū)域間的負(fù)荷密度的預(yù)測(cè)值。

3 網(wǎng)絡(luò)接線的模式

3.1 配網(wǎng)開(kāi)閉所

開(kāi)閉所采用放射狀的接線模式進(jìn)行接線，常使用的是大線徑的電源線來(lái)配制電網(wǎng)。在實(shí)際工作中，為了使得開(kāi)閉所兩回不同的進(jìn)線中的一回線就能承擔(dān)起所有的電量負(fù)荷，這兩回線就必須都擁有50%的供備用的電容量。通常而言，開(kāi)標(biāo)所的電容量常設(shè)置在6 000～8 000 kVA之間。在居住地中采用這種接線方式，如圖1所示。

3.2 架空線路接線模式

傳統(tǒng)的架空接線模式主要采用單輻射、單聯(lián)絡(luò)以及多分段多聯(lián)絡(luò)的接線模式。多分段多聯(lián)絡(luò)的接線模式又可以分成兩分段聯(lián)絡(luò)接線模式、三分段三聯(lián)絡(luò)接線和四聯(lián)絡(luò)接線模式等。架空網(wǎng)中最常見(jiàn)的幾種接線模式如圖2所示。

3.3 10 kV配網(wǎng)接線模式

3.3.1 不同母線出現(xiàn)的環(huán)式模式

這種接線的模式具有極強(qiáng)的靈活性和較高的可靠性，可以適用于對(duì)供電有高要求的區(qū)域。一旦線路發(fā)生故障，就能靈活地切換，使供電得以正常運(yùn)行。在采用這種模式時(shí)，就要考慮電網(wǎng)的用電容量，這種網(wǎng)絡(luò)的輻射線要比單電源多。如果線路處于正常的狀態(tài)時(shí)，每條線路的負(fù)荷最大值只是載流量的50%；有故障出現(xiàn)時(shí)，僅僅將聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)關(guān)閉，由另一條線來(lái)輸電就可以了（見(jiàn)圖3）。

3.3.2 不同母線三回饋線

在這種接線正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)是開(kāi)著的；一旦發(fā)生故障，就要將聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)1關(guān)閉，采用線路2來(lái)完成線路送電；而當(dāng)2線路出現(xiàn)故障，就要將開(kāi)關(guān)2閉合，由1線路完成送電。以此類推，采用這種接線方法接線，可以將3條不同的線路都作為備用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖4）。

3.3.3 無(wú)功補(bǔ)償裝置的配置

在實(shí)際電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中，中低壓電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)堅(jiān)持以下原則：（1）便于投切，最好利于電容器自動(dòng)投切，特別是變電站的帶電的容器；（2）堅(jiān)持就地平衡的原則以及方便對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整的原則，要采用分散補(bǔ)償?shù)闹饕绞剑瑢⒏邏汉偷蛪撼浞纸Y(jié)合起來(lái)。10 kV配網(wǎng)中母線必須要安裝補(bǔ)償設(shè)備，并設(shè)置自動(dòng)投切控制器翻遍操作，在諧波非常嚴(yán)重的地區(qū)要避開(kāi)諧波的放大區(qū)。

低壓網(wǎng)中的并聯(lián)設(shè)備，比如電容器，功率因數(shù)如果達(dá)到0.90～0.95，在低壓母線上安裝電室內(nèi)的自動(dòng)投切，就能使低壓電網(wǎng)上的電壓得以有效調(diào)整。配電中的變壓器無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量可以按照變壓器容量的20%～40%來(lái)配置。當(dāng)變壓器最大負(fù)荷達(dá)到補(bǔ)償，它的高壓側(cè)的功率因數(shù)應(yīng)該在0.95以上。對(duì)于距離較遠(yuǎn)且功率較低的架空線路中，可以在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b電容器，它的容量一般是按照變壓器總?cè)萘康?%～10%來(lái)配置，但是要注意，避免出現(xiàn)低谷負(fù)荷時(shí)，向電網(wǎng)倒送無(wú)功。變電站的無(wú)功補(bǔ)償裝置主要是補(bǔ)償變壓器的無(wú)功損耗，并適當(dāng)?shù)卣疹櫟截?fù)荷側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償，根據(jù)具體的計(jì)算來(lái)確定補(bǔ)償裝置的具體容量。35～110 kV無(wú)功補(bǔ)償配置的總?cè)萘繎?yīng)該控制在變壓器容量的15%以上；110 kV補(bǔ)償裝置的單租容量應(yīng)該控制在6 Mvar以內(nèi)；而35 kV變電站要小于36 Mvar。變電站應(yīng)該努力保持所連接的輸電線網(wǎng)中電路的1/2無(wú)功損耗。220 kV變電站無(wú)功補(bǔ)償裝置的單組容量，在與35 kV電壓相接的時(shí)候，應(yīng)該小于12 Mvar。與電網(wǎng)相接的發(fā)電機(jī)組在滿負(fù)荷運(yùn)行的過(guò)程中，功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到滯相0.85至進(jìn)相0.97的運(yùn)行能力，確保系統(tǒng)的調(diào)壓能力。

3.3.4 劃分中亞配電網(wǎng)供電區(qū)域

由于配電網(wǎng)絡(luò)的電源點(diǎn)分布范圍越來(lái)越廣，就必須合理地劃分出變電所的供電區(qū)域，使線網(wǎng)中的負(fù)荷得以均衡，確保供電的可靠和安全。將其與電網(wǎng)自動(dòng)化集合起來(lái)，可以最大限度地提升供電的質(zhì)量和能力。對(duì)供電區(qū)域的劃分，最重要的就是要使得各區(qū)域的供電負(fù)荷均衡，充分考慮城市的用電需求。

4 結(jié)語(yǔ)

中低壓電網(wǎng)的配置和規(guī)劃建設(shè)，不僅關(guān)系著用電戶的生活和工業(yè)的生產(chǎn)，更直接影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，應(yīng)該掌握合理的規(guī)劃方式，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)的建設(shè)。

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Abstract： The medium and low voltage distribution network is the key part of the power system， its planning and development has attracted much attention from power workers. But the construction of the distribution network will be subject to a variety of internal and external factors. This paper makes a detailed analysis of the planning and construction methods of medium and low voltage distribution network， and aims to promote the healthy development of the construction of medium and low voltage distribution network.

Key words： medium and low voltage distribution network； development planning； key points