基于最大供電能力的配電網規劃策略探討

盧志軍

摘 要：本文提出一種基于最大供電能力的配電網規劃策略，對其具體規劃分析基礎上，通過實例，對該配電網規劃策略在實際規劃應用的可行性進行驗證。

關鍵詞：最大供電能力 配電網 規劃策略 研究

電網規劃與建設發展中，傳統電網規劃思路起到了非常重要的作用，并且針對傳統電網規劃開展的研究，對電網規劃發展也起到了較大的推動作用，但是，隨著城市建設的發展，電網運行中負荷不斷增長并趨于飽和，再加上城市規劃用地資源的日益緊張，使得電網規劃與建設中，傳統電網規劃方式受到了嚴峻的考驗，不能滿足電網規劃的中遠期發展目標，對電網建設與發展形成較大的制約影響。針對這種情況，本文提出一種基于最大供電能力的配電網規劃策略，并對其具體規劃實施進行研究。

1 最大供電能力相關理論與優勢分析

最大供電能力是在一定供電區域內配電網滿足相應規劃建設條件下，從變電站站內主變與配電網絡轉供能力、實際運行約束等影響因素進行綜合考慮設計的最大負荷供應能力。它與傳統配電網規劃相比，能夠在配電網負荷未知情況下，對滿足配電網規劃安全約束有關條件的最大供電負荷進行計算獲取，從而實現電網供電潛力的挖掘，在已有電網的分析與優化中具有非常顯著的作用優勢。需要注意的是，智能電網建設環境下，高級配電網自動化系統中中壓配電網絡具備快速負荷轉供能力，因此，基于最大供電能力的配電網規劃中，注重網絡負荷轉供能力在變電站支撐中的作用影響，并且有研究顯示，在對配電網進行合理優化基礎上，能夠促使已有電網具備更高負載下水平運行的潛力。總之，基于最大供電能力的配電網規劃中，對已有網絡消納新增負荷的充分利用進行優先考慮和規劃，對適應負荷增長相對緩慢以及電網規劃土地資源緊張等需求能夠更好的滿足和實現，更加適合當前電網規劃與建設的要求。

此外，基于最大供電能力的配電網規劃中所涉及的重要指標不僅包括最大供電能力，同時還包括變電站供電能力、網絡轉供能力以及全聯絡供電能力等。其中，最大供電能力是整個理論體系的核心指標，而變電站供電能力與網絡轉供能力對最大供電能力有著直接的影響，全聯絡供電能力在配電網供電潛力挖掘上具有非常重要的作用。

2 基于最大供電能力的配電網規劃策略

結合配電網建設改造的實際情況，一般情況下，在進行配電網建設或改造規劃中按照從低到高的代價情況可以將配電網規劃實施分為負荷再分配、饋線規劃以及變電站規劃等不同的結構類型和內容，而基于最大供電能力的配電網規劃中，結合一般電網規劃的內容，其規劃內容與規劃中優先級別設置如下圖1所示。

上圖中，從字母A至C以及從數字1至4分別表示基于最大供電能力的配電網規劃優先級別，即字母A的優先級別高于B，同樣數字1的優先級別高于2。需要注意的是，在基于最大供電能力的配電網規劃中，負荷再分配規劃中，對網架結構沒有進行改變，而是針對負荷在饋線以及主變間的分配進行重新規劃，以在負荷分配優化基礎上實現配電網運行的安全性，同時達到改善電網負載均衡性效果。此外，在進行配電網饋線分布規劃中，通過更換導線以及新建聯絡、新建饋線等措施實現饋線的規劃設置，而變電站規劃則是通過新增主變或更換主變、新建變電站等方式實現。

根據上述基于最大供電能力的配電網規劃內容及優先級別設置，其具體規劃實施的流程如下圖2所示，需要注意的是，根據下圖2所示的配電網規劃流程進行規劃實施過程中，對于新增負荷在電網結構基本不變情況下被銷納的狀況，可以只通過負荷再分配實現配電網規劃與建設改造；反之，如果電網中新增負荷超過現有電網的最大供電能力，并且不能被現有的電網結構進行銷納，但是在進行電網網架加強與電網最大供電能力挖掘后，其負荷情況超出總負荷時，即可以首先采用饋線規劃的策略，在饋線規劃后分布校驗不通過時，再進行負荷再分配規劃，以實現最大供電能力下的配電網規劃；最后，對于電網總負荷超出可擴展最大供電能力的全聯絡供電能力時，就需要通過新增變電站容量來滿足電網改造或建設的需求，對于這種情況需要通過變電站規劃實現配電網優化，在此基礎上結合配電網規劃的需求分別進行饋線分布與負荷再分配規劃。

基于最大供電能力的配電網規劃中，負荷再分配規劃是實現配電網最大供電能力規劃的關鍵，下文將針對負荷再分配的優化配置進行分析。由于基于最大供電能力的配電網規劃中，對于負荷再分配的優化設置，是在變電站以及電網網絡結構確定情況下，結合配電網規劃的有關安全準則，對聯絡線路的聯絡開關位置與狀態進行改變，以及進行新增負荷優化分配，并針對已有負荷所在線路進行切改，來實現滿足電網主變安全運行有關準則以及電網運行負載率均衡性的配電網規劃設置方案。因此，結合最大供電能力的有關理論模型即可得出配電網規劃的負荷再分配計算模型，如下（1）所示。

上示負荷再分配計算模型中，表示電網主變的安全裕度，而表示電網負載率均衡度，、分別為權重系數。其中，電網主變的安全裕度是進行電網當前負荷下主變在安全運行準則下的安全程度描述，它與主變安全距離Dis以及主變負載裕量的最小值有關，而主變安全距離Dis是指主變i的安全距離，它與主變i相聯絡所有主變可轉帶負荷總量及主變i實際成本負荷的差值相等。對于負載率均衡度計算，可以通過下列公式（2）進行計算求取。其中，表示主變i的額定容量，表示負荷再分配后主變i的負載。

此外，上述負荷再分配計算模型在計算應用中還需要滿足電網運行安全準則中有關負荷轉帶約束條件與負荷再分配平衡約束條件，即主變i故障時，故障前主變i正常帶轉負荷需要有變電站內其余主變以及有關站聯絡主變進行共同轉帶，其中，主變i故障時的向主變j轉移負荷大小使用表示；而負荷分配平衡約束條件則包含已有負荷分配與新增負荷分配兩部分，其中，已有負荷分配中，根據改變聯絡開關位置的實際情況，需要滿足切改負荷上限值為，而新增負荷分配中，表示新增負荷l向主變i分配的負荷值，而與新增負荷l相關的之和與新增負荷l的負荷值相等，同時，電網各主變負荷分配后所承擔負荷值需要在以下。根據上述負荷分配計算模型約束條件，在代入模型通過Lingo軟件進行線性優化計算求解后，即可獲取包含電網新增負荷分配以及聯絡線間負荷再分配的優化方案，同時對電網各主變最終負載進行獲取，完成基于最大供電能力的配電網負荷再分配優化設置。

3 結論

根據本文所述的基于最大供電能力的配電網規劃策略及其模型計算與優化方式，通過代入實例與傳統配電網規劃方法進行計算驗證并對比分析后顯示，配電網傳統規劃方法中以容載比經驗值為配電網規劃的理論基礎，其規劃方案相對保守，并且對電網互聯下供電能力提升的考慮不夠充分，而基于最大供電能力的配電網規劃策略，在電網建設改造規劃應用中，能夠減少對容載比的依賴，通過全網供電能力的精確計算與規劃，實現電網結構現有網絡潛力的充分發揮，解決電網規劃建設與土地資源緊張之間的矛盾，更加符合當前電網規劃的實際需求。

參考文獻

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