基于多元化負荷接入的城市新區110kV網架結構研究

李菁菁

摘要：隨著城市的發展，新能源、分布式電源、充電設施、軌道交通等多元化負荷如雨后春筍迅速發展，如何使電網具備足夠的承載力，確保多元化負荷與電網協調發展，是當前急需解決的問題。文中通過分析國內外主要城市電網發展現狀，取長補短，研究分析適合多元化負荷接入的城市新區網架結構的典型模式。

關鍵詞：多元化負荷;網架結構;可靠性

中圖分類號：TM715

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）01-0007-03

0引言

隨著社會經濟的發展，負荷呈現多樣性和復雜性的特點，不同類型負荷對電力系統可靠性和供電質量有著不同的需求，新能源、分布式電源、充電設施、軌道交通等多元化負荷的接入對電網網架提出了更高的要求。同時隨著電網的建設，各級電網上下支撐，如何在經濟條件最優的條件下，提高電網的可靠性，滿足多元化負荷的接入條件，是當前急需解決的問題。

1國內外發達城市110kV目標網架研究

1.1國外發達城市網架結構

國外輸電網采用雙鏈、環網結構。巴黎、東京高壓配網采用鏈式結構、閉環運行，變電站主接線多采用線變組接線;新加坡高壓配網采用環網結構、閉環運行，變電站主接線多采用雙母線接線（詳見表1）。

1.2國內發達城市網架結構

國內500kV電網均采用雙環網結構;220kV電網主要采用雙環網、雙鏈結構;110kV電網主要采用鏈式π接、鏈式T接、Tπ混合三種結構。其中上海、深圳、武漢以鏈式π接為主;北京、廣州、天津以鏈式T接為主;杭州、福州以Tπ混合為主，浙江省推行Tπ混合結構。鏈式π接結構的變電站主接線以單母分段接線為主;鏈式T接結構的變電站主接線以線變組接線為主;Tπ混合結構的變電站主接線以內橋+線變組接線為主。

國內主要發達城市110kV電網結構主要采用兩種模式，一種是鏈式π接結構，110kV站內主接線采用單母線分段接線;一種是鏈式Tπ混合結構，110kV站內主接線采用內橋+線變組接線;兩種網架結構及站內主接線形式在各自供電區域內均作為110kV目標網架廣泛應用（詳見表2）。

2網架結構及接線模式對比分析

從可靠性、靈活性、經濟性等方面對鏈式π接和鏈式Tπ混合結構進行對比分析。

2.1可靠性

鏈式π接結構可確保線路“N-1”故障時的轉移負荷的能力，提高供電可靠性要求，同時線路故障或檢修時，僅涉及兩座變電站的倒閘操作，簡化調度、運維人員操作。

鏈式Tπ混合結構亦可確保線路“N-1”故障時的轉移負荷的能力，滿足供電可靠性要求。T接線路故障時，增加了操作次數，調度、運維人員操作更加復雜。2.2靈活性

鏈式π接結構，變電站主接線采用單母線分段接線。變電站每一段母線均有兩回進出線，當其中一回線故障時，可倒換另一回線帶母線運行，變壓器無需受累停運，運行方式較為靈活。鏈式Tπ混合結構倒閘操作相對復雜。若線路故障或檢修時，涉及T接線路上的3座變電站及相關運維人員的倒閘操作;220kV電網開環運行，當區內110kV變電站電源取自兩個220kV片區時，站內10kV并列倒負荷受限。

2.3經濟性

鏈式π接結構線路規模均在4回及以上，投資較大;正常方式下，2回線路處于備用狀態，線路設備利用率較低。鏈式Tπ混合結構站內主接線采用內橋+線變組接線，站內開關設備少，變電站造價低、維護費用少;正常方式下，站內3臺主變均由一條110kV線路帶負荷運行，線路設備利用率高。

3某地區110kV電網結構歷史演變

電網發展初期階段，110kV網架結構多以鏈式、輻射式結構為主，其中110kV站內主接線采用雙母線、雙母線帶旁母、單母線分段、單母線分段帶旁母等多種主接線形式，種類繁多、標準不一。

1998年城網改造期間，全國電力系統討論電網網架結構問題，提出“安全、可靠、經濟”原則和T接網架結構。綜合考慮各方意見后，確定了該地區電網采用Tπ混合結構，即兩個220kV變電站之間帶3個110kV變電站，兩邊的110kV變電站采用T接，中間的110kV變電站采用π接;兩邊的110kV變電站站內主接線采用線變組接線，中間變電站采用雙母線接線，如下圖1所示。

2002-2004年，城網改造期間建設的變電站陸續投運后，調度部門反映，此類電網結構調度方式不太靈活，建議優化。2005年開始優化Tπ混合結構，即兩個220kV變電站之間帶三個110kV變電站，兩邊的110kV變電站采用Tπ混合接線，中間的110kV變電站采用π接;兩邊的110kV變電站站內主接線采用內橋+線變組接線，中間變電站采用單母線分段接線，如下圖2所示。

至2010年，為實現電網標準化，逐步優化110kV網架結構及接線形式，該地區選擇建設Tπ混合接線的鏈式電網結構，其中110kV站內主接線采用內橋+線變組接線，并延續至今。

值得提出的是，Tπ混合接線110kV采用內橋加線變組接線，不具備擴建間隔的能力，軌道交通等用戶的電源僅能從220kV變電站考慮，由于此類用戶要求較高的可靠性，但實際負荷并不重，直接從220kV變電站出線占用大量系統資源。同時，由于該地區10kV網架相對薄弱，T接線路故障故障時，變壓器需受累停運，直接影響10kV電網的可靠性，從而影響新能源、充電設施等多元化負荷的接入。

4某地區網架結構及接線模式案例

鏈式π接和鏈式Tπ混合結構均可滿足可靠性要求，鏈式π接運維操作較靈活，鏈式Tπ混合結構經濟性較好。若采用鏈式Tπ混合結構，站內主接線采用內橋+線變組模式，目前網架結構及站內主接線模式不再調整;下一步需加大10kV配電網建設力度，滿足多元化負荷的接入。若采用鏈式π接結構，站內主接線采用單母線分段模式，可以滿軌道交通等110kV用戶的接入。

以下結合“衡山—興隆—海河—新港—少室鏈式結構”進行實例分析（見圖3）。

網架結構方面，原規劃為三鏈Tπ混合結構，如優化則調整為三鏈π接結構，取消T接方式。

線路方面，原規劃110kV興隆、海河、新港變110kV出線規模均為3回，變電站出口到主干線剖接點線路均采用3×4+1位排管敷設，如優化則將上述3座110kV變電站出線規模調整為4回，將排管規模改為

3×5+1位。優化后的網架結構，運行方式靈活，變電站每一段母線均有兩回進出線，當其中一回線故障時，可倒換另一回線帶母線運行，變壓器無需受累停運，運行方式較為靈活。當220kV電網開環運行且區內110kV變電站電源取自兩個220kV片區時，不存在站內10kV并列倒負荷的問題，提高了10kV網架的供電可靠性，滿足新能源、充電設施等多元化負荷的接入。采用鏈式π接結構網架，110kV變電站具備擴建間隔能力，可為周邊負荷提供電源支撐，為220kV變電站節省寶貴的站內資源。

5結束語

通過對國內外主要城市電網發展現狀研究，找出電網與國內外發達城市電網存在的差距，規范110kV電網結構、提高供電可靠性和運行靈活性，較好的滿足多元化負荷的接入條件，為電網發展指明方向。

參考文獻

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