10kV配電網建設優化措施研究

(國網河南省電力公司濟源供電公司,河南濟源 459000)

0 引言

隨著科學技術的快速發展，國民經濟的發展也越來越迅速，人們對電力的需求逐漸加大，對電力質量的要求也越來越高，電力成為社會不可或缺的部分。雖然我國在配電網建設方面不斷加大投入，但是用電情況相對于國際先進水平仍有一些差距，為了更好地滿足人民生活需求，使電網系統能夠安全穩定的運行，本文就10kV配電網建設優化措施展開討論。

1 10kV配電網線路建設現狀

目前，我國的電網采用的是10kV配電網對各用戶進行供電。二十世紀以來，我國的國民經濟快速穩定的發展，進而帶動了用電量的迅猛增長，配電網的負荷增長速度過快，遠超預期水平。

以前，我國的電力建設將重點放在了發電廠的建設上，長期重發輕供的建設方式導致我國的配電網系統的基礎相對薄弱，近年來，國家加大對配電網建設的投入，但和國外先進水平相比還有一定差距。在用電需求如此龐大的今天，我國以往配電網的設計和規劃模式已經不足以滿足城鄉發展建設需求了，各種問題層出不窮。可以說配電網的建設優化已經迫在眉睫。

2 10kV配電網在建設中存在的問題

2.1 網架不合理

在配電網的建設中，網架的問題是最基本的問題，它可以直接影響用戶用電的情況的好壞。在我國10kV配電網在建設過程中，網架問題十分普遍。由于我國之前“重發輕供”的供電模式，導致現在變電站的轉供能力方面嚴重不足，雖然變電站供電的能力也不盡相同，但是我國10kV變電站的轉供情況卻是相對較差的，通俗來講就是在同時有大量用戶需要電量供應時，無法達到高效率的電能轉換。而且目前我國所采用的10kV配電網結構框架，當出現系統或供電問題時難以找到故障點，進行快速有效的進行維修，這就可能會導致供電環節出現問題，影響供電質量，電力企業也可能會在發展上受到影響。

由于我國以前的10kV配電網大多是架空線，而一般新建地區會采用環網供電的模式，施工方可能會直接在監控線上取用電源，更有些鄉鎮和施工地區甚至為了方便用電，村民和工人進行私自拉線，這就會導致電力系統可能會超負荷，線路容易出現故障，更有甚者影響到線路的安全。而且當小容量用戶過多時，會導致無法充分利用電力，資源浪費的程度較大[1]。

2.2 電網負荷增長速度過快

由于國民經濟水平的提高，城市建設也不斷發展，城市建設規劃以及人們生活對電力資源的需求也日益增加。另外一些農村地區很多線路也都是超高負荷運作，大多數的鄉鎮地區電網建設進度無法跟上人們對用電的需求，致使人們自行拉線，造成線路高負荷，我國大多數地區的電力負荷每年以10%以上的速度在增長，更有甚者已經達到了20%。

2.3 設備老化

當前10kV的配電設備還有很多是多年前的，現如今設備已經老化嚴重，無法支撐較多用戶同時用電，導致故障頻發，甚至發生火災。而且設備的絕緣部件的表面也會在發生電壓時積累污垢，當符合一定條件的情況下，容易發生閃絡，降低其絕緣性能，同時降低供電可靠性。

2.4 自然災害問題

自然災害在10kV配電網在建設中發生的概率較高，雷擊災害最為常見。雷擊災害大多數情況發生在架空線上，特別實在雷雨天氣，發生雷擊的概率更是大大提高，雷擊不僅會對供電產生較大影響，直接破壞電網，導致大面積斷電，電網癱瘓，造成經濟損失，而且還會帶來極大的安全隱患。除雷擊災害之外，大風、暴雨等天氣變化還會給配電網建設的展開和推進造成阻礙，甚至導致電桿的倒塌和斷裂[2]。

自然災害的發生，不僅對配電網，電力用戶有較大影響，而且對供電單位和各種設備以及電網線路都會造成很大的危害，甚至帶來巨大經濟損失，所以在10kV配電網建設和優化過程中一定要注意做好對抗自然災害的準備工作，加強對自然災害問題的關注和應對措施，尤其是雷擊災害。

3 10kV配電網建設優化措施

3.1 完善網架評價體系，優化網絡結構

想要優化10kV配電網的建設進行優化，首先需要完善的就是網架評價體系，通過對網架評價體系的不斷完善，進而提高網架評價體系中的各項指標，如供電能力的穩定性、供電設備的供電能力等。網架評價體系的構成不僅包括設備的穩定性、供電的能力，還包括電能質量、配電網信息化構建策略以及網架結構等。通過對通過對網架評價體系的完善，我們才能在較短的時間里發現配電網建設規劃中出現的問題，才能更高效的解決這些問題。通過使用多目標遺傳算法可以實現配電網絡結構科學合理的搭建。多目標遺傳算法是一種建立在遺傳學計算理論以及自然選擇基礎上的計算方法，對目標數據的有序處理需要利用隨機信息的交換，進一步計算出最優的、較為完整的網架搭建方式。在網架優化過程中利用多目標遺傳算法，是要根據原有的網架結構進行的，利用迭代法算出配電網的供電率，這樣算出的供電網配電樓是比較準確的，再利用分布式中的電源供電數據，得出電源供電的隨機數值，最后再計算出電源適應度，再根據計算出的適應度對10kV配電網的電源分配及規劃進行調配和優化。

網架結構不是獨立于網架評價體系之外的，優化網架結構的同時還需要其他部分相互配合，以提高供電系統的穩定性，進而獲取穩定可觀的經濟效益，所以在優化網架結構的同時必須保證分布式電源配電網的運行正常。分布式電源的加入，配合多目標遺傳算法，能更好的做到對配電網中的各個節點的優化，對我國配電網的優化有重要的意義，更有利于提高后期電網結構的穩定性，使其能夠穩定高效的運行。

在網絡結構方面，應當科學合理的規劃配電網的布局，首先要做的就是改變連接方式，使其更加的簡單靈活，也更加方便。想要達到這樣的目的，第一點就是在供電網絡中不能出現任何的交叉重疊，目前，常用的搭建方式是樹枝型，這是一種放射型的搭建方式，但以現在的形式發展，環網結構更能適應當前環境的需求，若發生故障，則可進行倒閘恢復供電。另外傳統工人操作的方式，恢復供電可能需要幾個小時，但隨著配電網自動化系統的發展，建設了自動化系統之后，可以在很短的時間內就恢復供電，有效提升了配電網的可靠性[3]。

3.2 確立配網規劃方法

目前，我國10kV配電網由于負荷過大，導致其供電能力不高，要想更好的滿足用戶用電需求，提高供電能力，就需要確立好配網規劃的方法。要確定配網規劃方法，要先要做就是負荷的預測和評估。根據不同地區對配電網負荷的需求，在人口密度大，人口指數高的城市電力資源消耗大的地區，在配電網的規劃過程中應重視起來，使用一些性能較高的電網設備，在不發達的農村地區也應該適當調整，做出預測，盡量預防老百姓私自拉線造成負荷過大的情況。在進行負荷預測的時候，可以采用負荷密度法進行分析，根據供電范圍中不同地區的面積和用電負荷密度，來預測一定時期內的用電負荷。其關鍵在于收集數據時要將地區分成多個盡量小的面積區，以提高預測的準確性。負荷預測的重點在于前期大量的數據收集，建立科學的預測模型，采取切實有效的算法，在歷史數據的基礎上總結研究。

在進行準確的負荷預測之后，根據預測的結果，對網架中現有的問題進行處理和優化，再結合當地的道路情況和發展建設規劃等對10kV配電網進行合理的規劃。

10kV配電網良好的規劃和建設，能夠有效提高配電網的可靠性等指標，提升用戶滿意度，也在一定程度上能夠節約電能，減少損耗。

3.3 優化10kV配電網中的老舊設備

在優化10kV配電網中的老舊設備時，為了節約成本，可改造的設施進行改造，無法改造的進行更換。例如，可對線路的絕緣件、高低壓的開關柜、接線戶和低壓線進行改造，還需要對10kV配電網的架空線路和電纜線路進行改造。對老舊的電網設備進行更換，10kV配電網設備最好使用小容量、分布密的方式，這樣的改造方式，不僅能夠減少對變壓器的負荷，也能夠提高變壓器的效率。10kV配電的變壓器要選擇S11級以上節能型的變壓器。優化10kV配電網中的老舊設備能夠保障供電的安全性，和可靠性。

3.4 做好自然災害預防工作

由于自然災害時有發生，且對配電網建設的進行和電網的運行有很大影響，對供電的穩定性和安全性都有影響，除此之外，還會帶來安全隱患，破壞電網設備，使電力企業蒙受經濟損失。但是鑒于自然災害的不確定性和特殊性，這個問題無法從根本上得到解決，我們只能采取一定的防護措施，所以在10kV配電網的建設時，一定要在自然災害的預防方面做好工作，盡量減少其對配電網建設的進行和電網運行的影響，降低惡性事故的發生率。

在10kV配電網的防雷過程中，其主要防護為配電線路上的防護，主要防護原理有兩種：一個是通過降低桿塔接地電阻，可以降低線路因雷擊而跳閘的概率，達到提高線路的抗雷電能力的目的；第二個是采用性能更加優越的新型絕緣子，例如新型玻璃鋼絕緣子。除了線路防護還有配電設備的防護，包括變電所防雷和變壓器防雷。10kV變電所的防雷技術主要有兩點：其一是變電所進出線及母線進行防護，其二是讓設備和避雷器并聯起到防護作用。另外安裝有開關的避雷器也有很好的避雷效果，智能化保護器也是如今的發展方向，能夠迅速恢復電網運行，從而增加了電網的可靠性。電纜分支箱是當今配網線路中的重要組成部分，對其進行防雷手段也十分重要，在考慮經濟成本的前提下，建議選擇部分位置安裝智能保護器，尋找最合適的安裝位置，來達到防雷效果[4]。

4 結論

10kV配電網安全持續的運行和不斷優化對我國的經濟發展有重要的意義。通過不斷加強對10kV配電網的建設和優化，提高供電系統的可靠性，滿足當今社會的用電需要。文中提出了在10kV配電網的建設和優化過程中的主要問題，并針對各個問題提出了相應措施，意在期望能夠幫助10kV配電網的建設和優化順利有效的進行。