中低壓配電網規劃設計分析

吳焱

摘要：在社會經濟快速發展和人民生活水平不斷提高的背景下，我國電力行業也在不斷發展。由于日常生產生活對電力資源的需求，電力行業的發電要求不斷提高，并致力于大范圍的建設和改造，以提高供電可靠性和穩定性。其中，中低壓配電網的建設和改造是重要一環，在社會發展的刺激下，配電網的規劃改造仍需不斷優化改進。通過對配電網規劃過程中會遇到的注意事項和問題進行比較解決，基于證據理論-層次分析法，對配電網規劃方案進行合理選擇采納，以滿足具體情況下配電網建設符合發展生活需求。

關鍵詞：配電網規劃;負荷預測;配電變壓器;證據理論-層次分析法

0引言

隨著我國城市經濟的快速發展和城市建設、改造步伐的加快，用戶對所需電能在量和質兩方面的要求均有提高。中低壓配電網在我國大部分城市普遍較薄弱[1]，具體表現在城市電力網建設滯后于城市建設，電網供電能力不足，變（配）電站數量較少且位置不合理導致電壓質量不高，線損率偏高，夏（冬）季用電高峰期間設備過負荷嚴重等等。這些問題在城市負荷的快速增長中變得日益突出，不僅給電力部門和眾多的電力用戶造成了巨大的經濟損失，而且影響了人民的生活質量。我國電力行業領域中中低壓配電網的建設與改造規劃中或多或少的存在一些問題[2]，主要包括以下幾方面：

1）中低壓配電網網架的結構存在不合理。

2）由于規劃方案的不健全，所以長期存在供電電源點分布不均的現象，為供電線路帶來較大的負擔和壓力，使其在使用過程中極易發生破損，

3）供電壓力逐漸成為配電網建設改造所要解決的直接問題。

因此，如何以科學的規劃理論和方法作指導，使之真正能夠適應城市經濟發展和滿足城市各項活動正常進行的需要是擺在城市中低壓配電網規劃研究人員面前的一個極為迫切并具有實際意義的課題。

1負荷預測及城網規劃

1.1負荷預測對規劃的重要性

負荷預測對電力系統規劃和運行都極其重要[3]，它既是電力系統規劃的重要組成部分，也是電力系統經濟運行的基礎。提高負荷預測技術水平，對用電管理，電網運行方式和機組檢修計劃的合理安排，降低發電成本，合理的電源建設規劃的制定，提高電力系統的經濟效益和社會效益等方面都有積極影響。因此，負荷預測是實現電力系統管理現代化的重要內容。

1.2城網規劃負荷預測研究現狀

隨著我國經濟的持續快速發展，我國城市化進程逐步加快，隨之而來的是各地對城市總體發展規劃的高度重視，各地紛紛進行城市的重新規劃或擴展規劃。全國各級城市規劃和電力部門對如何進行與之配套的電力專項規劃十分重視。因城網規劃而進行的負荷預測工作，包括最大負荷預測和電量預測及更重要的負荷分布預測等。以城市電網規劃為中心的負荷預測方法研究有很多，但此工作需要綜合運用各類負荷預測方法進行綜合預測，完成該任務的一個極合理的負荷預測方法仍不存在。

2配電變壓器的選擇及臺區設計

2.1配變型式及其臺區位置選擇

把中壓配電電壓（6-10kV）轉變成低壓配電電壓（220v-380V）的場所統稱為配變臺區，配變臺區的設計與規劃要做到安全和經濟的統一，需要保證有充足供電能力，以滿足供電可靠性及運行經濟性的要求，還應該考慮環保的標準化等方面的要求，配變臺區選址的總體原則有[4]：

1）盡量在負荷中心附近;2）盡量在電源側;3）方便進出線;4）遠離污穢源，或架設在污穢源上風側;5）遠離潮濕、振動、高溫及易燃易爆場所;6）方便設備運輸;

7）有擴建和發展的余地。

2.2配變臺區變壓器選擇

在各級電壓等級的配、變電所中，變壓器是主要的電氣設備。配變電所安全可靠供電和網絡經濟運行的保證是確定合理的變壓器容量。因此，以安全可靠供電為基礎，確定合理的變壓器容量，提高網絡經濟運行，具有明顯的經濟意義。

2.3配電變壓器的經濟運行[5]

為了供電的連續性和負荷有較大變化時的經濟性，一般在變電所里安裝兩臺或兩臺以上相同規格及特性的變壓器并聯運行。當其中一臺故障或檢修時，可由其余的變壓器供電。輕負荷運行時，如并聯的臺數不變，繞組的負載損失很小，而空載損失側在總損失中占主導數值。為降低損失，在保持部分變壓器，不過載的條件下，可以退出一部分變壓器。條件是減少的空載損失必須大于增加的負載損失。

3配電網規劃方案

3.1配電網供電能力評估指標

配電網的供電能力[6]是評估配電網結構合理與否的重要指標。電網應有足夠的供電能力，且輸電和配電能力相匹配，以滿足用戶的需求。本文采用以下指標進行對配電網供電能力和輸配電傳送能力是否匹配的具體評估：

1）變電站主變壓器容載比

即為網內同電壓等級公用變電所的主要變壓器總容量（KVA）和其供電總負荷（KW）的比。反映電網結構合理與否，各電壓等級間匹配與否。電網容量通常應滿足最大負荷需求，且留有一定余度。

2）線路負載率

為線路實際承擔的視在功率（KVA）和該線路額定容量（KVA）的比值。也是反映電網結構合理與否的參數。設計時一般依照N-1的要求。

3）線路供電能力不足比例

對10千伏配電線路，當所帶負載對稱且功率因數相同，導線規格及供電距離一定時，在滿足相同線路電壓降百分比的條件下，當負載沿線路分布方式不同時，線路的供電能力也是不相同的。本文主要考慮線路終端帶負荷的情況。

3.2配電網規劃常用評價方法

3.2.1層次分析法

層次分析法[7]（AnalyticHierarchyProcess，簡稱AHP）是將與決策總是有關的元素分解成方案、準則、目標等層次，能將定量分析和定性分析相結合的系統分析決策方法。該方法運用網絡系統理論和多目標綜合評價方法提出的一種層次權重決策分析方法。AHP法將定性與定量分析結合起來處理各種決策因素，思路清晰、系統性強，主要包括層次結構的形成、判斷矩陣的建立、權重求解及一致性校驗等步驟。

3.2.2基于DS/AHP的配電網規劃方案綜合評估與決策

綜合決策也稱為多屬性決策，是對多個互有競爭力的方案，按不同屬性進行定量和定性的評價，最后得到各方案的綜合評估而完成決策。配電網規劃方案的綜合決策是基于配電網規劃綜合評價體系下各個準則及指標的評價對已有的眾多合理規劃檔案進行決策，選出綜合最優者。配電網規劃方案的綜合評估與最終決策是整個配電網規劃的最后一步，也是具有決定性的一個環節。

4總結

本文概括地介紹了配電網規劃的基本原則和研究現狀及負荷預測對配電網規劃的意義，了解了配電變壓器的選擇及臺區的設計，并以配電變壓器經濟運行為目的，進行實例計算。了解了配電網規劃方案的評估體系，并通過比較幾種基本的決策方法，選擇DS/AHP對配電網規劃方案進行綜合評估和決策。

通過對配電網規劃過程的分析和實例計算等，了解配電網規劃在實際實施中需要根據具體情況，在經濟實用性等方面與社會發展同步，以滿足社會生活的需求。

參考文獻：

[1]米小軍，葉丹.中低壓配電網項目前期管理研究與實踐[J].低碳世界，2016（26）：147-148.

[2]黎海霞.中低壓配網詳細規劃研究[J].機電信息，2016（24）：25-25.

[3]鮑建飛.電力負荷預測方法在配網規劃中的應用[J].儀器儀表用戶，2018，15（5）：126-127.

[4]羅向陽.供電企業變壓器臺區綜合管理信息系統設計[D].華北電力大學，2014.

[5]王增輝.供電企業變壓器臺區綜合監測系統設計與應用[D].華北電力大學，2016.

[6]李亦言，韓冬.配電網供電能力評估指標[J].電力系統保護與控制，201940（9）：224-226.

[7]馬立平.層次分析法[J].數據，2000（7）：38-39.