配电用户

配电用户（精选十篇）

配电用户 篇1

电力影响着社会日常生活的方方面面,它关系到一个国家工业的正常生产和国民生活用电的安全可靠,以及社会秩序的稳定。当前,我国经济高速发展,用电量也是迅猛巨大,一个好的供电系统是日常生活正常运转的必须要求。然而,我国用户配电工程施工由于人为因素或施工材料、施工方案等因素影响,用户配电施工问题频繁。本文就是在这种情况下,通过分析用户配电工程的施工质量影响因素,以及施工过程中存在的问题,并给出可行的解决措施,旨在为我国用户配电施工的安全可靠发展给予指导作用。

1 配电工程施工质量管理影响因素分析

近年来,随着国家及地方对配电工程施工质量管理力度的不断加大,用户配电工程现场施工质量管理水平有了很大程度的提升,但依然存在着很多的问题,主要表现在以下几个方面:

1.1 人为因素的影响

配电工程项目业主方在选择监理公司时,挑选好监理公司后便委托其代为监管。实践证明,是否做到了配合监理公司控制施工质量,是否积极审核工程项目施工单位的施工资质与施工组织设计编制等事项,对于正配电工程项目施工质量具非常重大的影响。监理公司被授权以后,是否将自己作为该工程项目建设的“管家”,是否对整个工程项目施工各环节尽到了责任,对设计方案及控制重点是否熟悉等,均对用户配电工程施工质量管理具有非常重大的影响。对施工单位而言,施工准备情况、实践经验等因素,也会对该配电工程项目的施工质量产生直接性的影响。比如,用户配电工程电缆敷设过程中,一定要严格按照电缆清册中的要求将不同规格、型号的电缆盘准备齐全,送至施工现场,并在具体敷设之前对电缆线的外观全面的检查,以免存在损伤等问题。上述问题均属于人为方面的影响因素,如果处理不好或不注意,则可能会造成严重的施工质量问题。

1.2 设备材料因素

对于配电工程而言,整个配电工程项目建设过程中设备材料费用大约占到七成,因此在选择工程施工设备和施工材料时,应当加强重视,择优选用。从理论上来讲,配网电缆头选择过程中,应当采用交联聚乙烯绝缘全冷缩电力电缆头,并且要求对厂家予以事先勘察,当施工设备和材料运到施工现场时,应当对产品合格证、样品对比以及检测报告等进行全面的检查。然实践中却并非如此,没有将上述注意事项严格落实到位,以致于出现各种“豆腐渣”工程,严重影响了供电质量与人民的生命和财产安全。

1.3 施工方案问题

对于配电工程而言,施工方案具有指导性,同时也是整个配电工程的基础。从实践来看,工程施工方案有没有结合技术、组织、经济以及管理实况,对工程施工工期以及施工成本等有没有全面的分析研究,关系重大。同时,配电工程建设过程中,通过施工方案的落实才形成实体工程结构,因此施工方案是否合理,能否有效的落实,直接关系着用户配电工程的施工质量及其运行效率。

2 配电工程施工存在的问题

2.1 现有设备的利用问题

在进行配电网施工过对现有设备存量利用过程中,对现有一些设备的运行年限要进行充分考虑,对设备运行年限较长的及负荷没有较大发展的区域则不宜进行较大规模的改造。如果在居民区、中心城市及一些重要的供电区域的设施出现残旧现象的,则可以结合电网架构调整对残旧设备进行更换改造,并对其实现智能化控制与管理功能,方便日后管理为实现供电安全性和可靠性奠定技术基础。

2.2 供电安全水平问题

在配电网的施工过程中要对网络结构问题、供电安全水平问题与供电可靠性问题进行充分考虑。对中压配电网络结构所存在的问题认真分析,再通过对国内外配电网结构的一些优势方面进行借鉴,来提高配网电力工程施工中的可靠性水平与供电安全水平。

2.3 用电结构变化问题

目前,城区人口密度不断增加以及人们生活水平的逐渐提高,导致在老旧城区中居民用电负荷越来越大,同时客户对供电安全性、可靠性也越来越高。但在一些老旧城区中,由于环境因素的制约导致里面的用电设施建设用地受到一定的影响,这对配电网的发展而言提出了更多的挑战。

2.4 经济效益问题

一般来说中低压配电网公变用户数量较大,超过90%,但其容量与用电量却不到50%;而专变用户虽然数量较少,只占5%,但其容量与用电量却超过了50%。所以在中低压配电网施工过程中,不仅要重视供电企业本身的经济利益,同时要考虑专变客户的利益,要尽量以达到企业本身和客户双方双赢为目的。

2.5 社会效益问题

现在人们生活水平已经有了很大改善,环保意识也在不断增强,对人们所处的生活环境也有着越来越高的要求,如周围的变压器噪音、电磁环境、电力设备与周边环境的协调问题越来越受到人们的关注。在对配电网施工过程中不但要做到节能降损,还要尽量提高线路的电缆化率以及做到变电设备与周围环境相协调,从而满足人们的视觉要求,与城市环境美化相一致。

3 加强配电工程施工质量的控制管理的措施

3.1 加强施工质量管理意识,建立健全施工质量管理机制

针对当前配电工程施工过程中存在着问题,首先应当加强思想重视,不能只顾眼前的利益,而是应当将视野放的更宽一些,同时还要将施工质量控制纳入到整个配电工程管理体系之中,对其重点管理。正所谓无规矩不成方圆,因此在配电工程施工质量管理过程中应当建立健全施工管理机制,使具体施工操作有章可循、照章办事。同时,在工程项目建设初期应当根据实际情况,制订一套科学合理的质量责任与保证管理体系,对业主方、监理方以及施工方的职责进行明确。

3.2 配电工程主要材料的质量控制

配电工程的材料有许多种,但是大部分都集中在高压、中压、低压等的配电材料上,虽然其所需的各种主要的原料有相似和不同之处,但是首先考虑的应当是它们的质量问题。各种配电材料的质量要求不同,这就需要根据实际情况进行不同的选择。

3.3 加强运行设备的管理控制

(1)设备的标准化管理

各单位应严格按照新装设备管理条例进行各种配电网装备的选取,并同时选用那些国网公司招标合格后的各种配电设备和电气设备。各项设备的选择、更换等都要严格按照规定的程序来进行,而不能随意修改。

(2)设备的状态评价

各种配电设备配置齐全之后,要对其状态进行评价。架空线路、电缆线路、配电变压器、开关柜等等都在状态评价的范围之内。不但要采用动态和定期评价相关结合的方式,还要注意运用适当的方法来进行评价,要保证其真实、准确性。

(3)加强设备缺陷的处理

要充分重视线路运行维护管理在电网安全可靠运行中的基础性地位,始终在“应修必修,修必修好”的原则指导下,坚持贯彻“防患于未然”的方针,按其缺陷的严重程度分类别进行记录,并提出不同程度的修复意见。具体过程如下:对于那些近期内不会影响线路使用的一般的缺陷要做好记录,并告知相关人员将其列入年度或者季度的日常修正计划内;对于那些在一段时间内虽然可以继续使用,但是情况有些严重,需要事后立即修正的线路要按一类进行记录,并在短期内加强检查直至其缺陷消失;对于那些在一定时期内已经严重的不能再继续使用的线路一定要立即更换或采取其他修复措施,直接把危害扼杀在摇篮里。

3.4 配电工程安全施工的管理

(1)要对配电网的网络结构进行合理设置

为了减少检修停电以及电网故障所影响到的范围,要在配电网建设中设置分段及联络断路器;对于一些经常出现跳闸现象的线路,及时对其进行线路改造,保障供电的安全性和稳定性;要合理缩减供电半径。

(2)制定维护计划、加强自动化应用

为了使日常配电线路维护工作时能够顺利开展,制定出一套切实可行的维护计划是非常有必要的;在配电网工程建设中,要尽量一些质量优良的电气设备并重视配电线路的自动化的应用,如果线路发生事故,可以故障造成的影响降到最低。

4 结语

用户配电工程施工的安全性与可靠性,一直是电力公司关注的重点问题。因此,电力公司应该从各个方面加强配电工程施工质量的控制管理,不仅要加强施工人员的技能培训,规范配电工程的施工技术,而且要完善配电工程施工管理的机制。只有这样,才能确保供电系统的高效运行,才能维持日常社会生活和生产的正常运转。

参考文献

[1]方秀川,苏健,韦文珊.电网的供电可靠性分析[A].广西电机工程学会第九届青年学术论坛论文集[C].2006.

[2]陈福来.配电工程管理存在的问题及解决措施[J].科技促进发展(应用版),2011(2).

配电用户 篇2

城市配电系统用户接入模式及典型应用 王惠中1，杨世亮1，卢玉飞2，房理想1（1.兰州理工大学电气工程与信息工程学院，甘肃兰州 730050；2.天津平高智能电气有限公司，河南平顶山 467001）摘 要：为了解决电力用户接入城市配电网方案制订中存在的问题，使整个配电网的改造升级更加科学合理，建立起业扩报装工作的标准流程。首先深入分析待接入地区的配电网网架结构和用户负荷特性，确定用户接入配电网的接入点和接线模式，制定出符合地区实际情况的典型接入方案，其次对各个接入方案进行综合评价并作出优选，最后结合广西南宁凤景湾住宅项目的接入方案制订，对业扩报装工作标准流程进行实例验证。结果表明，标准的工作流程思路简单、结果准确、工作速度快，可用于指导电力部门工作人员进行新用户报装和配电网的改造升级。关键词：配电系统；用户接入；负荷特性；负荷预测；典型接入；模式 0 引言 随着经济的发展，不同性质的电力用户数量越来越多，城市配电网用户的接入对系统正常运行的影响逐渐得到电力部门的重视[1]。若配电系统现有接线模式不能满足用户的正常接入需求，将导致电力网架结构产生根本性变化，进而使整个系统的更新无序发展[2]。为了克服这一现实困难，需根据电力客户负荷特性和容量对用户接入模式进行深入分析，并对配电系统用户接入方案的制订建立起统一的指导标准[3]。为了实现上述目标，对多个地区的行政办公、工商业以及居民住宅等电力用户的历史数据信息进行总结，得出各个类型城市配电网用户接入方案的差异化指导准则和方法，使用户接入方案的制订有了统一的流程和科学的依据。1 配电网用户接入步骤 配电网用户接入方案的制订是业扩报装工作流程的重要环节，建立科学明确的制度流程和工作要点对做好用户接入管理工作具有重要的指导意义[4]。配电网用户接入工作流程如图1所示。图1 配电网用户接入工作流程

Fig.1 Connect grid user access working flowchart 配电网用户接入工作的具体步骤如下：（1）分析城市配电网现状运行情况。通过对待接入地区配电网的结构、线路负载率以及装接配变容量的分析，判断当前配电网是否具备新用户接入的各个条件。（2）分析计算待接入用户的负荷特性和负荷大小。根据用户级别和用电性质研究当前配电网是否满足规定的供电可靠性，并确定该用户供电模式的选择范围。（3）分析用户接入与当地配电系统规划的衔接。根据配电网远景年的目标网架和规划方案确定新用户的接入位置以及装接配变容量。（4）根据配电网当前运行情况和新用户的特性制定出2套实际可行的用户接入方案，以供用户接入工作人员进行选择。（5）从经济性和社会性2个角度对配电网用户接入方案及其备选方案进行综合评价。根据评价结果，给出各个配电网用户接入方案的推荐优先排序。2 配电网运行现状分析 2.1 10 kV线路运行情况分析 在配电系统运行中，由于城市发展水平、负荷分布和发展阶段各不相同，10 kV线路装接配变容量上限控制标准对系统规划建设、运营管理的实际指导作用不足[5]。一方面，一些地区10 kV线路所带装接配变容量大、需用系数小，在装接配变负荷远未达到上限规定时，配电线路负荷过大，负载率超限；另一方面，由于对接入用户的负荷特性和发展成熟度考虑不足，在10 kV线路装接配变容量小、需用系数大的情况下，随着用户负荷的发展，造成10 kV线路负载率过低。2.2 10 kV专线运行情况分析 《南方电网有限责任公司110 kV及以下配电网规划技术指导原则》规定，10 kV用户专线报装容量范围为8~40 MV·A。然而，低负载率的10 kV用户专线普遍存在，造成了上级变电站间隔资源浪费，严重影响了供电企业的整体经济效益 [6]。一方面，低负载率的用户专线对间隔资源的占用使重要项目因间隔不足而无法顺利实施；另一方面，较低的负载率使整个公用配电网的坚强稳定面临严峻挑战。合理回收低负载率10 kV用户专线间隔，提高设备利用率，是配电系统优化升级的必要措施。3 配电网用户负荷特性及负荷预测分析方法 3.1 负荷特性分析方法 通过对负荷特性的深入分析，可得出负荷发展具有条件性、时间性等内在发展规律。常用的负荷特性分析方法主要包括：指标分析法、对比分析法、曲线分析法3种。指标分析法以代表负荷性质总体水平和未来发展方向的各个指标来描述负荷的性质，可定量计算负荷的变化趋势[7]。对比分析法以各个地区不同时刻的负荷性质对比结果为依据，挖掘负荷变化的内在规律，是一种有效的经验分析法[8]。曲线分析法是以指标分析法的计算结果为基础，来绘制负荷性质的复合图形曲线的方法[9]。本次研究采用曲线分析法。3.2 负荷大小预测方法研究 配电网用户的负荷大小采用 “自下而上”的预测方法。即以用户报装容量为基础，综合考虑负荷变化等发展信息，得出负荷实际大小。其计算方法为 负荷预测值=预计报装容量×需用系数（1）需用系数的确定是 “自下而上”预测方法的关键。由于性质和结构的差异，不同用户的负荷水平也必定存在差异[10]。实践经验表明，通过对用户负荷的发展信息进行深入分析，并将其与同类负荷进行对比，以一定范围内的需用系数来估算待接入用户的实际负荷大小具有较高的准确性。4 配电网用户典型接入模式分析 以待接入用户的负荷特性和负荷大小分析结果为基础，对城市配电网一次网架的典型接入模型进行深入研究，将研究结果作为接入项目的备选方案将会使电网优化升级更加科学合理[11]。4.1 三级负荷接入模式（1）三级负荷10 kV架空线路一般采用T接方式，绝大部分T接到支线上，如有需要也可T接到主干线上。接入模式如图2所示。常见的配电网架空线路接线模式为多分段两联络和多分段三联络。根据接线位置的不同，可选择前端T接、中间T接、后端T接3种。图2接线方式的优点在于投资低、施工方便，只需新建一回架空线路；缺点在于供电可靠性不足，难以集中管控。图2 三级负荷架空线路接入示意

Fig.2 Three-level load line access schematic（2）三级负荷10 kV电缆线路常直接接入或者通过电缆分支箱接入相应的开闭所间隔。接入模式如图3所示。图3 三级负荷电缆线路接入示意

Fig.3 Three-level load cable line access schematic 常见的配电网电缆线路接线模式为 “2-1”单环网、“3-1”单环网、两供一备、三供一备等。方式的优点在于施工简单、便于集中管控，可直接接入环网柜或开关柜的环网单元；缺点在于供电可靠性不足、投资大，需新建一回电缆线路。4.2 二级负荷接入模式（1）二级负荷10 kV架空线路的双接入模式，即将用户负荷接入A线和来自不同变电站或者相同变电站不同母线的架空线路或开闭所。接入模式如图4所示。图4 二级负荷架空线路接入示意

Fig.4 Secondary load overhead line access schematic（2）二级负荷10 kV电缆线路的双接入模式即将用户负荷接入A线开闭所和来自不同变电站或者相同变电站不同母线的开闭所或电缆线路。接入模式如图5所示。图5 二级负荷电缆线路接入示意

Fig.5 Secondary load cable line access schematic 二级负荷架空线路和电缆线路双接入接线模式的优点在于供电可靠性较高；缺点在于施工复杂、投资较大，需新建双回供电线路。4.3 一级负荷接入模式（1）一级负荷对供电可靠性的要求最高。在三电源10 kV架空线路或电缆线路供电时，为了保证其中一回线路出现故障，而另外两回线路能够可靠供电，需其中2个电源来自不同变电站。接入模式如图6和图7所示。图6 一级负荷三电源架空线路接入模式示意 Fig.6 The first class load three power supply overhead line access mode schematic 图7 一级负荷三电源电缆线路接入模式示意

Fig.7 Primary load three power cable line access mode schematic（2）在一级负荷双电源10 kV架空线路或电缆线路供电时，为了保证其中一回线路出现故障，而另一回线路能够可靠供电，需要2个电源来自不同变电站[12]。接线模式如图8和图9所示。图8 一级负荷双电源架空线路接入模式示意

Fig.8 The primary load dual power supply overhead line access mode schematic 图9 一级负荷双电源电缆线路接入模式示意 Fig.9 The first class load dual power cable line access mode schematic 5 用户接入模式综合评价 根据接入方案的属性建立决策矩阵，是对用户接入模式合理性进行综合评价的有效手段。在配电网运行中，全寿命周期年费用、线路损耗、末端电压水平和供电可靠性是影响系统运行安全和企业经济效益的关键因素，将其作为用户接入方案评价矩阵Ji的评价指标具有其内在的合理性。通常情况下，待接入配电网用户的决策方案集由 2个方案组成，即 J={J1，J2}，则决策矩阵 A=（aij）2×4。利用决策矩阵对各接入方案进行优选的过程如下。（1）统一属性，将原始决策矩阵 A=（aij）2×4进行规格化处理，得到标准决策矩阵 B=（bij）2×4，计算方法为

（2）根据行业规范，确定设计方案各个评价指标的评测目标，在论域空间中，计算设计方案点到评测目标点的距离di为

式中：Qj为第j项指标的权重大小，计算方法采用德尔菲调查法进行计算。（3）分析距离di的大小，建立评价目标函数并确定各方案的优劣[13]。其评价目标函数为配电网用户接入典型应用 以广西南宁某地产公司凤景湾住宅项目的方案制订过程为例，对配电网用户接入方法标准流程的合理性进行验证。凤景湾住宅项目的地理位置如图10所示。广西南宁市凤景湾住宅地产项目的配电网接入工作流程如下。（1）对南宁市配电网运行情况进行结构分析。凤景湾项目处于110 kV云景站10 kV云翔913线和110 kV云景站10 kV云百938线附近，随着南宁市城市配电网改造升级工作的结束，云百938线能够接纳该住宅项目的负荷需求；另外，云翔913线的接线模式升级为 “2-1”单环网，也可以给该用户提供第2路电源。（2）对凤景湾项目的负荷性质和供电等级进行划分。该用户是居民用电，报装容量为8.10 MV·A，为普通三级负荷。根据2020年云翔913线和云百938线的目标网架规划，两回线路的装接配变容量控制值分别为30 MV·A和60 MV·A，接线模式为 “2-1”单环网和 “3-1”单环网，用电性质为商业、居民用电，凤景湾用户的接入符合当地配电网规划要求。图10 凤景湾项目地理位置示意

Fig.10 Fengjing bay project location map（3）凤景湾项目用户接入模式分析。根据南宁市配电网网架结构和凤景湾项目用户性质，该用户的接入模式可选择三级负荷电缆线路典型接入模式和可靠性更高的二级负荷电缆线路双接入模式。（4）制定凤景湾项目负荷接入的工作方案。根据南宁市配电网中期规划结果，该项目的接入方案1为直接接入云百938线，方案2为双接入云百938线和云翔913线。2种接入方案的示意图如图11~13所示。图11 2015年、2016年凤景湾项目接入方案示意

Fig.11 The 2015 and 2016 Fengjingwan project access plan（5）对凤景湾用户配电网接入方案进行综合评估。在2个备选方案决策矩阵的计算过程中，根据接入模式的不同，可得各个评价指标的计算结果如表1所示。配电网用户接入综合评估过程中，各个评价指标的权重计算方法采用德尔菲调查法进行计算，权重的计算结果如表2所示。图12 2017—2019年凤景湾项目接入方案示意

Fig.12 The 2017 and 2019 Fengjingwan project access plan 图13 2020年凤景湾项目接入方案示意

Fig.13 Plan of project access plan for Fengjingwan in 2020 表1 2种方案各评价指标计算结果

Table 1 The results of each evaluation were calculated方案 供电可靠率（RS-3）/%经济性/万元电压损耗/%线损/%1 99.995 1 23.85-1.75 0.66 2 99.995 8 48.49-1.63 0.63 凤景湾项目2种负荷接入方案的目标函数计算结果如表3所示。表2 各评价指标权重计算结果

配电用户 篇3

关键词：用户设备；运行状态；配电网；电压质量；功率因素；设备老化 文献标识码：A

中图分类号：TM712 文章编号：1009-2374（2015）14-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.069

关于电能质量国家标准定义的指标有电压偏差、频率偏差、谐波、三相电压不平衡度、电压波动和闪变及过电压，其中涉及到电压的指标很多，因此提高配电网电压质量是一项很重要的工作。为了给用户提供更为优质的电能，供电企业根据国家标准采取了多项措施，如严格执行《功率因素调整电费办法》，通过力调电费鼓励用户提高功率因素；运用需求侧管理的方法错峰填谷，提高能源效率；按节能减排文件精神对高电压专变用户无功补偿改造；对需要监控的线路安装电压记录仪等。本文仅从对用户设备的运行状态，分析影响配电网电压质量的几个问题，希望对配电网的电压质量管理有所帮助。

在配电网电压质量管理过程中，供电电压指标始终是衡量供电质量的重要方面，影響供电电压指标的重要因素之一，就是用电设备系统电压。我们先来分析用户用电设备供电电压的选择，主要取决于地区电网的电压、设备容量大小及其输送电能的距离等方面的因素，这里涉及到供电容量、输送距离、供电电压等级等的关系，从而进行最有效的供电电压的选择，使满足实际工作的要求。为什么要进行供电电压选择因素的分析呢？这是因为用电设备系统电压与供电电压有着千丝万缕的关系，在下文中将会详细阐述。

1 用电设备系统电压间接影响到配电网电压质量

为了提升配电电压质量，供电系统需要进行额定电压的保持，从而保证供电系统向用户的合理供电，这就需要进行用户端子处电压变动幅度的控制。针对那些标准高压电力用户及其低压电力用户，需要进行额定电压的控制，即按照电压变动幅度公式进行分析，进行供电的额定电压控制。在上述应用环节中，电压偏差允许值扮演着重要地位，其涉及到用电设备端子处电压偏差允许值及其供电电压允许偏差，电压偏差计算式如下：

电压偏差（%）=（实际电压-额定电压）/额定电压×100%

用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的，在一定的额定电压控制下，用户设备会取得良好的效益，当用电设备端子处电压出现偏差，就会导致其额定值的偏离，从而影响到用户的实际工作。系统运作中，如果电压关系不协调就会影响到配电网的送电质量，特别是用户设备的运作环境问题，如配电网中气体放电灯、整流器、电弧设备、旋转电机、电容器及感应加热器等用电设备导致产生谐波后，导致变压器产生附加损耗，使其在温度较高的状态中持续运作，设备热老化的加速，会间接影响到配电网的电压质量。

2 常见用户类型及其配电网电压质量的影响关系

第一，基建用户冲击负荷多，谐波含量大，基建用电属于临时用电，此类用户的负荷特性是冲击负荷重、含大量非对称负荷、甚至非线性阻抗特性的用电设备，导致无功无法就地平衡，电压偏差过大，不平衡度高，时有电压波动，对配电网的经济、稳定运行构成了影响。笔者曾对某市政基建项目进行波形检测，电压波形图显示含有大量的高次谐波，对电网的电压质量及安全运行造成了极大的安全隐患。普遍认为临时用电时间不长疏忽了对基建用电用户的管理，实际上有些市政项目、大型新建住宅配套项目、大型工业园项目等持续时间往往有三年甚至更长，因此对该类用户的电压管控需要加强。

第二，大工业用户设备运行方式不合理，经电量分析发现，新装投运初期、待拆迁或改制企业负荷极小，变压器处于接近空载状态，私营企业大工业用户为节约成本，往往让变压器处于接近满载的极限运行状态，这两种运行方式对配电网的电压质量都有较大影响，笔者曾对某私营企业大工业用户一台500kVA接近满载变压器按规范要求进行改造后，在满载的运行状态下还是会出现达不到要求的情况，用户反映负荷较大时无功装置动作频繁，电容器经常烧损，投、切电容器是电压有波动。因此指导此类用户办理暂停、减容、销户、增容等业务减少配电网电压损耗，对避免配电网电压波动是很有效的。

第三，大工业钢铁用户电压监控待完善，钢铁企业中提升机、高炉卷扬机，各种轧钢机以及工业企业大量使用的各类吊车、起重机等的拖动电机，工作运转时间与停转或空转时间交相更替，属于反复短时工作制的用电设备。其负荷经常性变化，是供电系统的波动性负荷，在起始熔炼期间，由于受炉内原料堆积不均匀及熔融差别等因素的影响，每相负荷波动很大，以引起大的电网电压波动与闪变。笔者曾对某钢厂的无功设备进行过研究，笔者尝试了调整厂区接线方式、增加无功设备、调整电容器投切方式等常规方法，虽然电压质量有所改善，但电压质量没有根本性的提高。因此，为确保配电网电压稳定，此类用户的无功改造需专业部室给予技术支撑。

第四，需加强对分布式电源用户对电压质量的管理，大电网与分布式发电，尤其是可再生能源形式的分布式发电相结合，是21世纪电力工业的重要发展方向之一。在配电网中，多数工业、商业用户和城市居民负荷具有很大的随机波动性，各种不确定因素所引起的负荷变化给配电网的规划设计和运行带来了巨大的难度和挑战。另外，随着用户对供电质量和安全可靠性要求的提高，配电网的供电质量问题也严重影响着重要用户的供电安全。尤其是可再生能源形式的分布式电源，发电量通常并不稳定，甚至在一些情况下会出现频繁启停，在这种情况下分布式电源将会对配电网其他用户的供电电压造成冲击。因此，注入功率的变化、所并入系统的短路容量及分布式电源的功率因数都对配电网的电压质量造成影响，但这些问题现在还没有积累丰富的运行经验，如何处理也需要不断实践。

3 用户设备合理应用有利于提升配电网的电压质量

用户设备运行状态对配电网电压质量的影响还是很大的，除在投入电网时按国家法律法规、行业规范、公司规章严格验收外，搜集相关负荷资料，对已投运的设备进行定期、全面的用电检查是很有必要的。对改造难度大、技术复杂、新设备性能不清等问题还需多与用户及专业部室进行沟通，找到合理的解决方案。

这就需要进行用户用电设备的合理应用，做好电压偏移的预防工作，将用户系统内部供电电压控制在有效的额定电压内，做好电压运行分析工作，进行负荷分布情况的调整，避免出现变压器的满载情况，保证用户设备各线路的负荷平衡。同时针对用户的实际情况进行变压器分接开关位置的优化，降低供配电系统阻抗，规范有序地进行无功补偿，合理配置分布式电源等方法进行配电网电压的控制。

4 结语

随着我国市场经济体系的健全，用户对于电能质量的要求越来越高，包括对配电网电压的质量要求，对供电可靠性的要求，要满足社会对于配电网工作的要求，必须要分析好用户设备运行状态与配电网电压质量的关系问题，从而更好地实现电网智能化工作的开展，满足现代社会的经济发展、生活工作发展等的需要。

参考文献

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[3] 钟金，郑睿敏，杨卫红，吴复立.建设信息时代的智能电网[J].电网技术，2009，（13）.

西安配电网专线用户管理现状研究 篇4

近年来,随着社会发展,供电企业对用电可靠性要求越来越高,配电网管理成为研究的1个重要课题。为此,国家电网公司提出:在“十二五”期间,将建设坚强配电网作为供电企业的1个重要目标。找出配电网管理现状的不足,优化配电网网架结构,改善配电网用户供电模式已成为供电企业迫在眉睫的问题[1]。

本文对西安供电局10 kV配电网运行管理现状以及专线用户管理中存在的突出问题进行了详细分析,提出了统一用户专线在不同系统中的命名,整合变电站间隔管理权限,推广环网供电,改变用户接入方式的解决思路。

1 配电网管理现状

配电网直接面对用户,其运行管理的结果直接关系到供电企业的效益和优质服务的水平。以西安供电局为例,10 kV架空线路及其设备由各分局保线站维护;10 kV开闭所及其设备由各分局开闭所班维护;10 kV电缆及相关设备由电缆工区维护;10kV专线客户由营销部负责管理;专线用户的设备由用户自行管理。

2 专线用户管理现状及存在问题

配电网运行管理中目前的主要矛盾之一是轻载专线用户过多,浪费间隔资源,导致变电站间隔资源浪费,造成公网线路电源点偏少。以西安供电局2010年数据为例:截止2010年底,西安供电局共有10 kV变电站专线用户1 100户,约占供电企业年售电量的40%,对供电企业的经济效益影响巨大;专线用户的可靠供电也密切影响着专线用户本身和供电企业的利益。

由于历史的原因,原有变电站专线用户的接入容量起点较低,仅为3 000 kVA及以上的报装容量,实际运行负载率更低,这就造成了间隔资源的浪费。

由于资料管理方式不同,同一专线用户在客服、计量以及变电站出线管理名称上存在多种叫法,致使不同基层单位核对电网资料时增加了工作难度,加大了供电企业对专线用户的管理难度。

3 解决思路

(1)统一用户专线在不同系统中的命名

由于所有线路均从变电站间隔出线,因此,为解决因用户名称不一致导致的变电、营销、计量等不同部门的资料冲突问题,理清专线用户的数量及间隔的使用情况,杜绝同一线路在生产、营销、电费等不同系统中名称不一致问题;理清间隔现状,区分专线用户所占间隔资源及负载情况,梳理“并间隔”(1个间隔并联多条出线)问题;梳理专线用户的名称,由调度统一命名,将每1条出线的双重代码作为不同系统唯一的命名标准,在不同的系统中进行命名的规范统一。

(2)统一变电站间隔管理职能

由于配电网的专线用户是从变电站间隔直接出线,所以,变电站间隔的维护十分重要。目前,西安供电局变电站间隔管理现状如图1所示。

由图1可以看出,间隔的命名归地调负责;间隔设备的日常维护归变电工区负责;间隔资源的使用归营销部负责;10 kV公网出线的调管归配网调负责;10 kV用户专线的调管归变电工区集控负责;其他如PT、电容的调管归地调负责。

这种多部门管理,给设备运行维护造成了困难,2条出线占用同一间隔,导致“并间隔”,更增加了运行管理的难度。而整合多个部门类似职能,进行统一管理,是落实“三集五大”专业化管理的需要,也是未来国家电网公司“大运行”管理的要求。应从满足广大客户用电需求,有利于电网均衡发展的角度出发,对有限的变电站间隔和电缆沟道等重要电网资源,由电力生产部门进行统筹规划。为此,在2010年底实施配电网自动化系统,在解决“调控一体化”的同时,将间隔资源的使用管理交给生产运行部门,由生产运行部门从全局的角度进行统筹规划,管理间隔资源的使用。

(3)用户专线资产移交并签订代维护协议

专线用户设备资源属于配电网管理中不可分割的重要组成部分,供电企业有责任为其提供安全、可靠的供电保障。由于设备资产管理的不统一,加之用户自身维护能力所限,专线用户对设备的日常运行维护满足不了专业维护的要求。因此根据各开发区政府的意愿,在完成设备整改的基础上,尽快进行设备资产的移交;同时尽快完成代维护协议的签订。

(4)梳理线路走径现状

由于历史上用户专线属于用户资产,供电企业对用户线路的参数、走径等设备资料掌握不全,给用户线路的意外故障抢修带来了极大的不便。尽快了解每1个专线用户的现状,摸清线路走径,对提高用户供电可靠性,缩短电力故障抢修时间,以及合理规划电网发展、优化区域电网架构有着极为重要的意义。因此营销部门应和电缆工区等相关部门配合,在整理完善现有资料的基础上,对年代久远、电缆走径资料不全的用户设备,进行实地勘察,一一落实,为以后全局配电网资料的规范管理、网架优化打下坚实的基础。

(5)实行环网供电

专线用户的产生,是为了满足用户可靠供电的需要。但对专线用户来说,1条固定的专线并不足以保证其供电可靠性,无论是线路故障还是变电站设备检修,都会导致单电源用户停电的发生。截止2010年底,西安供电局近1 100户10 kV变电站专线用户中,变电站单一出线的单电源客户约占700余户。近年来,由于用户急剧增长,专线用户“并间隔”情况较多,在单电源用户中除去“并间隔”用户,“单间隔、单电源”的专线用户只有200多户。因此首先从这200多户“单间隔、单电源”的专线用户中,选择负荷较轻的用户专线进行试点改造。与用户协商,通过给用户额外提供1路电源,以提高用户供电可靠性的方式,将用户的专线资源公网化。通过增加电源,在提升专线用户供电可靠性的同时,腾出空余的变电站间隔,解决因变电站出线不足导致的局部配电网过负荷问题,这也有利于电网网架结构的均衡。

随着城市电缆化的实施,电缆环网供电模式的发展,逐步将现有专线用户公网化,将部分轻载专线合并以节约间隔资源。电缆环网架构如图2所示。

对城市中心负荷密度高、需双电源供电的重要用户密集地区,采用双环网接线方式,电缆双环网架构如图3所示。

改变供电方式,形成环网供电,相当于给原有专线用户增加了1路备用电源,提高了用户供电的可靠性,优化了区域电网结构,达到了专线用户和供电企业双赢的效果[2,3]。

(6)认真审核用户容量

事实证明,按用户“报装容量”提供专线,如果用户长期轻载运行,无论对用户本身,还是对供电企业都将造成巨大的资源浪费,长期按报装容量缴纳基础电费也给用户带来不必要的经济损失。北京等地的供电企业已开始实行按用户“最大负荷”进行接入审批报装,在充分节约电网资源的同时,也使用户避免了更大费用的支出。

借鉴南京等地的负荷审批经验,建立城市规划与电网规划联动机制。根据城区用电紧张程度,以政府文件形式划分为红色、橙色等区域,在规划的新变电站建成之前红色区域不再增加新负荷,橙色区域只能有条件地增加小负荷,确保有序供用电。

4 结语

配电网运行管理的主要矛盾是轻载线路过多,浪费了变电站间隔资源。本文以西安供电局10 kV配电网为例,分析了配电网运行管理现状及专线用户管理存在的问题,提出了改变传统供电模式,减少专线用户数量,推行环网供电等解决方案,此方案优化了配电网结构,改善了供电模式,为构建坚强的配电网网架打下了坚实的基础。

参考文献

[1]国家电网公司.国家电网公司“十二五”配电网规划(技术原则)指导意见[K].2010.

[2]赵树仁,何林泰,李晓静.配网用户侧环网及自动化方案的探讨[J].陕西电力,2008,36(11):65-67.

配电用户 篇5

关键词：10KV配电网用户分界智能开关结构功能应用

在全球经济一体化进程不断加剧与整个经济社会竞争日益激烈的背景作用下，电力企业作为社会大众日常生活与工作所必须的基础性行业，其在整个国民经济体系中的主体地位得以凸显，但我们也需要清醒的认识到一点：在配电网用户不断激增的背景作用之下，由用户线路或是终端设备内部故障而引起的停电等诸多电力事故也在日益增长，这些电力事故所带来的损害也更加严重，急需改进。相关工作人员需要明确一点：在当前技术条件支持之下，研发一种用户分界职能开关，合理控制配电网当中由支线停电事故而带来的整个配电网的大范围停电，有效降低相关工作人员对整个配电网运行系统的巡查力度，在确保配电网终端非故障用户用电安全的基础之上实现整个配电网系统供电可靠性的完善。那么，10KV配电网用户分界智能开关的研究与实践应当从哪些方面入手呢？笔者现结合实践工作经验，就这一问题谈谈自己的看法与体会。

1 10KV配电网用户分界智能开关概述

就10KV配电网电力系统而言，用户分界智能开关一般来说安装线路的责任分界点位置，其最关键的目的在于及时发现该线路中的单相接地故障并对其做自动切除动作，与此同时，对由该故障引发的相间短路故障进行隔离，确保非故障用户的安全与供电持续性。这种用户分界智能开关还能够在与终端GPRS无线通讯模块结合的过程中，及时确定单相接地故障所发地的精确位置，并在GPRS作用之下将故障信息传递至用户自动化配电监控管理系统当中，进而以告警形式呈现配电网运行值班人员所操作的人机交互界面当中。那么，用户分界智能开关要想实现这些功能，需要在其开关结构设计中特别关注到哪些问题呢？笔者现对其做详细分析与说明。

1.1 用户分界智能开关结构分析

10KV配电网用户分界智能开关的结构示意图由下图所示（见图1）。它由FZW28-12F型分解负荷开关主体以及FDR-100型分界负荷开关控制器共同构成，这种用户分界智能开关从本质上来说倾向于一种集成化综合设备。由图我们不难看出，FZW28-12F型分解负荷开关主体以及FDR-100型分界负荷开关控制器是同杆安装并配合使用的，这使得整个用户分界智能开关能够实现包括保护控制功能、配电网电力线路故障检测功能以及故障位置信号传输功能（在与GPRS无线通讯模块相结合之后实现）。不仅如此，FDR-100型分界负荷开关控制器与FZW28-12F型分解负荷开关主体以控制电缆以及航空插件为载体实现两者之间的电气连接，确保了整个智能开关自动监控与保护功能的实现。

1.2 用户分界智能开关的基本功能分析。正如上文所述，在10KV配电网电力系统当中，用户分界智能开关最关键的目的在于及时发现该线路中的单相接地故障并对其做自动切除动作，与此同时，对由该故障引发的相间短路故障进行隔离，确保非故障用户的安全与供电持续性。那么上图（见图1）结构作用之下，用户分界智能开关是如何对接地故障进行反应与处理的呢？具体而言，可以分为以下几个方面。

1.2.1 单相接地故障分析。首先，对于发生在10KV配电网用户界内的中性点不接地故障来说，用户分界智能开关会将其判断为永久性接地，并对其做跳闸处理；其次，对于同样发生在10KV配电网用户界内的中心点经消弧线圈接地故障来说，用户智能开关同样将其视作永久性接地，进而做跳闸处理；再次，对于发生在10KV配电网用户外的上述两种故障来说，用户分界智能开关并未对其做动作处理；最后，特别值得一提的是对于中性点经小电阻接地故障来说，当这种接地故障发生在10KV配电网用户界外时，用户分界智能开关不动作。反之，如果这种接地故障发生在10KV配电网用户界内的话，用户分解智能开关会在配电网变电站终端作出保护动作之前作出跳闸动作，以此确保故障用户能够及时的与整个配电网非故障用户相隔离，在变电站作出动作指令之前最大限度的缩小由单相接地故障所造成的10KV配电网故障范围。

1.2.2 相间短路故障。就10KV配电网系统而言，相间短路故障并非单相接地故障一样频繁，其按照故障发生点的不同可以分为两大类型，一种是发生在10KV配电网用户界内的相间短路故障，而另一种是发生在10KV配电网用户界外的相间短路故障。对于用户界内的相间短路故障而言，用户分界智能开关会在电源侧断路器反应跳闸动作之后对整个配电线路做开关分闸处理；而对于发生在用户界外的相间短路故障而言，用户分界智能开关则更加倾向于无动作处理。

2 配电监控管理系统

在10KV配电网电力系统当中，用户自动化配电监控管理系统能够对用户分界智能开关的运行状况进行实时监测，其基本机构形式如下图所示（见图2）。当用户分界智能开关处于正常运行状态之时，该配电监控管理系统会发出相应的短信提示信息，当用户分界智能开关处于非正常运行状态或是根据单相接地故障以及相间短路故障处于跳闸状态时，该配电监控管理系统能够发出相应的告警信息。与此同时，配电管理系统还能够根据10KV变电站所提供的开关变化时间顺序记录，在运行系统内部自动计算电压型线路的故障区间，进而给电力系统调度以及运行维护人员提供电力系统设备移动信息，进而及时对系统线路中存在的各种故障问题加以及时处理。

3 结束语

总而言之，10KV配电网用户分界智能开关的应用从本质上来说是配电网在电网用户自动化领域内的一次创新与探索，它更是智能配电网的发展趋势与最终目标。可以说，用户分界智能开关的智能化程度将直接关系到整个10KV配电网供电性能的实现与供电效率的进一步提升。本文针对当前10KV配电系统中的比较热点的用户分界智能开关做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。

参考文献：

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[4]韩强.10kvT接线路智能开关控制器的研究.[D].山东大学.

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[5]李永亭.孙志诚.基于短信平台的智能信息开关的设计与实现.[J].仪器仪表用户.2008.（15）.

探析低压配电系统用户供电可靠性 篇6

关键词：低压配电系统,用户供电,可靠性,评估及预测

低电压配电系统大部分利用辐射式接线技术, 内部单故障突发隐患较为严重, 但因为其与用户接口实现直接相连, 并且贯彻电能供应的尾部协调管理职务, 如果任意放纵隐患扩张, 就将直接造成供电流程的中断, 影响人民多元生产和生活的布置实效。因此, 只有在这部分实现可靠性要素追加, 才能尽量满足用户切实需求要领, 利用细致的评估计量技术将系统可靠地位明确验证, 同时分析具体时段可靠性分布特征, 这有助于薄弱环节的挖掘, 为系统提供更加科学的应对决策。但低压配电系统供电可靠性验证、评估属于完善一流等级电网的必要支撑技术, 仅仅凭借我国目前的电力控制手段是无法实现的, 这就需要围绕细致工作经验进行逐层拆解。

1 低压配电系统用户供电可靠性评估研究

1.1 涉及供电可靠性范围的界定

由于低压配电系统实际服务的用户种类和设备类型等与高中压系统形态存在区别特征, 所以对于低压配电系统用户来说, 可靠性的统计范围需要得到重新界定。低压供电台是整个系统结构中较为基本的独立组成单元, 系统服务主要沿着医院、小区等公共区域进行用户数目统计。因为低压控制终端功能影响, 在与低压用户相连过程中可能衍生用户自行管理的设备损坏状况, 所以可靠性考察统计活动中需要将这部分人为因素剔除。另外, 我国低压配电系统基本不会对供电用户实行限电措施, 所以统计流程中也可以将限电影响因素排除。

1.2 供电可靠性统计指标的体系设置

结合220 V低压供电用户作为统计对象, 参考发达国家配电可靠性指标模式, 联系我国供电方式和管理现状, 对低压系统可靠性指标体系进行设置。为全面反映系统可靠性水平变化情况, 可以采取趋势性指标手段将过去连续记录的统计数值进行平均计算获取。例如, 在参考指标的设置上, 为了进一步分析低压系统停电对用户利益产生的直接影响效果, 在建设必要指标体系环节中, 有关参考指标结构基本利用停电用户作为统计对象, 包括重复停电率和停电缺供电量等数据要梳理完全。其中, 停电用户的重复停电率指标是配电系统用户可靠性评价标准中的重要内容, 停电缺供电量指统计电网发生故障停电之后, 不能及时获取用户电量信息的状况, 严重时会造成电网实际电量提供与用户需求之间差异状况难以衡量的情况。

2 低压配电系统用户供电可靠性预测分析

2.1 现下供电设备结构研究

现下供电设备汲取智能设计优势, 包括良好的容错性、高度非线性计算能力等, 通过对生物神经网络进行简化、抽象模拟, 进而形成必要的数学基础模型。这类算法将人工神经元模型、网络结构和操作措施结合, 其中现下供电设备利用大量节点连接形成, 其特定功能是对每个输入信号进行强度确认, 包括信号组成效果和输出转移可行性等。现下供电设备模型与生物大脑神经网络层状结构有所区别, 同层之间的神经元不会相互干涉, 但能满足相连要求。在此类互连结构中, 按照功能划分包括输入层、隐含层和输出层等, 输入层负责外界信息的接收和整理, 并传输给中间隐含层神经元;隐含层是神经网络的内部信息处理结构, 主要落实信息变换职能;输出层则是将信息最终处理结果向外界输出。现下供电设备操作包括两种。在训练学习操作上, 将外部输入信息作为神经网络的输出要求, 令网络按照训练算法对处理单元之间的连接权值实现调节, 直到输入端将必要信息灌输之后, 神经网络会同时产生输出结果。这个阶段中, 不同连接权值已经调节完备, 涉及特定的操作学习训练活动结束;正常操作环节是面对训练完毕的神经网络实现预测的, 将这部分网络结构进行信号匹配, 就能达到相应结果的回忆模拟功效, 有效杜绝系统谐振现象。

2.2 现下供电设备可靠性预测模型搭建

实际应用活动中, 现下供电设备使用的设计方式属于经验试探措施, 即在保证基础问题充分解决的前提下, 结合实践经验实现改进性试验流程的布施, 最终筛选出较为合理的实现方案。现下使用频率较高的现下供电设备模型包括竞争型神经网络和自组织神经网络等, 不同模型实际解决问题形式各异, 但内部局限作用仍不可避免。例如:竞争型神经网络主要负责信息分类工作, 但涉及样本特征的明显条件比较苛刻;自组织神经网络在这部分工作上会显得疏松一些, 但必要的反馈机制极度缺乏, 并且对网络容量产生严格要求。

3 结语

供电可靠性管理是衡量电能质量维护部门的重要工作内容, 我国一直致力于高压和中压等级配电系统的研究, 以致涉及低压配电系统可靠性管理的相关策略科学价值不高。随着经济发展和人民生活质量的飞跃, 低压配电系统用户开始对内部系统工作可靠性产生高度重视, 因此有关部门在完善相关体制基础上, 将低压配电系统可靠性纳入用户供电维护工作范围内部。实现这部分工作的调整要围绕两个细致点进行协调管制, 首先是此类工程的实施方案要具备实效意义, 再就是克制相关设备参数不足缺陷, 及时稳定系统工作的可靠性地位。该文主要借助我国已有的电网自动化控制技术基础, 结合长期实践经验补充, 令特定结构的供电可靠性验证和预测手段充分得到阐述, 弥补用户群的服务格式改造和综合应用需求。

参考文献

[1]杜晓平.配电系统可靠性评估算法的研究[D].山东大学, 2005.

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[3]郭永基, 程林.一种新的发输电系统可靠性试验系统[J].电力系统自动化, 2001, 25 (20) :35-40.

大用户配电设备优化配置方案分析 篇7

一、大用户配电设备配置设计

1、大用户配电设备配置

电气设备基本配置, 因不同的用户用电性质不同而异, 要综合考虑大用户的生产过程, 日用电量等指标建设用户站。供用电合同中明确规定了必须配备的基本电气设备, 但是没有详细规定电压、三相不平衡等电能质量指标。而进行设计优化大用户配电设备配置方案时, 必须综合上述各影响因素。用电设备谐波控制和配电站电压无功综合控制是两种最常采用的措施。

2、配电站电压无功综合控制

现阶段, 传统配电站采用按母线电压曲线控制有载开关, 按时间段控制无功投切的单一功能控制方式对电压进行无功控制。而综合自动化变电站, 普遍采用九区图控制原理, 以调节变电站的无功电压。以下是该原理的控制方式和调整策略的简略概述:

九域图能够有效指导工作人员如何进行升、降分接头和投、切电容器组等操作控制。但是, 就九域图原理而言, 是极其复杂的, 对于现场工作人员来说是很难掌握的, 整体把握起来也存在一定的困难, 归结起来有如下阻碍因素:

(1) 九域图的无功电压因季节、高峰、低谷等因素的变化而异, 很难进行调整。

(2) 九域图有一些区域, 同时对设备的控制起作用时, 无法去区分比较哪一区域更有效。

(3) 九域图中的一些区域在未排列两类设备动作的先后顺序时, 会对控制结果产生“振荡现象”, 因此必须要确定设备运行的先后顺序, 然而对于工作人员来说, 难度是非常之大的。

(4) 九域图可以无限次的控制设备的运行。然而在实际工作中, 要求严格控制每台变压器分接头的动作次数和电容器组的投、切次数。因此, 相关工作人员对限值的使用无法准确无误的把握。

二、优化配置

综合以上阐述, 现在用户大多采用成套的用户配电自动化系统来优化他们对电能质量的期望。用户配电设备全然进入自动化阶段势在必行。全自动的用户配电系统聚集了最先进的电子网络技术和通讯技术, 使广泛应用于电力系统的分散式数字监控保护装置和分散式数字RTU装置与微机通讯处理器有机结合, 进而推出全新的集防护、测控和数据信息传送功能于一体的全面自动化管理系统。系统可应用在低于35k V电压等级的水电站、变配电站等符合电压限制管理系统, 进行全自动控制和实时防护, 以实现其观测、监控、防护、记录等功能, 能够实现中低压配电站的无人值守和远方控制, 并且可与工厂的EMS和智能化大楼BAS紧密结合。

根据用户的需要, 我们可以采用多种优化的配置方案:

1、配置方案一

(1) 本方案的通讯层我们采用了通信前置装置, 其前台的装置我们可以根据用户的不同需求采取了线路用的10k V或35k V的馈线保护测量控制单元;

进行主变保护时, 我们要根据不同的情况来采取变压器差动的主保护或是过流的后备保护, 而在必要时我们也可加装相应的本体保护。

(2) 380V的线路和连锁断路器能够根据不同的需要采取测控或是控制装置, 而对那些较为特殊的老站点的改造, 则可以采用RTU的集中方式;

首先, 在电容器的电容器保护测量控制单元的选择上, 我们可以采用实时的自动跟踪补偿控制方式;其次, 在选用发电机的保护装置时, 我们可以利用馈线的保护测量控制和可切换的互投操作箱来进行。第三, 直接连入直流屏和智能电度表。第四, 利用非电量转换设备, 将保安和火警报警装置接入大用户的配电设备中。最后, 利用单网通讯接口, 实现通讯层与前台设备间的多种传输方式, 传输方式可分为RS232、CANBUS、RS422和光纤方式。

(3) 后台系统配置

第一, 用双核P8600 (2.4GHz/3M) CPU工控计算机作为监控主站。第二BOX-6116双核P8600 (2.4GHz/3M) 工控计算机内置有IEC-1131标准的图形化的可编程逻辑控制功能, 在工作站的后台上, 我们可以通过组态器对设备的逻辑控制功能进行上装、组态以及下装, 并同时进行在线调试。第三, 19-22’大屏幕显示器 (SAMSUNG Philips) 。第四, 惠普D2568打印机或惠普2320fxi激光打印机。第五, Windows NT 5.0操作系统和相应的后台软件。

2、配置方案二

(1) 通信前置机, 选用双配置, 每台通信前置机要分别占用自己的一个通讯口, 以便两台通信前置机实现任务调配。通讯正常运行时, 由A机为主, B机为副。当A机的通讯检测到出错时, 此口的控制权便自动由A机交到B机, 装置上的通讯口也由通讯口自动由装置切换到通讯口B。从而实现了双机通讯自动切换。

(2) 后台监控系统, 配置两套后台系统, 同理其中A机为主, B机为副, 前端的数据向上传送为分别传送到A机和B机, 但只有A机具有向下遥控和遥调控制机, 只有当A机出现故障、此时, 便自动由B机接管通讯向下控制权, 实现了后台计算机的双机自动切换。

(3) 由于使用了双机配置, 使系统在装置一个通讯口故障, 一根通讯线故障, 任一个通讯处理器, 以及一个后台出现问题时, 系统会自动区分并进行各层的任务切换, 真正实现了双网通讯。

总结

现阶段, 采用并联电容器进行补偿无功功率的方式, 运行起来简单、经济、方便, 而其具有固定的阻抗, 因此无法对无功功率实行动态的补偿。电力系统不断发展、更新, 因而实现无功功率的动态补偿是实际工作中的必然要求, 同步调相机便从而产生。

摘要：文章就大用户配电设备配置设计和优化配置的方案进行初步的探讨和分析, 以期可以为大用户配电设备优化配置方面的探索提供一定的参考建议和帮助。

关键词：大用户,配电设备,优化配置

参考文献

[1]卢慧清.变电站电压无功综合控制的改进[J].闵行供电分公司科技论文集, 2007年6月

[2]刘传铨;计及分布式电源的配电网供电可靠性评估[D].上海:上海交通大学, 2008年.

[3]王艳松.陈国明.张加胜.张萌萌.基于小生境遗传算法的配电网开关优化配置[J].电工技术学报, 2006年05期.

试论配电网可靠性对用户的影响研究 篇8

用户对电能的需求本质是电力系统经济性和可靠性的分析, 而可靠性和经济性本身就是电力系统的重要指标, 同时也是相互矛盾的两个指标。因为电力系统必须按照用户需要的功率水平, 在特定的用电时间和地点向用户供电, 同时还要提供优质的电能, 即在可接受的要求下, 保证供电的连续性, 电压和频率还必须在允许的范围之内。而在用户需要电的时候可以绝对保证理想供电是完全可靠的电力系统, 反之, 永远不能向用户供电的系统就是完全不可靠的系统, 但在现实中往往是介于这两者之间的。而若出现供电不可靠的情况, 不但会对用户的生产和生活造成影响, 同时也会对供电部门的经济效益造成直接的影响。

二、对配电网可靠性的现状研究

目前对配电网可靠性的方法主要是分为解析和模拟法两大类。模拟法的代表主要是蒙特卡诺法, 解析法可进一步分为状态空间法和网络法。

蒙特卡诺模拟法的主要思想是首先要建立设备和系统的概率模型或者随机过程, 使它们的参数等于问题的解, 然后通过对模型或者过程的观察和抽样试验来计算所求参数的统计特征, 最后给出所求解的近似值。解的精度可用评估值的标准误差来表示。其特点是十分灵活, 不受系统模型的限制, 而且能给出可靠性指标的概率分布, 但缺点在于耗时比较多而且精度不高。

状态空间法是以状态空间图为基础, 将系统用它的各种状态以及其间可能发生转移来表示。因此采用这种方法时, 首先就是要分析系统可能出现的所有状态, 忽略发生率低的状态以及确定状态之间的转换以后, 绘出状态空间图然后建立系统状态转移方程, 最后求解得出系统可靠性的指标, 这种方法准确度高并且能够较好的处理各种复杂情况, 但当系统规模大, 结构较复杂时, 该方法就变得十分复杂, 不是很实用了。

网络法是指在配电网供电可靠性分析中最为流行的一种方法, 主要原因是其简单并且网络模型与配电网的拓扑结构都有着自然的相似。网络法常见于有网络简化法和故障模式及其结果分析法, 网络简化法通过逐步组合串并联设备而得出一系列等效网络。该方法简便快捷, 但不能分析非常简单串并联系统, 而且随着简化次数的增加, 不可靠部分对系统的影响将变得越来越难以鉴别。故障模式及其结果分析法是通过列举每个设备可能出现的故障模式, 分析其对系统的影响, 进而归类得出整个系统的可靠性指标。当网络规模变大时, 各种故障结果分析也变得十分冗长。目前是有趋势将三种方法综合起来应用。

三、配电网可靠性对用户的影响

无论对配电网可靠性哪种方法的研究, 其实都存在一定的弊端。所以, 从理论上讲对每个具体用户的损失和电力系统的经济损失也是不一样的。比如说在配电网不可靠的情况下就容易发生的停电, 虽然是可以通过一定的方法来计算出损失, 但是实际操作起来却很困难, 这不但要对各个用户的用电容量、用电性质, 而且还要对因停电发生的时间及停电持续时间的长短等停电特性的不同做出判断。就住宅用户和工业用户来说, 其停电带来的影响就截然不同, 而对于某一工业用户, 当停电发生在其生产流程的不同阶段时, 其所产生的损失也是不大相同的, 以冶金工业为例, 停电1-2分钟时, 其影响可能只限于减少定额和降低产品质量的等级, 而停电1-2小时, 则有可能导致冶金炉具的损坏和产品的报废等。由此可见用户停电损失的估算也是一项非常艰巨的任务。

电力用户可以分为一般电力用户和重要电力用户, 到目前为止, 我国虽然没有对电力用户做出明确的细分, 但是我们可以从重要负荷入手对电力用户进行界定。根据用户所从事活动的性质, 从政治、经济、社会等方面影响来看, 重要电力用户一般包括以下特征:

(1) 在国家或者地区的相应领域中占有特殊地位, 用户本身活动的正常与否可以直接影响到社会的稳定。如:军事指挥中心、省级以上的广播电台等。

(2) 用户生产工艺或者生产流程具有时效性、连续性、不可复制性、不可替代性、重新启动所有的工作内容存在较大的障碍可能得出完全不同的结果, 例如从事天文观测活动的空间研究机构、医院的重症监护中心等。

(3) 用户正常的生产经营活动遭到破坏后, 可能会产生人员的伤亡、重大经济损失或者社会负面影响, 且短时间内无法恢复。例如大型石化生产企业、重大赛事比赛场馆等, 或者出现人员伤亡、环境破坏等恶性事件, 例如煤矿等井下作业现场、城市大型污水处理企业等。

综上所述, 社会的迅猛发展必然要求电力系统的全面升级, 而配电网的可靠性将直接影响到社会各部门的正常运转。因此加强配电网的可靠性将是我们保证我们社会和谐发展, 居民安居乐业的基础。

参考文献

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[3]葛少云, 郭明星, 王成山.城市高压配电网接线模式比较研究[J].电力自动化设备, 2004 (02) .

配电用户 篇9

最大供电能力(total supply capability,TSC)目前已经成为评价配电网建设水平的重要指标之一, 对提高电网资产效率具有重要意义。TSC是指一定供电区域内配电网在满足N-1安全准则条件下,并考虑到网络转带以及实际运行约束的最大负荷供应能力[1,2]。目前有关TSC的研究成果已涉及其指标体 系[1,2,3]、建模计算[1,4,5,6]、准确性[5,6]和应用[7,8]等。用户对可靠性的不同需求以及用户参与互动是未来智能配电网必须考虑的重要因素,而现有的配电网TSC尚未考虑该因素。

在配电网规划设计初期,通常会根据负荷性质和用电容量,结合当地供电条件对用户进行分级,以保证建成投入运行的供电工程供电可靠性能满足各类用户的需要。目前有关用户分级的研究主要有: 不同用户对应各级负荷所采取的供电方案及主接线系统的研究[9];确定供电故障应急方案时不同负荷等级用户对限电方案制定的影响[10]。而用户分级是否对TSC造成影响、造成影响的原因及不同级别用户产生的影响有无区别等都是尚待研究探讨的问题。

智能电网强调电网与用户信息和电能的双向互动,鼓励用户改变传统用电方式、积极参与电网运行互动,从而提高电力行业的运行、管理和服务水平。 需求响应(demand response,DR)是智能电网框架下重要的用户互动资源,也是需求侧管理在竞争性电力市场 中的最新 发展[11]。 在电力市 场中引入DR,即通过价格信号和经济激励机制来引导用户参与电力市场,加强需求侧在市场供需平衡中的作用, 逐渐成为电力市场研究和实践的重要内容[12]。目前对于DR的研究主要有2个方面:一是研究在既定DR措施下用户的响应行为及其变化规律[13,14]; 二是研究DR措施的制定[15]。而关于用户在DR措施下参与电网互动对电网供电能力的影响仍值得深入研究。

因此,本文基于上述现实中已经存在的用户分级和用户互动中的DR行为,研究在计及用户分级与互动后的配电网TSC的变化情况,并对其进行建模分析和算例验证,从而明确用户分级互动对TSC的影响。

1用户分级与TSC的关系

现行的三级用户划分方法可将用户对用电可靠性的不同需求区分开来[16],这样不但可以保障重要用户的供电,而且还为需求侧资源的利用提供了可能。虽然三级用户划分方法并未对同一用户内部负荷进行更细致的划分,但该方法应用广泛。基于此方法研究用户分级对TSC的影响更符合现实,因此本文将基于三级用户划分方法进行研究。

由负荷划分标准可知,一、二级用户负荷的中断会造成相当重大的损失,因此这类用户一般情况下不允许中断供电。在配电网规划设计时,需要保证一、二级用户供电的高可靠性,虽然在迎峰度夏等特殊时期也可对该类用户实施停限电,但这种调节属于正常运行模 式下的计 划用电,并不适用 于系统N-1模式下短时间内的负荷灵活削减。因此一、二级用户计划中的负荷量减小,只是为了满足电网正常运行时的安全约束,而并未使线路运行的实际安全负荷承载量超过原始TSC大小,因此并不影响实际TSC的大小。而三级用户中除了个别相对较重要的负荷外,其余负荷对供电可靠性的要求较低,即使中断或削减部分负荷也不会造成大的影响。故一些三级用户可以签订相关用电协议,在系统正常运行模式或N-1模式下灵活参与网络负荷大小的调节,在电网发生N-1时改变其安全约束条件,从而影响TSC的大小。

2用户互动与TSC的关系

2.1用户互动概述

由于参与基于价格的DR(price-based DR)用户是在正常运行模式下根据电价的变化自愿进行负荷调整的,并不针对N-1模式响应,即并不改变N -1模式下各馈线及主变的负荷量,因此本文对该类DR不做详细 分析。 而基于激 励的DR (incentive-based DR)可能会影响N-1模式下用户需求的大小,故其可能对TSC造成影响。常见的基于激励的DR有直接负荷控制(direct load control, DLC)、可中断负荷(interruptible load,IL)、紧急需求响应 (emergency demand response,EDR)和容量/辅助服务 计划 (capacity/ancillary service program,CASP)等[17],下面将对这些项目逐个进行分析。

2.2DLC与TSC的关系

在系统正常运 行模式下,电力部门 统一控制DLC用户在系统高峰时段削减负荷以保证线路仍满足N-1安全约束[18]。这种情况下实施DLC是为了满足电网本身安全约束,并未使线路实际安全承载的负荷量超过原始TSC大小,因此并未对TSC的大小造成影响。

在系统N-1模式下,DLC可以迅速削减负荷以满足N-1安全约束,从而使负荷顺利转带。此时参与DLC的负荷将改变各馈线及主变的N-1安全约束条件,从而改变TSC大小。但由于参 与DLC的可控负荷通常为居民或小型商业用户中允许短时停电且具有热能储存能力的负荷,因此需要大量用户参与才能达到期望的负荷削减效果。同时为了保证用户舒适度,DLC不适于长时间大量负荷中断的情况,其控制过程较为复杂,故本文对DLC与TSC的关系不做深究。DLC相较于其他DR项目更易操控,且其操作时间尺度为分钟级,更具有时效性和应用前景,是未来有待深入研究的一个方向。

2.3IL与TSC的关系

在系统正常 运行模式 下,参与IL的用户与DLC一样用于削减系统负荷高峰,保证电网的供需平衡,故该情况下IL不影响TSC的大小。在系统发生N-1的紧急状态下,IL实施机构向协议用户发出中断信号,用户响应并削减或中断用电从而配合满足馈线及主变的N-1安全约束[19]。且IL响应时间尺度约2h,满足紧急情况下主变短时过载的时间要求。在这种情况下,各馈线上的IL用户互动将改变TSC大小,且由于IL适用于对用电可靠性要求不高的大型工商业用户,是一种快速并具有积极响应效果的DR措施,因此本文将具体分析IL对TSC的影响。

各馈线上的负荷用Fcust表示,用户签订IL协议后,Fcust可以以超过满足N-1安全约束的馈线最大负荷Fmax运行(Fcust>Fmax),当馈线或主变发生N-1需要进行负荷转带时,供电方将向相关IL用户发出响应信号,此时用户可根据实际情况进行负荷削减或中断,要转带的馈线负荷原本为t,现主动降低为tfall,tfall=αt(0≤α≤1),被转带馈线负荷主动降低为Ffall,Ffall=α′Fcust,使得tfall+Ffall≤Fmax,以配合满足馈线N-1安全约束从而顺利转带。由此可知计及IL且未发生故障前,各馈线所带负荷量可以超过原本满足N-1安全约束的最大负荷量,而TSC是各条馈 线实际所 带最大负 荷Fcust的和,比Fmax的和要大,因此计及IL互动后的TSC将相应增大。

2.4EDR与TSC的关系

EDR执行方式与IL相似,二者不同之处主要在于:正常运行时EDR一般不用于系统削峰[20];用户签订IL协议主要有电费折扣和中断补偿2种补偿方式,且未响应信号将受到惩罚,而签订EDR协议只有中断补偿这一种补偿方式,其负荷削减行为是自愿的,不响应不会受到惩罚[21],因此IL用户响应互动的概率一般会比EDR用户高。

计及EDR对配电网运行的影响与2.3节中计及IL的原理一样,二者仅在奖惩方式及供电方实际要求上有 一定区别,故配电网 在计及EDR后的TSC也将相应增大。

2.5CASP与TSC的关系

CASP服务通常是指为实现能量输送所需的所有措施,包括调度、系统控制、频率调节、备用、电压与无功控制等,主要用于保证供电可靠性和电能质量。CASP的实施方式主要有2种:一是允许在电力短缺、接近短缺或出现短期可靠性问题时中断用户用电,并向他们提供直接赔偿或其他时间的优惠电价;二是需求侧资源可与发电厂一样通过报价向系统提供辅助服务[21]。由其服务目标及实施方式可知,CASP主要用于近电源侧的有功平衡与频率调整、无功平衡与电压调整等,并不在配电网N-1模式中采用,因此CASP对TSC不造成影响。

3用户响应模型

3.1影响用户响应的因素

签订IL和EDR协议的用户一般为三级用户中大型工业和商业用户,并非所有三级用户均可签订, 因此可将三级用户进一步划分为可签用户和不可签用户。可签用户是否有意愿参与DR、签订何种DR项目及协议削减最大负荷量主要与用户负荷适应性及响应方式有关,能否从响应行为中获得利益则决定了用户实际对激励机制做出响应的情况[22],即用户通过衡量响应收益、惩罚与成本等因素,做出对自己最有利的响应决策。

用户响应收益和惩罚可根据协议中有关激励及惩罚的约定,结合用户实际响应中断电量的情况得到;用户响应成本与用户类型、用户中断电量、中断发生时间、持续时间、提前通知时间及中断次数均有关系。对于同一物理条件下的中断,即用户面临相同的提前通知时间、中断发生时间和持续时间,并且考虑单位时间段内中断一次的情况,则决定用户响应成本的主要因素就是用户类型和中断电量。

3.2IL用户响应模型

现有的响应行为分析与建模方法主要有基于电量需求价格弹性[23]、统计学原理[15]和需求侧目标优化[22]等方法。分析比较可知,基于电量需求价格弹性的方法主要适用于研究基于价格的DR响应; 基于统计学原理的方法可以得到相对精确的结果, 但需要大量数据作为支撑,由于中国还未推广基于激励的DR机制,故已有数据较少;基于需求侧目标优化的方法虽然需考虑较多现实因素,但其思路简洁,适用范围广。因此本文将基于需求侧目标优化的建模思路,加入DR奖惩条件并适当忽略次要因素,建立所需的用户响应模型。

对于签订IL协议的用户,以其响应成本、电费、 收益和惩罚作为约束条件,将用户最终损失最小作为目标函数,得到IL用户响应模型如下所示。

式中:S为用户最终损失;C为用户响应成本;C′为用户电费;Y为用户未响应惩 罚;B为用户响 应收益;Ai为单位用电量中断可得到的中断补偿;Qa为供电方要求中断的电量;Q为用户实际中断的电量; Qi为用户单位时段原始用电量;K1和K2为常系数;θ为用户停电意愿;η为电费折扣;ρi为单位时段电价;y为用户单位差额未响应电量受到的惩罚;n为用户协议最大负荷削减比例。

式(1)为目标函数,表示用户最终损失为用户响应成本、用户电费及用户未响应惩罚的和减去用户响应收益;式(2)为用户响应收益等式约束,表示用户满足响应要求时获得指定用电量的中断补偿,否则获得实际削减用电量的中断补偿;式(3)为用户成本等式约束,此处用二次型函数进行量化描述[23], θ是(0,1)区间内的随机值,可表示不同用户的停电意愿,其取值带有用户的主观性,当用户的θ值低时将有较高的边际成本,加入 -K2Qθ 可用于区分不同用户类型的停电成本;式(4)为用户电费等式约束,表示用户实际用电所需支付的费用;式(5)为电费折扣等式约束,表示若用户满足响应要求则获得电费折扣补偿,否则没有电费折扣;式(6)为用户未响应惩罚等式约束,表示若用户满足响应要求则不受惩罚,否则差额电量将受到相应罚款;式(7)为用户电量中断约束,表示用户中断电量不超过用户协议的最大削减量。

3.3EDR用户响应模型

对于签订EDR协议的用户,以其响应成本、电费和收益作为约束条件,将用户最终损失最小作为目标函数,得到EDR用户响应模型如下所示。

由于EDR执行方式与IL相似,但EDR没有电费折扣及惩罚,故其模型与IL用户响应模型的区别在于:前者的电费等式中不考虑电费折扣,且没有用户电费折扣等式约束和用户未响应惩罚等式约束。

4计及用户分级互动的TSC建模方法

4.1现有TSC模型的简介及选用

现有计算TSC的模型有基于主变互联关系的TSC模型[1]、基于馈线互 联关系的TSC模型[5]和基于潮流计算的TSC模型[6]等。基于主变互联关系的TSC模型未能完整反映网架信息,其结果存在一定误差。基于潮流计算的TSC模型虽然可精确计算电压降落和网络损耗,但其计算量过大。基于馈线互联关系的TSC模型可反映全网信息,且计算量较小,结果较准确,因此本文采用基于馈线互联的TSC模型作为基础。

4.2用户分级互动对传统模型的影响

由于影响TSC的用户分级互动主要为签订IL或EDR协议的三级用户,当电网发生紧急情况时, 故障相关馈线上的协议用户可配合电网进行负荷中断或削减,主动降低用电负荷到某一个数值以满足N-1安全约束。故计及用户分级互动后,应在传统模型中考虑发生N-1故障后因负荷削减而产生的影响。

为方便建模及分析用户分级互动对TSC的影响,文中定义馈线减负荷因子α:在系统发生紧急情况时,相关故障馈线上的用户削减或中断负荷,从而使现馈线负荷降低,其值与原馈线负荷的比值为α, 即定义α为馈线减负荷因子,且0≤α≤1。

具体计算每条馈线减负荷因子α 的方法为:在一定场景下,首先由用户响应模型计算得到满足目标及约束条件时不同用户的实际中断电量Q,由于该模型建立的前提为用户在单位时段内响应供电方要求进行负荷中断,故可知用户实际中断负荷量在数值上与求得的实际中断电量相等;其次通过求和可以得到每条馈线实际中断的总负荷量,即得到现馈线负荷;最后通过计算现馈线负荷与原始馈线负荷的比值即可得到各条馈线在该场景下的α。

4.3计及用户分级互动的TSC模型建立与求解

由4.2节分析可 知,计及用户 分级互动 后的TSC模型如下所示。

式中:TTSC为TSC的值;Pi为主变i所带的负 荷; Fm为馈线m所带的负荷为馈线m发生N -1时转带给馈线n的负荷量为主变i发生N -1时转带给主变j的负荷量;为馈线n的容量;Ri和Rj分别为主变i和j的额定容量;Hi和Hj分别为主变i和j,Fm∈Hi和Fm∈Hj分别表示馈线m出自主变i和j的对应母线。

式(13)为目标函数,表示TSC为所有主变负荷之和的最大值;式(14)为馈线负荷等式约束,表示馈线m可能为多段,其中每个馈线段负荷可转带给不同馈线,馈线出口 负荷等于 各馈线段 负荷之和; 式(15)为馈线N -1安全约束,表示馈线m发生N-1后,馈线m上的用户 主动削减 负荷,即乘以 αm,被转带馈线n上的用户也主动削减负荷,即乘以 αn,且负荷转带后各馈线不能过载;式(16)为主变— 馈线负荷转带等式约束,表示主变i发生N -1时转带给主变j的负荷是通过与2台主变相连馈线间的负荷转带完成的,且这时相连馈线上的用户主动削减部分负荷,即乘以αm以满足N -1安全约束; 式(17)为主变—馈线负荷等式约束,表示主变i所带的负荷等于其所出馈线负荷之和;式(18)为主变N -1安全约束,表示减负荷后的主变j接受减负荷后的故障主变i转移的负荷后长时间运行负荷不超过其额定容量;式(19)为馈线容量约束,由于当α较小时可能造成馈线所带负荷之和超过馈线容量限值的情况,故仍需给定其约束条件;式(20)为主变容量约束,由于当α较小时可能造成主变所带负荷超过主变容量限值的情况,故仍需给定其约束条件。

计及用户分 级互动的TSC模型中式 (14)和式(17)与传统TSC模型一致,且增加式 (19)和式(20)。式(15)、式(16)和式(18)与传统TSC模型反映在式子上的区别主要在于有无增加馈线减负荷因子α。由于该模型为线性规划模型,可直接利用线性规划软件(如Lingo)求解得到TSC。

5算例分析

5.1算例概况

在IEEE的RBTS-bus4算例上增加馈线联络, 得到算例分析用电网(其结构见附录A图A1)。扩展后的电网含有3座33kV变电站、6台主变、20回10kV馈线和104个用户负荷节点。各主干线路容量为6.91 MVA和5.83 MVA;各联络线路容量为5.83 MVA和4.11 MVA;馈线总容 量为131.72 MVA;变电站总容量为84 MVA。各主变及馈线具体数据、主变间联络线数据、馈线负荷数据和负荷节点数据可分别见附录A表A1至表A4。

不计及用户分级互动时,由传统TSC模型计算得到TSC值为58.91 MVA。本文为分析计及用户分级互动对TSC的影响,对算例电网设置2个不同场景。

场景1模拟实际电网用户的情况,包括一、二、 三级用户,且三级用户中既有可签用户,又有不可签用户,可签用户中既有签订DR协议用户,又有未签协议用户,协议用户也存在接到互动信号后响应执行情况的区别,因此造成每条馈线的α 各不相同。 该场景更贴近实际,更能反映现实中在计及用户分级互动后对电网TSC产生的影响。

场景2假设全网用户均为三级用户且均签订DR协议参与互动。设置该场景的目的是排除现实中不参与互动的用户的影响,以重点研究用户互动后α与TSC之间的关系。

5.2场景1的仿真结果分析

假设该算例电网的三级用户部分签订IL协议, 部分签订EDR协议,其余用户未签订协议,各节点用户级别及参与DR情况见表1。统计得到,全网可签用户比例为46.15%,签订IL协议的用户占全网用户的13.46%,签订EDR协议的用 户占19.23%。

假设某一时段全网以峰值负荷运行且此时电网发生N-1故障,供电方向协议用户提出负荷削减要求见表2(只列出部 分数据,全部数据 见附录A表A5)。

实际中,不同用户的停电意愿值可根据以往用户停电意愿的规律进行预测,此处不妨直接设定。 为得到用户实际响应情况,不妨设常系数K1和K2分别为750和1 500,某时段的 电价为750元/(MW·h),电费折扣 为0.85,中断补偿 为300元/(MW·h),单位差额响应电量所受到的惩罚为50元/(MW·h)。

基于已有用户数据和参数,可以通过用户响应模型利用MATLAB计算得到各用户实际响应削减负荷的情况见表2(只列出部分数据,全部数据见附录A表5)。根据用户实际削减负荷数据,又可以计算得到各馈线的减负荷因子α见表3。

根据电网各馈线的α 值,利用Lingo计算得到电网TSC为70.06 MVA。可以看出,计及用户分级互动后,TSC计算结果比现有模型中未考虑用户互动的TSC计算结果58.91 MVA增大了18. 92%。

分析可知,电网计及用户分级与互动后的TSC值将增大,二者之间的具体关系为:三级用户中签订协议的用户数越多,参与互动的负荷比例越大,且收到信号后执行减负荷行为的用户越多,则TSC值也将相应地增大。

5.3场景2的仿真结果分析

为方便研究,假设算例电网用户均为签订IL/ EDR协议的三级用户,发生紧急情况时,各馈线用户均削减负荷使其统一降低为原来的α,且α 取同一值,利用Lingo计算算例电网在不同α 取值下的TSC大小,可以得到TSC与α 的关系如图1所示, 具体数据可见附录A表A6。

观察可发现配电网原始TSC为58.91 MVA, 在计及用户分级互动后,TSC随着馈线减负荷因子 α的减小而逐渐 增大,经检验二 者为非线 性关系。 当馈线减负 荷因子 α 为0.7左右时,TSC达到84 MVA,即主变的总容量,TSC再无增长空间,保持在此数值不变。由于各馈线α 取值相同,当α 小于0.7时,模型中约束式(15)、式(18)将失效,TSC仅受式(19)和式(20)约束,故此时TSC为馈线总容量和主变总容量中较小的值。由此可知,计及用户分级互动可使电网在满足供电可靠性的基础上提升供电能力,即在不增加建设投资和运行成本的基础上提升电网容量,具有一定的经济效益。

根据不同α 下的TSC数据,可计算得 到TSC提升比例与α的关系如图2所示,具体数据可见附录A表A7。

观察可发现TSC提升比例随着α 的减小而增大,在α约为0.7时提升比例开始保持在42.6%不变。利用模型中的约束式(15)和式(18),可将约束条件化为馈线段的矩阵形式,表示为AX≤(1/α)D。 由矩阵约束式可看出所有约束统一增大了1/α,而TSC值为所有馈线段最大值的和,即矩阵X中的数求和,故所求得计及用户分级互动的TSC为原TSC的1/α,故TSC受式(15)和式(18)约束时,提升比例为[(1-α)/α]×100%,即TSC的增长速度与α 减小速度一致。当α 减小到某一值时(本算例中约为0.7),TSC受到式(19)和式(20)的容量限制再无增长空间,因此其提升比例不再改变。

综合2个场景可以看出,本文模型得到的TSC值是随用户实际响应情况而改变的,即不同响应情况得到的各条馈线的α不同,相应得到的TSC值也不同。相比于传统模型得到的固定TSC值,计及用户分级与互动模型得到的TSC值提升明显(场景1达18.92%),反映出需 求侧对电 网安全的 贡献潜力。

6结论

现有文献对TSC的研究尚未考虑计及用户分级与互动的情况。本文研究了用户分级与互动对配电网TSC的影响,得出以下结论。

1)全面分析了各级用户及用户互动中各种DR项目对配电网TSC的影响,得出签订IL或EDR项目的三级用户,在突发状况下参与互动并削减负荷会影响配电网TSC大小的结论。

2)建立了用户响应模型和计及用户分级与互动的TSC模型。

3)算例分析表明用户分级与互动能明显提升TSC,TSC大小与三级用户中签订IL与EDR协议的用户数量及响应程度有关,随着这2个因素的增大而增大,直到达到电网总容量的限值为止。

随着智能电网的发展,高级信息传递平台等为电网中用户分级与互动提供了更好的发展条件,在此背景下,本文工作为用户分级互动环境下配电网发挥最大供电能力提供了基础理论。

附录见本 刊网络版 (http://www.aeps-info. com/aeps/ch/index.aspx)。

摘要：用户对可靠性的不同需求以及用户参与互动是未来智能配电网必须考虑的重要因素,文中研究了用户分级与互动对最大供电能力(TSC)的影响,提出了计及用户分级与互动的TSC模型。首先,分别分析了不同用户级别和用户互动方式与TSC之间的关系;然后建立了用户响应模型,并基于现有馈线互联的TSC模型提出了计及用户分级与互动的TSC模型;最后对2个不同场景的算例进行了计算分析。分析结果表明,签订可中断负荷或紧急需求响应协议的三级用户,在N-1模式下参与互动并削减负荷会影响TSC的大小,且TSC将随用户削减负荷程度的增大而增大,直到达到电网总容量限值为止。所提方法能够计算在计及用户分级与互动条件下的TSC,为日后用户分级互动环境下配电网发挥最大供电能力奠定了基础。

配电用户 篇10

目前,我国大部分城市的配电网建设都使用架空配电线路,也就是由杆塔、导线、避雷线、绝缘子、线路金具等部件组成的线路。由于输送距离的远近和电缆线直径会影响到线路的电阻,而当用户用电量相同,即输送的功率一定,电压越大,电流就会越小,在输送距离固定及材料确定的情况下,要保证用户能够获得足够功率的电能,选择高压输电是最经济实惠且方便实现的一种方式,因此,大多数情况下会使用10k V以上的高压输电,到用户端再转换成适合家用或者工业使用的低压电。由于输电线路距离很远,经过长时间的风吹日晒雨淋,架空线路发生故障的可能性会增大,而长距离的输送线路排查故障难度很大,而由故障引起的停电事故势必会影响到用户的用电质量。分界开关的使用,在很大程度上改善了这种状况,因为分界开关是在供电部门和用户之间的输电线路上按照责任区分设置分界点安装分界开关,一旦发生线路故障可以通过分界开关快速查找到故障位置,更短时间内解决问题。

2 10k V 分界开关的设计原则及设备构成

2.1 10k V 分界开关的设计原则

分界开关是一种安装在10k V架空线路用户T接口处的一种输电线路设备,它是一种智能开关,能够自动识别故障所在,这便能帮助供电部门迅速的排查故障,快速解决故障问题。同时,由于它具有智能识别功能,对于发生在用户端的故障,它能够快速识别并将故障封锁,以免影响到周围其他用户以及输电主线路,为此,在研制分界开关设备时必须要遵循可靠性和实用性的原则。所谓的可靠性原则,就是在设计以及制造分接开关时,必须要能够使其在后续中能够可靠地运行,因为分界开关在架空线路中会频繁开关使用,还要经受风吹日晒雨淋,只有可靠的产品才能避免分界开关经常损坏,影响线路的正常运行。实用性原则就是要求在研制分界开关时应该注重其主要功能,也就是分界线路要能起到避免出现故障的线路影响到输电主干线路以及周围的相邻线路,只要满足这一要求,分界开关就达到了其应该起到的作用。因此,在设计分界开关时,只要关注其主要功能,不必去增加其他功能却造成不利的作用,同时,还要保证分界开关的质量符合要求,能够在露天状态下长时间工作。

2.2 10k V 分界开关的设备构成

分界开关作为一种开关,具备了普通开关结构简单的外观特点,为满足其功能特性,分界开关又具备高可靠性的特点。一般而言,分界开关主要充气室、操作机构、箱体底架、电缆室、熔断器室及低压室等五部分组成。不锈钢壳体接地的充气室设有多个观察窗口,且采用SF6气体作为绝缘介质,方便多角度的查看断口的状态,并且最大限度地缩小柜体的体积 ;屏蔽型电缆接头不仅安全可靠,而且更能适应恶劣的环境条件 ;用SF6气体作为灭弧介质,采用压气式灭弧原理的,能够额定转移电流达到2200A,同时,断路器采用真空灭弧,不仅不会污染SF6气体,而且短路开断能力很强 ;分界开关的底架空间宽阔,有足够的空间安装多分支电缆插头和避雷针等,增加了其可靠性。这些结构特点保证了分界开关的安全可靠性,从而能够更好的为架空线路服务,提高了供电质量,保证了用户的用电需求。

2.3 10k V 分界开关的功能优势

分界开关作为一种智能开关,能够协助供电部门更便捷的找到故障位置,更好的保障了输电线路的安全性,提高了用户的用电质量,这些便要归功于分界开关的功能优势。第一,分界开关具备单相接地故障和相间短路故障就地诊断、就地切除或隔离功能,在第一时间内封锁发生在用户端的故障,从而保障了整个输电线路的通畅,从而避免了整个线路瘫痪对用户带来的损失 ;第二,同一规格的分界开关能够用于架空线路中的不同接地方式,而且它的检测精度很高,一旦发生故障能够很快识别 ;第三,分界开关整体结构简单,方便制造和安装,而且其连接方式很简单,也不需要维护 ;第四,分界开关可以连接控制器,再结合现有的通讯设备和定位技术,实现对线路的远程监控,方便快捷。分界开关的这些功能优势,使其在架空线路中的应用广泛,这种被称为“电子狗”的分界开关,能够真正实现对输电线路的实时监控。

3 结束语