配电网络规划

配电网络规划（精选十篇）

配电网络规划 篇1

1.1 输配电网络规划的目的

输配电网络规划主要是指通过科学、合理的方法来确定规划区在何种条件下进行电力设施改扩建或是新建, 其最终目的为了有效地确保输配电网络在未来能够满足如下需求:其一, 各类电网技术以及负荷发展的要求, 借此来为电力用户提供安全可靠的电能;其二, 能够满足城市规划的要求;其三, 能够满足社会公众及美观、环保的要求。在满足上述要求的前提下, 还可以使电力企业获得最大的社会效益和经济效益。

1.2 输配电网络规划的重要意义

对输配电网络进行规划具有以下几个方面的意义:其一, 通过对输配电网络进行规划, 能够有效地降低电力系统中的网络损耗, 这样有助于提高电网未来的运行效益;其二, 利用科学合理的网络规划, 可以准确地确定出变电站的具体位置、容量及其相应的供电范围, 这样能够有效地减少系统跨区域的交叉供电, 从而有利于提高系统的运行管理效率;其三, 通过对输配电网络结构进行规划, 能够极大程度地提高系统的供电安全性和可靠想。由于配网结构的合理性对配电自动化设施的投资效益有着直接影响, 所以对配网进行规划既是配电自动化实施的基础, 也是提高系统投资效益的最佳途径。

1.3 输配电网络规划的特点

就输配电网络规划而言, 因配网的特殊性, 导致整个规划过程变得非常复杂, 其特点主要有以下几个方面:其一, 多目标性。输配电网络规划不但要求投资成本少, 而且还要求占地面积小、安全性及可靠性高、环境污染低, 基于如此之多的要求, 造成规划中存在多目标综合衡量的好坏问题;其二, 多阶段性。在整个规划过程中, 为了尽可能避免盲目性和短视行为等情况的发生, 必须从长远的角度上来对电网的整体布局加以考虑, 这就要求在当前的规划中应合理计算出各条待选线路对未来各个阶段的实质性影响;其三, 非线性。输配电线路的投资费用以及可靠性等指标都属于非线性;其四, 不确定性。由于电网中未来的负荷情况、发电量以及线路投资等都有可能受到各种外在因素的制约及影响, 从而导致这些关键值都无法用一个确定值来进行处理。

2 输配电网络规划优化的具体方法

近些年来, 我国在输配电网络规划优化方法上的研究也取得了巨大的进展, 并且国外一些效果较好的优化方法也在网络规划中得到了充分应用。下面介绍几种当前比较常见的输配电网络规划优化方法:

2.1 启发式优化法

启发式优化方法主要是指以最为直观的分析作为计算依据的一种算法。通常情况下, 该方法是基于系统中某一个性能指标对可行路径上一些线路的灵敏度, 并按照特定的原则, 逐步迭代直至得出符合具体要求的方案。这种优化方法的特点是计算时间较短、灵活、直观, 并且方便认为参与及决策, 还可以给出满足实际工程要求的最优解;其缺点是很难选择出不但便于计算且又能反映出实质性规划问题的性能指标, 同时在配网规模较大时, 由该方法得出的所有方案具体差别都不是很大, 所以很难选择出最优方案。

2.2 专家系统

该系统主要是由规则库及推理机这两部分组成, 其中规则库里面储存着大量规划专家在实际工程中的实践经验和建议, 而推理机的主要作用是负责推理, 即可以按照规则库中的相关信息进行分析、判断, 并由此推导出结论。专家系统最大的特点之一是具有逻辑推理、符号表达以及渐进式搜索等能力。该系统目前已经被广泛应用于实际规划当中, 其优越性也随之得以彰显。但是由于专家系统所获取的数据信息不完全, 从而导致可靠性不高。

2.3 数学优化法

该方法主要是指利用数学模型来对输配电网络规划中相关问题进行描述, 并以一定的算法求解, 进而获得满足实际系统要求的最优规划方案。由于该方法充分考虑了电网决策变量与运行变量之间的关系, 并将实际规划中的问题以优化的方法求解, 所以从理论的角度上讲其更加严格, 也有效地确保了方案的最优性。

2.4 智能优化算法

智能优化算法是一种基于随机化技术的网络规划优化方法, 目前已经获得较为广泛的应用, 根据大量的实践表明, 智能优化算法较之传统优化算法具有更好的全局优化能力。较为常用的主要有以下几种:

2.4.1遗传算法。该方法是模拟生物进化过程的一种方法, 因其具有独特的优越性, 故此在电力系统中的各个领域都获得了较为广泛的应用。它通过列出或是随机产生一组待选择的规划方案当做祖先, 经过编码之后便可以生成多个数据信息, 再通过交叉、变异后便可以产生出更多的结果, 最后系统会在这些结果中选出最优的一个结果作为最佳方案。2.4.2进化规划算法。这种方法最大的特是无需对变量进行编码和解码, 比遗传算法更适合对问题进行连续优化。在应用该方法进行输配电网络规划时, 只需要考虑电网中列出的待选线路, 并计算出合理的潮流分布, 然后再去除掉潮流中小于特定阀值的支路后, 便可以获得最优的方案。2.4.3模拟退火算法。这是一种基于金属退火机理而建立起的全局优化方法, 适用于大型组合优化问题, 其主要是利用随机搜索技术从某一特定概率中找出目标函数的全局最优解。该算法的核心在于模仿热力学中液体结晶的退货过程。该计算方法在输配电网络规划中常被应用于变电站型号及位置的优化当中。2.4.4禁忌搜索算法。这是一种基于禁忌技术的启发式搜索算法, 其主要是利用一个禁忌表记录曾达到过的局部最优点, 并在下一次的搜索中不再对这些最优点进行搜索, 以此来避免落入局部最优解。该方法在输配电网络规划的实际应用中, 效果比较良好。2.4.5蚁群优化算法。这是一种新型的组合优化算法, 主要受蚂蚁觅食启发演变而来的, 它具有正反馈及分布式计算等特点, 目前已在输配电网络规划中获得初步应用。2.4.6人工神经网络。虽然该方法具有并行处理的优势, 但由于训练的过程较为耗时, 而且很容易局限于局部最优解, 故此在输配电网络规划中应用的较少。

摘要：现阶段, 随着我国经济的迅猛发展, 人们对电力的需求较之以往有了大幅度增长。由于种种客观因素的存在, 使得很多地方的电网较为薄弱, 这一情况严重影响了电能的合理分配, 从而造成电力紧张的局面日益加剧。作为电力系统中较为重要的组成部分之一的输配电网络, 其不仅是整个系统中最主要的负荷中心, 而且也是城市建设的关键性基础设施之一。为了确保电网运行的经济性、安全性和可靠性, 对输配电网络进行规划显得尤为重要。基于此点, 本文首先对输配电网络规划进行概述, 并在此基础上提出输配电网络规划优化的具体方法。

关键词：输配电网络,规划,优化方法

参考文献

[1]秦勇.主、副线环网结构--城市配电网络的优化升级方案选择[A].二十一世纪输配电技术的创新与发展--第六届输配电技术国际会议论文集[C].2010 (7) .[1]秦勇.主、副线环网结构--城市配电网络的优化升级方案选择[A].二十一世纪输配电技术的创新与发展--第六届输配电技术国际会议论文集[C].2010 (7) .

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[4]张健.顾赵明.蒋传文.浅谈城镇中压配电网络规划及应用[J].电力系统自动化, 2009 (9) .[4]张健.顾赵明.蒋传文.浅谈城镇中压配电网络规划及应用[J].电力系统自动化, 2009 (9) .

配电网优化规划 篇2

随着国民经济的飞速发展，电网为地区经济社会发展做出巨大贡献的同时，也暴露出供电能力不足、网架结构薄弱、可靠性有待提高、电网建设难度大等突出问题，对城市配电网进行科学合理的规划，以保证电网改造建设的合理性和电网运行的安全性和经济性，保证供电质量，是供电企业的重要职责。

配电网规划主要采用科学的方法确定规划区何时何地新建或改造电力设施，使得未来的电网能够满足：（1）符合的发展和各种电网技术的要求，安全可靠地为客户提供所需质量的电能；（2）能够满足城市建设规划的要求；（3）满足环保、美观等其他公众要求。在满足以上约束的基础上为企业谋求最大的经济效益和社会效益。

配电网的规划、改造重点是完善网架结构，并消除设备设施安全隐患，改造应从系统整体出发，综合考虑供电可靠性、电能质量、短路容量、保护配合、无功补偿及经济运行等因素，最大限度地解决实际运行中的问题。

城市配电网应有明确的目标网架，目标网架应结构坚强、经济可靠、合理简洁、行灵活，现状网架应按目标网架的要求进行改造。根据市中心区、市区等不同区域的负荷类型、预计负荷水平、供电可靠性要求和上级电网状况，合理选择适合本地区特点的10kV 配电网目标网架。

10kV 配电网目标网架应满足下列要求：

（1）接线规范合理、运行灵活，具备充足的供电能力、较强的负荷转供能力、以及对上级电网有一定的支撑能力；（2）能够适应各类用电负荷、分布式电源、电动汽车充电设施等新能源的增长与发展，适应负荷接入与业务扩充；（3）设备设施选型、安装安全可靠，具备较强的防护性能，有一定的抵御事故和自然灾害的能力；（4）线路设施及其结构便于开展带电作业；（5）保护配置、保护级数合理可靠；应根据城市发展规划和电网规划，结合分区具体地块的饱和负荷预测结果，预留目标网架的线路走廊路径及通道，以满足预期供电容量的增长。配电网规划的意义：(1)通过配电网的优化规划，可以降低系统的网络损耗，改善电网运行的经济效益；（2）科学合理地确定变电站容量和位置划分变电站供电范围，减少系统跨区交叉供电，有助于提高系统管理和运行效率；（3）配电网络的优化规划，可以大大提高系统的供电可靠性；（4）配电系统的优化规划是提高系统投资效益的最有效途径；（5）配电网络结构的合理性直接影响配电自动化设施的投资效益，配电系统规划是配电自动化实施的基础。规划人员的主要工作：

1、规划基础资料的收集和管理（日常工作）

规划人员与运行班组和专责加强沟通协调，收集运行需求，和线路基础资料(线路基础台账表、线路历年负荷数据表、电缆走向图、一次接线图)，为规划工作的开展提供第一手的资料。同时对线路走廊和通道情况进行常态化监控，掌握线路走廊和通道的使用情况，完善和更新地理接线图。根据地区经济的发展预测负荷发展趋势。针对各个地区的用电特性，组织开展配变台区典型日负荷实测工作，了解重点大用户和典型居民小区用电负荷特性，核实台区过载和低电压情况。

2、围绕优化配网结构和满足运行需求开展规划立项和项目优选排序工作 规划人员通过收集的第一手运行资料，进行重载、轻载线路分析，并形成分析报告，结合新投运的变电站及区域经济发展情况，针对当前存在的问题，召集相关部门、运行人员进行讨论，按照三个目标确定规划方案：一是优化配电网结构，二是平衡重载、轻载线路负荷（即解决正常运行方式下线路重载过载，异常运行方式下重载过载问题，重载过载线路与轻载线路负荷割接调整），三是对线路故障超过3次以上或运行状况恶劣的线路进行改造，对老旧线路及设备综合整治。根据线路问题的轻重缓急和变电站及相关工程的建设时序开展项目优选排序工作，并编制规划项目说明书。

3、按照省公司对城网项目投资的要求，以配电网运行单位在日常积累的丰富实践经验作为项目支撑依据，为项目立项的必要性提供充分的数据和图片等证据，确保90%以上的需求得到了省公司评审通过。（城网建设资金来源）

4、项目分包、可研编制及设计出图

根据项目的内容、地域和线路互联情况，对评审通过的项目进行分包。根据市局统一部署，配合设计单位开展项目的设计查勘工作（设计交底）。联合运行班组对项目涉及到的架空线路走向、电缆路径及通道情况、环网柜位置及间隔剩余情况、配变台区等逐点、逐线进行确认，涉及方案调整的项目，与运行、设计人员沟通、讨论，并提出优化方案。

5、主动作为，积极跟踪协调规划项目实施进度

城网项目实施周期较长，城网项目从规划到项目落地实施周期为1年左右（七个步骤：规划评估-项目优先排序-省公司审核立项-项目可研编制-设计查勘出图-施工招标-项目施工），项目实施过程中的可研、设计阶段是项目的第一个阶段，可研设计工作启动的时间及可研设计质量的好坏，直接影响到城网项目及时性、合理性、经济性、可实施性等等。设计的滞后影响工程项目的按时开展，从而使得项目的后续工作随之延后，无法在规定的时间内取得工程实效。需要规划人员主动作为，积极跟踪协调规划项目实施进度，确保各类项目的规划、可研、建设的一致性，保证项目建设的事实效果与规划目的一致。对运行的要求：

1、资料及时准确（补点需求 低压图纸 线路及设备台账、运行情况、故障分析报告及照片）

2、规范上报数据格式

规划表格内容繁复，填报内容各有需求，搜集表格内容，转换填报格式等耗费大量的人力物力，重复劳动量大。3、4、5、一次图的完善、图纸异动规划人员是否可以参与审核 电缆通道图的完善和更新

用户接入规划与总体网架结构规划冲突。

用户项目是长沙电网建设的主要投资来源之一，应该要服务长沙配电大局，但实际上用户项目存在主要以下问题：一是用户项目外线工程部分线路走向设计不合理，但设计单位是以用户规划方案为准，线路走向设计不能做修改，如修改线路走向需重新调整规划方案并重新走流程来实现；二是公专结合项目用户配变设计不合理，部分用户配变容量设计按照设计手册生搬硬套，配变容量配置不合理，采用800kVA以上大容量配变较多，小户型公寓楼、结构可改变的商住楼等建筑用途不限于居住的建筑物的配变容量配置较小，用户同时率系数取值不合理，造成后期配变过载，设备投运后运维过程中又因公用配电间空间不够造成增容困难。

配电网络规划分析及技术发展研究 篇3

[关键词]配电网规划地理信息系统空间负荷预测网络结构优化

O引言

配电系统的规划是供电企业规划活动中的基本环节，配电网的规划质量直接影响到配网的网络水平及投资效益，其对于降低网损、提高可靠性和保障电能质量的影响不亚于配电网的运行管理，因此说，配电网规划技术的发展对整个电力的发展至关重要。由于配电网规划是非常复杂的工程问题，需要考虑诸多因素，因此实际规划中多数还是依靠人工及CAD制图工具完成，也有部分地区尝试在规划过程中的某些步骤采用软件完成，但依然需要耗费大量的人力物力，而且在众多可选方案及制约因素下，很难找到一个最优方案。

近年来，地理信息系统(Geographic InformationSystem，简称GIS)在我国电力系统中的开发应用，为建立高效、实用的配网规划体系提出了新的课题。另一方面，空间负荷预测方法由于其在预测负荷量的同时，也能预测出负荷的增长位置，使其越来越受到预测者的青睐。目前，已有不少基于GIS的电网规划软件包及智能决策支持系统的产生，这些理论研究对于计算机应用于配电网规划有着重要意义，但由于配电网地理信息系统本身在国内还处于起步阶段，基于该系统的配网规划在实际中尚处于探索、研究及试点阶段。

1配电网规划的发展现状、主要内容及存在问题

配电网规划按照电压等级可以分为高、中、低压三类，其中的中、低压配电网规划在国内开展较晚，相对主网规划而言，配网规划尚待完整。

1.1配电网规划的主要内容

无论以人工为主进行的配网规划还是以软件系统协助参与的配电网规划，其内容必然包括配网现状分析、负荷预算、技术原则的确定、建设改造规划方案确定、投资估算于经济评价几个方面，其细节及关键点如下：

(1)配电网现状分析

该过程主要通过收集配网的设备及运营数据，完成配网现状的分析。主要包括配电网整体营运指标计算及分析、配电网设备的数量及年限统计、配网电源的负载率情况、1OkV出线间隔的利用率情况、中压配网设备运行情况、中压配电网结构等内容。通过以上内容的分析，得出配网的高电压布点是否合理、供电半径是否满足要求、负荷分布是否合理、设备的状况等结论，从而确定规划期的改造目标及方向。

(2)规划期的负荷预算

主要包括电量和最大负荷总量预测、负荷地理分布预测两个方面。前者用于衡量高压电源总量规划的合理性和初步测算规划期内需新建输变电设施的规模；后者确定城市各供电区域规划期内的负荷增长情况，是高压电源供电分区划定、线路布置和供电范围确定的依据，在实践中目前多采用空间负荷预测的思路完成。

(3)规划技术原则的确定

一般以上级确定的技术原则为基础，综合规划区实际情况，从配网的网架结构、架空及电缆线路的选型、变压器及开关设备选型、二次系统应达到的技术要求等方面确定技术细则。

(4)电网建设改造规划

这是目前配电网规划的重中之重，具体要进行高压变电站选址、定容量及供电区域划分，之后进行网架结构的规划和优化，然后提出分年度具体的建设和改造项目，最后进行相应地地理接线图的绘制。

1.2配电网规划中存在的主要问题和难点

(1)规划数据收集的困难

随着电网规模的日益扩大，配网设备数据越来越庞大，更新速度快，每次规划均需要花费大量的时间及人力整理相关资料。配电网规划主要涉及配网设备的装备及运行数据、规划区域的用电及负荷数据、规划区域的市政规划资料、规划区的国民经济类数据等，其中数据量最大的为配网设备的装备及运行数据。该部分数据的收集整理占用大量时间。

(2)空间负荷预测的准确性有待提高

配网规划负荷预测中总量预测的方法和技术经过多年的实践已较为成熟，而作为配网规划核心的空间负荷预测方法由于既要预测负荷的量还要预测负荷的增长位置，在城市用地类型变化频繁、配网负荷发展较为复杂的情况下，其准确性受多种条件制约。

(3)配电网网络结构优化困难

网架规划的目的是根据规划期内的负荷水平及电源规划确定相应的最佳配网结构，同时满足经济性、可靠性要求。因此，配网规划是一个具有多目标性、不确定性、非线性和多阶段性的复杂系统优化问题，求解困难。

2基于GIS平台进行配网规划的优势

配电GIS是利用计算机技术、网络技术将配电网络的分布、属性及实时信息按其实际地理位置描述在地理背景上，形成的集查询、统计、运行、维护、分析、管理等多种功能于一体的应用软件系统。利用GIS强大的空间数据处理和网络分析的拓补功能来处理配电系统与空间有关的信息，不仅能够极大地方便规划数据的获取、处理，提高规划人员的效率，而且规划过程和结果也更加直观、更具交互性。以下是GIS平台上进行配电网规划的主要优势：

2.1配电网规划数据采集优势

面对越来越密集的电网、复杂的电力设备、时刻变化的负荷信息、不断变迁的道路和建筑，GIS为我们提供了各种图形、地图、数据信息统一共享的平台。GIS数据库存储了用于进行系统各部分分析和显示的空间及属性数据，对于配网规划中所需的配电网、变电站及设备、用户等大量数据，如果结合地理环境，采用空间数据结构存储，可以使数据管理更加直观、有效，规划结果更具实际意义，从而大大减轻规划人员的工作量。

2.2配网规划运行情况分析优势

科学的决策在某种程度上依赖于决策者所掌握的信息量的大小。GIS可以最大限度地将有关信息集成起来，从而为电力系统决策人员提供一个多元化的决策依据。在规划地址及预测中涉及诸多关联因素，如资源、人口、经济发展、负荷情况、用户报装情况等，它们都与地理系统有关。将GIS作为实现配电网规划的数据分析、管理功能的工具，通过与其他系统，如SCADA、MIS、用电营业系统、配变监测仪等接口有效地组织数据信息，从而方便运行数据的整理、分析，使规划更贴近实际。

2.3配网网络优化、自动布线优势

地理信息系统是配网规划优化得以实现的重要前提：在GIS平台上采用人工智能的搜索算法以求解网架优化问题，由于GIS空间分析功能，在变电站选址寻优过程中，可以有效避开障碍物；另一方面，利用GIS进行配电网规划可以实现配电网规划的可视化、自动化，

而且能直接得到网络规划方案的地理接线图，从而将网络优化与图形输出紧密结合。

近年来，国内很多学者在GIS规划平台理论研究方面取得了一定突破。文献[1]结合地理信息的空间特性与人工智能两者的优点，详细论述了用于配网规划的智能决策支持系统的结构和组合，为GIS平台下配网规划提出了研究方向。文献[2]以文献[1]为基础，讨论了在地理信息系统环境中，采用遗传算法寻找最优布线路径的数学模型及算法。文献[3]采用一种基于空间GIS的变长度符号编码策略来表示线路的结构，以最短路径法形成初始网架；并采用具有禁忌搜索思想的TS算法对初始网架进行优化。文献[4]、[5]、[6]分别运用空间GIS和人工智能优化算法对城市中压配电网辐射型、多分段多联络、带开闭所接线模式下的自动布线进行了深入研究，并通过算例验证了该方法的可行性。在实际城网中，一般是几种接线模式并存的网络结构，在复杂网络结构下的自动布线目前尚未见到解决的有效方式。

3空间负荷预测方法的研究成果

实践表明，空间负荷预测方法是众多预测方法中最适宜于配网规划的方法之一，但由于配网自动化尚未发展成熟，使配网的数据积累基础较差，从而制约了该方法的预测准确性，在这方面很多学者也进行了不同角度的研究和改进。文献[7]将模糊推理方法用于空间负荷预测的小区用地适应性和优劣分析中，建立了能够充分体现专家决策的基于模糊集理论的城市土地开发和土地改造预测的基本原理，为预测中确定小区土地开发时间和使用性质提供了系统的方法。文献[8]对影响空间负荷预测的不确定因素进行了详细分类，将空间负荷分解为基础分布和事件分布的叠加，并针对大事件出现时间和位置的不确定性，提出了多方案预测法，改进了用地最优分配模式，从而解决了城市改造中的不确定性问题。文献[9]通过神经网络参数训练使从专家获取的模糊规则库更符合每个地区的实际地理情况，得出的小区用地评分更加合理。

4基于GIs的配电网规划的实践应用建议

由第三部分介绍的情况来看，目前基于GIS平台的配网规划研究多集中于网架优化、自动布线方面，且在该方面也未能全面应付实际规划中的复杂情况，故研究成果也还未能广泛应用。另一方面，从GIS系统本身的实践情况来看，目前国内部分地区开发的配网GIS系统由于资料量大、更新快等原因，暂时还没有非常成功的例子，要真正应用规划软件进行辅助规划，前提之一是有较为成熟的GIS系统，并能够保证GIS系统数据的及时更新及完整、正确，前提之二是在空间负荷预测及网架优化等开发出较为实用的算法及配套规划软件。

在目前形势下，应该以规划试点的模式对基于GIS平台的配网规划进行尝试，建议可以如下方式展开：

(1)软件的试点必须在开发有GIs系统，并且相对管理应用较为成熟的地区进行。同时规划软件必须能够很好地与GIS系统整合。

(2)由于现阶段还没成熟的基于GIS的规划软件，故建议采用试点的方式，供电部门与科研单位进行合作开发，根据应用情况不断进行软件的改进。

(3)进行软件开发试点的时候，配合相关工作岗位的设置试点及人员的规划理论等培训。

(4)目前中压配电网规划的难点在于准确的空间负荷预测及10kV线路的自动布线。在自动布线不成熟的时候，可以通过GIS平台给出一些布线的走向建议，提供人工布线的工具，重点则实现对规划布线方案的效果分析上。

(5)在基于GIS的规划软件未真正成熟之前，即使不能够利用其进行完整的规划，仍然可以利用规划软件中的成熟部分，辅助进行一部分的规划工作，然后随软件的升级及成熟，逐步加大软件的应用及在规划中的使用比例。

5结束语

本文从配网规划的应用需求出发，从规划平台和预测方法两个配网规划中的关键点切入，着重分析了利用GIS平台进行配网规划的迫切性及已有的理论研究成果，重点讨论了将GIS平台引入实际规划过程的技术准备及应用策略。今后，以配网地理信息为数据基础和开发平台的配网规划方案，应该成为配网规划的方向和主流，而空间负荷预测方法也因其实用性而成为配电网负荷预测的核心方法，这两大主题的成果实践是理论研究人员与规划实践人员共同努力的方向。

6参考文献

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配电网络规划 篇4

1 城市中压配电网络的现状

1) 现有的成就。在信息技术与网络的普遍运用的情况下, 人为的计算以及配置计划逐渐退出舞台, 强大的电子信息技术给予了人们强大的技术支撑, 在生活的各个方面, 都有其作用的发挥之处, 在运用现代技术的前提下, 城市配电网络的配置也逐渐趋于合理, 可以说, 与几十年前的城市供电系统相比较, 现今的配置可以说的上是完美的了, 在电力的供应上, 已经可以覆盖城市的任何一个角落, 没有会因为没有电力设施而停止运行的工厂, 基本的居民住宅也都配备了相对完善的电力设施, 在供电的趋于划分上, 避免了之前统一规划的弊端, 从而减少了集体断电的隐患, 而进行分区管理, 划分不同的区域, 享有不同的电力供应设备, 从而可以通过分区停电的方式来避免整个城市的电力系统瘫痪, 从而保证城市经济活动的正常进行。

2) 当下面临的窘境。然而, 在近乎完善的城市电力供应体系上, 仍旧存在许多值得我们斟酌值得改进的地方, 这些都是我们要投以更大的关注的地方。在城市电网系统中, 用于生产使用的高压电网的密集程度也明显高于中压电网的密集程度, 在对于中压电网的布局关注度上, 也显然是低于高压电网的, 在这些层面上, 中压电网都呈现出相对不足的状态, 这种明显的偏差不是电网布局应该有的状态, 是一种畸形的状态。

2 优化城市中压电网配置的意义

现今的城市发展中, 少了能源是绝对不能进行的, 城市经济生活的运行都要以能源为支撑, 而现今城市的能源又是以电力为主要形势, 所以在发展过程中, 电力对于城市发展的意义便是显然可见的了, 城市中大面积的断电不仅给城市居民带来巨大的生活不便, 同时会迫使一些必要的经济活动停滞, 从而会造成巨大的经济损失, 这些都是对于城市的正常发展不利的, 在现今的城市中压电网布局下, 电力网络的分配还存在很大的漏动, 地区大范围停电的现象虽然较少发生, 但是始终难以根除, 这不是因为电力能源供应的不足, 而是由于电力网络分配的不合理导致的电力供应断层, 从而使得电力供应难以做到较好的交接, 从而使得大面积停电现象的出现, 在这一方面, 如果优化电力网络的配置, 必定可以减少由于电网分配带来的不便, 从而减少此类现象发生的概率。

3 如何优化城市中压配电网络

3.1 运用现代信息模拟技术

现今的时代是信息的时代, 信息技术在不断普及的趋势下在人类发展进程中发挥这越来越重要的作用, 其在人类日常生产活动中充当着强大的助手, 网络技术以期独特的优点可以在城市中压电网配置上可以起到很好的作用, 在进行正式的电网建设时, 先用网络虚拟技术根据城市布局来进行一个城市电网布局的模拟图, 进行相应的调整, 最终达到最完善的状态, 这是对于建设城市合理中压配电网络一个很有效的辅助手段。

3.2 加强对城市中压配电网络的研究

在进行优化配置之前, 应该邀请相关方面的专家, 进行较为集中较为专业的研究, 针对其在可能存在的问题进行进一步的探讨, 最大程度的减少不合理电网的落户, 集中专家的专业知识, 寻找最佳的解决方案, 整合出一套较为完整的电力供应方案, 从而达到城市中压电力配置网络的最佳模式, 这样对于城市的发展是有着难以估量的好处的, 其作用也是悠长深远的。

3.3 使用混合供电模式

在进行中压电网的规划时, 注重将分散供电模式与集中供电模式结合起来, 根据城市人口布局以及区划划分来分配电力网络, 一般在商业中心区, 电力网络应该较为密集, 对于供电的站点需求也会较大, 应该设立供电总站, 同时延边设立一些分点, 以保证其的正常供应, 在居民区设置较多的分站供电点, 工业区总站与分点相结合, 从而构建一套集中供电与分散供电相结合的中压供电网络。

3.4 完善相关制度

要真正优化城市中压配电网络, 还需要从制度上落手, 在优化城市中压供电网络时, 加快在制度方面的改进, 根据城市发展的实际状况, 作出合理的预判, 在一些较为特殊的地区, 应该通过制定特殊法案的形式来促进它的正常进行, 加强这些制度对它的保护作用, 确保城市中压配电网络的安全运行, 从而减少非自然因素的造成的损失。

3.5 提高配电网络的智能性

所为提高中压配电网络的智能性, 即使用现代的科学技术加强对电网布局的检测, 改变原有的那种一成不变的供电点分布, 通过电子技术的深入运用加强对城市局面发展变化的监测, 从而得出最新的优化配置方案, 再在电网上进行微调整, 时期可以覆盖新发展的区域, 从而弥补就有的固定网络供电的不足, 使中压配电网络能够更加有效地覆盖城市, 服务城市。

4 结语

无论是现今的发展, 还是日后的进步, 都需要我们进行不断的完善, 一成不变的方式是永远难以跟上时代的潮流的, 最终只会落后于时代的发展, 在城市化不断进步成熟的背景下, 相关得基础设施也必须不断的进行优化更新, 只有这样才能符合现在城市不断发展的需求, 而电力在城市的发展中又起着决定作用, 更需要我们提高对其的关注度, 在城市中压电力配置网络的问题上, 必须不断减少其中存在的缺陷, 加快其优化的结构, 在进行其优化的过程中, 把现有的先进技术运用到其中, 建立一套完善的城市中压电力配置网络, 促进城市的长足发展。

摘要：随着工业化程度的进一步加深, 信息技术的广泛运用, 农村人口逐渐向城市转移, 城市规模变得越来越庞大, 城市人口数量剧增, 并且在目前仍处于上升趋势, 城市人口的大量增加给城市基础设施供应增加了巨大的压力, 无论是在医疗保障等社会服务方面还是在供水供电等硬件服务设施上, 都呈现出相对紧张的状态, 而电力作为现代人们生活的必需品, 更是不可或缺, 尤其是在作为经济集中地的城市, 电力的供应更不应该出现差错, 本文就针对优化城市中压配电网络进行一些探讨, 希望对其改进有所帮助。

关键词：城市中压配电网络,优化规则,探讨

参考文献

[1]陈章潮, 顾洁.配电网规划及其自动化 (一) 第一讲不确定性负荷预测方法[J].电网技术, 1995.

配电网络规划 篇5

关键词：主配协调 规划评价指标 规划方法

0 引言

对于电站而言进行合理科学的规划，是保障运行安全和经济以及可靠的保障。目前的各种研究还倾向于进行分别性的研究，比如单独研究主网结构、配电网规划等问题，但在针对主配网之间的协调问题重视程度不够，研究也较为缺乏。目前在主配网的协调规划之上存在的问题，主要是网架结构和电压的不同等级之间的容量不相配，最终引起供电能力不足、供电不平衡等问题，而110kV选址问题正好是症结所在。

1 变电站的属性分析

1.1 运行率

作为设备的常用参数，运行率T的定义是：

T=■×100%

在以上公式当中Smax表示的是实际最大负荷，SN表示的是额定的容量。运行率主要反映的是设备运行情况的裕度，具体说来就是针对同一设备，如果运行率越高，相应的表示设备接近满载的程度也越高，运行裕度就越小。

1.2 关联维数和关联度

变电站所带的配电变压器总数就是关联维数，可以用r表示：

r=■x■

上述式子当中xj表示的是变电站在第j条出线之上带配的变数，m则表示变电站出线的数量。针对110kV的变电站，r的取值通常在150-400。

关联维数的标幺值就是关联度，其中关联度可以用d表示：

di=■

在上述式子当中di表示的是变电站i的关联度，而ri则表示的是关联维数，rb表示的是基准值，基准值的取值依据地区的具体情况进行选择，在选择取值之时应当注意一个问题，那就是最终的取值应该要略大于该变电站关联维数的最大值。

关联度和关联维数表征了变电站对外部网络的拓扑结构关系，在协调主配问题之上有着重要的导向作用。其中关联度和故障影响范围关系密切，关联度越高当发生故障之时相应的受到影响的范围就越广，为了使得主配的供电能力有所提高，以及增加配电网受电能力的协调性，就必须增加变电站，或者进行供电范围的修改。

1.3 负重系数

负荷权重系数可以用k表示：

k=λT+（-1λ）d

上述式子当中λ表示权重因子。

负重系数可以同时体现变电站的负荷大小和供电范围。其中针对λ的取值要根据区域具体情况，以及不同的优化方式进行考虑。比如城市的商业中心，或者负荷密度较大的工业区，针对这种情况λ就取0.80，反之对于密度较小且负荷分散的地方，可以适当的增加关联度的影响，λ可以取值0.75或者更小。

负重系数当中所包含的运行率是对自身负载情况的描述，而关联度则是表示和外部联系的程度，所以使用这两者对变电站的属性进行表征是合适且全面的。

2 规划评价模型的构建

2.1 协调因子

片区内各变电站之间的负重系数的标准差就是协调因子，在此可以用Cr表示，它是一个全局性的参数，运用数学可以进行如下表述：

Cr=■

在以上式子当中N表示的是变电站总数，ki表示的是i变电站的负重系数。

协调因子主要体现的是主配网之间的协调程度，以及衔接性。从变电站的角度来看，如果协调因子越小相应的各变电站的出力分配就越平衡，各站之间运行的差异情况也就相对更小。减少了由于出力分配不均而导致的部分变电站超负荷运转，从而提高设备寿命和减少故障情况。从片区总体角度来看，协调因子越小，那么整个电网的总体效率就越高，运行协调均衡，提高供电参数水平。

2.2 协调评价模型

该模型主要从110kV变电站的选址模型出发，考虑了诸多影响变电站的因素，比如网损费用、最小建设成本等作为目标函数，又充分考虑了协调因子的影响。建立的数学模型为：

minZ=■fS■■+uS■+α■■■l■+β■■W■■l■+γC■s.t.■W■≤S■S■cosφl■≤R■

在模型当中Si表示i变电站的容量，f（Si）表示i的投资成本，u（Si）年运行费，n表示新建数量，N表示已有和新建的所有变电站的总量，r0是贴现率，ms是折旧年限，m1 是侧压侧线路的折旧年限，a表示的是单位长度所需的投资成本。lij 表示的是i变电站和j负荷点之间线路的长度，其中xi 和yi 则表示横坐标和纵坐标。Ji表示所有的供电负荷的集合，线路网损折算系数是β，Wj是在j这一点之上的有功负荷，γ是协调因子系数，e（Si）是负载率，cosφ表示功率因数，Ri表示i的供电半径限制，约束中i=1，2，……，N。

3 基于改进加权Steiner最小树的主配网协调规划

在此基础之上进行协调规划之时需要进行六个步骤的工作：第一，建模假定前提。即确定选址为110kV变电站进行；建设的目标是双电源以上的供电；10kV供电半径的最佳选择是2.5千米左右；对于供电线路的长度忽略其他因素不计，接近或者和电源及负荷的距离相等；单目标优化。第二，计算流程。规划策略是先进行目前已经在运行的变电站的负重系数计算，并且根据其平均值划分出优化选址范围，然后再利用改进加权Steiner最小树模型进行具体的选址。在计算当中还必须注意确认变电站的容量，划分供电范围，考虑协调因子。充分利用评价模型确认并进行调整，以保障结果收敛。

第三，确认选址范围。根据110kV及其半径与之相等的平均供电半径为三千米的单位圆作为选址范围。圆中所包含的变电站和负荷在不断变化，将当中平均负重系数最大的圆作为选址优化范围。第四，变电站的选址。通过将加权Steiner最小树进行了改进，最终确认的目标函数是：

minG=■

以上式子当中n0是现存的变电站的数量，a（xi，yi）表示现存的变电站的坐标位置，b（x0，y0）是将要新建的变电站的坐标位置。

第五，变电站容量的确定。可以通过以下式子进行：

■+1-λ■≤k■

以上式子当中P■表示目前的负荷，△p表示预测将会增加的负荷，■S■是现有变电站的总容量，S0是新增加的变电站的容量，■是现存的变电站关联度的平均值。

第六，供电范围的划分。首先将新建的变电站作为中心画生长圆，在不断的将供电范围进行扩大的同时，更新相应的负重系数，保障达到平均值。然后，找出负重系数差异性最大的变电站，将这相邻的变电站进行调整，使得两者之间的负重系数趋近相同。在评价模型当中带入计算所得的协调因子，得出目标函数。最后将最终得出的结果和前一次的结果相互对比，如果两者之间的差值同设定的阙值相比是小于关系，则迭代结束，反之重新计算并且调整。如图1所示，就是供电范围的划分图。

4 结语

综上所述目前对主配网的协调规划还不够重视，研究也相对较少。网架结构和电压的不同等级之间的容量不相配，最终导致供电能力不足等问题，所以在之后的工作当中还需要进一步注意主配网的协调规划。

参考文献：

[1]麻秀范.含分布式电源的配电网规划与优化运行研究[D].华北电力大学，2013.

[2]刘壮志.含微电网的智能配电网规划理论及其应用研究[D].华北电力大学，2013.

[3]钟建伟，黄泽林，王作君.清洁能源与配电网协调规划方法及发展策略研究[J].水电与新能源，2013，02：68-71.

配电网络规划 篇6

目前, 我国的城市化进程不断加快, 大量的人口涌入城市, 对城市的各个方面都造成了巨大的压力, 尤其是在配电网方面。电能已经成为人们生产生活的必需品, 因此, 人们对电量的需求也越来越高, 这就对配电网的配电性能提出了更高的要求。中压配电网是我国城市电网系统的重要组成部分, 加快对其规划优化的进程, 对城市供电安全性、可靠性以及稳定性方面具有重要的作用。

2 配电网系统概述

配电网也可以简单地理解为对电能进行分配的线路。目前, 配电网主要由变压器、电缆、架空线路、用户设备等组成。而且, 根据实际用电需求, 我国的电压也有不同的等级, 并且配有专门的配电线路, 主要有高压、中压和低压配电网。低压配电网主要指的是220~380V, 中压配电网主要指的是6~20k V, 高压配电网主要指的是35~110k V。同时, 配电网也根据配电区域对配电网进行了划分, 主要有工厂配电网、农村配电网以及城市配电网等。

目前, 我国的中压配电网依据结构形式可以分为环状、树状以及辐射状等, 如图1所示[1]。

3 我国城市中压配电网络发展现状

目前, 我国已经全面进入了信息化社会, 信息技术已经在人们的生产生活中得到广泛应用, 在城市配电网络规划中的应用, 也使配电网络体系更加科学、合理, 与原来的配电体系相比, 现在的城市配电线路有了质的飞跃。现在城市的中压配电网络已经遍布于城市的各个角落, 无论是城市商业、工厂还是住宅区都分配了较为完善的供电设施, 配电可靠性、稳定性得到了进一步的加强。并且在城市中还实行了分区管理模式, 对供电进行区域化管理, 消除了原来集体断电的危害, 防止城市出现全面断电的现象, 减小了配电线路的影响范围, 有利于城市经济活动的正常开展。

4 优化城市中压配电网的意义

电能是我国的重要能源, 在社会活动中占据着重要的地位, 在城市经济发展的过程中其作用不言而喻。目前, 我国城市配电网虽然有了较大的发展, 但是在中压网络布局方面还存有不足, 城市大范围停电现象已经不再出现, 但是中压配电网络的可靠性、稳定性方面还无法得到有效的保证, 电力分配的不合理致使电力供应出现断层, 影响电能效应的发挥。因此, 为了提高城市中压配电系统的稳定性、安全性和可靠性, 充分发挥中压配电系统的效能, 对城市中压配电网络进行优化是十分必要的。

5 城市中压配电网络优化规划措施

5.1 积极运用现代化模拟技术, 提高线路规划的科学性

我国已经全面进入信息化社会, 信息技术在人们的生产生活中占据了重要的地位, 已经成为社会发展的重要工具。目前, 信息技术、网络技术已经在城市中压电网配置中发挥了重要的作用, 尤其是各种模拟应用软件的出现, 通过优化规划方案的事前模拟, 使中压配网络规划方案更加科学、合理, 与城市的实际需求更加符合。信息模拟技术是城市中压配电网合理规划的重要辅助工具。

目前, 在市场上可以应用的配电网规划系统基本上都是以GIS电网规划的智能决策支持系统及软件包[2], 不仅可以提高配电网优化规划工作的效率, 还提高了优化规划方案的科学性、合理性及时效性。该信息软件主要是结合先进的通信技术、网络技术及地理定位技术等, 全面反映城市中压配电网的信息, 在地理信息背景上全面显现出来, 以便掌握配电网的实际运行情况, 使软件系统成为集配电线路管理、运行、维护、统计等多功能为一体的应用型软件。并且GIS技术拥有较为强大的数据分析和空间数据处理功能, 可以对配电系统中涉及空间的信息进行分析, 使配电网数据处理效率得到极大地提升, 并且也使城市中压电网规划更加直观、立体。

5.2 做好城市中压配电网络优化规划的准备工作

在对城市中压配电网络进行优化时, 应该对原有的城市中压配电网进行全面地调研, 并且充分掌握原有配电网中的问题, 以便在未来的规划工作中, 及时消除这些问题, 使配电网络优化规划更具有针对性。因此, 电力企业应该组织专门的专家团队, 对原有的配电体系进行专业地评价, 并且对配电网中存在的问题给予科学、合理地解答, 从而整合出一套完善、科学的配电网优化方案, 使城市配电网模式最优化。

5.3 实施混合供电模式

在对城市中压配电网络进行规划设计时, 要根据供电的实际情况, 将分散供电模式和集中供电模式结合运用, 根据城市人口分布以及功能区域来选择供电模式[3]。例如, 在城市的中心地区, 基本上都是商业街, 用电量较大, 因此, 其中压线路也较为密集, 配电总站点设置得也较多, 并且还要分布一些分点, 以保证城市中心供电的可靠性、稳定性;在城市居民附近可以设置较多的配电点分站;在工业区则应该采用配电总站和分点相结合的供电模式, 将集中供电和分散供电充分结合起来, 从而提升整个城市中压配电线路的科学性。

6 结语

总之, 城市中压配电网在我国城市配电网系统中占据着重要的地位, 对城市中压配电网进行优化规划, 对城市整体电网系统性能的提升都有重要的影响。目前, 城市中压配电网中还存在一些问题, 但是随着新技术、新研究的不断应用, 必将使我国城市中压配电网发挥出新的活力。。

参考文献

[1]肖前殊.探索城市中压配电网络优化规划方向[J].中国新技术新产品, 2014 (19) :44-44, 45.

[2]黎锦峰.关于城市中压配电网络优化规划的探讨[J].科技风, 2014 (20) :53-53.

输配电网络规划优化方法的研究进展 篇7

1 输配电的网络规划

在实际执行输电网规划工作中会有很多的困难, 主要表现为非线性和离散性的特点, 这种特点导致了在进行输配电的规划中难度加大, 施工的成本提高, 而且到目前为止并没有找到一个比较好的解决办法。而且我国电网的规模每年都在加大, 会经过很多地段复杂的地区, 这更加大了进行输配电规划时工作的困难程度。

2 实施电网规划的必要性

在电网规划中因为输配电的特点所致, 工作难度比较大, 这些特点分别有多目标性、多阶段性、非线性、不确定性等。其中多目标性是指电网规划需要满足投资少、占地面积小、可靠性高、安全性好、环境污染小等目标;多阶段性是指电网规划要具有针对性、前瞻性, 在进行电网布局时要从长远考虑, 所以在电网规划中, 必须对待选线路未来的发展进行合理的计算、估计;非线性是指电网规划的可靠性、投资费用等均为非线性指标;不确定性是指电力系统未来的发电量、负荷情况、线路投资等情况都会受到多种因素影响, 这些关键因素都不能以一个固定的值进行计算。

2.1 进行电网规划的目的

电网的规划尽管有其复杂度, 但是在进行具体的规划中要尽量达到规划所要求的目的。具体来说, 这些目的主要有保证电网网络能够跟上电网技术的发展, 从而提高电网网络的使用效率, 同时可以满足不同地区对于对电力资源的不同需要, 并且在电网的建设与使用中不会对环境造成危害, 甚至可以让公众能有美感上的享受, 而电网系统也能在网络健康运行的情况下获得最大化的经济利益。

2.2 电网规划意义

首先, 规划输配电网络, 可有效减少电网损耗, 提高电网运行效益;其次, 合理的电网规划, 能对变电站容量、供电范围、具体位置进行精确的计算, 以避免交叉供电, 提高电力系统的运行效率;最后, 电网规划可使电网系统运行的可靠性、安全性大为提高。另外, 合理的电网结构有利于提高电网自动化水平, 同时也是增加企业效益的有效手段。

3 电网规划优化方法

3.1 系统分析法

系统分析法出现较早, 而且也在早期的电网建设中发挥了巨大的作用。它的算法特点坏死将电网的规划要求进行数据整合, 然后将这些数据变为一个数学模型, 在变为数学模型以后, 就开始对模型进行求解, 这里计算的方法包括整数和动态规划等。当求解完毕时, 选择出最佳的解决办法, 并将它应用到电网的规划当中。根据系统分析法的算法特点我们可以看出, 这种方法在使用时比较方便, 计算量不是很大, 计算结果也可以很快出来, 不过也正是因为算法简单, 导致算出的结果精确性比较低, 选择的最佳办法未必就是最好的选择, 因此具有一定的不确定性。在现代电网建设中, 电力企业根据这种算法的特点, 主要将它应用在规模不是很大的电网规划中。

3.2 遗传算法

遗传算法在各种算法中具有一定的独特性, 它主要是对达尔文的优胜劣汰理论加入到算法中的一种应用。它在计算时会先排列出一组数据, 这些数据被编码, 这些经过编码的数据在经过突变和交叉后会出现许多新的数据, 然后遗传算法会根据优胜劣汰的理论对这些数据进行筛选, 选择出最优秀的数据结果。遗传算法的这种特点让它在非线性和多变量中可以发挥出更大的作用, 但是这种算法也具有片面性, 在某些方面比如变异率和交叉率的参数上需要进行更为深入的研究, 因为遗传算法是对选择数据的突变与交叉结果进行的筛选, 因此初期参数的正确性对于算法的正确性来说是至关重要的。目前这一算法已经在电网的规划中得到了使用, 而且使用的规模还比较大, 总的来说这种算法的潜力还是十分巨大的, 电力企业应该加深对它的研究, 让它发挥出更大的作用。

3.3 蚁群算法

电网规划蚁群算法最早由我国的陈根军等提出, 但当时的算法模型具有效率低、搜索空间广, 对于大规模网络处理效果不佳的缺点。在此之后, 孙薇等对蚁群算法进行了改进, 在信息素、转移概率动态更新方面做了改进, 在参数控制方面, 以期望启发因子 (β) 、信息启发因子 (α) 为关键参数, 其中β=25· (e1-α+1) -1, 该模型下所获得的α、β参数联动效果良好。同时应用了动态更新机制, 在开始阶段实现了对域的彻底、全面搜索, 有效避免了局部最优。该模型中, 在迭代次数的不断增加下, 选择优化方向的概率会随之提高, 从而减少收敛最优解的时间, 提升寻优效率, 从而避免了蚂蚁算法中收敛局部最优的弊端, 使规划质量大为提高。

3.4 Tabu搜索法

Tabu搜索法最早由Glover F提出, 该算法利用Tabu表对历史进行搜索, 利用获得的数据对后来的搜索方向进行指导, 以规避局部最优。后来有人提出了Tabu搜索变量表示, 其加大了试验解成为辐射状电力网络的概率。同时Tabu表维数、评价函数的调整, 也使搜索效率大为提高, 缩短了规划时间, 规避了局部最优。该算法充分考虑了损耗费用、投资费用、时间价值, 将配电网辐射性、线路输电容量作为约束条件, 初始解为待选网络生成树, 使用Tabu算法搜索最优解。从算例结果来看, 该算法的有效性、可行性较好。

结束语

在目前电网规模不断扩大的时候, 许多问题也不断产生, 尤其是输配电网络的规划问题。这一问题因为电网规模的扩大变得越来越复杂, 因此规划的难度也在不断增大, 如何对输配电网络的规划进行优化已经成为一个重要的课题。我们在对输配电进行规划时, 要注意满足规划目的的要求, 在规划时要采用适合的算法, 让电网的规划能够科学合理, 最终能在满足社会需要的前提下能保证电网网络的安全性与稳定性, 让企业的经济效益能够得到提高, 同时也能减少对于环境的危害。

摘要：电力资源在当今社会中已经成为促进社会发展的重要能源之一, 电网系统对社会服务质量的好坏在很大程度上影响了社会的发展。我国目前在电网系统的建设上加大了投入的力度, 让电网的规模不断扩大, 技术水平也得到了明显的提升, 但是还有一些问题没有得到解决, 比如输配电网络比较薄弱, 因此本文就输配电网络规划优化方法进行了探究, 以供同行参考。

关键词：输配电,网络规划,优化,算法

参考文献

[1]张宁, 马孝义, 陈帝伊, 张创立, 张渭.输配电网规划优化模型的研究进展[J].水利与建筑工程学报, 2011, 1:10-16.

[2]周福柱, 谷晓峰.输配电网络规划优化方法[J].黑龙江科技信息, 2012, 17:7.

配电网络规划 篇8

关键词：智能配电网,关键技术,配电网规划

引言

智能配电网系统主要由三部分构成,分别是配电主站、通讯系统和自动化监控终端设备系统, 这三者科学合理运作,实现对智能配电网进行高效的远程管理的目的,其中通讯系统是智能配电网的关键内容和核心所在。智能配电网与传统配电网相比具有自愈能力高、安全性强、互动性的多重特点,采用数字化和科学化的电力核心技术,并将此应用于配电网的管理设置之中,能够创建配电与供电管理信息化的全新模式,是我国配电网系统升华的全新表现。

1基于智能配电网关键技术的城市配电网规划的意义

1)基于配电网关键技术的城市配电网规划,采用先进的科学监测和管理技术,对电网的运行情况进行实时有效的监控,扩展系统的运行容量,降低设备损耗,科学配置、合理优化电网资源,提高电网运行效率,进而实现经济效益的最大化,提高经济效益;2)智能配电网在满足用户基本需要的同时, 能够为其他企业提供更为优质、牢固、稳定的电力需求,避免因电压不稳而造成的断电情况出现,为我国社会经济的稳定发展提供了重要保障;3)智能配电网的电力能源一般以新能源为主,极大程度上减少了化石燃料的排放量,对提高空气质量和环境质量具有重要的促进作用,促进能源环保的可持续发展[1]。

2智能配电网关键技术

2.1分布式发电

分布式发电是一种模块化的发电模式,其发电功率一般在千瓦到百兆瓦之间,也有部分地区根据自身发展的实际情况建议在30~50 MW之间。分布式发电具有模块化、分散化和高效化的特点。分布式发电以用户所在地区的实际情况为主要建设依据, 并制定具有针对性的建设安装发电,发电运行方式以自动为主,凭借用户的用电终端进行相应的用电量调控,多余的电量进行综合性应用。分布式发电的电源一般以系能源为主,如风能、太阳能、低热能等,从这一层面可以看出分布式发电技术是一项新能源技术,以绿色环保为主要目的。

2.2电动汽车充换电

随着社会经济的快速发展和能源环境问题的日益凸显,我国汽车产业的能源运作模式要进行产业化和革命化的创新变革,通过电动汽车以油换电这一途径来完成。在电力技术日益进步和完善的今天, 电动汽车的性能、经济等方面已远远超过传统燃油汽车,因此,在智能配电网的发展过程中要重视电动汽车充换电技术。电动汽车数量的逐年上升及规模性增长对传统电网的运行产生一定的影响,在降低电网负荷量的同时,也存在一定的质量问题,加强对其质量的稳定控制则可以保证智能配电网的科学化运行。

2.3配电自动化

配电自动化技术要从本地区发展的实际情况入手,综合考量地区经济发展水平、规划方案策略、管理运行模式及服务内容四方面,在满足用户基本用电需要的同时,提高配电网建设运行的整体效率,实现配电效果的最大化。配电网自动化技术的规划方案要建设以主站、子站及相关配电通讯系统为内容的调节机制。通讯系统作为配电自动化的核心内容, 要根据地理信息系统所呈现的地理方位建立完整的配电自动化网络模型,进而实现对配电网的远程调控,保证配电网各项信息的准确可靠。

3基于智能配电网关键技术提升城市配电网规划质量的要点

3.1提高技术规划人员的综合素质

基于智能配电网关键技术提升城市配电网规划质量,要逐渐提高技术规划人员的综合素质,为智能配电网系统的科学化和良性化运营提供重要的人才支持。在智能配电网的建设过程中,相关技术规划人员要加强对科学技术的有效学习,加强对分布式发电技术、电动汽车充换电技术、配电自动化技术等关键技术的学习。此外,在规划过程中,要从本地区环境建设的实际情况入手,做到量体裁衣,坚持定量分析和定性分析的原则,提高规划的质量。

3.2建立健全智能配电网监督机制

基于智能配电网关键技术提升城市配电网规划质量,要建立健全智能配电网监督机制,为智能配电网规划质量的提高提供强有力的保障体系。政府要充分发挥自身的宏观调控职能,对城市配电网的规划作出重要的政策指导,对相关规划人员的从业资格证、施工方的建设资质等方面进行规范化的审核, 保证规划人员的基本能力,从根本上切实有效地提高城市配电网规划质量。同时,城市配电网在运行过程中,政府相关人员要加强监督,一旦发现安全问题要及时有效地反馈,防患于未然[2]。

3.3强化对智能配电网设备的维护

基于智能配电网关键技术提升城市配电网规划质量,要强化对智能配电网设备的维护,降低设备的损耗程度,提高设备运行的效率和水平。相关规划管理人员要树立正确的管理理念,确立完善的设备管理维护流程,以小组为单位定期对设备进行检修。同时,相关设备检修人员要有较高的专业技能,对设备的运行状态及性能情况进行准确地判断,并在此基础上开展一系列的维护行为。此外,要建立相应的设备检修维护制度,落实检修维护责任工作制度,提高工作人员的工作主动性和积极性,将维护工作落实到实处。

4结语

建立以智能配电网关键技术为基础的城市配电网规划,是贯彻和落实以人为本可持续发展观的重要举措,是我国电力科学技术稳定发展的重要任务, 更是我国社会主义现代化事业建设的客观需要,对提高我国电力系统的运行质量和水平具有极大的现实意义。

参考文献

[1]夏天宇,李辰,柳进.基于超短期负荷预测的Non-AGC与AGC协调控制策略研究[J].电力系统保护与控制,2014(18):38-43.

配电网络规划 篇9

配电网自动化是实现故障快速定位、隔离以及供电恢复,从而提高供电可靠性的重要手段,也是智能电网的重要组成部分,近年来已经取得了大量的研究成果[1,2,3,4,5,6]。

国家电网公司、中国南方电网有限责任公司、内蒙古电力(集团)有限责任公司和陕西地方电力公司等近年来都开展了大范围的配电自动化系统建设,并制订了配电自动化设计、建设、运行和维护等一系列标准和规范[7,8]。

具有遥测、遥信和遥控功能的“三遥”配电终端、只具有遥测和遥信功能的“二遥”配电终端(比如故障指示器)、具有本地保护功能的分界开关等是配电自动化系统的基本组成元件,在实际中广泛应用[9,10]。

虽然配电网自动化技术取得了突飞猛进的发展,但是在规划设计方面,尚需要研究各种类型的配电终端的合理数量配置和布置问题。

若以每个环网柜、每个柱上开关都配置配电终端的方式建设,会导致巨额投资;若选择部分监控对象,且全部配置“三遥”配电终端,不仅终端成本高,还要对大量开关加装电动操作机构并配备“三遥”通道(如光纤),同样不够经济,不利于大范围推广和提高覆盖面。

在配电自动化规划方面也有不少研究,但大都围绕配电自动化模式和结构选择[11]、通信方案,以及一、二次配合[12]。文献[13]采用整数规划方法,以投资和停电损失之和最小为目标,求解馈线开关最优配置问题,在此基础上可配置通信方式、控制策略和其他设备配置,从而进行馈线自动化规划。而在为满足供电可靠性需要所必需的“三遥”、“二遥”配电终端、故障指示器和分界开关配置数量规划方面尚未见研究报道。

本文从投入产出和要求达到的供电可靠性这2个角度,讨论“三遥”、“二遥”配电终端和分界开关的数量配置问题,为科学地进行配电自动化系统规划设计提供参考。

1 基本原理

1.1 配电终端模块

在本文中,将对单台开关进行监控的虚拟装置称为配电终端模块。配电终端模块可分为“二遥”终端模块和“三遥”终端模块两类。

“二遥”终端模块是指:具有故障信息上报(也可有开关状态遥信)和电流遥测功能的配电终端模块,它不具备遥控功能,相应的开关不必具有电动操作机构。一般“二遥”终端模块可采用故障指示器加通信模块实现,1个“二遥”配电终端模块对应3台安装于不同相别的故障指示器。

故障指示器又可分为架空型和电缆型两类,架空型故障指示器既可以安装于柱上开关处,也可以安装于架空馈线其他位置;电缆型故障指示器一般安装于环网柜中。

“三遥”终端模块是指:具有遥测、遥信、遥控和故障信息上报功能的配电终端模块,要求所控制的开关具有电动操作机构。架空馈线的“三遥”终端模块一般采用馈线终端单元(FTU)实现,电缆馈线的“三遥”终端模块一般采用站所终端单元(DTU)实现。

由于1台FTU只能对1台柱上开关进行监控,所以对于架空馈线而言,1个“三遥”配电终端模块就对应1台FTU、1套电动操作机构、1套取电电压互感器(TV)及1个“三遥”通道(一般用光纤)。

而1台DTU可以对几台开关进行监控,所以对于电缆馈线而言,根据需要有时可能多个“三遥”配电终端模块采用1台DTU实现,1台DTU对应1套取电TV及1个“三遥”通道(一般用光纤),但每个“三遥”配电终端模块必须配置1套电动操作机构。

1.2 从投入产出角度分析配电终端模块配置

对于一条馈线,假设其上共有n个用户,总负荷为P,已经安装有足够的开关,具备N-1能力且联络开关均已安装配电终端模块,假设该馈线的故障率为F、故障处理时间为T,每个配电终端模块的综合费用为C,拟选取k个分段开关安装配电终端模块,将该馈线分为k+1个区域。

1)用户均匀分配的情形

近似认为各个区域的用户数分布均匀,即每个区域含有n/(k+1)个用户。

由于满足N-1准则,安装k个配电终端模块带来的收益是:当某个区域故障时,在故障修复之前,除了该区域以外的其他区域能够维持供电。这个收益可以表示为:

由式(1)可以看出,随着安装的配电终端数量的增多,收益的增大会越来越不明显。

近似认为安装k个配电终端模块的投入为:

安装k个配电终端模块的投入产出比为:

可见,β1(k)是一个单调减函数,即安装的配电终端模块数越多,投入产出比越低。

2)负荷均匀分配的情形

近似认为各个区域的负荷分布均匀,即每个区域负荷为P/(k+1)。

安装k个配电终端模块带来的收益为:

式中:λ为单位负荷在单位时间内的收益。

由式(4)可以看出,随着安装的配电终端数量的增多,收益的增大会越来越不明显。

安装k个配电终端模块的投入产出比为:

可见,β2(k)也是一个单调减函数,即安装的配电终端模块数越多,投入产出比越低。

安装k个配电终端模块带来的净收益为:

则安装k个配电终端模块的净投入产出比为:

可见,β3(k)仍是一个单调减函数,即安装的配电终端模块数越多,净投入产出比越低。

综上所述,如果仅仅从投入产出的角度看,在分段开关安装1个配电终端模块的投入产出比最高(虽然从式(3)和式(5)来看安装0个配电终端时的投入产出比更高,但此时的投入为0,产出也为0,按此计算得到的投入产出比是没有意义的),但是,究竟应该安装多少个配电终端模块,还需要考虑对供电可靠性的要求。

1.3 从供电可靠性角度分析配电终端模块配置

假设各个区域的用户分布均匀,在馈线上安装k个配电终端模块将该馈线分为k+1个区域,每个区域含有n/(k+1)个用户。假设馈线沿线单位长度故障率相同。

故障处理时间T主要由3个部分构成,即

式中:t1为故障区域查找时间;t2为人工故障区域隔离时间(也包括对受影响的健全区域恢复供电所进行的操作时间);t3为故障修复时间(也包括故障区域内具体故障位置确认时间和恢复故障前运行方式所进行的操作时间)。

1)全部安装“三遥”终端模块的模式

全部安装“三遥”终端模块的模式不仅要求终端具有“三遥”功能,还需要为开关加装电动操作机构以及建设光纤通信通道,自动化程度较高,但是建设费用也较高,一般只有大型城市中负荷密度很高的核心区域才会采用。

对于全部安装“三遥”终端模块的情形,可近似地认为t1=0,t2=0,即

根据供电可用率定义,可以推导得到在分段开关处安装k个“三遥”终端模块的馈线的供电可用率α3为:

式中:fi为第i个区域的故障率。

若近似认为各个区域的故障率相等且为f,即

则式(10)可以转化为:

在要求供电可用率不低于A的情况下,即有α3≥A,所需要在分段开关处安装“三遥”终端模块的数量k须满足:

可见,所需要在分段开关处安装“三遥”终端模块的数量取决于要求达到的供电可靠性指标、故障修复时间和故障率。

此外,联络开关也需配置“三遥”配电终端模块。

2)全部安装“二遥”终端模块的模式

在全部安装“二遥”终端模块的模式下,终端只要具有“二遥”功能即可,也不需要改造开关,通信通道可采用通用分组无线服务(GPRS)技术,建设费用低,但是只能定位故障区域而不能自动隔离故障和恢复健全区域供电,需要人工到现场进行操作,因此可恢复的健全区域受故障影响的停电时间较长,一般适用于小型城市或县城。

对于全部安装“二遥”终端模块的情形,可近似地认为t1=0,即

在分段开关处安装k个“二遥”终端模块的馈线的供电可用率α2可表示为:

式中:nFt2为由于“二遥”终端模块没有遥控功能导致的,在故障被有效隔离之前,持续时间为t2的全馈线停电造成的停电户时数。

若近似认为各个区域的故障率相等为f,则式(15)可以转化为:

在要求供电可用率不低于A的情况下,有

根据式(17)可以解出满足供电可靠性要求所需要安装“二遥”终端模块的数量k,即

可见,所需安装“二遥”终端模块的数量取决于要求达到的供电可靠性指标、人工故障区域隔离时间、故障修复时间和故障率。

3)安装电流型用户分界开关的情形

在用户侧故障率较高的情况下,为了避免用户侧故障造成馈线停电,可有选择性地安装用户分界开关。安装电流型用户分界开关并与变电站10kV出线开关实现保护配合后,当用户侧发生故障时能够迅速分断切除故障,而不影响馈线其他部分供电,在忽略单个用户因故障而被切除的情形对供电可靠性的影响时,相当于减少了馈线的故障率。

假设用户故障占馈线故障的比例为γ,安装电流型用户分界开关的比例为μ,且这些用户分界开关在馈线上均匀安装,则安装电流型用户分界开关后,该馈线的故障率将降低为:

以F′代替式(11)至式(18)中的F,就可以得出安装电流型用户分界开关条件下所需要安装“三遥”或“二遥”终端模块的数量。

4)“三遥”与“二遥”终端模块结合的模式

“三遥”与“二遥”终端模块结合的模式的自动化程度适中,建设费用也适中,比较适合广大中型城市或大城市外围区域配电自动化系统建设。

对于“三遥”终端模块与“二遥”终端模块结合的情形,假设某条馈线上分段开关处“三遥”终端模块与“二遥”终端模块的数量总和为k,假设“二遥”终端模块均匀穿插安置在由“三遥”终端模块分割出的各个区域内,比如每个区域安排h台“二遥”终端模块,则有

式中:k1为分段开关处“三遥”终端模块个数。

对比式(16)和式(12)可以发现:“三遥”终端模块与“二遥”终端模块对供电可用率的影响有一个公共部分,即t3F/[8 760(k+1)]。

因此,“三遥”终端模块对供电可用率的全部影响和“二遥”终端模块对供电可用率的部分影响之和为t3F/[8 760(k+1)]。

式(16)表明,“二遥”终端模块对供电可用率的影响还有一部分是由于其没有遥控功能,在故障隔离的t2时间段内造成全馈线停电,“三遥”与“二遥”终端模块结合模式下其影响为t2F/[8 760(k1+1)]。综合得到,在每个区域安排h台“二遥”终端模块情况下的供电可用率为:

根据式(21),可以解出:

相应地“二遥”终端模块个数为:

对于“三遥”与“二遥”终端模块结合的模式,根据h取值的不同,有可能会得到多个满足供电可靠性要求的方案,每个方案所需的“三遥”终端模块的个数为k1、“二遥”终端模块的个数为k2,假设安装一个“三遥”终端模块及其配套设施(包括电动操作机构、“三遥”通道等)的投入为C1、安装一个“二遥”终端模块及其配套设施的投入为ηC1,则对于每个特定的方案,可以得到方案的总投入为:

在所有满足供电可靠性要求的方案中,选择CΣ最小的方案作为最终的规划方案即可。需要指出的是,对于电缆线路在某些特殊情况下,1台DTU可以对应多个“三遥”终端,在计算CΣ的时候,就根据实际的DTU台数加以调整。

此外,对于“三遥”与“二遥”终端模块结合的模式,联络开关也需配置“三遥”配电终端模块,对此需单独加以考虑。

5)电缆架空混合馈线的情形

对于电缆架空混合馈线,若以电缆为主,则可按照全电缆馈线计算;若以架空为主,则可按照全架空馈线计算。若电缆部分和架空部分都占不可忽略的比例,需要在各个电缆馈线段的环网柜与架空馈线段的柱上开关处设置终端模块,则可对各个电缆馈线段以及各个架空馈线段分别计算。

6)DTU的确定

对于架空线路,1个“三遥”终端模块一般对应1台FTU,因此其“三遥”终端模块的数量与FTU的数量相同。但是,对于电缆线路,其1台DTU在某些情形下却往往可以对应多个“三遥”终端模块,其数量应根据需要来确定。

对于大主干布置型电缆馈线,为了采用k个“三遥”配电终端模块将馈线分为k+1个区域,这k个“三遥”配电终端模块必须分散在k个环网柜中,因此需要用k台DTU来实现,如图1(a)所示,2个“三遥”配电终端模块采用2台DTU实现,将馈线分为3个区域。

对于大分支布置型电缆馈线,有时采用安装于形成分支处的环网柜的1台DTU就能实现多个“三遥”配电终端模块,如图1(b)所示,2个“三遥”配电终端模块采用1台DTU实现,将馈线分为3个区域。图1中:虚线框代表安装DTU的环网柜;矩形块代表变电站出线断路器;方块和圆代表环网柜中的开关,其中方块代表“三遥”配电终端模块所控制的开关。

因此,对于大分支布置型电缆馈线,若计算出在每条馈线上需要配置2个“三遥”终端模块时,实际配置1台DTU即可实现;若计算出在每条馈线上需要配置3个“三遥”终端模块时,实际配置2台DTU即可实现。在计算CΣ的时候应对这种1台DTU对应2个“三遥”配电终端模块的情形加以考虑。

7)更一般的情形

上述分析是在一些条件近似成立的假设下得出的,在更一般的情形下,给定配电终端模块数量与安装位置时的供电可用率,仍可以采用解析的方法加以分析,但难以得出统一的表达式。

考虑到诸如故障率、故障区域隔离时间、故障修复时间等参数不能十分精确得到,因此一般情况下,利用上述分析得出的结果就能提供必要的参考信息,在此基础上可根据实际情况适当调整。

2 算例分析

2.1 基本情况

某城市核心区共有220条馈线,其中有100条电缆馈线(60条为大主干布置、40条为大分支布置)、40条架空馈线、80条电缆架空混合馈线。经过改造,绝大部分已经实现联络,N-1率达到100%,共有35台联络柱上开关,90台联络环网柜。

假设各条馈线用户数均为60,混合馈线用户数中电缆、架空部分各占一半。假设全电缆馈线故障率均为0.4次/a,全架空馈线故障率均为2次/a,混合馈线电缆部分故障率为0.2次/a,架空部分为1次/a。假设3类馈线数量分别为100,40,80条,且对于所有馈线,t1=1.5h,t2=0.5h,t3=4h。

假设对于全电缆馈线和电缆架空混合馈线,供电可用率要求不低于99.995%;对于全架空馈线,供电可用率要求不低于99.99%。

综合考虑“三遥”终端模块、“二遥”终端模块以及电流型分界开关本身的费用差异,以及通信通道费用和加装电动操作机构的费用差异,近似认为每个电缆线路“三遥”DTU及其配套设施的投入为1.5c,架空线路“三遥”FTU及其配套设施的投入为c,每个“二遥”终端模块的投入为0.2c。

为了更具普遍意义,算例中选取具有代表性的“三遥”和“二遥”终端模块混合的情形进行规划配置。

2.2 分析计算

2.2.1 从投入产出比的角度分析

从投入产出比的角度分析,除了联络开关全部安装配电终端以外,每条馈线仅安装一台配电终端,将其分为2个区域的投入产出比是最高的。但是,这样的规划却不能全面满足供电可靠性的要求。

2.2.2 从供电可靠性的角度分析

1)联络开关

所有柱上联络开关和联络环网柜都需要安装“三遥”终端模块,需要35台FTU、90台DTU。

2)全电缆馈线

假如在每个由“三遥”终端模块划分出的区域分别安装1个“二遥”终端模块,则根据式(22)和式(23),每条馈线需要不少于2个“三遥”终端模块和3个“二遥”终端模块。

假如在每个由“三遥”终端模块划分出的区域分别安装2个“二遥”终端模块,则根据式(22)和式(23),每条馈线需要不少于1个“三遥”终端模块和4个“二遥”终端模块。

对于大主干布置的60条电缆馈线,由于每台DTU对应1个“三遥”终端模块,因此其在2种典型配置方案下的总投入如表1所示。

对于大分支布置的40条电缆馈线,由于安装在分支处的1台DTU可对应2个“三遥”终端模块,若计算出在每条馈线上需要配置2个“三遥”终端模块时,实际配置1台DTU即可实现;若计算出在每条馈线上需要配置3个“三遥”终端模块时,实际配置2台DTU即可实现,因此其在2种典型配置方案下的总投入如表2所示。

根据表1的计算结果,对于大主干布置的60条电缆馈线采用在每个由“三遥”终端模块划分出的区域分别安装2个“二遥”终端模块的方案,共需要60个“三遥”终端模块,采用60台DTU实现;需要240个“二遥”终端模块,采用240组(720个)电缆型故障指示器实现。

根据表2的计算结果,对于大分支布置的40条电缆馈线采用在每个由“三遥”终端模块划分出的区域分别安装1个“二遥”终端模块的方案,共需要80个“三遥”终端模块,采用在分支处的40台DTU实现,每个DTU具有2个“三遥”对象;需要120个“二遥”终端模块,采用120组(360个)电缆型故障指示器实现。需要指出的是,虽然80个“三遥”终端模块由40个DTU实现,但是所需操动机构仍为80个。

3)全架空馈线

对于全架空馈线,假设60%的馈线故障来自向用户供电的分支,每条馈线各选取用户超过5个的支线安装电流型分界开关,以降低故障率,每条馈线需安装3台分界开关,并将每台分界开关下游用户数以5个计算,则每条馈线安装3台分界开关后,故障率下降到1.7次/a。

40条全架空馈线在几种典型配置方案下的总投入如表3所示。根据表3,选取每个“三遥”终端模块划分出的区域分别安装2个“二遥”终端模块,每条馈线安装3台分界开关、3个“三遥”终端模块、8个“二遥”终端模块,共计120台分界开关、120台FTU、320组(960个)架空型故障指示器的方案。

4)混合馈线

在电缆和架空连接的环网柜加装“三遥”终端模块,共计需要80台DTU。

对于电缆馈线段,参照2.2.2节中全电缆馈线的计算过程,选取每条馈线安装1个“三遥”终端模块、2个“二遥”终端模块的方案,共计需要80台DTU、160组(480个)电缆型故障指示器。

对每条架空馈线段各选取用户超过3个的支线上安装电流型分界开关,以降低故障率,每条馈线需安装3台分界开关,并将每台分界开关下游用户数以3个计算,则故障率下降到0.82次/a。参照2.2.2节中全架空馈线的计算过程,决定选择每条架空馈线段安装3台分界开关、2个“三遥”终端模块、9个“二遥”终端模块的方案,即共计240台分界开关、160台“三遥”FTU、720组(2 160个)架空型故障指示器的方案。

5)工程规划结果

35台柱上联络开关均分别配置1台FTU,共计35台FTU;90台联络环网柜均分别配置1台DTU,共计90台DTU;均为它们控制的开关配备电动操动机构,为它们配备“三遥”通道(一般为光纤)。60条大主干布置全电缆馈线每条配置1台DTU,将每条馈线分为2个区域,共计60台DTU,均为它们控制的开关配备电动操动机构,并为它们配备“三遥”通道(一般为光纤)。每个区域各采用2组电缆型故障指示器,共计240组(720个),配备“二遥”通道(一般为GPRS)。

40条大分支布置全电缆馈线每条选择分支处的环网柜配置1台DTU,实现2个开关的遥控,将每条馈线分为3个区域,共计40台DTU,均为它们控制的开关配备电动操动机构,并为它们配备“三遥”通道(一般为光纤)。每个区域各采用电缆型故障指示器1组,共计120组(360个),配备“二遥”通道(一般为GPRS)。

40条全架空馈线中,每条馈线上均选取3条用户超过5个的支线安装分界开关,共计120台分界开关。每条馈线配置3台FTU,将馈线分为4个区域,共计120台FTU,均为它们控制的开关配备电动操动机构,并为它们配备“三遥”通道(一般为光纤)。每个区域各配置2组架空型故障指示器,共计320组(960个),配备“二遥”通道(一般为GPRS)。

每条混合馈线,在电缆和架空连接的环网柜配置1台DTU,对于每条电缆馈线段采用1台DTU将其分为2个区域,共计160台DTU,均为它们控制的开关配备电动操动机构,并为它们配备“三遥”通道(一般为光纤),每个区域各配置电缆型故障指示器1组,共计160组(480个),配备“二遥”通道(一般为GPRS)。对于每条架空馈线段,选取3条用户超过3个的支线上安装分界开关,共计240台分界开关。每条馈线配置2台FTU将其分为3个区域,共计160台FTU,均为它们控制的开关配备电动操动机构,并为它们配备“三遥”通道(一般为光纤)。每个区域各配置架空型故障指示器3组,共计720组(2 160个),配备“二遥”通道(一般为GPRS)。

各类终端、故障指示器、电动操作机构、取电TV和通信通道等统计如表4所示。表中:TA为电流互感器。

注:近似认为每个光纤通道投资2万元。

3 结论

从投入产出的角度,每条馈线配置1个配电终端,将馈线分为2个区域的投入产出比最高。

从要求达到的供电可靠性的角度,每条馈线所需配置“三遥”、“二遥”配电终端取决于要求达到的供电可靠性指标、人工故障区域隔离时间、故障修复时间和故障率,在用户侧故障率较高的情况下,可有选择性地安装用户分界开关。

虽然本文的分析是在一定近似条件下得出的,但是也可以得出有指导意义的结果,在此基础上可根据实际情况再结合经验进行适当调整。

浅谈城市配电网规划设计 篇10

[关键词] 配电网 规划 设计

0. 引言

由于早期电力建设存在“重发、轻供、不管用”现象，致使很多城市的配电系统发展水平及建设相对滞后，配电网络比较脆弱落后，应变能力小，不适应现代化建设和发展的要求。在某些沿海地区城市依然会发生因台风等自然灾害引起大面积的配网故障，严重影响人民群众的生产、生活。

城市供电存在的突出问题是：电能质量差、可靠性低、停电时间长。主要表现在：网架结构薄弱，配电变压器容量不足，设备陈旧落后，供电半径太大，导线截面偏小，绝缘水平低，无功补偿严重不足，配电网技术落后，供电可靠性低，网络自动化水平低等。

多年来国家投入巨资进行配电网改造，为搞好这项工作，最大发挥所投入资金的经济效益和社会效益，首先要搞好配网规划。做好配网规划工作，可以为配电网建设和优化改造提供依据和指引。

1.配电网规划的主要步骤

（1）调查负荷情况、收集资料：包括自然资源、自然条件、城市建设和各行业发展的信息，负荷类型和数量，目前负荷分布，用电量的需求规划。

（2）调查电源布局、电量平衡及电源发展情况，收集目前的电网结构及相关数据，

（3）对收集的资料进行归纳、分析，掌握城市负荷的发展规律，并进行负荷预测。

（4）确定供电方式和电压等级，根据负荷预测结果拟定配电网结构布局方案，进行规划的可行性论证。

2.配电网规划的指导思想

配电网的建设和改造应与城市高压主网的规划和建设相结合，与市政建设相结合，与业扩报装工程相结合，与配电网大修、更改工程相结合，以做到统筹兼顾、合理安排、综合治理，努力使有限的资金发挥最大的经济效益。着重从以下几个方面进行规划与改造：

（1）根据城市远期总体规划和负荷预测结果，先确定各规划区的密度及负荷分布，然后合理分配各个变电所的供电区域及供电半径，确定配电线路的走向，网络接线方式，不同变电站之间的联络方式等。要合理的划分各变电站的供电区域和合理安排变电站的新建、增容时间，使每个变电站的负荷趋于平衡，发挥各变电站的最大效益。

（2）解决当前城市配电网络结构的薄弱环节，增强配电线路环网转供能力，提高配电网“手拉手”供电水平。新架设的主干线应按长远规划，一次建成，并有较强的适应性，基本保证10年内不做大的改造。调整负荷过大的馈线，使每条馈线在各种运行方式下都能相互转供。

（3）新建的开闭所、配电站应采用按环网接线设计、实施开环运行。设备选型等方面应考虑配电自动化的需要，选用运行安全可靠、技术先进、经济合理、维护方便(少维或免维护)、操作简单、环保型、节能型的设备。积极采用适合国情的新技术、新设备。中压配电设备应向绝缘化、无油化、紧凑型及智能型发展，并具备实现配电自动化的功能，满足配电自动化发展的需要。

（4）无功补偿应根据全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则进行配置，可采用分散就地补偿和变电站集中补偿相结合的方式，无功补偿装置应能根据无功功率(或无功电流)进行分组自动投切。

（5）在城市配电网改造建设的同时应综合考虑进行通讯通道的建设，合理利用电缆隧道、电缆沟、电缆排管及架空线路的路由资源。电力电缆管沟应预留自动化通信通道。逐步实现配电网络运行操作的现代化。

3.配电网架结构建设原则

配网规划要充分考虑110kV及以上电压等级的主网规划，切实考虑110kV变电站站之间的10kV环网(外环)的重要性，完善网络结构。配电网应力求接线简单，安全可靠。并要适度超前，使之有足够的运行灵活性和备用容量。网络结构应满足“N-1”安全准则。在接线上尽量远近结合，利用和改造原有线路走廊，采用环网接线，开环运行的结构，没有条件的线路，郊区线路可以为放射形。馈线分段原则：每条主干线均应装设分段开关进行分段，按供电范围和负荷分布宜分为3至4段，每段负荷控制在1000kW或配变户数5至6个左右，市区线路0.5-1km左右装设分段开关，郊区线路2km左右装设分段开关。分支线应加装断路器。市区中压配电网供电半径应不大于3km，郊区小于5km，中心区不超过2km。为降低线路损耗及满足末端电压质量的要求，低压配电线路的供电半径一般不大于250m,市中心或负荷密集区控制在100-150m,郊区可适当扩大，但不应超过400m.公用配变的负载率控制在40%-80%,当负荷超过80%时增设新的配电变压器。

4.相关规划设计原则

4.1 配电线路

新建配电线路应使用绝缘导线，对裸导线线路应逐步进行绝缘化改造。个别地方如城市中心繁华地区、住宅小区、交通广场、市政有特殊要求、架空线路走廊受限制等地区采用电力电缆。导线截面选择应考虑城市电力网的发展一次建成。架空线路的设计(线间距离、排列方式等)、施工(杆上配电设备的安装)要为实施配电网的不停电作业创造条件。为使分区的配电网有明确的供电范围，提高供电可靠性和安全作业的环境，架空配电线路尽量不相互交叉跨越，若确实需要，应局部采用电缆。

架空主干线截面一般采用240mm2，分支线截面不小于95mm2，10kV电力电缆应采用铜芯交联聚乙烯绝缘电缆，绝缘等级选用8.7/10kV,并根据电缆敷设方式和敷设地点确定电缆型式，满足热稳定和额定电流的要求。电缆主干线一般选用300mm2,次干线120mm2,分支线不小于70 mm2。为了提高供电可靠性，在主干线上不应使用电缆分支箱，装设环网柜对负荷进行分配。

4.2 开关站、开闭所

为了解决变电站10kV出线及线路走廊不足的问题，合理利用变电站10kV出线开关柜及地下通道的资源，应相应建设一定数量的开闭所（负荷具有较大发展潜力时可考虑建设开关站）；大型住宅区也应建设相应的开闭所向若干个配电站供电。开关站、开闭所一般应为独立式建筑，为减少占地面积，在条件许可的地方，应优先考虑开关站、开闭所与配电站(室)合建。开关站、开闭所位置应考虑进出线方便、近捷，宜建于城市主要道路的路口附近、两座高压变电站的馈线交叉点以及负荷密集区，以便加强配电网的联络。开关站、开闭所应有两回及以上的进线电源，其电源应取自同一变电站的不同母线或不同变电站。开关站、开闭所的结线应力求简化，一般采用单母分段，两回进线，6~10回出线，开关站进出线采用断路器并配置微机型保护装置。开闭所进出线采用负荷开关-熔断嚣组合电器设备。当开闭所内单台变压器容量在1000kVA以上的10kV开关应采用断路器并配置定时限保护装置。附设在其它建筑物内或贴在高层建筑外侧的开关站、开闭所必须采用干式变压器和无油开关的配电装置。开关站、开闭所应按无人值守要求设计，配电自动化及通讯、电源同步建设。应设置直流屏为保护、操作和自动化提供工作电源。应根据运行需要装设必要的备自投装置。开关站、开闭所、配电所应预留配电自动化远方监控终端设备的位置。

4.3 配电站、配电室

在新建的住宅区，根据负荷发展水平或住宅小区的建筑规划面积累计10000~20000㎡应建一座配电站。配电站应靠近负荷中心，宜采用高压供电到楼的方式，一般应为独立式建筑, 满足通风、防火、防潮、防小动物等要求。配电站(室)应按最终容量设计，建设初期按照设计负荷选装变压器，变压器单台容量不宜超过630kVA。变压器应选用全密封、全绝缘的型号，应采用免维护的S11及以上节能型变压器，逐步推广非晶合金变压器和单相变压器。为了在三相负荷不平衡状况下变压器容量得以充分利用，并有利于抑制三次谐波电流，三相配电变压器应选用绕组接线方式为D.yn11结线方式。配电站(室)内低压为单母线分段带联络，低压母线应绝缘化。公用变压器应装设配变监测终端，有条件的地区可加装综合配电箱，对配变进行监控、补偿、保护。

4.4 配电自动化

实现配电网的自动化是提高供电设备的运行、维护和管理水平，加快配电网故障处理能力，提高电网经济运行水平的有效方法。一次网络规划合理，接线方式简单，具有足够的负荷转移能力，变配电设备可靠性高且有一定的容量裕度，并具有遥控和智能功能是实现配电自动化的前提条件。配电自动化的实施应遵循统一规划、分步实施，分析现状、优化设计，合理联网、信息共享，充分利用、适当改造的原则。配电自动化系统应按照调控一体化的设计思路进行功能配置。其硬件、软件应满足安全性、可靠性、实用性、开放性、扩展性和容错性。应选用平台化、模块化设计的产品，便于扩展和现场升级。网际间要有安全保护措施和防病毒措施。

5.结束语

城市配电网规划是城市总体发展规划的重要组成部分，应得到城建规划部门认可，纳入城市建设总体规划，才能顺利实施。供电部门应与规划、建设部门密切配合，统一安排配电设施用地，做到电力建设与城市建设同步进行。要使规划既有权威性，又有灵活性，在实施中既要严格执行，又要结合实际适当调整。配网规划要与当地经济发展相协调，并适度超前，应具有前瞻性、可靠性和可操作性，正确处理近期建设与远期发展关系，同时还要考虑社会、经济、环境的综合效益。通过规划建设与改造优化配电网结构，缩短供电半径，减小电压损失，建设坚强可靠的现代化配电网，使城市的配电网络适应社会经济发展和人民生活对电力供应的需求。

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