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公司新聞

10kV中壓配電網(wǎng)評估及目標網(wǎng)架建設初探

      摘要:介紹了基于PMS的中壓配電網(wǎng)評估體系,對中壓配電網(wǎng)目標網(wǎng)架結構進行了初步探索,并分析了架空網(wǎng)絡及電纜網(wǎng)絡目標網(wǎng)架結構建設中的幾個關鍵問題。
  
  關鍵詞:配電網(wǎng);評估體系;目標網(wǎng)架;環(huán)網(wǎng);K型站
  
  1 引言
  
  隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民物質文化生活的不斷提高,社會對電力需求逐年增長,對供電質量和供電可靠性要求越來越高,其中10kV中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架的建設更是支接關系到用戶的供電質量及可靠性水平,意義重大。
  
  20年來,上海市電力公司市南供電公司從以農村電網(wǎng)為主發(fā)展成包括大量工業(yè)區(qū)、開發(fā)區(qū)、住宅區(qū)、文化區(qū)的混合電網(wǎng),城市電網(wǎng)含量越來越高。在多年中壓配電網(wǎng)建設的經(jīng)驗基礎上,初步總結了關于中壓配電網(wǎng)目標網(wǎng)架建設的相關原則及指標,并開發(fā)了實用的中壓配電網(wǎng)評估系統(tǒng)。本文在此基礎上對評估體系及評估系統(tǒng)作相關總結,并對中壓配電網(wǎng)目標網(wǎng)架建設的相關問題作初步探索。
  
  2 10kV中壓配電網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的主要問題
  
  近年來,國家投入了大量資金對城市電網(wǎng)及農村電網(wǎng)進行改造,取得了階段性的成果,但由于電源不足等先天問題,配電網(wǎng)網(wǎng)架的優(yōu)化規(guī)劃一直是供電部門棘手的現(xiàn)實問題。隨著近郊城市化程度的迅速提高,對配電網(wǎng)網(wǎng)架結構提出了較高要求,中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結構不合理的矛盾日益突出,主要表現(xiàn)為:(1)現(xiàn)有配電網(wǎng)10kV線路以輻射供電為主,負載率過高,分段不合理,聯(lián)絡數(shù)過少,無法滿足N-1準則;(2)現(xiàn)有配電網(wǎng)變電站電源點過少,10kV出線倉位過少,小容量中壓用戶占用變電站10kV倉位過多,導致變電站10kV倉位利用效率低下;(3)網(wǎng)架不合理,線路長、用戶多,10kV線路供電半徑過大等。
  
  3基于PMS的中壓配電網(wǎng)評估體系
  
  3.1評估系統(tǒng)的構建

  
  上海市電力公司經(jīng)過了過去一、二十年的信息化建設過程,已經(jīng)形成了大量的信息系統(tǒng),如電力營銷系統(tǒng)、電網(wǎng)調度管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)PMS等,特別是PMS系統(tǒng)的建成,真正實現(xiàn)了基于GIS系統(tǒng)的輸配電管理,并使基于PMS系統(tǒng)的中壓配電網(wǎng)評估成為可能。
  
  本文所述中壓配電網(wǎng)評估系統(tǒng)的總體架構如圖1所示,評估系統(tǒng)從PMS、SCADA、CIS系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù),并經(jīng)過匹配及分類存儲,供評估系統(tǒng)調用。圖1中DSADA系統(tǒng)目前正在逐步投運中,其全部建成將使得各級壓配電站數(shù)據(jù)監(jiān)控成為可能。

    
  圖1中壓配網(wǎng)評估系統(tǒng)總體架構
  
  圖2評估系統(tǒng)處理流程
  
  3.2評估指標分析
  
  根據(jù)表1所示指標,對配電網(wǎng)現(xiàn)狀進行梳理,列出現(xiàn)狀指標,并根據(jù)不同地區(qū)的特點制定相應的目標值。
  
  對于架空網(wǎng)絡,主要分析架空線分段/聯(lián)絡數(shù)、架空線分段容量情況、供電半徑、負荷轉移能力等。對于電纜網(wǎng)絡,主要分析負荷轉移能力、倉位利用率等,根據(jù)用戶申請容量大小,制定相適應的供電方案。
  
  表1配網(wǎng)目標網(wǎng)架相關指標
  
  4中壓配電網(wǎng)目標網(wǎng)架結構初探
  
  4.1“以電源點為中心,分布配置K型站”的原則

  
  對于正處在快速發(fā)展期的配電網(wǎng)絡,由于現(xiàn)有電源點布點缺乏,10kV出線倉位過少,小容量中壓用戶占用變電站10kV倉位過多,導致變電站10kV倉位利用率低下。
  
  考慮到10kVK型站接線方式清晰、靈活,其出線帶繼電保護,且10kV母線帶自切,故障點判斷容易,可較快實現(xiàn)負荷轉移,具備較強的負荷釋放能力,故在優(yōu)化10kV配電網(wǎng)結構的過程中,應該堅持“以電源點為中心,分布配置K型站”的原則.
  
  4.2配電網(wǎng)“分層分區(qū)、適度交錯”的原則
  
  長期以來,10kV配電網(wǎng)網(wǎng)架一直存在著錯綜復雜、參差不齊的混沌狀態(tài),這給配電網(wǎng)的運行帶來很大的隱患,其主要原因是地區(qū)發(fā)展不平衡,配電網(wǎng)網(wǎng)架結構沒有一個統(tǒng)一的規(guī)劃原則。在配網(wǎng)規(guī)劃中,應該按照“分層分區(qū)、適度交錯”的原則,理順配電網(wǎng)層次結構,明確區(qū)塊性質,做到結構合理,避免不同性質的配網(wǎng)結構無序交錯。
  


  圖3、圖4中,K型站直開關站,P型站至配電站(下同)。圖3中,將配電網(wǎng)分為2個層次:層次一由10kV專線、P型站(開環(huán)點前)、K型站及架空線主干線組成;層次二由P型站(開環(huán)點后)、K型站至P型站及10kV用戶、架空線支線及桿變等組成。按此結構區(qū)分,層次比較清晰,結構較為明確。
  
  圖4將配電網(wǎng)絡按區(qū)域性質分為“電纜網(wǎng)絡”及“架空網(wǎng)絡”,在具體規(guī)劃工作中,應注意電纜網(wǎng)絡及架空網(wǎng)絡的適度交錯,以“簡單易行、利于運行”為原則,避免過度復雜的網(wǎng)絡結構。

4.3配電網(wǎng)目標網(wǎng)架結構
  
  目標網(wǎng)架結構應按照“分層分區(qū)”的思想,形成層次清晰、簡潔明確的網(wǎng)架結構。對于架空網(wǎng)絡,根據(jù)架空網(wǎng)絡的發(fā)展階段,采取圖3的各種方案改造,確保調度運行靈活,負荷轉移方便。
  
  對于電纜網(wǎng)絡,可參考圖5的網(wǎng)架結構,在具體發(fā)展過程中,必須做好配電網(wǎng)發(fā)展的過渡方案,尤其對于環(huán)網(wǎng)接線,應有近期及遠期的相應方案,對于規(guī)劃方向不甚明確、環(huán)網(wǎng)成環(huán)可能性較小的地塊,不宜采用環(huán)網(wǎng)接線。
  
  在電纜網(wǎng)絡分層結構中,K型站起著“節(jié)點”的作用,在實際建設過程中,宜引導用戶集中建設,并以K型站方式為主體,避免日后大規(guī)模改造。K型站規(guī)劃容量不宜超過12000kVA,K型站單條出線負荷控制在4000kVA及以下,P型站則接2000kVA及以下大用戶。
  
  5幾個關鍵問題的探討
  
  5.110kV架空線分期建設方案

  
  10kV架空線宜采用多分段三聯(lián)絡的連接方式,達到“手拉手”和“N-1”原則。在架空網(wǎng)絡建設完善過程中,須注意分段建設及過渡方案的考慮。(1)在初期負荷較輕的情況下,可采用“一分段一聯(lián)絡”方式,每回線路負載率宜不大于50%;(2)當線路負載率達到67%左右,考慮采用“二分段二聯(lián)絡”方式;(3)*終負載率以75%為宜,采用“多分段三聯(lián)絡”方式。以上不同方式應該是循序漸進、逐步優(yōu)化的過程,并根據(jù)附近電源點的情況因地制宜、適度發(fā)展。
  
  5.2環(huán)網(wǎng)的過渡方案
  
  對于環(huán)網(wǎng)接線方式,應避免主回路電纜迂回,且主回路的環(huán)網(wǎng)節(jié)點不宜過多,力求縮短主回路成環(huán)的建設周期。
  
  考慮到地區(qū)發(fā)展的階段性,環(huán)網(wǎng)接線模式應考慮過渡方案。在初期,考慮采用單環(huán)網(wǎng)接線模式,兩條線路負載率不超過50%;隨著地區(qū)發(fā)展,可考慮形成多分段兩聯(lián)絡,每條線路負載率不超過67%,提高線路利用率;隨著負荷進一步發(fā)展,可考慮建設**環(huán),采用雙環(huán)網(wǎng)接線。


5.3K型站配置的數(shù)量
  
  變電站建設與K型站設置的關系與K型站所供負荷、變電站主變容量、變電站的供電能力、直供用戶和K型站所供負荷在變電站所供總負荷中的比例有關。
  
  在遠期配電網(wǎng)絡規(guī)劃時,變電站主變容量為20MVA,平均每段母線可配置1~2座K型站;變電站主變容量為31.5MVA,平均每段母線可配置2~3座K型站;變電站主變容量為40MVA,平均每段母線可配置3~4座K型站。具體需視地區(qū)具體情況而定。
  
  5.4K型站進出線的控制
  
  在電網(wǎng)建設的初期,電源不足是電網(wǎng)建設的主要矛盾。此時,可在地區(qū)內設置K型站,延伸10kV母線,增加10kV倉位,利用K型站取得的較好負荷釋放能力。當負荷發(fā)展一定程度后,考慮改接K型站的進線電源,并盡量實現(xiàn)K型站電源來自2個不同的變電站,形成一定的負荷轉供能力,以提高現(xiàn)狀變電站的供電能力。
  
  一般而言,建議K型站所供*大容量控制在12000KVA以下。K型站出線若采用輻射接線模式,10kV出線數(shù)量可控制在6~12回;若采用環(huán)網(wǎng)接線模式,可控制在4~6回。在實際操作中,需視地區(qū)內用戶、P型站或箱變的數(shù)量和容量的具體情況,靈活確定K型站10kV出線數(shù)量。
  
  6總結及展望
  
  10kV目標網(wǎng)架的建設不可能一蹴而就,但必須制定相關的標準、建立相應的原則。在相關原則及標準的指引下,對配電網(wǎng)的相關指標做階段性分析及評價,找出配電網(wǎng)存在的不足,并明確下一步改造及發(fā)展的目標。
  
  實際上,由于配電網(wǎng)設備繁多,接線隨意性較強,長期以來,一直沒有相關的目標原則。本文提出的關于配電網(wǎng)目標網(wǎng)架建設的一些想法,供參考及探討。
 

主營產(chǎn)品: 軸承感應加熱器,超高壓耐壓測試儀,大電流發(fā)生器,真空度測試儀,繼電保護測試儀,直流電阻測試儀