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基于配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃的中壓線路接線方式研究

2016-12-27 13:30肖艷霞
科學(xué)與財(cái)富 2016年29期
關(guān)鍵詞:網(wǎng)格化配電網(wǎng)

肖艷霞

摘要:本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀主要配電網(wǎng)接線方式的介紹和對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)單環(huán)網(wǎng)、N供一備接線方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,構(gòu)建容易,組網(wǎng)靈活的特點(diǎn),在配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃中,適合作為供電網(wǎng)格的目標(biāo)接線。根據(jù)供電網(wǎng)格負(fù)荷發(fā)展的不同程度,選擇相應(yīng)的目標(biāo)接線以及優(yōu)化方式,最終達(dá)到網(wǎng)格化供電的目的。

關(guān)鍵詞:配電網(wǎng) 網(wǎng)格化 接線方式

0引言

配電網(wǎng)接線方式的選擇與配電網(wǎng)架的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和可實(shí)現(xiàn)性密切相關(guān)。在開(kāi)展配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃的背景下,通過(guò)選擇合理的網(wǎng)格目標(biāo)接線及優(yōu)化方式,確定了網(wǎng)格規(guī)劃的原則和改造途徑,為最終實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化供電奠定了基礎(chǔ)。

1背景介紹

1.1配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃

網(wǎng)格化規(guī)劃是指將供電區(qū)域按照道路或者地理分界劃分為相對(duì)獨(dú)立且不重疊的供電網(wǎng)格,以供電網(wǎng)格為基本單元,將中壓配電網(wǎng)構(gòu)筑成目標(biāo)網(wǎng)架的規(guī)劃方法。供電網(wǎng)格內(nèi)的各條主供線路只為該供電網(wǎng)格內(nèi)的負(fù)荷供電,從上級(jí)變電站到該供電網(wǎng)格內(nèi)沿途不帶任何負(fù)荷。通過(guò)網(wǎng)格化規(guī)劃,可將一個(gè)復(fù)雜的區(qū)域配電網(wǎng)劃分為若干簡(jiǎn)單、清晰的細(xì)分片區(qū),打破配網(wǎng)網(wǎng)架"原生態(tài)"式的無(wú)秩序發(fā)展的狀態(tài),完善和優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、提升配電網(wǎng)可轉(zhuǎn)供電率和標(biāo)準(zhǔn)化接線率。

1.2國(guó)內(nèi)外主要接線方式

1.2.1新加坡配電網(wǎng)接線方式

新加坡配電網(wǎng)(66/22kV)采用以變電站為中心的"花瓣形"接線,每個(gè)"花瓣"為同一變電站不同變壓器之間的環(huán)網(wǎng)線路。正常運(yùn)行的時(shí)候采用的是兩臺(tái)變壓器提供的兩個(gè)電源為并列運(yùn)行。環(huán)網(wǎng)不同電源變電站的花瓣間設(shè)置1~3個(gè)備用聯(lián)絡(luò),開(kāi)環(huán)運(yùn)行。新加坡配電網(wǎng)花瓣式接線如圖1所示。該接線方式的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性高,可滿足N-1-1安全準(zhǔn)則;缺點(diǎn)是線路利用率低,為50%,且系統(tǒng)短路電流水平較高,二次保護(hù)配置比較復(fù)雜。

1.2.2香港中電配電網(wǎng)接線方式

香港中電的配電網(wǎng)11kV出線平均每3~4條相互形成一個(gè)環(huán)網(wǎng),合環(huán)運(yùn)行,線路滿足N-1,2個(gè)環(huán)網(wǎng)之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)斷路器,配電開(kāi)關(guān)房之間采用差動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)預(yù)防電纜故障,配電變壓器用短路電流保護(hù)系統(tǒng)。因此,在中壓配電線路發(fā)生故障時(shí),縱差保護(hù)能實(shí)現(xiàn)就地隔離故障線路,使其分列運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)不間斷供電。中電電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。該接線方式的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性高,滿足N-1安全準(zhǔn)則,線路利用率高,可達(dá)75%;缺點(diǎn)是線路N-1-1時(shí)會(huì)損失部分負(fù)荷。

1.2.3國(guó)內(nèi)主要配電網(wǎng)接線方式

新加坡和香港負(fù)荷發(fā)展平穩(wěn),配電網(wǎng)趨于成熟,配網(wǎng)接線方式標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,自動(dòng)化程度和供電可靠性高。反觀國(guó)內(nèi),配電網(wǎng)情況十分復(fù)雜,負(fù)荷分布和發(fā)展地域差異十分明顯,配電網(wǎng)接線方式類型繁多,一般采用開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式,主要有單輻射、雙環(huán)網(wǎng)、單環(huán)網(wǎng)、兩供一備、三供一備、多分段多聯(lián)絡(luò)等,各種接線方式在可靠性和經(jīng)濟(jì)性上各有特點(diǎn)。

針對(duì)筆者所在區(qū)域,配電網(wǎng)為10kV電壓等級(jí),且電纜化程度較高,本文將通過(guò)對(duì)幾種10kV電纜系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接線方式分析,在配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃下,確定供電網(wǎng)格的目標(biāo)網(wǎng)架和優(yōu)化方式。

2幾種 10kV電纜系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接線方式分析

2.1單環(huán)網(wǎng)接線方式

單環(huán)網(wǎng)通過(guò)一個(gè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),將來(lái)自不同變電站或相同變電站不同母線的兩條饋線連接起來(lái)。任何一個(gè)區(qū)段故障,合聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),將負(fù)荷轉(zhuǎn)供到相鄰饋線,完成轉(zhuǎn)供,可靠性為N-1,設(shè)備利用率為50%。適用于負(fù)荷密度不高、 一般可靠性要求的區(qū)域。單環(huán)網(wǎng)接線方式如圖3所示。

單環(huán)網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及較好的構(gòu)建可控性特點(diǎn),但由于其線路的利用率偏低,不可作為高負(fù)荷密度供電區(qū)域的目標(biāo)接線。

2.2N供一備(N≤3)接線方式

所謂N供1備接線方式,就是指N+1條線路連成環(huán)網(wǎng),其中有1條線路作為公共的備用線路。非備用線路滿載運(yùn)行,若有某1條運(yùn)行線路出現(xiàn)故障,則可以通過(guò)線路切換把備用線路投入運(yùn)行。該種模式隨著"N"值的不同,其接線的運(yùn)行靈活性、可靠性和線路的平均負(fù)載率均有所不同,N值不宜大于3。其接線方式如圖4所示。

實(shí)際采用時(shí),盡量保證供電線路和備用線路來(lái)自不同電源點(diǎn),進(jìn)一步提高可靠性。兩供一備模式線路理論平均負(fù)載率可達(dá)66%,三供一備模式理論線路平均負(fù)載率可以達(dá)到75%。

三供一備接線在實(shí)際運(yùn)用中也不可避免的存在一些問(wèn)題:一是受運(yùn)行線路最高負(fù)載率的限制,實(shí)際線路平均負(fù)載率達(dá)不到75%的理論值;二是標(biāo)準(zhǔn)的三供一備只存在一個(gè)尾端聯(lián)絡(luò)切換點(diǎn),轉(zhuǎn)供電方式相對(duì)單一;三是三供一備要求控制的主節(jié)點(diǎn)數(shù)為6-8個(gè),每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷容量控制在2000-3000kVA,當(dāng)小用戶較多時(shí),導(dǎo)致每個(gè)主節(jié)點(diǎn)上的多個(gè)小用戶放射接入,這些用戶的供電可靠性降低。

但是總的來(lái)講,三供一備接線方式非常適合在城市核心等高負(fù)荷密度地區(qū)采用,其線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,構(gòu)建容易,組網(wǎng)靈活,能從單環(huán)網(wǎng)接線基礎(chǔ)上依次增加第三條主供線路及備用線路實(shí)現(xiàn)或由二組單環(huán)網(wǎng)直接實(shí)現(xiàn)。

3網(wǎng)格化規(guī)劃中目標(biāo)接線的選擇和優(yōu)化

根據(jù)供電網(wǎng)格負(fù)荷發(fā)展的不同程度,將供電網(wǎng)格可劃分為負(fù)荷成熟網(wǎng)格、負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格和負(fù)荷不確定網(wǎng)格,對(duì)于不同的發(fā)展階段的網(wǎng)格,應(yīng)選擇不同的目標(biāo)接線以及優(yōu)化方式。

3.1負(fù)荷成熟網(wǎng)格

對(duì)于負(fù)荷成熟網(wǎng)格,在梳理并固化線路運(yùn)行方式的前提下,確定現(xiàn)狀聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的類型和作用,并將網(wǎng)格內(nèi)的負(fù)荷按照三供一備接線進(jìn)行重組,直接改造為三供一備的目標(biāo)接線模式,主供線路為負(fù)荷的自然增長(zhǎng)預(yù)留一定的裕度(5%~10%左右)。

3.2負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格

對(duì)于負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格,應(yīng)結(jié)合變電站資源、用戶用電時(shí)序、市政配套電纜溝建情況、中壓線路利用率等因素,按照投資最少、后期建設(shè)浪費(fèi)最少的原則,逐步由單環(huán)網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)接線模式向目標(biāo)網(wǎng)架過(guò)度。以按三供一備接線規(guī)劃遠(yuǎn)景網(wǎng)架的供電網(wǎng)格為例:

第一階段,在負(fù)荷發(fā)展初期,可由遠(yuǎn)景規(guī)劃的兩回主供線路形成單環(huán)網(wǎng)供電;第二階段,隨著負(fù)荷的發(fā)展,當(dāng)形成的單環(huán)網(wǎng)的兩回主供線路平均負(fù)載率超過(guò)40%時(shí),可新建第三回主供電源,形成三供網(wǎng)絡(luò);第三階段,負(fù)荷發(fā)展逐漸成熟,三供網(wǎng)架已不能滿足互相轉(zhuǎn)供電要求或平均負(fù)荷率超50%,可建設(shè)公共備用線路,形成目標(biāo)接線。

3.3負(fù)荷不確定網(wǎng)格

對(duì)于負(fù)荷不確定網(wǎng)格,由于市政規(guī)劃暫不明確,無(wú)法確定負(fù)荷增長(zhǎng)點(diǎn)的區(qū)域,宜結(jié)合負(fù)荷發(fā)展情況,按照單環(huán)網(wǎng)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)接線。隨負(fù)荷的發(fā)展,當(dāng)形成的單環(huán)網(wǎng)的兩回主供線路平均負(fù)載率超過(guò)50%時(shí),可就近與另一組單環(huán)網(wǎng)形成三供一備。

4 結(jié)論

單環(huán)網(wǎng)、N供一備接線方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,構(gòu)建容易,組網(wǎng)靈活的特點(diǎn),可作為配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃中供電網(wǎng)格的目標(biāo)接線,根據(jù)供電網(wǎng)格負(fù)荷發(fā)展的不同程度,確定了負(fù)荷成熟網(wǎng)格、負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格和負(fù)荷不確定網(wǎng)格的目標(biāo)接線以及優(yōu)化方式。

參考文獻(xiàn)

【1】胡立新,張運(yùn)貴.中壓配電網(wǎng)接線方式分析和組網(wǎng)原則.湖北電力29(b12),2005.

【2】《深圳供電局有限公司中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃指導(dǎo)意見(jiàn)》(2013)

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