城市配电网规划中的若干问题探讨_secret

1、城市配电网规划中的若干问题探讨摘 要：长期以来，电力建设存在重发、轻供、不管用问题，致使配电网络十分脆弱落后，主要表现在：网络混乱薄弱；装备陈旧落后；供电半径太大；导线截面太小；绝缘水平低；无功补偿严重不足；配电变压器容量不足；自动化水平极低等。从以上分析可知：目前我国部分城市供电的突出问题是：可靠性低、电能质量差、停电时间长。 关键字：城市配电网 规划 问题探讨1 配网现状 长期以来，电力建设存在重发、轻供、不管用问题，致使配电网络十分脆弱落后，主要表现在：网络混乱薄弱；装备陈旧落后；供电半径太大；导线截面太小；绝缘水平低；无功补偿严重不足；配电变压器容量不足；自动化水平极低等。从以上分析可

2、知：目前我国部分城市供电的突出问题是：可靠性低、电能质量差、停电时间长。 本文根据上述城市配电网在生产和运行中所存在的种种不足，分析了存在上述不足的原因，并就城市配电网规划中应注意的几个方面，提出了解决办法和措施。 2 配网一次规划 目前一般城市配网结构普遍比较混乱，根本原因就是配网建设缺乏规划指导的结果。以往由于资金严重不足，无法统一规划、统一建设，负荷一上来，就近拉一条线，临时应付，造成网络结构混乱，不仅所投资金难以发挥应有效益，有时反而给电网的安全经济运行带来麻烦。所以，现在改造配网不能简单化地加大导线截面或改为电缆、增大配变容量，不能简单化地头痛医头,脚痛医脚，而是应借国家城网改造的东

3、风，做好配电网络的规划，并在统一的规划指导下进行配网的建设和改造，使其逐步成为具有现代化的合理和可靠的电力网络结构，这样才能使配网适应地方经济发展的要求，适应城市现代化建设的要求。配网一次规划主要是配网结构的规划，应具有前瞻性、可靠性和可操作性，配网规划中所要考虑的问题主要有如下几个方面。 2.1 供电区域电力电量预测和平衡问题 全社会总用电量，是当今社会经济发展的重要指标。全社会最高负荷，是电网规划和电网建设的主要依据。因此，在电网规划中，电力电量预测起着基础性的重要作用。电力负荷预测结果的准确性直接关系到电力建设的前瞻性、科学性和可操作性，关系到电力规划中对电力建设的资金投入和建设规模；关

4、系到电网的可靠性、安全调度和经济运行。 电力需求预测，一般是按照分区、分年度的模式进行。分区根据规划所辖的范围有大有小，一般110 kV及以上电压等级的主网规划按镇区、市区分区；10 kV及以下配网按镇区、工业园或有重要点负荷的地段分区。电力电量的预测时段，一般按年段进行，特殊分析要考虑夏季、冬季的典型日负荷曲线以及年最大利用小时数。 电力电量需求预测，还要考虑地方经济发展和全社会生产总值，对各产业经济状况和用电量进行分析。 供电区域电力电量平衡，要考虑地方电厂的装机容量数和电厂可利用容量，分析以各级电压等级接入系统的电厂容量规模等，以求得网电和地电的平衡。 在电网规划中，所用的电力负荷预测方

5、法有三类。 第一类：电力弹性系数法、回归分析法、产业及生活用电单耗法等。 第二类：网格法、年平均增长率法、负荷密度法等。 第三类，为适应负荷快速增长所采用的方法：经济模型预测法、时间序列法、S曲线法、模糊理论法、灰度理论法、综合法等。 上述各种预测方法各有特点，有的适合短期（一年或两年）预测（如年平均增长法等）；有的适应中期（5年左右）预测（如时间序列法、S曲线法、模糊理论法等）；有的则适应长期（10年以上）预测（如负荷密度法、网格法、人均电力增长法等）。 通常，在电网规划进行电力电量预测时，需要采用预估与校正相结合，几种方法同时预测的方法。 2.2 与主网规划协调问题 10 kV及以下的配网

6、规划与110 kV及以上的主网规划的协调问题，十分重要。一般需要考虑以下几点： 主网与配网的配合问题。一般情况下，主网规划对配网规划起着导向作用，配网规划对主网规划起着基础作用；主网规划为配网规划提供框架和范围，但主网规划也要考虑配网的要求和特殊性。同时，配网规划基础数据要尽量细化和准确，为主网规划提供重要的参考和基础原料。 供电半径问题。有合理的主网规划，可以减少配网的供电半径，降低配网的网损率，提高整个配网的经济运行。 供电可靠性问题。配网的供电可靠性与主网关系很大。110 kV变电站分布合理，可以提高配网的联络和电能的互供能力，使得配网布局结构得到优化。 无功补偿上的配合。一般高压电网以

7、集中补偿为主，低压配网以分散补偿为主。高压补偿对低压补偿有重要的区域、导向和基础作用，低压补偿则仅为局域、补充和调节作用。 2.3 配网结构问题 配网结构对供电可靠性起关键作用，城市配网结构必须重点考虑负荷转移能力。对于一般城市可以采用环网结构，即手拉手方式或对供方式，比较简单易行，电网可靠性和安全运行水平较高，可达到N-1，负荷转移率可达到50%。对于可靠性要求更高的，可以采用双回线加备自投结构，但投资可能翻倍。值得注意的是，一个城市的配网结构不能太复杂，应该尽量简化，结构形式最好不要超过两种，而且要以一种为主。如果结构复杂多样，容易引致运行和调度的误操作，结构越简化，运行维护越方便，可靠性

8、也就越高。 2.4 配网站点分布问题 这方面点多面广，主要是供电范围的划分，路径的选择，开关站、配变的选址等。路径和配变的选取合理与否，对供电半径起着决定作用，对此必须引起足够的重视，值得化大量时间精力去做这些前期工作，如不做好这方面的工作，后面的努力将会事倍功半，且会造成投资的浪费。做好这些工作，必须和城市发展规划紧密结合，不仅要以经济发展规划和城市用地规划来进行负荷预测和负荷分布，划分供电区域，确定导线截面、开关站规模和配变容量，同时还要与城市建设规划相配合，确定线路走廊、开关站和配变位置。随着城市现代化发展，架空线、柱上开关、杆上变压器必然越来越被地下电缆、开关站和箱式变压器所取代，因此

9、和城建部门积极合作，并要求城建部门一旦有市政土建工程就应及时通知供电部门，拟定方案，及早预留电缆沟道以及开关站、箱式变压器和电缆分接箱位置，且要有足够的裕度。这些位置的选取是比较灵活的，如人行道绿化带、停车场或大楼间的角落，都是相当理想的地点，不需征地、盖房,大大节省投资。现时城网的配变常有超负荷情况，主要是因为配变的布点少，供电半径过长，在楼宇建成使用后就难以再有位置增加配变，所以应提前与政府规划部门沟通，要求在小区住宅或楼群内应规划好配变点，供电部门在报装时严格把关，防止出现超负荷情况。 2.5 配网无功优化问题 长期以来，由于资金和体制的原因，我们只顾及线路、开关、变压器这些配网基本元件

10、的建设，这仅满足能够用上电这点基本要求，对于电压质量、电网损耗等问题则无暇顾及。据调查，有的配变功率因数低于0.6。随着时代的前进，现在城市的用电性质已有了很大的变化，以前主要以白炽灯、电饭堡、电风扇为主，所以其功率因数都较高，而现在日光灯、电机、冰箱、空调等已占了很大的比重，而这些电器的功率因数都较低，因此近年来的自然功率因数不断下降。因此，无功配置仍是配网规划的一个重要内容。功率因数的高低对过负荷和网损起着极重要的作用。城市配网无功规划应该按照分层分区就地平衡，实现无功装置自动投切，功率因数大于0.9的原则进行。此外，还应视无功变化率来选用补偿方式，无功变动剧烈，如配置静态补偿则起不到补偿

11、作用，这时则需用动态补偿，所以应视具体情况而选用合适的补偿方式。 2.6 配网增容改造问题 这里指配网设备的增容改造。目前城市配网设备普遍陈旧落后，能耗高，自动化程度低，维护频繁，根本无法适应现代化电网的运行要求，改造工作十分紧迫。而这些设备往往又担负着重要的供电任务，改造期间必须考虑供电的可靠性和连续性，所以，根据轻重缓急做好改造规划是相当必要的。设备改造必须立足高起点、国产化原则，采用能耗低、可靠性高、少维护或免维护、寿命长、价格适宜的产品,尽量配置通信接口,开关类设备要求具备电动操作功能。 3 配网二次规划 对配网来讲，二次规划主要指自动化规划。配网自动化是近几年来的一个热门话题，个别城

12、市也进行了有益的尝试。但是，对于大部分城市来讲，现在进行大规模实质性建设还为时过早，他们的当务之急是构建坚实、合理、灵活的一次网架。然而，规划是考虑电网中长期发展的事情，科技进步，市场要求，企业发展，必然要提高配网的自动化水平。因此，自动化规划应该作为配网规划的一个重要方面来考虑。配网自动化能否实施，实施的效果如何，既取决于一次系统的建设，也取决于二次系统的配置。配网自动化在阶段规划上应重点考虑以下三个问题。 3.1 结构规划 自动化结构应满足开放性、可靠性、安全性、简化性原则，达到能资源共享、安全运行、维护方便、节省投资的目的。自动化结构可从纵向和横向两个方面去规划: 纵向结构可根据配网规模

13、、规划的通信网结构和二级机构的设置、信息流量的情况、设置两层结构或三层结构。三层结构的中间子站起上传下达的作用，通常是变电站或供电所，它将现场终端的信息加工处理后按要求上报主站，将主站的命令转发到终端并可完成本辖区内的故障处理功能，在规划时要明确其信息采集范围和监控范围。 横向结构，一是上层主站的结构，二是底层终端间的结构。上层DA/DMS主站上除配电SCADA、配电故障处理系统外,还应将AM/FM/GIS、用电负荷管理、用户投诉及停电管理、远方抄表、配电变压器监测等作为DA/DMS系统中的子系统集成在一起。另外，还应与SCADA/EMS、MIS、负控等现有系统进行联网,通过Web方式将有关配

14、电管理信息发布到企业信息网上，从而使这些系统既是相对独立的又是信息共享的，也便于系统扩充。底层终端横向间视通信介质及其结构的不同，一条线、一个供电片或环上的FTU，RTU间可以RS485串行总线方式连接或点对点通信方式直接与主站(或子站)连接。当使用光纤通信时，各终端间可以Lonworks甚至以太网方式相连接。一个配电台片内的抄表系统可与配变监测装置共用一个TTU(或FTU、DTU)或几个配电台片以RS485双绞线相连接后经一个FTU(或DTU)与通信干线相连接。 3.2 规划功能 规划可根据结构规划，按照主站、子站和远方终端的特点和要求分别设置，具体可参考配电自动化及管理系统功能规范。 3.

15、3 通信规划 通信是配网自动化的关键，也是配网自动化的核心。配电运行、管理功能的综合优化建立在配电系统通信的基础上。配网的通信方式主要有光纤和载波。光纤通信可靠性高、抗干扰能力强、不受环境条件的影响,但成本高、灵活性差,可用于主干线。配电线载波通信集功率通道和通信通道于一体，尤其是基于网络的配电线载波支持自由拓扑、具有极大的灵活性,基本无需维护，施工方便快捷,成本较低,通信速率较高，如果其可靠性能有所突破,则对中国城网是相当合适的。 4 结束语 城市配网规划是配网改造与建设的一个关键环节，对后期工作起着主导作用，必须先行，但需注意以下几个问题: 配网规划既要切合实际，又要适当超前，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。 配网规划要充