配电网规划与设计开题报告

配电网规划与设计开题报告1研究背景及意义1．1研究背景及意义城市电网是电力系统的重要组成部分，又是其主要负荷中心，具有用电量大，负荷密度高，安全可靠和供电质量要求高等特点。城市电网的各项建设和改造项目必须与城市发展规划相互配合，同步实施，并且与环境协调。但是目前城市电网建设不能适应城市经济社会发展的需要，其原因是城市经济增长迅速，城市化建设步伐快；而城市电网发展缓慢，主要表现在设备陈旧，供电容量不足，电网结构不合理，可靠性差，电能质量低。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。这里包含资金和技术两方面的问题，以技术而言，没有长远的城网建设规划是城网建设自身存在问题的症结。因此，要用新的观念和超前意识制定的电网规划来改变城市电网的现状，用规划来指导城网建设，同时规划要体现以安全为基础，以效益为中心的建网指导思想，不断采用新科技。2国内外配电自动化的现状2．1国外配电自动化的现状在一些工业发达国家中，配电自动化系统受到了广泛的重视，国外的配电自动化系统已经形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方抄表等系统于一体的配电网管理系统（DMS），其功能已多达140余种。国外著名电力系统设备的制造厂家基本都涉足配电自动化领域，如德国西门子公司、法国施耐德公司、美国COOPER公司、摩托罗拉公司、英国ABB公司、日本东芝公司等，均推出了各具特色的配电网自动化产品。日本是配电自动化发展得比较快的国家。到1986年，全国9个电力公司的41610条配电线路已有35983条（86.5%）实现了故障后的按时限自动顺序送电，其中2788条（6.7%）实现了配电线开关（指柱上开关）的远方监控（包括一般的和计算机监控）。日本从50年代开始在配电线上采用自动隔离故障区，并向健全区（无故障区）恢复送电的按时限顺序送电装置；60~70年代研究开发了各种就地控制方式和配电线开关的远方监视控制装置；70年代后半期开始利用计算机构成自动控制系统；其后由于电子技术、计算机技术及信息传送技术的发展，配电自动化计算机系统及配电线远方监视控制系统在实际应用上得到很大的发展。新加坡公用电力局（PUB）在80年代中期投运并在90年代加以发展和完善的大型配电网的SCADA系统，其规模最初覆盖其22KV配电网的1330个配电站，目前已将网络管理功能扩展到6.6KV配电网，进而覆盖约4000个配电站。芬兰“EspooSahko”电力配电公司的配电自动化覆盖了该公司的85000个用户，8座110/20KV的一次变电站，1100KM的20KV馈电线和1400个20/0.4KV的配电变电站。从国外配电自动化系统采用的通信方式看，尚没有一种通信技术可以很好地满足于配电系统自动化所有层次的需要。在一个配电自动化系统内，往往由多种通信技术组合成综合的通信系统，各个层次按实际需要采用合适的通信方式。2.2国内配电自动化的现状我国配电网自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果，长期以来配电网的建设未得到应有的重视，建设资金短缺，设备技术性能落后，事故频繁发生，严重影响了人民生活和经济建设的发展，随着电力的发展和电力市场的建立，配电网的薄弱环节显得越来越突出，形成了与电网建设不协调的局面。国家颁布实施的《电力法》的贯彻后，电力作为一种商品进入市场，接受用户的监督和选择，甚至于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另一方面，高精密的技术和装备对电能质量要求，配电网供电可靠性已是电力经营者考虑的主要方面。随着市场观念的转变和电力发展的需求，配电网的自动化已经作为供电企业十分紧迫的任务，大城市电网，从八十年代就意识到配电网的潜在危险，并竭力呼吁积极努力地致力于城市电网的改造工程，并组织全国性的大会对配电网改造提出了具体实施计划，各种渠道凑集资金，提出更改计划，利用高技术、性能好的设备从事电网的改造。3配电网规划的主要内容及存在问题4配电网系统的接线方案由于配电网的复杂性，不是单一方案就可以实现配网自动化要求，对于不同的供电模式，应具有不同的供电方案，以力求达到较完美的条件。4.1环网电缆方案以电缆作为配电主干线的配电网自动化方案，主要在城市商业繁华、人口密集地方，以环网开关柜为主体，负荷开关柜据所在地域和用户的数量的要求设定出线保护多少，一般为二进(四出)，当进出线回路较多，规模更大时可转变为开闭所，环网柜和开闭所中设计量柜、联络等。环网柜一般以负荷开关与熔断器相配合，当一路电源发生故障后，会有另一路电源快速切换到母线，恢复正常的供电。对开闭所监控系统的通讯方式，在放设电缆时一并设置，主要以光纤和市话线为主，以减少干扰。环网柜的主要特点是运行环境较好、外界影响因素较少，也是城市主干道的较好的方案，见图1。4.2市区架空配网方式市区架空配网方式一般在城市道路规模较好，两侧路幅较为宽敞的条件下，以裸线架空导线和架空绝缘导线为主，一般情况下是双回路架设，在配电线路上根据用户要求设配电变压器或设双电源，架空线路通常是双电源环网供电方式。见图2这种配电方式结构简单，布置形式灵活，设备都集中在户外式安装，受环境条件的影响较深，正常条件下R0为开路运行，B1、B2分别供电。当异常情况下向另一端自动供电，采用柱上重合器或自动开关来实现。分支线采用分段器与主干线的配电开关相配合。用来隔离支线上的永久性故障。这种方案在一次和二次设备配合上，完成自动隔离故障功能。4.3辐射型配电网辐射性配电网是在市郊和农村配电网络以单电源供电，控制设备由变电站主开关作保护，配电线路可根据需要设多级重合器和分段器保护，达到自动隔离和恢复供电的条件。在我国现有的经济能力条件和配电网的实际情况下，大量采用断路器(重合器)作为配电网线分支线自动开关，尚不具备充足的资金条件，以分段器更为合适。见图3注：定值的整定值应IR2〈IR1〈IB1动作次数MR2〈MR2分段器的动作次数由需要定为一或二次5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：5.1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。5.2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。5.3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。6各阶段时间安排，应完成的工作量1、配电网的基本概念、国内外发展现状第1～3周2、配电网规划的基本思路和各种目标第4～5周3、配电网规划优化