導(dǎo)語(yǔ)：配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃設(shè)計(jì)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：配電網(wǎng)規(guī)劃的意義在于對(duì)方案的可靠性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行權(quán)衡和決策，尋找出兩者之間的最佳平衡點(diǎn)。文中探索利用供電網(wǎng)格劃分與組負(fù)荷分級(jí)思路理念的統(tǒng)一，將供電安全標(biāo)準(zhǔn)作為配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃現(xiàn)狀電網(wǎng)評(píng)估的依據(jù)，建立標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用體系，并以此為導(dǎo)向，開(kāi)展規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，以促進(jìn)方案成果更具系統(tǒng)性、時(shí)效性和可操作性。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；規(guī)劃；組負(fù)荷；供電安全標(biāo)準(zhǔn)；網(wǎng)格化

1配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃的深度要求

配電網(wǎng)網(wǎng)格化是指根據(jù)道路和河流，結(jié)合地塊功能分區(qū)和客戶(hù)用電性質(zhì)劃分為若干供電網(wǎng)格。以供電網(wǎng)格為基本單元，進(jìn)行配電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)和系統(tǒng)管理。配電網(wǎng)網(wǎng)格化因具備供電范圍清晰、運(yùn)行方式靈活、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和擴(kuò)展性?xún)?yōu)良等特性，已逐步被公眾所認(rèn)可。然而正因?yàn)檫@些特點(diǎn)，對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)提出了更深層次的要求。首先，供電網(wǎng)格強(qiáng)調(diào)模塊化和精細(xì)化，需要以用戶(hù)側(cè)和需求側(cè)為基本，對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行歸集整合。從方法論的角度出發(fā)，采用層次法進(jìn)行深化，由點(diǎn)、面和從下至上，充分探索和挖掘現(xiàn)有資源潛力，引導(dǎo)配電網(wǎng)建設(shè)工作。而傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法是以變電站和中壓線(xiàn)路為基本單元，開(kāi)展現(xiàn)狀電網(wǎng)分析和評(píng)估，以及規(guī)劃方案制定工作。相較網(wǎng)格化要求，研究深度和嚴(yán)謹(jǐn)度明顯不夠，規(guī)劃方案與供電網(wǎng)格無(wú)法有效的契合，可操作性不強(qiáng)，導(dǎo)致形式大于應(yīng)用。其次，由于網(wǎng)格化對(duì)供電分區(qū)進(jìn)行了細(xì)致的功能網(wǎng)格劃分，需要平衡電網(wǎng)建設(shè)時(shí)效性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，由于過(guò)于追求供電可靠性，往往導(dǎo)致投資和運(yùn)營(yíng)成本的過(guò)高。特別在老城區(qū)電網(wǎng)建設(shè)成熟的區(qū)域，存量電網(wǎng)較多，改造難度加大，這就需要我們?nèi)ふ铱煽啃耘c投資最佳平衡點(diǎn)，依據(jù)新的供電安全標(biāo)準(zhǔn)，因地制宜，對(duì)現(xiàn)狀電網(wǎng)進(jìn)行評(píng)估、改造和建設(shè)，避免鋪張浪費(fèi)。

2組負(fù)荷分級(jí)與供電網(wǎng)格劃分

2012年國(guó)家能源局的《城市電網(wǎng)供電安全標(biāo)準(zhǔn)》（簡(jiǎn)稱(chēng)“供電安全標(biāo)準(zhǔn)”），參考了英國(guó)供電安全標(biāo)準(zhǔn)ERP2/5的應(yīng)用方法報(bào)告，引用了大量的可靠性研究成果，充分考慮我國(guó)城市電網(wǎng)現(xiàn)狀和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，汲取城市電網(wǎng)多年的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，明確了最低的供電安全水平[1]。該標(biāo)準(zhǔn)融入了組負(fù)荷的概念，按組負(fù)荷大小劃分的配電網(wǎng)在最大負(fù)荷情況下應(yīng)達(dá)到的最低安全水平，即停運(yùn)后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)必須恢復(fù)的最低負(fù)荷。根據(jù)組負(fù)荷規(guī)模的大小，配電網(wǎng)安全水平可分為三級(jí)，配電網(wǎng)供電安全水平見(jiàn)表1。組負(fù)荷分級(jí)與供電網(wǎng)格的劃分方法存在一定的相似之處，并可以建立一定的聯(lián)系。各級(jí)組負(fù)荷的對(duì)應(yīng)范圍依次是：低壓線(xiàn)q路、配電變壓器（第一級(jí)）、中壓線(xiàn)路（第二級(jí)）和變電站（第三級(jí)），對(duì)應(yīng)電網(wǎng)層次分別為低壓配電網(wǎng)、中壓配電網(wǎng)和高壓配電網(wǎng)。而配電網(wǎng)格化構(gòu)建的是“供電區(qū)域、供電網(wǎng)格和供電單元”三級(jí)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)應(yīng)電網(wǎng)層級(jí)：高壓配網(wǎng)、中壓目標(biāo)網(wǎng)架和中壓項(xiàng)目方案。網(wǎng)格化劃分三級(jí)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系見(jiàn)圖1，網(wǎng)以電網(wǎng)層級(jí)作為參考，三級(jí)網(wǎng)絡(luò)與各級(jí)組負(fù)荷形成對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且使供電單元得到了進(jìn)一步的細(xì)化和分解?！肮╇姲踩燃?jí)”與“網(wǎng)格化”規(guī)劃思路的結(jié)合，不僅增加電網(wǎng)基礎(chǔ)現(xiàn)狀評(píng)估的科學(xué)性和拓展規(guī)劃思路的同時(shí)，而且有利于對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)投資的把握，并進(jìn)一步提升規(guī)劃方案的可實(shí)施性。

3配電網(wǎng)供電安全標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)現(xiàn)狀評(píng)估方法主要是對(duì)整座變電站、整臺(tái)主變和整條線(xiàn)路進(jìn)行供電水平及轉(zhuǎn)供能力進(jìn)行評(píng)估。依據(jù)年最大負(fù)荷時(shí)刻數(shù)據(jù)，對(duì)整體的供電裕度進(jìn)行N-1校核。該方法較為簡(jiǎn)單和寬泛，準(zhǔn)確性和實(shí)用性不強(qiáng)，特別是對(duì)負(fù)荷損失和故障恢復(fù)時(shí)間沒(méi)有綜合的進(jìn)行考慮。而“供電安全標(biāo)準(zhǔn)”中，對(duì)最小損失負(fù)荷進(jìn)行了明確，并根據(jù)組負(fù)荷分級(jí)，確定故障修復(fù)及供電恢復(fù)時(shí)間要求，以保證配電網(wǎng)系統(tǒng)的供電可靠性。配電網(wǎng)現(xiàn)狀評(píng)估最為常見(jiàn)的為中壓線(xiàn)路評(píng)估，本文選取一回10kV線(xiàn)路進(jìn)行案例分析，介紹安全準(zhǔn)則評(píng)估方法（第二級(jí)組負(fù)荷評(píng)估流程見(jiàn)圖3）。例：以中壓主干線(xiàn)路為評(píng)估對(duì)象，基于標(biāo)準(zhǔn)中的第一、二級(jí)組負(fù)荷，考慮N-1工況。10kV線(xiàn)路A：基準(zhǔn)年最大負(fù)荷為6.2MW，采用三分段兩聯(lián)絡(luò)接線(xiàn)模式，聯(lián)絡(luò)線(xiàn)路分別為變電站乙10kV線(xiàn)路B、變電站丙10kV線(xiàn)路C，根據(jù)基準(zhǔn)年最大負(fù)荷測(cè)算，可轉(zhuǎn)供負(fù)荷裕度分別為4.5MW和3.2MW。10kV線(xiàn)路A及其聯(lián)絡(luò)線(xiàn)路運(yùn)行數(shù)據(jù)情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3，10kV線(xiàn)路A分段情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4。10kV線(xiàn)路A分段簡(jiǎn)化及設(shè)定故障點(diǎn)示意圖見(jiàn)圖4。基準(zhǔn)年10kV線(xiàn)路A最大負(fù)荷為6.2MW，為第二級(jí)負(fù)荷組；線(xiàn)路無(wú)雙電源用戶(hù)。1）當(dāng)10kV線(xiàn)路A出線(xiàn)開(kāi)關(guān)發(fā)生故障后，損失全部負(fù)荷（最大為6.2MW），通過(guò)人工操作（1）將負(fù)荷調(diào)整至10kV線(xiàn)路B上，負(fù)荷（6.2MW-4MW=2.2MW）＞2MW（根據(jù)分段位置），不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求；（2）將負(fù)荷調(diào)整至10kV線(xiàn)路C上，負(fù)荷（6.2MW-1.8MW=4.4MW）＞2MW（根據(jù)分段位置），不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求；（3）將負(fù)荷分段2、分段3分別調(diào)整至10kV線(xiàn)路C、B上，負(fù)荷（6.2MW-4MW=4.4MW）＞2MW（根據(jù)分段位置），不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。2）當(dāng)分段1內(nèi)發(fā)生故障，通過(guò)人工操作隔離故障段，分段2負(fù)荷調(diào)整至10kV線(xiàn)路C，分段3負(fù)荷調(diào)整至10kV線(xiàn)路B，線(xiàn)路損失負(fù)荷為：2.2MW>2MW，不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。3）當(dāng)分段2內(nèi)發(fā)生故障，通過(guò)人工操作隔離故障段，分段1負(fù)荷維持原有供電，分段3負(fù)荷調(diào)整至10kV線(xiàn)路B，線(xiàn)路損失負(fù)荷為：1.8MW<2MW，滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。4）當(dāng)分段3內(nèi)發(fā)生故障，通過(guò)人工操作隔離故障段，分段1和分段2負(fù)荷維持原有供電，線(xiàn)路損失負(fù)荷為：2.2MW＞2MW，不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，在線(xiàn)路單聯(lián)絡(luò)工況下，損失負(fù)荷超限，不滿(mǎn)足安全標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)絡(luò)線(xiàn)路屬于非完全有效聯(lián)絡(luò)。在線(xiàn)路兩聯(lián)絡(luò)同時(shí)使用工況下，損失負(fù)荷等于分段負(fù)荷，當(dāng)分段負(fù)荷超過(guò)2MW時(shí)，不滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，此時(shí)需要對(duì)線(xiàn)路分段位置及負(fù)載分配進(jìn)行合理調(diào)整。

4供電安全標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)格化規(guī)劃方案制定中的深度應(yīng)用

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃多為隨負(fù)荷發(fā)展為導(dǎo)向，自然形成無(wú)規(guī)則和不斷延伸的供電網(wǎng)絡(luò)。普遍存在著網(wǎng)架復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不清晰、聯(lián)絡(luò)無(wú)序、供電范圍交叉和負(fù)荷不均衡等問(wèn)題。這也導(dǎo)致了線(xiàn)路利用率不高，潛在供電能力得不到釋放，特別是后期會(huì)極大地影響配電自動(dòng)化的實(shí)施。近年來(lái)，通過(guò)不斷深入的探索，以及經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，國(guó)網(wǎng)公司提出了配電網(wǎng)網(wǎng)格化的理念，旨在構(gòu)建“網(wǎng)絡(luò)清晰、聯(lián)絡(luò)有序、負(fù)荷均衡和可靠性高”的目標(biāo)網(wǎng)架，統(tǒng)籌配電網(wǎng)自動(dòng)化、通信和無(wú)功規(guī)劃，引領(lǐng)配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化供電[3]。網(wǎng)格化理念可以有效地解決傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃的不足，然而在具體實(shí)施之中也遇到了瓶頸，可操作性遇到了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的規(guī)劃方法采用“自上而下”規(guī)劃思路，糾結(jié)于網(wǎng)格邊界的劃分和接線(xiàn)模式的選擇，當(dāng)深入到供電單元層級(jí)的時(shí)候，往往會(huì)遇到負(fù)荷如何分配、分配多少最為合理的問(wèn)題，而引入供電安全標(biāo)準(zhǔn)的目的正是為了解答這一問(wèn)題。如前文所述，供電安全標(biāo)準(zhǔn)與網(wǎng)格化規(guī)劃思路有著某種相似之處，并且存在著一定的聯(lián)系。供電安全標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵之處在于組負(fù)荷的定義，以及邊界范圍的劃分。利用組負(fù)荷的供電安全等級(jí)，突破常規(guī)思路，以用戶(hù)需求側(cè)為出發(fā)點(diǎn)，采用“自下而上”規(guī)劃理念，層次性拓展電網(wǎng)層級(jí)規(guī)劃工作。由于配網(wǎng)偏重于10kV和20kV電壓等級(jí)，本文重點(diǎn)對(duì)中壓配電網(wǎng)規(guī)劃方法進(jìn)行分析和探討。按照功性能劃分大致可概括為范圍定義、接線(xiàn)模式選擇和方案制定三大環(huán)節(jié)。范圍定義前提必要條件是進(jìn)行地塊和用戶(hù)的用電負(fù)荷預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)施流程依次開(kāi)展第一級(jí)組負(fù)荷范圍劃分、第二級(jí)組負(fù)荷范圍劃分、供電單元?jiǎng)澐郑ǖ谌?jí)組負(fù)荷）和供電網(wǎng)格劃分工作。各級(jí)組負(fù)荷范圍劃分如圖5所示。1）第一級(jí)組負(fù)荷控制范圍≤2MW，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合用電性質(zhì)及地理位置，對(duì)小區(qū)地塊和用戶(hù)進(jìn)行分類(lèi)歸集。對(duì)應(yīng)層級(jí)一般包括配變和線(xiàn)路段。需要注意的是，對(duì)于大用戶(hù)和點(diǎn)負(fù)荷，需要進(jìn)行獨(dú)立區(qū)分，供電方案根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用專(zhuān)線(xiàn)、或者其他方式供電。2）第二級(jí)組負(fù)荷劃分，由若干一級(jí)組負(fù)荷組成，控制范圍為2～12MW，對(duì)應(yīng)層級(jí)一般定義為中壓線(xiàn)路。3）供電單元屬第三級(jí)組負(fù)荷，以二級(jí)組負(fù)荷為基礎(chǔ)，結(jié)合道路邊界、市政分區(qū)，充分考慮變電站布點(diǎn)位置，進(jìn)行范圍劃分。供電單元?jiǎng)澐謶?yīng)遵循電網(wǎng)發(fā)展需求相對(duì)一致的原則，一般由若干個(gè)相鄰的、開(kāi)發(fā)程度相近和供電可靠性要求基本一致的地塊（或用戶(hù)區(qū)塊）組成。4）供電網(wǎng)格由供電單元組成，一般結(jié)合道路、河流和山丘等明顯的地理形態(tài)進(jìn)行劃分，不應(yīng)跨越供電區(qū)域（A+～E），不宜跨越220kV供電分區(qū)。為便于建設(shè)、運(yùn)維和供電服務(wù)管理權(quán)限落實(shí)，可按照供電營(yíng)業(yè)部（供電所）管轄地域范圍作為一個(gè)供電網(wǎng)格。中壓線(xiàn)路根據(jù)線(xiàn)路類(lèi)型分為電纜線(xiàn)路和架空線(xiàn)路。其中電纜線(xiàn)路常用接線(xiàn)模式包括單輻射、單環(huán)網(wǎng)、雙射、雙環(huán)網(wǎng)、N供一備和花瓣式等。架空線(xiàn)路常用接線(xiàn)模式包括單輻射、單聯(lián)絡(luò)、多分段適度聯(lián)絡(luò)和“井字形”聯(lián)絡(luò)組團(tuán)等[2]。在國(guó)網(wǎng)公司的《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》中，根據(jù)不同供電分區(qū)的供電可靠性要求，對(duì)各分區(qū)目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了推薦。雖然中壓線(xiàn)路的接線(xiàn)模式種類(lèi)繁多，但不同接線(xiàn)模式的單回線(xiàn)路供電裕度要求以及各分段容量分配標(biāo)準(zhǔn)是可以確定的，根據(jù)前期的組負(fù)荷劃分工作，可以清晰地展現(xiàn)出線(xiàn)路段、單回線(xiàn)路的分布情況，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行模塊化組合歸集，依據(jù)推薦的線(xiàn)路接線(xiàn)模式，構(gòu)筑目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。某供電單元規(guī)劃方案示意見(jiàn)圖6。

5結(jié)語(yǔ)

供電安全標(biāo)準(zhǔn)制定的核心思路是尋找可靠性與投資的最佳平衡點(diǎn)，是基于理性目標(biāo)的綜合考慮[4]。將此標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用到配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，可以建立起連貫統(tǒng)一和較為全面的監(jiān)控體系，特別是對(duì)規(guī)劃方案的比選和成效具體分析提供了權(quán)威的理論依據(jù)。配電網(wǎng)規(guī)劃的方法是一個(gè)動(dòng)態(tài)論證，不斷優(yōu)化的過(guò)程，基于供電安全標(biāo)準(zhǔn)的制定理念與網(wǎng)格化規(guī)劃思路的統(tǒng)一，供電安全標(biāo)準(zhǔn)在配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃中的應(yīng)用，更有利于現(xiàn)狀電網(wǎng)評(píng)估的準(zhǔn)確性和規(guī)劃方案制定的合理性，為配電自動(dòng)化的實(shí)施創(chuàng)造了優(yōu)良條件。此外新能源的應(yīng)用，電動(dòng)汽車(chē)的推廣、多元化負(fù)荷的接入也是應(yīng)當(dāng)考慮的重點(diǎn)，對(duì)其融入組負(fù)荷分級(jí)的影響需進(jìn)行綜合論證。

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作者:趙學(xué)會(huì) 梁駿 王克峰 單位:國(guó)網(wǎng)合肥供電公司