基于供電能力的變電站供電范圍優(yōu)化分析

趙一然

[摘 要]電力資源是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要一環(huán)，電網(wǎng)的供電能力在某種程度上代表了國(guó)家工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，工業(yè)與居民用電量在不斷增加，這對(duì)國(guó)家電網(wǎng)的供電能力，特別是供電范圍提出了更高的要求。本研究基于變電站的供電能力，選取了不同的外界影響因素，針對(duì)供電過程中涉及到的具體問題進(jìn)行了系統(tǒng)分析，對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化以及變電站的供電半徑、負(fù)載率提供了一些參考意見，在工程實(shí)際方面具有一定的研究?jī)r(jià)值。

[關(guān)鍵詞]供電范圍；變電站；配電系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TD327.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）14-0056-01

前言

電力能源，是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷推進(jìn)的必要保障。我國(guó)在新中國(guó)成立后，逐步搭設(shè)了相對(duì)比較完善的供電系統(tǒng)，尤其是在改革開放以后，順應(yīng)潮流，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)體制改革，成立了國(guó)家電網(wǎng)集團(tuán)，我國(guó)的電力能源行業(yè)向著標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，這標(biāo)志著整個(gè)行業(yè)的興起?，F(xiàn)階段，我國(guó)的供電網(wǎng)絡(luò)基本已覆蓋整個(gè)國(guó)家，但在供電過程中存在著一些問題，例如部分地區(qū)變電站選址不正確，負(fù)載率不均衡，利用率低，甚至造成浪費(fèi)的現(xiàn)象，這都需要引起我們的關(guān)注，投入人力物力來解決它們。

1 目前變電站供電能力的現(xiàn)狀

1.1 配電系統(tǒng)中存在不合理規(guī)劃

我國(guó)目前現(xiàn)有的電力資源，在數(shù)量上可能與歐美的一些發(fā)達(dá)國(guó)家相當(dāng)，但資源的利用率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。供電系統(tǒng)中最核心的就是配電系統(tǒng)，即供電網(wǎng)絡(luò)，它的合理程度決定了資源的利用水平。我國(guó)的配電系統(tǒng)同國(guó)外相比，大致基本框架是相似的，差距存在最大的地方來自于網(wǎng)絡(luò)的局部?jī)?yōu)化，我們對(duì)于這些細(xì)節(jié)的處理還不夠完善。目前，我國(guó)大部分城市所使用的仍然是十幾年前舊的配電系統(tǒng)，這些系統(tǒng)所附屬的線路、設(shè)備有的已經(jīng)出現(xiàn)老化，但還沒有更替，這不僅對(duì)日常的工業(yè)或居民供電造成困擾，也會(huì)誘發(fā)一些潛在的安全隱患。我國(guó)部分地區(qū)現(xiàn)在實(shí)行限電政策，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)“電荒”現(xiàn)象，這都是由于當(dāng)?shù)氐呐潆娤到y(tǒng)中存在有不合理的規(guī)劃，這就需要我們認(rèn)真面對(duì)這些問題。隨著時(shí)代的進(jìn)步，城市逐漸發(fā)展，這些舊的配電系統(tǒng)提供的電能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足擴(kuò)大后的城市的需求，成為阻礙城市發(fā)展的制約因素，迫切需要解決。

1.2 供電過程中局部負(fù)載率過大

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，農(nóng)村人口不斷遷到移城市，城市的范圍逐漸變廣，管理變得復(fù)雜起來。水、電能源是居民日常生活的必需品，其需求隨著城市化程度的提高也逐漸增加。不同地區(qū)社會(huì)發(fā)展的不均衡，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)水平不同，其對(duì)電力能源的需求也各異，這就使得各個(gè)地區(qū)的電力利用率是不一樣的。負(fù)載率，是反映當(dāng)?shù)毓╇娋W(wǎng)絡(luò)實(shí)際使用情況的數(shù)據(jù)，通常采用它來進(jìn)行各個(gè)地區(qū)實(shí)際用電情況的比較。一個(gè)城市的電力負(fù)載率在70%左右比較合理，此時(shí)的供電質(zhì)量及效率較好，低于30%屬于負(fù)載率過低，可能會(huì)造成能源浪費(fèi)；但東部發(fā)達(dá)地區(qū)的負(fù)載率經(jīng)常達(dá)到80%以上，屬于高負(fù)載狀態(tài)，此時(shí)的供電質(zhì)量很差，并且線路的高強(qiáng)度負(fù)荷工作損耗，可能導(dǎo)致對(duì)設(shè)備造成一定的損耗，繼而影響供電效率，甚至有時(shí)會(huì)造成停電現(xiàn)象?，F(xiàn)在有的城市為了避免發(fā)生局部高負(fù)載供電，對(duì)某些地區(qū)或某些時(shí)段進(jìn)行限電。

1.3 部分電能資源利用率低

各地區(qū)的供電網(wǎng)絡(luò)服務(wù)利用率不同，相對(duì)城市地區(qū)而言，農(nóng)村等欠發(fā)達(dá)地區(qū)的用電量無(wú)疑要小很多。電能資源的服務(wù)利用率低，大致有兩種情況。一種是在農(nóng)村等欠發(fā)達(dá)地區(qū)，由于用電量較小，有相當(dāng)數(shù)量的變電站及供電線路是處于閑置狀態(tài)的，這是一種對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的浪費(fèi)。另一種是在發(fā)達(dá)城市地區(qū)，變電站的出線間隔非常重要，如果出線間隔不足的話，大部分電力資源會(huì)被專線用戶占用，剩余資源不足以滿足其他用戶需求，導(dǎo)致電網(wǎng)資源利用率低[1]。通常各個(gè)地區(qū)都有自己的供電區(qū)，但某些地區(qū)由于其地域的特殊性或者別的原因，需要跨供電區(qū)供電，這對(duì)于電力能源的提供及管理是十分麻煩的。對(duì)于這些特殊地區(qū)，其變電站的供電范圍比較難劃分確認(rèn)，一般會(huì)出現(xiàn)供電范圍重疊或者均不覆蓋的問題，造成居民或企業(yè)的用電困難，影響社會(huì)發(fā)展。

2 如何優(yōu)化變電站的供電范圍

2.1 對(duì)配電系統(tǒng)的性能進(jìn)行加強(qiáng)

配電系統(tǒng)，其實(shí)就是一系列供電線路的綜合控制，它是整個(gè)供電系統(tǒng)的核心。配電系統(tǒng)的優(yōu)化，將會(huì)增加供電網(wǎng)絡(luò)的合理性，使著整個(gè)電力能源行業(yè)逐漸向著標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。要想形成自動(dòng)化配電網(wǎng)，就必須先讓整個(gè)國(guó)家的配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，建立初步的框架供配電網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上逐漸分析調(diào)試，不斷完善。居民和企業(yè)是電力能源的主要使用者，它們的需求要首先考慮，可以采用問卷、走訪等調(diào)查形式，收集較全面的數(shù)據(jù)，獲得第一手的資料。針對(duì)用戶的需求，結(jié)合日常工作的經(jīng)驗(yàn)，采用科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法，改變不同聯(lián)絡(luò)站點(diǎn)的配置問題，達(dá)到線路優(yōu)化的效果。例如，可以參考上述用戶提供的數(shù)據(jù)，將比較大的供電區(qū)域，先劃分為若干的小規(guī)模供電模塊，再將其逐漸連接起來，形成一系列由小規(guī)模變電站組成而成的供電塊集合，這樣既能保證供電質(zhì)量，又能提高管理效率，為今后再進(jìn)行配電系統(tǒng)的性能提升奠定了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[2]。

2.2 綜合調(diào)配各個(gè)變電站的供電能力

變電站的供電范圍是考慮多種影響因素，綜合確定的較合理范圍，但在實(shí)際工作過程中，還需要考慮更多相關(guān)的問題，例如各級(jí)變電站的供電能力。只考慮變電站的供電能力的話，可以從機(jī)械設(shè)備和搭接線路兩方面來考慮。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，增加供電設(shè)備的數(shù)量，從根本上保障供電源頭的質(zhì)量；供電線路在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用下，容易老化，要組織專門的檢測(cè)人員對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督管理，防止線路破損漏電，減少供電過程中的能源損失。單個(gè)變電站的供電能力增強(qiáng)，只能影響該地區(qū)的電能供給，但供電范圍是要考慮多方面因素的，需要上下級(jí)變電站的統(tǒng)一安排。上級(jí)供電網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌整個(gè)地區(qū)若干供電模塊的用電情況，并據(jù)此向下級(jí)供電區(qū)合理布置任務(wù)，不同供電區(qū)承擔(dān)各自的任務(wù)，互不交叉。在供電初始階段，先采用單聯(lián)絡(luò)方式，各級(jí)變電站相互配合，循序漸進(jìn)，最終到達(dá)要求的負(fù)載率。

2.3 合理調(diào)整變電站的供電半徑

變電站供電范圍的直接參數(shù)就是供電半徑，其數(shù)值大小決定了供電范圍的區(qū)域。各級(jí)變電站根據(jù)地域、經(jīng)濟(jì)等因素，合理確定變電站的供電半徑，其合理取值，會(huì)增加供電質(zhì)量及效率。因此，變電站的選址極為重要，一般情況下會(huì)處于供電網(wǎng)絡(luò)的中心，方便線路的連接和傳輸。不同地區(qū)，電能資源的需求是有差異的。對(duì)于電能資源需求多的地區(qū)，減少專線用戶的數(shù)量，盡量將出線資源最大化利用，增加線路分段和聯(lián)絡(luò)，控制負(fù)載率。當(dāng)現(xiàn)有供電半徑不能滿足需求的話，可以采用雙環(huán)（或多環(huán)）聯(lián)絡(luò)方式，或者增加供電線路的等級(jí)，避免電力不足和迂回供電。對(duì)于電能資源需求少的地區(qū)，要適度減小供電半徑，一方面減少負(fù)載率，緩解供電壓力；另一方面有利于資源的合理調(diào)配，避免資源供給過剩。只有充分考慮到兩方面的問題，才能提出適合實(shí)際的解決方案，對(duì)供電半徑進(jìn)行優(yōu)化。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)目前的電力系統(tǒng)已經(jīng)構(gòu)建了大致的基本框架，但在細(xì)節(jié)處理方面還有較大的問題，通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)線路，調(diào)整供電半徑等手段，將逐漸完善整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)的電力能源行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，有了飛躍式的發(fā)展，但同歐美的發(fā)達(dá)國(guó)家相比，無(wú)疑還是有所欠缺的。現(xiàn)階段，電力資源量成為了國(guó)家工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種指標(biāo)，使得我國(guó)對(duì)電力行業(yè)非常關(guān)注，進(jìn)行了一系列行業(yè)內(nèi)部的整改，采用了更加先進(jìn)的管理機(jī)制，引進(jìn)了大量的優(yōu)秀人才，提升了整個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]劉芳，張子寒，基于供電能力的變電站供電范圍優(yōu)化[J]，農(nóng)村電氣化，2014（2）：13-14.

[2]韓俊，面向供電能力提升的中壓配電系統(tǒng)協(xié)調(diào)規(guī)劃研究[D]，天津：天津大學(xué)，2014：36-39.