10kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃研究

吳林雄

摘要10kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃是配網(wǎng)設(shè)計主要組成部分，其設(shè)計水平關(guān)乎供電的安全可靠性。文章闡述了10kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃特點(diǎn)，詳細(xì)分析了10kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃步驟，為城市配網(wǎng)建設(shè)提供理論參考。

關(guān)鍵詞10kV配電網(wǎng)；負(fù)荷預(yù)測；網(wǎng)架規(guī)劃

1 10kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃特點(diǎn)

10kV配電網(wǎng)在我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的地位占舉足輕重。建設(shè)規(guī)劃好10kV配電網(wǎng)，可以提高配電網(wǎng)運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)，降低電網(wǎng)電能損耗、節(jié)約能源，提高電力公司的經(jīng)濟(jì)效益。10kV供電半徑小，線路回數(shù)多，布線工作量大且繁瑣，線路和配變規(guī)劃與土地使用現(xiàn)狀和規(guī)劃、用戶類型密切相關(guān)。負(fù)荷地理分布要求的信息量大、不確定因素多，一般遠(yuǎn)景規(guī)劃沒有意義。

2 10kV配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃

2.1制定規(guī)劃的總體原則與目標(biāo)

10kV配電網(wǎng)規(guī)劃要遵循應(yīng)適應(yīng)本地區(qū)電網(wǎng)的發(fā)展，規(guī)劃要與高壓配電網(wǎng)和低壓配電網(wǎng)的發(fā)展相協(xié)調(diào)。同時配電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)定位在遠(yuǎn)景飽和規(guī)劃，滿足供電可靠性、電能質(zhì)量等技術(shù)要求的前提下，使運(yùn)行與投資費(fèi)用達(dá)到最小。

2.2電網(wǎng)現(xiàn)狀分析

分析高壓電源分布主要分析帶35kV～110kV母線的220kV以上變電站分布、最大供電半徑、容載比現(xiàn)狀，接入110kV和35kV網(wǎng)的地方電源分布情況，35kV和110kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式分析線路運(yùn)行年限及維護(hù)現(xiàn)狀，運(yùn)行率（T=P/Pmax），110kV變電站負(fù)荷分布情況及容載比以及電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)現(xiàn)狀。

2.3負(fù)荷預(yù)測

2.3.1電量總量預(yù)測方法

電量總量預(yù)測方法可采用電力彈性系數(shù)法、時間序列法、產(chǎn)值單耗法、參數(shù)回歸法。本文介紹的彈性系數(shù)法。

彈性系數(shù)是描述電力發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間關(guān)系的一個宏觀指標(biāo)，通常定義為：

K=Vw/VG

其中，vw為電量年均增長率，VG為經(jīng)濟(jì)年均增長率。

彈性系數(shù)法首先根據(jù)歷史數(shù)據(jù)計算K，然后用該K值預(yù)測規(guī)劃期內(nèi)的電量。

例：已知2010年和2015年的用電量分別為w0和wn，地區(qū)國內(nèi)生產(chǎn)總值分別為G0和Gn，預(yù)計2016—2020年國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長率為V，預(yù)測2016—2020年的用電量。

1）

求K：Vw=（wn/w0）1/5 1，VG=（Gn/G0）1/5-1，K=VW/VG。

2）求規(guī)劃年預(yù)測用電量：W2016=（1+KV）W2015。

2.3.2最大負(fù)荷預(yù)測方法

最大負(fù)荷預(yù)測方法一般利用最大負(fù)荷利用小時數(shù)法。即：

年最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax=年用電量/年最大負(fù)荷=8760*年負(fù)荷率

具有取值相對穩(wěn)定且變化趨勢明確的特點(diǎn)，便于預(yù)測。預(yù)測方法可以是歷史數(shù)據(jù)的回歸分析，也可以根據(jù)負(fù)荷構(gòu)成和行業(yè)結(jié)構(gòu)合成。

2.3.3分區(qū)電量預(yù)測

分區(qū)電量之和應(yīng)與總電量預(yù)測結(jié)果一致的，應(yīng)根據(jù)各區(qū)域城市規(guī)劃和規(guī)劃期內(nèi)的城市發(fā)展重心的變化，確定各區(qū)不同的電量增長率。分區(qū)最大負(fù)荷預(yù)測是預(yù)計各區(qū)最大負(fù)荷利用小時數(shù)，計算分區(qū)最大負(fù)荷和區(qū)域同時率。分區(qū)負(fù)荷預(yù)測是110kV網(wǎng)規(guī)劃和分區(qū)電力、電量平衡、110kV容載比分析的基礎(chǔ)。

2.4配電網(wǎng)網(wǎng)架

10kV配網(wǎng)直接承擔(dān)用戶供電，需覆蓋整個供電區(qū)域，線路、設(shè)備眾多，大量開關(guān)不具備遙信和保護(hù)功能。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式應(yīng)盡量簡化，環(huán)網(wǎng)接線、開環(huán)運(yùn)行，聯(lián)絡(luò)本身也不宜太復(fù)雜，分片分區(qū)小環(huán)獨(dú)立運(yùn)行。由于負(fù)荷開關(guān)的廣泛使用，故障時允許局部用戶短時停電，設(shè)計中要通過負(fù)荷轉(zhuǎn)移盡快回復(fù)供電，滿足N-1運(yùn)行方式。

架空網(wǎng)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的選擇應(yīng)滿足以下要求：

1）每回線路一般僅與1～2條線路聯(lián)絡(luò)，不宜過多。

2）互聯(lián)線路分別具有一定的備用容量，能在一條線路發(fā)生故障時，由聯(lián)絡(luò)線向故障線路的全段供電。

3）互聯(lián)線路最好來自不同的變電站或同一變電站的不同母線。

4）一條線路向另一條線路轉(zhuǎn)供電時，要保證線路末端的電壓損失在允許范圍之內(nèi)。即互聯(lián)線路長度之和不能超過一定范圍。其配電網(wǎng)網(wǎng)架如圖1所示。

2.5電纜網(wǎng)網(wǎng)架

電纜網(wǎng)一般用于負(fù)荷密集地區(qū)、重要負(fù)荷的供電。電纜網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，開環(huán)運(yùn)行方式，每一網(wǎng)絡(luò)的環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)不宜超過6個。一個環(huán)網(wǎng)點(diǎn)兩臺630KVA變壓器，負(fù)載率50%時，6個點(diǎn)共計3.8MVA負(fù)荷。若負(fù)荷較分散，一個環(huán)網(wǎng)點(diǎn)可經(jīng)分支電纜接入多臺遠(yuǎn)近不同的小變壓器。

規(guī)劃階段推薦采用單環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)負(fù)荷增長后可發(fā)展為“3—1”環(huán)網(wǎng)或相互聯(lián)絡(luò)的單環(huán)網(wǎng)群。正常饋線最大負(fù)荷電流以N-1方式不過載為準(zhǔn)。

2.6設(shè)備選擇

10kV配電網(wǎng)設(shè)備選擇要求是具有到可靠性環(huán)境，免維護(hù)和節(jié)能和質(zhì)量，能適應(yīng)戶外，滿足故障指示和一定的自動化要求。變壓器應(yīng)采用低耗節(jié)能產(chǎn)品，負(fù)載率一般控制在60%～80%之間。開關(guān)設(shè)備的選擇選用真空開關(guān)。配置的開關(guān)滿足配電網(wǎng)的安全性與可靠性，滿足用戶對供電連續(xù)性和電網(wǎng)容量的基本要求。

2.7分區(qū)10kV網(wǎng)架規(guī)劃和布線

在lOkV配電網(wǎng)中，網(wǎng)架每2～3個高壓站點(diǎn)構(gòu)成一個獨(dú)立的供電分區(qū)。根據(jù)分區(qū)內(nèi)各變電站供電范圍和聯(lián)絡(luò)方式，規(guī)劃每個站現(xiàn)有和新增出線的供電范圍，確定聯(lián)絡(luò)線，其它非聯(lián)絡(luò)線彼此也應(yīng)按同站不同母線的出線間相互握手的原則形成互聯(lián)。根據(jù)負(fù)荷地理分布預(yù)測結(jié)果，確定現(xiàn)有小截面、重負(fù)荷線路的改造順序和規(guī)模。

網(wǎng)架建設(shè)應(yīng)與新建變電站投產(chǎn)時間相配合。宜先確定規(guī)劃水平年的最終網(wǎng)架，然后根據(jù)高壓站投產(chǎn)和負(fù)荷增長順序逐年回推確定各年建設(shè)改造方案。

3結(jié)論

在10kV配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計方面，要滿足負(fù)荷增長的需要，解決目前配電網(wǎng)存在的問題，梳理配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)，同時要側(cè)重完善和優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、上級電網(wǎng)的協(xié)調(diào)配合，提高負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力。在設(shè)計方案在設(shè)計過程中要對不同的意見進(jìn)行聽取，在經(jīng)過驗(yàn)證以后才能進(jìn)行實(shí)施，避免供電網(wǎng)使用過程中出現(xiàn)不良影響。