導(dǎo)語：配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃設(shè)計研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：配電網(wǎng)規(guī)劃的意義在于對方案的可靠性與經(jīng)濟性進行權(quán)衡和決策，尋找出兩者之間的最佳平衡點。文中探索利用供電網(wǎng)格劃分與組負荷分級思路理念的統(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，開展規(guī)劃設(shè)計工作，以促進方案成果更具系統(tǒng)性、時效性和可操作性。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；規(guī)劃；組負荷；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，進行配電網(wǎng)建設(shè)、運行維護和系統(tǒng)管理。配電網(wǎng)網(wǎng)格化因具備供電范圍清晰、運行方式靈活、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡單和擴展性優(yōu)良等特性，已逐步被公眾所認可。然而正因為這些特點，對配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計提出了更深層次的要求。首先，供電網(wǎng)格強調(diào)模塊化和精細化，需要以用戶側(cè)和需求側(cè)為基本，對用電負荷進行歸集整合。從方法論的角度出發(fā)，采用層次法進行深化，由點、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路為基本單元，開展現(xiàn)狀電網(wǎng)分析和評估，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)格無法有效的契合，可操作性不強，導(dǎo)致形式大于應(yīng)用。其次，由于網(wǎng)格化對供電分區(qū)進行了細致的功能網(wǎng)格劃分，需要平衡電網(wǎng)建設(shè)時效性與經(jīng)濟性的關(guān)系，由于過于追求供電可靠性，往往導(dǎo)致投資和運營成本的過高。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，依據(jù)新的供電安全標(biāo)準(zhǔn)，因地制宜，對現(xiàn)狀電網(wǎng)進行評估、改造和建設(shè)，避免鋪張浪費。

2組負荷分級與供電網(wǎng)格劃分

2012年國家能源局的《城市電網(wǎng)供電安全標(biāo)準(zhǔn)》（簡稱“供電安全標(biāo)準(zhǔn)”），參考了英國供電安全標(biāo)準(zhǔn)ERP2/5的應(yīng)用方法報告，引用了大量的可靠性研究成果，充分考慮我國城市電網(wǎng)現(xiàn)狀和經(jīng)濟社會發(fā)展需求，汲取城市電網(wǎng)多年的建設(shè)經(jīng)驗，明確了最低的供電安全水平[1]。該標(biāo)準(zhǔn)融入了組負荷的概念，按組負荷大小劃分的配電網(wǎng)在最大負荷情況下應(yīng)達到的最低安全水平，即停運后在規(guī)定時間內(nèi)必須恢復(fù)的最低負荷。根據(jù)組負荷規(guī)模的大小，配電網(wǎng)安全水平可分為三級，配電網(wǎng)供電安全水平見表1。組負荷分級與供電網(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。各級組負荷的對應(yīng)范圍依次是：低壓線q路、配電變壓器（第一級）、中壓線路（第二級）和變電站（第三級），對應(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”三級網(wǎng)絡(luò)，對應(yīng)電網(wǎng)層級：高壓配網(wǎng)、中壓目標(biāo)網(wǎng)架和中壓項目方案。網(wǎng)格化劃分三級網(wǎng)絡(luò)關(guān)系見圖1，網(wǎng)以電網(wǎng)層級作為參考，三級網(wǎng)絡(luò)與各級組負荷形成對應(yīng)關(guān)系，并且使供電單元得到了進一步的細化和分解?！肮╇姲踩燃墶迸c“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)狀評估的科學(xué)性和拓展規(guī)劃思路的同時，而且有利于對配電網(wǎng)建設(shè)投資的把握，并進一步提升規(guī)劃方案的可實施性。

3配電網(wǎng)供電安全標(biāo)準(zhǔn)評估

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)現(xiàn)狀評估方法主要是對整座變電站、整臺主變和整條線路進行供電水平及轉(zhuǎn)供能力進行評估。依據(jù)年最大負荷時刻數(shù)據(jù)，對整體的供電裕度進行N-1校核。該方法較為簡單和寬泛，準(zhǔn)確性和實用性不強，特別是對負荷損失和故障恢復(fù)時間沒有綜合的進行考慮。而“供電安全標(biāo)準(zhǔn)”中，對最小損失負荷進行了明確，并根據(jù)組負荷分級，確定故障修復(fù)及供電恢復(fù)時間要求，以保證配電網(wǎng)系統(tǒng)的供電可靠性。配電網(wǎng)現(xiàn)狀評估最為常見的為中壓線路評估，本文選取一回10kV線路進行案例分析，介紹安全準(zhǔn)則評估方法（第二級組負荷評估流程見圖3）。例：以中壓主干線路為評估對象，基于標(biāo)準(zhǔn)中的第一、二級組負荷，考慮N-1工況。10kV線路A：基準(zhǔn)年最大負荷為6.2MW，采用三分段兩聯(lián)絡(luò)接線模式，聯(lián)絡(luò)線路分別為變電站乙10kV線路B、變電站丙10kV線路C，根據(jù)基準(zhǔn)年最大負荷測算，可轉(zhuǎn)供負荷裕度分別為4.5MW和3.2MW。10kV線路A及其聯(lián)絡(luò)線路運行數(shù)據(jù)情況統(tǒng)計見表3，10kV線路A分段情況統(tǒng)計見表4。10kV線路A分段簡化及設(shè)定故障點示意圖見圖4?；鶞?zhǔn)年10kV線路A最大負荷為6.2MW，為第二級負荷組；線路無雙電源用戶。1）當(dāng)10kV線路A出線開關(guān)發(fā)生故障后，損失全部負荷（最大為6.2MW），通過人工操作（1）將負荷調(diào)整至10kV線路B上，負荷（6.2MW-4MW=2.2MW）＞2MW（根據(jù)分段位置），不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；（2）將負荷調(diào)整至10kV線路C上，負荷（6.2MW-1.8MW=4.4MW）＞2MW（根據(jù)分段位置），不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；（3）將負荷分段2、分段3分別調(diào)整至10kV線路C、B上，負荷（6.2MW-4MW=4.4MW）＞2MW（根據(jù)分段位置），不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。2）當(dāng)分段1內(nèi)發(fā)生故障，通過人工操作隔離故障段，分段2負荷調(diào)整至10kV線路C，分段3負荷調(diào)整至10kV線路B，線路損失負荷為：2.2MW>2MW，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。3）當(dāng)分段2內(nèi)發(fā)生故障，通過人工操作隔離故障段，分段1負荷維持原有供電，分段3負荷調(diào)整至10kV線路B，線路損失負荷為：1.8MW<2MW，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。4）當(dāng)分段3內(nèi)發(fā)生故障，通過人工操作隔離故障段，分段1和分段2負荷維持原有供電，線路損失負荷為：2.2MW＞2MW，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，在線路單聯(lián)絡(luò)工況下，損失負荷超限，不滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)絡(luò)線路屬于非完全有效聯(lián)絡(luò)。在線路兩聯(lián)絡(luò)同時使用工況下，損失負荷等于分段負荷，當(dāng)分段負荷超過2MW時，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，此時需要對線路分段位置及負載分配進行合理調(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)劃多為隨負荷發(fā)展為導(dǎo)向，自然形成無規(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)無序、供電范圍交叉和負荷不均衡等問題。這也導(dǎo)致了線路利用率不高，潛在供電能力得不到釋放，特別是后期會極大地影響配電自動化的實施。近年來，通過不斷深入的探索，以及經(jīng)驗的總結(jié)，國網(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、負荷均衡和可靠性高”的目標(biāo)網(wǎng)架，統(tǒng)籌配電網(wǎng)自動化、通信和無功規(guī)劃，引領(lǐng)配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，實現(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模式的選擇，當(dāng)深入到供電單元層級的時候，往往會遇到負荷如何分配、分配多少最為合理的問題，而引入供電安全標(biāo)準(zhǔn)的目的正是為了解答這一問題。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)鍵之處在于組負荷的定義，以及邊界范圍的劃分。利用組負荷的供電安全等級，突破常規(guī)思路，以用戶需求側(cè)為出發(fā)點，采用“自下而上”規(guī)劃理念，層次性拓展電網(wǎng)層級規(guī)劃工作。由于配網(wǎng)偏重于10kV和20kV電壓等級，本文重點對中壓配電網(wǎng)規(guī)劃方法進行分析和探討。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行地塊和用戶的用電負荷預(yù)測，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實施流程依次開展第一級組負荷范圍劃分、第二級組負荷范圍劃分、供電單元劃分（第三級組負荷）和供電網(wǎng)格劃分工作。各級組負荷范圍劃分如圖5所示。1）第一級組負荷控制范圍≤2MW，根據(jù)負荷預(yù)測結(jié)果，結(jié)合用電性質(zhì)及地理位置，對小區(qū)地塊和用戶進行分類歸集。對應(yīng)層級一般包括配變和線路段。需要注意的是，對于大用戶和點負荷，需要進行獨立區(qū)分，供電方案根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用專線、或者其他方式供電。2）第二級組負荷劃分，由若干一級組負荷組成，控制范圍為2～12MW，對應(yīng)層級一般定義為中壓線路。3）供電單元屬第三級組負荷，以二級組負荷為基礎(chǔ)，結(jié)合道路邊界、市政分區(qū)，充分考慮變電站布點位置，進行范圍劃分。供電單元劃分應(yīng)遵循電網(wǎng)發(fā)展需求相對一致的原則，一般由若干個相鄰的、開發(fā)程度相近和供電可靠性要求基本一致的地塊（或用戶區(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)、運維和供電服務(wù)管理權(quán)限落實，可按照供電營業(yè)部（供電所）管轄地域范圍作為一個供電網(wǎng)格。中壓線路根據(jù)線路類型分為電纜線路和架空線路。其中電纜線路常用接線模式包括單輻射、單環(huán)網(wǎng)、雙射、雙環(huán)網(wǎng)、N供一備和花瓣式等。架空線路常用接線模式包括單輻射、單聯(lián)絡(luò)、多分段適度聯(lián)絡(luò)和“井字形”聯(lián)絡(luò)組團等[2]。在國網(wǎng)公司的《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》中，根據(jù)不同供電分區(qū)的供電可靠性要求，對各分區(qū)目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行了推薦。雖然中壓線路的接線模式種類繁多，但不同接線模式的單回線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)前期的組負荷劃分工作，可以清晰地展現(xiàn)出線路段、單回線路的分布情況，在此基礎(chǔ)上，進行模塊化組合歸集，依據(jù)推薦的線路接線模式，構(gòu)筑目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。某供電單元規(guī)劃方案示意見圖6。

5結(jié)語

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，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)劃的方法是一個動態(tài)論證，不斷優(yōu)化的過程，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)評估的準(zhǔn)確性和規(guī)劃方案制定的合理性，為配電自動化的實施創(chuàng)造了優(yōu)良條件。此外新能源的應(yīng)用，電動汽車的推廣、多元化負荷的接入也是應(yīng)當(dāng)考慮的重點，對其融入組負荷分級的影響需進行綜合論證。

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作者:趙學(xué)會 梁駿 王克峰 單位:國網(wǎng)合肥供電公司