基于可靠性的“N-1”计算模型及建设方案提升研究论文_王纪勇1,黄付贵2,寿挺3,朱铁铭4,王菊5

基于可靠性的“N-1”计算模型及建设方案提升研究论文_王纪勇1,黄付贵2,寿挺3,朱铁铭4,王菊5

(1、2、5天津天大求实电力新技术股份有限公司 天津市 300000;

3、4国网浙江杭州市萧山区供电公司 浙江省杭州市 311200)

摘要:电网供电的可靠性是电力系统对广大居民和用户提供电力以及是否持续提供的一种体现,它同时也是检验供电系统供电过程中是否可靠的一个关键措施,直接反映了电力公司系统对用电客户的供电能力和服务质量,综合体现了一个电力企业在供电方面的总体技术设备和提供电力的能力,随着国民经济的飞速发展,广大民众对于电力设施以及电力系统的关注越来越高,尤其对于电力公司及系统对于提供电力这一块是否具有安全保障和可以依靠的程度越发关注,因此,从两方面来看,提高用电的信赖和安全性,不仅能够满足广大民众的殷切期盼,而且还能提升电力企业的良好信誉度,可以使电力企业又好又快的发展,这是一项两全其美的措施。本文结合具体地点,从杭州萧山城区电网网络结构评估出发,探索基于可靠性的“N-1”计算模型还有其建设方案的提升研究,希望能给此领域贡献一点想法和建议。

关键词:萧山电网;可靠性;N-1;建设方案

1 引言

长期以来人们对电力系统可靠性的研究主要侧重于发输电系统,配电系统的可靠性还未得到应有的重视,实际上配电系统对用户供电的可靠性影响最大。据不完全统计,80%以上的用户停电缘于配电系统故障。供电企业有时为争取站址资源,在建设资金有限和负荷需求水平较低的情况下,处于电网建设初期时,首先要保证增大电网的覆盖范围,因此在此期间,网架结构相对薄弱,从经济性上考虑,电网的建设不能严格按照“N-1”标准执行。因此,在当前电网的发展建设中,受技术经济,环境和地方政策的影响,相当一部分的地方供电企业在电网的发展建设中尚不能完全按照导则的要求来实施,使得当前的电网建设不可能做到处处“N-1”和时时“N-1”。

2 萧山城区现状电网网络结构评估

2.1 接线模式标准化率

依据《配电网规划设计导则》,萧山城区属于A类供电区,对于中压架空线路推荐的标准接线模式为多分段适度联络,对于中压电缆线路推荐的标准接线模式为双环式、单环式接线。萧山城区现状年电缆线路标准接线共62回,占比74.7%;架空线路标准化接线2回,占比40%。对于非标准接线建议根据实际情况进行网架梳理,争取不断切改为标准接线。

2.2 中压线路的平均分段数

萧山城区现有接线模式主要有3类,分别为单辐射、单环网/单联络、两联络接线,下面对3类接线模式分别校核分段数是否合理。萧山城区64回单环网/单联络线路中,分段数合理线路9回;分段合理但线路负荷偏小线路15回;需要查找冗余分段线路1回,为城四线;负荷需要转出以满足“N-1”校验负载率的线路39回。对需要负荷转出的39回线路进行二次校验,假如转移后负载率为50%情况下计算平均分段负荷,其中28回线路分段合理;5回线路分段合理但线路负荷偏小;3回线路需要查找冗余分段;3回线路需要增加分段开关。

2.3 主变“N-1”通过率

对萧山城区110kV变电站进行了主变“N-1”校验,本次校验采用《配电网规划设计技术实施细则(试行)》(以下简称《细则》)供电安全标准中三级负荷组的方法进行,主变“N-1”校验的主要思路为,当多主变变电站一台主变发生故障时,其余主变短时间内可以承受不大于主变容量130%的负荷,如剩余主变容量加上该变电站下级联络线路转带裕度之和大于故障前负荷,则变电站通过主变“N-1”校验。

3 萧山电网基于可靠性的网架结构提升措施

3.1 同一电压等级“N-1”提升措施

3.1.1 萧山城区

1、非标准接线

萧山城区2018年中压线路共127回,非标准接线19回,占比14.96%,非标准接线对运行维护,故障处理,负荷转供等方面有很大的影响,影响供电可靠性,需要不断的向标准接线过渡。

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2、分段不合理线路

萧山城区2018年将现状10回分段不合理的线路改造7回,剩余3回线路仍然需要改造。萧百111线2016年负载率为60.35%,线路平均分段负荷0.75MW/段。主干线路4个分段开关,分别为百楼开、会计开、潘桥开、潘社开,其中百楼开挂接配变3550kVA,会计开挂接配变2930kVA,潘桥开挂接配变容量较大,达到17015kVA,潘社开挂接配变5350kVA。建议将会计开退运,将其挂接配变转接至百楼开,将潘桥开的配变部分转接至潘桥开。城四A617线2016年负载率为32.02%,线路平均分段负荷0.56MW/段。主干线路4个分段开关,分别为通惠开、龙海开、商北开、站前开,其中通惠开挂接配变7090kVA,龙海开挂接配变5860kVA,商北开挂接配变容量2290kVA,站前开挂接配变10480kVA。建议将商北开退运,将站前开的配变(结合负荷情况)部分转接至其他线路。湘三415线全线供电开关站为湘三开关站,负荷均集中于开关站上,因此分段开关无法增加,未来建议完善接线模式。

3、联络情况

萧山城区现状8回单辐射线路均未解决,新衍生出来的线路仍有3回线路单辐射供电,共11回单辐射线路需要及时改造。

3.2 全电压等级“N-1”提升措施

在对萧山现状电网及2018年规划项目进行全电压等级“N-1”校验之后,根据部分变电站存在全电压等级“N-1”校验存在负荷损失的情况,本次研究提出基于变电站互联模型的全电压等级“N-1”提升措施。

(1)过载系数k=1和1.3时,分别研究各种典型供电模型中在满足全电压等级“N-1”校验情况下的最大供电负荷。

(2)结合实际情况,计算过载系数k=1.3时,欲达到主变最大供电负荷时各种典型供电模型的主变出线数、站间所需联络点数、以及主变和线路利用率等关键属性,得出供电模型的规划方案。

考虑提升全电压等级“N-1”计算机模型的措施,还要从以下几个方面进行分析和研究:

1、互联变电站的座数

以供电块为一个单位,互联变电站的座数可以是2或者是4,又或者是2~4,,结合具体的防城港市的情况,近期和中期期可采用两座站互联模式,远期采用三座站互联的模式。

2、站内主变台数

采用2台主变配置。当负荷密度很大,对供电能力有很高要求的情况下,终期推荐采用3台主变配置。与互联变电站座数结合,推荐采用“3×2变电站—主变”组合模式。

3、站间联络方式

站间联络方式推荐采用对称联络方式,即变电站的任意一台主变仅与对侧站的其中一台主变相连的联络方式。

4、中压配电网接线模式

(1)架空网接线模式

中压架空网接线模式推荐采用多分段两联络接线,结合萧山电网实际情况可采用多分段单联络接线。2)电缆网接线模式

中压电缆网接线模式推荐采用单环网接线,结合萧山电网实际情况可采用双环网。为了使电网结构简单、清晰,同时提高供电可靠性又不影响电力系统安全稳定性,萧山电网110kV和35kV变电站的进线应尽量来自于不同的220kV变电站,或至少要来自于同一变电站的不同母线。

参考文献:

[1] 刘爽.供电可靠性风险管理研究 [J].科技致富向导,2013(33).

[2] 李波.浅谈提高供电可靠性的措施 [J].机电信息,2014(03).

[3] 张强.提高供电可靠性的若干建议分析 [J].科技传播,2013(22).

[4] 郑晶晶.10k V 配电网供电可靠性提升策略研究 [D].华北电力大学,2015,06.

[5] 颜少伟.复杂配电网供电可靠性评估方法[D].广东工业大学,2015,06.

论文作者:王纪勇1,黄付贵2,寿挺3,朱铁铭4,王菊5

论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期

论文发表时间:2017/12/7

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