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摘要：配电网是发电系统、输电系统和用户之间联系的重要枢纽，担负着电力系统的重要任务，因此其供电能力不仅会对用户的用电质量有所影响，在很大程度上也会影响电力企业的经济效益。为进一步保证配电网的可靠性和稳定性，就需要对配电网的各层实现供电能力的准确评估和分析。文章主要对配电网分层供电能力的相关定义、影响最大供电能力的因素与分层供电能力的指标进行分析，然后对提升供电能力的措施进行了有效探索。
关键词：配电网；分层供电能力；因素；指标；有效措施
随着经济的不断发展，我国的整体国民经济水平有了较大的提升，人们生活水平显著提升，更多地电器设备走进了生产和生活中，这样就很大程度上提升了对电力的需求。电力部门就必须针对现在社会的需求，实时的做出调整，并对配电网中存在的问题进行深入的分析，以制定有效的措施，不断的实现配电系统的完善和创新。从目前来看，电力系统中频繁发生的系统停电现象，很大程度上因为系统扰动致使稳定受到影响。对此现状，要求定量评估与分析系统分层供电能力，以保证配电系统在供电方面满足供电安全的需求。
一、分层供电能力的相关定义
对分层最大供电能力的定义主要可从馈线层、变压器层、进线层、馈线与变压器同时作用以及综合供电能力等方面来阐述[1]。其中从馈线层角度对最大供电能力可理解为，利用馈线之间的联系完成负荷转带过程，使N-1 约束方程下各馈线都可达到最大负荷，该最大负荷即为供电能力在馈线层中的最大值，将其表示为DF。其中的约束条件主要包括馈线自身的容量以及各馈线间存在的联系。而最大供电能力在变压器层主要体现为根据各变压器存在的关系以及馈线在变压器中的联络所完成负荷转带的过程，保证在N-1约束方程下各变压器达到最大负荷，利用 Dr表示，具体的约束条件主要有变压器自身的容量以及各变压器间的联系。在进线层方面，利用DS表示最大供电能力，可定义为以进线联系为根据，通过其中的馈线以及变压器等联系完成负荷转带过程，使各进线在 N-1约束方程下达到最大负荷值，约束条件主要为进线容量以及各进线存在的关系[2]。另外，最大供电能力在变压器与馈线共同作用条件下可利用 DF+r表现，其概念为N-1约束方程下变压器与馈线都可达到最大负荷，其约束条件包括二者的容量以及联系关系。综合所有进线、变压器以及馈线，当满足N-1约束准则下最大负荷值时便为综合供电能力，即DF+r+s，受进线、变压器与馈线容量以及各联络关系的约束。
二、影响供电能力的因素判断
根据前文中提及的相关定义可分析，Dr概念中忽视对下属馈线容量的考虑，DF概念中忽视对变压器容量的考虑，可由此对二者以及DF+r进行比较推出供电能力起到限制作用的为变压器层与馈线层。具体判断依据可设定在DF+r小于DF的情况下，限制最大供电能力的主要为变压器层，在DF+r大于 Dr的情况下起到限制作用的为馈线层，而 DF与 Dr相比下，负荷值较大的限制作用更加明显[3]。另外，根据DS的定义，可判定变压器与馈线若在容量充足的情况下不会对最大供电能力产生影响，所以可对DF+r+sDF+r与DS进行对比判断限制最大供电能力的是否来自进线层，具体判定方式可假定DF+r+s小于DS，此时对最大供电能力限制的可能为变压器层或馈线层，而在 DF+r+s小于DF+r的情况下可判断最大供电能力主要受进线层限制，通过DS与 DF+r的对比，又可评估最大供电能力受进线层、变压器层或馈线层限制作用的大小。
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三、分层供电能力的指标
在实际评估配电网分层供电能力过程中，可利用j表示进线，并以MST+j表示进线与变压器之间的匹配程度，根据馈线层、进线层与变压器层的相关定义可推出各层设备在供电过程中的匹配度可根据相应的匹配度指标判断，如在第j台变压器匹配指标超出100%后，说明变压器与下属馈线存在较大的供电能力差，变压器将会限制配电网的整体供电能力，而在匹配指标小于100%后，配电网供电能力主要受下属馈线所限制。另外，在实际评估配电网供电能力时也需引入能够对最大供电情况下设备负荷与设备实际负荷差别的充盈度指标，根据充盈度指标在馈线、进线层以及变压器的表示，可得出充盈度指标在接近1的情况下能够实现最大供电能力。当设备充盈度小于1时具备一定的负荷裕度，而大于1的条件下，设备需将负荷移出。
四、配电网分层供电能力评估的实验
以某配电网为例，其拥有19条馈线，8台变压器与4条高压进线，其中的变压器在变比方面为110kV/10.5kV。实际评估计算过程中可引用MATLAB方法，根据linprog函数进行模型的构建，首先确定进线、馈线以及变压器的容量，再假定故障情况下各部分负荷转移情况，然后可利用供电能力的具体指标得出约束条件。最后根据 MATLAB 中linprog函数便可评估分层供电能力。根据得出的分层供电能力、匹配度指标以及充盈度指标，可得出：首先，供电能力最大的为进线层，且相比各层供电能力下，综合最大负荷值相对较小，对供电能力起到限制作用的主要为馈线层。其次，关于设备匹配程度，变压器与馈线不具备较高的匹配程度，说明最大供电能力一定程度上也受到馈线层的限制。最后，从充盈度角度可判断，对充盈度较低的设备进行负荷增加时可使电网负载能力得到提高，也有利于负荷的分布更为均衡。
五、提高配电网供电能力的有效措施
全面开展配电网供电能力提升工作，从区域配电网的实际情况出发制定行之有效的措施和方法对提高用户供电的质量和增强电力企业的经济效益都至关重要。本文结合实际情况，提出了如下有效措施：
（1）强化城市电源点的布置，完善和加快城网的建设、改造和入地工程，优化城网的网络拓扑结构，尽快实现城网的手拉手环网运行，以提高整个配电网的系统性能。
（2）完善配电网主干线路的分段，合理利用分段原则对区域配电网的干线进行有效分段，并加装自动隔离装置，同时加装支线开关，减少支线故障对主干线路的影响。
（3）加快推进配电网自动化建设，提高对配电网的故障定位、故障判断以及故障隔离，进一步提高对配电网全景信息的获取，减少停电时间、停电范围，从而提升整个配电网的运行和管理水平。
（4）提高配电网系统的绝缘和耐雷水平，在10kv雷击频繁的地区可加装线路避雷器，减小杆塔接地电阻。采用绝缘线更换架空裸导线，并使用穿刺型防雷金具或穿刺型避雷针的方法。
（5）积极在县域配电网推进带电作业，既可以满足用户的正常用电需求，也可以提升用户对用电部门的满意程度。
（6）在电网改造和建设中，积极应用智能一、二次设备，淘汰陈旧设备、运行年限超限设备，及时更换型号落后的设备，在选择断路器时，优先考虑采用真空开关和sF6型电器，全面提高技术装备水平，以保障配电网的供电能力。
（7）在含有小水电的配电网中，优化小水电的运行方式，加强对小水电入网数据的监控和调度，合理做到全网潮流的均衡和系统的稳定。
六、结束语
总之，配电网供电能力影响着电网的运行稳定性及用户的用电质量，因此，电力企业一定要采取正确的电力能力评估，做出有效分析，并有根据的制定有效措施，提升配电网的供电能力，达到实现电网稳定和安全的供电目的，促进我国工业及经济的平稳发展。
参考文献
[1]殷强.配电网分层供电能力评估与分析[D].西安科技大学，2014.
[2]孙岩.配电网综合评价方法及应用[D].华南理工大学，2013.
[3]陈浩.配电网供电能力的计算方法研究[D].上海交通大学，2009.
论文作者:贾森
论文发表刊物:《电力技术》2016年第8期
论文发表时间:2016/10/20
标签：能力论文; 变压器论文; 配电网论文; 馈线论文; 负荷论文; 指标论文; 设备论文; 《电力技术》2016年第8期论文;