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摘要：随着城市经济的不断发展，电力对城市发展的重要性日益提升。在我国南方区域大中型城市电网中，普遍采用220kV电网作为其输电主网，而110kV电网定位为高压配电网。作为最高电压等级的配电网，要综合考虑110kV电网的负荷预测、电网接线模式、站址及线路路径选择及设备选型等问题，并设计合理的规划方案，优化设计标准，以指导电网建设工作的开展。本文就电力建设中110kV电网的规划与设计问题进行相关分析与讨论。
关键词：110kV电网；电力设施建设；电网规划设计
电网是电力建设的重点工作内容，对其的设计和规划关系着电力系统的运行效果。为了有效避免用电事故的发生，保障人们电力使用的安全，维护社会的稳定，就要对电网进行合理的结构设计和规划建设，从而促进经济效益与社会效能最大化的统一。在城市电网中，110kV电网作为“发输配用”第一层级的配电网，发挥着重大的作用。因此，我们必须关注设计相关负荷、接线、设备、技术等相关问题，进而全面把握电网规划工作的方向，促进用电安全，为城市经济的发展提供稳定的电力支持。
一、电力负荷预测
电力负荷预测是电力系统规划的重点问题，它的相关预测准度影响着方案的准确性与时效性。通常，负荷是指对电网实际应用须输送的电量以及电力功率。在进行负荷的预测时，要针对具体的情况，采取适合的方法，进行结果的多方面比对，为设计提供数据支撑，从而实现方案的综合最优，提升对规划工作的指导性。电网负荷的预测工作，可以促进变电站建设位置的合理选择，并估算变电站的容量，从而节省社会成本。
影响电力系统负荷水平的因素较多，不同的用电单位或部门，以及不同的用电设备在用电方式、供需量等方面均有显著差异。比如城市跟农村的建设负荷存在差异，民用与商用的电力需求也有所差别，第二产业与第三产业的负荷也相对不同[1]。影响负荷水平的因素除以上内容外，还包括系统运行的要求、气候环境的影响、未来经济建设需要、城市经济发展水平等。因此在进行预测时，必须综合考虑各相关影响因素，并按照合理的负荷分类方法对负荷进行统计测算，以保障预测结果的准确。
按照负荷与各变量的相关关系，常见的经典预测方法有产值单耗法、电力消费弹性系数法、负荷密度法、人均用电量法等确定性负荷预测方法，以及灰色预测法、模糊预测法及神经网络预测法等不确定性负荷预测方法。因此要结合实际情况，选择适合的预测方法，以提高负荷预测工作的指导性及准确性。比如周期性预测，它根据负荷预测的目的，又细分为了以下四种。其一是对紧急状况进行处理的超短期预测；其二是对电网调度进行日计划或周计划的短期预测；其三是为了确定相关器材设施运行的方式，或进行电网设施的大型整修规划等的，一年以内一月以上的中期负荷预测；最后是为了实现电网的大范围改造，或是进行规模化扩建准备的，三年以上的负荷的长期预测[2]。
二、变压器的设计
变压器的设计是关系着整体电网规划水平是否满足实际需要的关键性内容之一。在对变压器进行设计时，主要考虑两个方面的因素，一个是变压器的容量，另一个是变压器的台数。
在考虑变压器的容量时，要用发展性的眼光，考察变电站投产后10～15年甚至更长的时间远景年变压器单台容量。由于电网的建设工作相对比较庞大，进行整改与扩建工程量也比较多，就会对区域范围内的居民生活和企业的发展造成影响。因此在进行变压器的选取时，必须考虑到变电站建成之后要使用的年限，综合考量国家的发展对电网负荷能力的需求发展。进而保障在有效时限内，变压器的容量合乎使用需求，从而避免变压器容量过低，给电网造成的额外损耗问题；以及变压器容量过高，造成的闲置空载问题等。
在考虑变压器的台数问题时，最主要的设计准则就是“N-1”，这个标准通俗来说就是一台变电器出现问题退出运行后，其他的变压器容量也可以满足电力负荷的需求，保障供电的稳定。同时主变压器容量及台数的选择，还要考虑到相应配电负荷的增加，从而保障实际供应的需求。
三、电网接线方式
电网接线方式也是进行电网规划的一个重要内容。常见的110kV电网接线类型有环网型、链型、T型、辐射型等[3]，本文主要介绍南方电网常见的T型、链型两种接线模式。南方区域110kV电网典型T接方式为三T接线（见图1），该接线模式下110kV变电所的三条进线分别来自两个不同的高压变电站三段母线，且变电所内未线变组接线。该接线平均1座110kV变电站所占用的220kV变电站110kV出线间隔较少，也可降低对于220kV变电站的需求，节省用地及投资，适用于110kV变电所发展到3台主变规模的情景。
图2 链型接线模式示意图
在实际的设计规划中，要对供电的灵活性需求、可靠性需要、电力负荷等因素进行综合论证与分析，从而选取合适的接线形式，进而促进网架结构的持续性、协调性、合理性发展。
四、变电站址和线路走廊的规划
由于变电站址和线路走廊的建设，前者会对周围通讯造成一定干扰，后者则需进行市政道路开挖或高压架空线路的架设，影响人民出行与生活等的便利等。因此在变电站以及线路走廊的规划和选择时，要对站址和路径方案进行多方案比较及论证分析。
首先，必须结合城市总体规划和市政详细规划，对变电站站址及线路走廊资源进行统筹规划分析，避免后期产生建设用地的冲突，各类管线的交叉等问题；其次，要考虑到资金节约和用地节省的需要，对变电站的场地布置及出线间隔、架空走廊线行及电缆线路通道要求进行合理规划设计；另外，还需结合负荷分布情况合理划分变电站的供电范围，尽量将站址选在负荷中心。
五、技术应用
随着科学技术的发展，在进行电网规划设计时利用有效的科技与设备，可以极大地提升设计的质量水准，提高相关数据处理的效率。比如对GIS技术、三维设计等技术的使用，可以有效提升勘测与图像反馈的效率，对当前规划开展时复杂的城市布局结构进行整体性的把握，通过数据处理技术，进行可视化直观设计，促进设计的细致化。通过GIS技术的应用，为电网规划及运行管理搭建起了一个大数据平台，技术人员将相关的标准设置输入后，通过计算机技术的测算，可以对当前布局、电压、电荷负载、线损等参数进行了解，进而提升电网规划运维效率，也可提高预测设计的精细化程度[5]。
在对电网设备选型方面，选用成熟可靠的新技术产品能够有效提升电网运行的稳定性。例如在设计时，选用智能化的开关、通信及在线状态监控装置，在电网运行阶段有利于对电网状态进行实时的数据采集与反馈，提高对电网的实时调度运行效能；或者为主变压器进行自动化测控装置配备，通过数据的测算，实现自动化的保护与控制系统运行，当设备检测到变压器温度超出一定限度时，自动启用制冷装置进行降温处理，以保障供电稳定[6]。
结语：
随着时代的进步与发展，我国电网建设取得了举世瞩目的成就。电网规划及设计工作是电网建设的龙头与先驱，这就要求我们对城市电网进行更加科学完善的规划，不断审视现有规划手段，不断完善电网结构，以适应电网安全可靠运行的要求。要促进规划设计的水平提升，就要把城市的发展与建设同电力发展结合起来进行综合考量和分析，逐步实现传统电网向创新、和谐、绿色、开放、共享的智能电网迈进，实现各电压层级电网的智能化，促进我国社会的持续健康稳定发展。
参考文献：
[1]陈萍，任脉.浅析电网规划与电力设计对电网安全的影响[J].山东工业技术，2018（20）：180.
[2]韦友铨，韦树科.基于供电可靠性的城市110 kV电网接线优化分析[J].广西电力，2018，41（04）：74-76.
[3]伍沃初.城市110 kV电网电缆的设计问题分析[J].科技与创新，2018（16）：97-98.
[4]吕志军.浅析新形势下110KV电网规划与设计[J].信息记录材料，2017，18（11）：175-176.
[5]段德君.对新形势下110kV电网规划与设计的探讨[J].科技创新与应用，2017（14）：189.
[6]李培培，陈正华，陈浩.110kV电网网架结构的优化建设和应用[J].电工技术，2019（02）：50-51+54.
论文作者:黄学彦
论文发表刊物:《河南电力》2018年22期
论文发表时间:2019/6/21
标签：电网论文; 负荷论文; 变电站论文; 变压器论文; 接线论文; 电力论文; 城市论文; 《河南电力》2018年22期论文;