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0 引言
配电网是将电能分配给用户的最后一环,与输电网相比,配电网的电压等级较低、供电范围相对较小,但用户数众多、网络复杂。主要具有用户敏感性、社会公益性、网络规模性等特点。
评估是指“根据确定的目的来测定对象系统的属性,并将这种属性变为客观定量的计值或者主观效用的行为”。根据评估对象所处于的不通过阶段和评估的目的的差异,评估一般有:预评估:在系统未实施之前对系统实施后可能产生的影响进行分析,一般采用预测和仿真的方法;后评估:在系统完成后,评估系统的作用是否达到预期目的,一般可采用数据分析的方法进行。
配电网现状评估是认识配电网存在问题的手段,受配电网复杂量大的特点的制约,导致配电网评估分析难度大,传统对配电网的评估多是围绕供电能力、可靠性和经济性等单一指标进行。由于配电网本身存在问题具有较高的耦合性,如绝缘化率低的问题和供电可靠性低存在着不完全因果耦合关系,但可靠性低的原因又不单是绝缘化率低的原因,因此,传统配电网单一指标评估对配电网存在问题的判断不够全面,且给出的规划解决措施的针对性不足,对规划的指导作用不够明确。
配电网现状评估一般采用理论计算分析和“点对点”实地调研相结合的方式进行,做到点面结合,不重不漏,对存在问题及其严重性进行合理评估,做到不低估亦不高估,理论计算分析包括负载率、N-1、不同负荷水平潮流分析、短路计算分析、可靠性分析等,实地调研包括电压实测情况、运行经验、设备排查情况、用户投诉等,将可量化的数据不可量化的经验统筹考虑。
1 配电网评估体系构建
评估体系对评估结果的影响至关重要,一般评估体系的建立应当遵循以下原则:
1.客观性原则
综合评估体系的构成必须紧紧围绕着综合评估目标层层展开。评估体系中的各层指标能够全面、完整、充分、贴切地体现被评价对象的目标,即能够客观地暴露和展现配电网存在的问题。
2.可操作性原则
评估体系实用、可行,体系的内容和形式尽可能较为简洁,使评价者和规划部门都能接受。体系中所涉及的各项指标含义明确、客观具体,数据较易获得或便于处理,以便评价者分析比较。
3.全面性与重点性原则
评估体系应满足指标的完备性,即系统地反映、再现、涵盖配电网各方面的因素。根据系统论的观点,从整体出发对规划方案作综合评价,不能因为某一方面特别突出而以偏概全,同时要注意不能过分追求全面而脱离实际,对于一些非主要的、非本质的评价因素则可忽略不计。力求全面与重点相结合。
根据工程经验总结,配电网评估主要包括4个方面,即:高压配电网、中压配电网、低压配电网及上述三级电网的协调性评价。由于高中低压配电网是一个完整的系统,高压电网的一些固有的不足,如可靠性等,在中压配电网中可以得到一定程度的补充,因此对配电网评估时宜将三个电压等级电网分别评估的同时考虑其之间的综合协调性。
2 高压配电网评估指标体系
高压配电网一般是指110kV或35kV配电网,根据指标体系建立的原则和高压配电网的实际情况,本文将高压配电网评估体系分为三类:安全性指标、供电能力指标、合理性指标。
安全性主要包括安保电源、重要负荷安保度、短路水平、变电站N-1校验和线路N-1校验5个指标;供电能力主要包括容载比和线路均载率两个指标;合理性评估主要包括等值中心偏移、负重系数和负载不平衡度3个指标。
3 中压配电网评估指标体系
中压配电网评估体系分为三类:安全性指标、供电能力指标和合理性指标。
安全性主要包括线路N-1校验、开关站N-1校验、重要负荷安保度和故障恢复有效度。其指标含义和高压电网类似。其中故障恢复有效度是指是否有可靠的路径来满足大电网停电情况下的重要负荷恢复供电。
供电能力指标主要是是线路负载率水平及是否存在网络卡脖子环节。
合理性包括供电半径、网络结构、导线型规、分段情况、线路负重系数、电压质量、接线模式标准化等指标。
4 低压配电网评估指标体系
低压配电网评估体系主要为配变布点充裕度、配变属性、低压网络合理性和电能质量、远期负荷满足率5个指标。
配变布点充裕度指标可以由配变的负载率和供电半径两个角度衡量。对配变负载率较高且供电半径大的区域可认为配变布点充裕度低,需增加配变布点。
配变属性是判断配变是否为高耗能配变及运行年限是否超限。
低压网络合理性和中压网络结构的评估方法一致,是指对某一配变台区低压网络结构和优化网络结构的差异性,可采用对线路单线图的分析获得。优化网络可采用最小生成树算法获得。
电能质量是低压网络评估的一个重点,时至今日,配电网中低电压用户仍未能有效消除,这一评估指标数据主要来自于调研数据和用户投诉情况。
配电站及以下的配电网一般按远期负荷一次建成,能否满足远期负荷需要是衡量低压配电网性能的必要指标之一,远期负荷可通过第二章的灰色关联理论得到负荷密度指标进行计算。
5 多级电网协调评估指标体系
多级电网协调评估指标体系包括异源线路联络率、供电负荷矩、安保重复度、级间冗余度4个指标。
异源线路联络率表示来自不同接线模式单元的变电站之间的出线间的联络线路在总联络线路中的比重。由于同一接线模式单元下的高压变电站的可靠性基本相同,高压侧有负荷转供的能力,低压出线的联络对可靠性的提高将无太大作用,相反来自不同接线模式单元的变电站之间的联络反而可以极大地弥补上级变电站可靠性的不足。
供电负荷矩是供电负荷和供电距离的乘积,在变电站布点确定的情况下合理划分不同变电站的供电范围可以使得供电负荷矩达到最小。
安保重复度是衡量在高压配电网和中压配电网中同时考虑安保的重要用户比重。
级间冗余度是指不同电压等级变电容量的匹配冗余情况,一般来讲,上一级变电站应对下级变电站保持一定的冗余容量。
6 案例分析
以常山县配电网评估为实例,对评估体系中的各项指标的求取进行分析。该电网供电面积1306km2、用电人口42.08万人。现拥有220kV变电站2座,主变容量420MVA;110kV变电站8座,主变容量559MVA;35kV变电站3座,主变容量11.3MVA。110kV线路24回,总长度252.08km;35kV线路5条,线路总长度52.527km;10kV线路共计69回,其中公用线路64回,公用线路总长度1007.577km;10kV配变总数1990台,总容量418.88MVA;低压线路共计1313.4km。2009年最大供电负荷354.97MW、供电量15.03亿kW•h。110kV容载比为1.90;35kV容载比为0.97。现状电网供电可靠率99.14%;综合线损率为8.63%,综合电压合格率为99.65%。
7 结论
本文介绍了配电网现状评估的主要原则、目的及评估的思路,建立了涵盖高中低压配电网及三级电网协调性的评估指标体系,并以常山县电网评估为例说明整个评估的过程,该评估指标体系广泛吸纳了工程经验,较为全面完整,通过评估找出目前配电网中存在的问题,根据问题提出解决的方法。
参考文献:
[1]邓立华,陈星莺.配电系统可靠性分析综述[J].电力系统自动化设备,2004,24(4):74--77.
论文作者:徐益飞,王毅,丁传雷,王敏,张纪凤
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/31
标签:配电网论文; 指标论文; 变电站论文; 负荷论文; 线路论文; 电网论文; 低压论文; 《电力设备》2017年第12期论文;