城市配电网运行方式的优化论文_刘亮

城市配电网运行方式的优化论文_刘亮

(国网大连供电公司 辽宁省大连市 116033)

摘要:城市配电网存在多种历史遗留问题,配电网络构架复杂、薄弱,给配电网的安全运行带来许多问题,通过针对配电网络薄弱环节提出的运行方式安排与优化,对配电网的安全、经济、优质运行起着显著成效。

关键词:城市配电网;运行方式;优化

引言

随着城市配电网不断向大容量、高参数、复杂结构等智能电网方向发展,配电网运行方式的合理安排和优化对配电网安全运行、节能经济高效运营起着越来越重要的作用。合理、科学的运行方式编排和优化对及时掌握配电网运行状态,故障及安全隐患排查,对配电网安全、经济、优质运行都有着显著成效。

1、城市配电网存在的问题

城市电力网是为城市送电和配电的各级电压电力网的总称,其中6、10、20kV电压电网为中压配电网,目前城市中压配电网的电压等级基本上为10kV,还有少量为20kV。本文提及的城市配电网均为10kV中压配电网。

因城市配电网建设初期未能超前规划、各区发展不均衡等原因,导致配电网络构架复杂,配电网络结构存在多种历史遗留问题,例如:线路联络关系复杂,多条线路无序联络,常见五条以上、极端情况甚至十多条配网线路相互关联,但转供能力却没有因此得到提升;配电网线路供电区域不清楚,常见在某一区域存在多条线路供电,且这些线路同时供区域外的负荷的情况;主干线路供电节点多,常见某些配网线路给十几个环网柜供电的情况;某些架空线路之间的联络点,未选用柱上开关,而是利用单一刀闸作联络点;支线多级放射,某一开关引自主干线路后,后端带多个环网柜或变压器,若开关断电将造成多用户停电;互相联络的两条配电网线路,其供电电源来自同一个变电站的同一段母线,若母线停电,将造成两条线路同时停电且无法转供电等等。

复杂薄弱的配电网络结构给配电网的安全运行带来了许多问题,例如:负荷密集区配网线路不满足N-1安全准则,线路故障停电后,常常因联络点设置不合理或正常供电线路重载而导致故障线路的负荷无法转供;线路走向复杂、供电区域交叉、无序联络等,使得平时的线路运维和故障情况下故障点的查找效率低下;联络点设置不合理、使用单一刀闸作联络点、运行人员操作时操作步骤复杂,存在安全隐患;因联络点没有经过优化设置,线路转供电经常需要移动多个地方,有时因需进客户电房而需操作人员耗费大量时间跟客户协调,故障情况下影响线路的复电进程等等。

上述配电网存在的问题,最主要的原因是配电网的规划与生产运行脱节引起的,解决上述问题从根源上还是要有规划和运行一体化的管理思路,在规划设计阶段就考虑到以后的生产运行中会碰到的问题,并予以规避或优化。此外,也有配电网运行方式的管理不够规范的因素,这正是本文所尝试探讨的。城市配电网调度目前实行集约化的调度模式,配网调度负责全市配网的调度运行管理,因配网自动化只覆盖了城市中心区的一部分,大部分区域主要依赖配网单线图进行调管操作,目前没有固定的运行方式安排。

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2、配电网运行方式的优化

那么,应该如何着力配电网运行方式的规范化管理以提升配电网运行管理水平呢?从上述配电网络的薄弱环节入手,配电网的运行方式安排及改造优化中应考虑以下因素:

2.1 满足线路N-1安全准则

N-1安全准则即:中压配电网一回线路或配电站内一台配电变电器发生故障停运时,在正常情况下,经转供电后除故障段外不停电;在计划检修情况下,又发生故障停运时,允许部分用户停电,待故障修复后恢复供电。为最大限度保证线路满足N-1安全准则,新建或改造的组网线路应优先选择N供一备(N<=4)、单环网、双环网方式的接线方式,实现接线方式的标准化,避免无序联络、避免支线多级放射。

2.2 线路负荷和供电节点均衡

各相关联络线路的负荷分配须基本平衡,且满足线路安全载流量的要求;单条线路所带的配电站或开关站数量须基本均衡,一般不宜超过6个,防止主干线路供电节点过多。

2.3 固定联络开关点的选择

优先交通方便,且属于供电局资产的户外设备,没有无特殊原因不将联络点设置在用户设备及户内设备,避免转供电操作耗费不必要的时间;对架空线路,应避免使用单一刀闸作为线路联络点,规避操作风险;对已经进行配网自动化改造的线路,联络点优先选择具备遥控功能的开关,利于调度台端对设备的遥控操作,如未进行配网自动化改造的线路,联络点的选择应考虑是否适合进行配网自动化改造。

2.4 满足用户供电要求

对相互联络的线路,应避免线路供电均来自同一变电站的同一母线,防止母线失压时用户供电电源全失。此外,还应考虑重要用户的可靠供电,目前城市配电网的重要用户分一级、二级两类,对一级重要电力用户具备两路电源供电条件,两路电源应当来自两个不同的变电站,当一路电源发生故障时,另一路电源能保证独立正常供电;对二级重要电力用户具备双回路供电条件,供电电源可以来自同一个变电站的不同母线段;尽量避免单条线路供多个重要用户,一条线路不宜超过1个重要用户。

2.5 配电网的分区供电

中压配电网应根据上级变电站的布点、负荷密度和运行管理需要,划分成若干相对独立的分区配电网,分区配电网应有明确供电范围,不宜交叉和重叠。分区的划分应随着情况的变化适时调整。有条件的地区可根据负荷和道路分布,按道路划定地理区域上的网格,在网格内按标准接线方式组网,形成具备独立的区域性电能特征的配电网单元,即进行配电网分片的“网格化”供电。

2.6 其他因素

可考虑的其他因素有:中压配电线路的供电距离满足末端电压质量的要求,线路长度不宜太长;用户专线也是配电网的重要组成部分,对其方式安排也应提出相应的技术指导意见;对同沟铺设的多条电缆线路应考虑避免出现电缆沟着火造成大面积停电且无法转供电的情况等等,不一一赘述。

3、配电网运行方式优化的成效

考虑上述因素的城市配电网方式安排与优化,一方面提出了在现有配电网络结构下运行方式的安排原则,另一方面提出对配电网络构架薄弱环节进行优化改造的大体思路。遵循上述原则的城市配电网方式安排与优化,固化了配电网联络开关点,优化了配电网络,对配电网的安全、优质、经济运行有着显著促进作用。基层运行人员通过制定线路联络表、转供电操作开关表、正常方式图等手段,不仅便捷地掌握了本区配电网线路、联络开关、重要用户等信息,利于开展日常运行维护,更可在故障停电情况下,快速掌握故障停电范围,快速进行转供电操作,缩短停电时间,提高供电可靠性,提高客户服务水平。从运行指标的提升来看,试点地区的配电网线路可转供率逐年攀升,用户平均停电时间、用户平均停电次数均逐年减少,供电可靠率有所上升。此外,上述原则还可以前移至规划建设环节,用于指导配电网的规划,在配网规划与运行之间形成闭环的一体化管理,实现配电网络架构的超前规划,从根本上提升配电网的运行管理水平。

参考文献:

[1]方向晖.中低压配电网规划与设计基础.水利水电出版社,2004,4.

[2]中国南方电网有限责任公司,中国南方电网城市配电网技术导则,2005,12.

论文作者:刘亮

论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期

论文发表时间:2018/4/19

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