摘要:本课题是研究在城市配电网结构的基础之上，通过理论建模的手段来分析出不同负荷、根据负荷密度指标确定电源点分布。城市各种接线模式基于分析、定量计算、定性分布，并结合城市不同规划区的供电区来进行选优分析。通过以上分析，我们可以为城市配电网网架结构、线路选型以及变电规模等方面的系统标准化提供建议，从而为城市配电网的网架建设提供了科学依据。
关键词：城市配电网；目标网架；接线模式
配电网的网架结构往往是规划改革城市电网工作当中的重点。在这篇文章中，我们将研究一种城市配电网目标网架接线模式，以此来为不同区域供电的配电网建设明确目标，以及明确管理相关工作、清理配电网运行等方面问题的思路。我们分为三部分进行。首先是根据供电区域对规划区进行划分，然后确定规化中不同供电区域理论中最优的接线模式。在这一步通过对规划区中较为常用的接线模式进行计算，电气分析以及全寿命周期的经济性计算来达到目的。最后，为验证我们研究这种模式的有效性及科学性，我们将结合城市的实际情况，在现状接线模式的基础上，对理论最优接线模式的过度案例来进行分析，通过此方法验证构建出的配电网目标接线模式和网架是否科学合理。
一、接线模式和网架构建研究思路
通常来讲，电缆线路和架空线路是构成城市配电网络的两部分。所以我们在对城市配电网网架结构进行研究时，分别需要采取架空和电缆线路研究这两种不同方面。
在总体调查结果中发现，城市配电网主要以单联络为主的架空接线(见图1)和以[开关站是电网设施和电网网架结构没关系，这地方说的是电网结构]单环网为主的电缆线路（见图2）构成。架空线路和电缆线路分别更适合向多分段适度联络（见图3 ）以及主备馈线的复杂接线模式（见图4 ）过渡。这样可以更好的提高配电网的设备利用率、供电能力和供电可靠性。
图1 架空单联络
图2 电缆单环网
图3 架空多分段适度联络
图4 电缆双环网
我们明确理论计算的边界条件有两点，分别是规划区、供电区，划分和规划供电区供电可靠率。通过接线模式可靠性计算、接线模式经济性计算、接线模式末端电压水平计算以及接线模式损率计算 ，这四种计算方式来做出接线模式相关的理论分析。将分析结果进行一系列计算处理，得出接线模式的综合评价值。以接线模式的评价目标值为基础，通过计算可获得理论最优接线模式。计算公式为然后将分析向理论最优接线模式过渡的实例及现状网架来构建出最合适的接线模式，计算公式如下所示。对得出的最优接线模式进行实验观察是否达到了供电区域的供电可靠性目标。如果没有达到，则需要进行重新评价，如果达到了，则可以继续后面的配电网网架构建。
式中：Uk%为短路阻抗百分比，UN为变压器额定电压，SN为变压器额定容量。
二、接线模式理论方法研究
城市配电网接线模式的理论研究需要考虑的因素有很多，而目前我们国内主要研究的是接线模式的供电电压质量、供电可靠性以及建设适应性、经济性等这几个方面的因素比较分析。我们可以通过以上因素的比较分析得出相应接线模式的优劣。每个因素都有自己独特的特点，所以我们需要采取不同的方法来对他们进行分析对比。使用定量结果对比可以帮助我们对电压质量及其经济性、供电可靠性进行对比，而适应性则需要通过定量对比和定性共同来分析。
（一）接线模式可靠性分析
供电可靠性和电压质量是体现城市配电网接线模式技术性指标分析的主要方面。其中，可靠性分析是对每个方案当中的每个元件所出现故障率、修复时间及受影响用户数等数据进行分析。而过程中需要考虑到不同方案中负荷转移的情况，然后计算出SAIFI、ASAI、SAIDI 三个指标数，即系统平均断电频率指标、平均用电有效度指标和系统平均断电持续时间指标。得出这三个数据之后，我们就可以用这些来比较出各个方案可靠性的高低。
（二）接线模式经济性分析
通过年值法把变电站、中压线路和对配电所进行的综合投资等这算成年值，再添加运行过程中产生的费用，计算出最小年费用，然后将这些费用进行比较来观察投资大小就是经济性分析。传统的经济性分析更偏重于投入成本，而对于其他的成本投资则不够重视。而我们从长远观察，设施的运行、维护投资远远大于它初期投入的成本。因此，我们不应使用传统的模式对其成本进行分析。而从长期效益出发，对设备的建造、运行、维护直到报废的全过程都有考虑的全寿命周期费用管理则成为了最合理、最科学的管理方法。在这种管理方法的概念下，从企业总体效益考虑，以整体费用最优为宗旨，以此来确定出最佳方案。
（三）接线模式电气分析
地域不同，所在规划区的线路长短也不同，而不同模式线路的负荷也存在差异。而这些因素会对线路末段的电压水平产生一定影响，从而进一步对用户的用电质量进行影响。可以反映区域供电经济性，并且可以间接反映供电技术、管理水平的配电网线损则成为电力企业们一项技术、经济指标。所以本研究通过决策仿真软件以及配电网计算分析对接线模式进行电气分析。
三、目标网架接线模式选用及配电网网架构建
（一）目标网架接线模式选用
通过接线模式的上述三种分析方法得出理论分析结果，然后做出决策矩阵。我们将决策矩阵规范化处理，利用德尔菲法计算主观权重，再利用均方差法计算客观权重，得出程度因子。随即我们根据程度因子推算出综合权系数，接线模式的评价目标值，即可获得理论最优接线模式的推荐结果。
在我们调研了城市接线模式的现状之后，根据不同区域的供电接线模式来分析出相应地区常用的接线模式以及该地区配电网发展到的水平。并根据我们通过综合评价结论得出理论最优接线模式来计算分析以该区域的水平来构建它的难易程度。综合比较之后，则可得出针对目标区域我们所推荐的接线模式。
为了验证其供电可靠性，我们用通过不同接线模式所占的比例计算得出的供电可靠性与指标来进行对比。如果小于指标，则重新进行接线模式重新综合评价。
（二）配电网网架构建
通过上述步骤，我们取得最适合的接线模式。之后还要研究此接线模式和高、中压配电网配合上的问题，最后才能获得合理的整套方案。本文主要研究供电能力在不同模型下的情况和可以让变电站利用率达到最高的站间联络线路回数及配置出线间隔。
互联变电站座数、低压侧主接线形式、站内配置及中压配电网接线模式都不同的情况下，通过最合理的组合所形成的方案就是配电网供电模型。在主变有足够的出线承载负荷以及足够的站间联络容量的基础上，只要满足主变N-1 ，典型供电模型就可以提供最大供电能力。
总结：本文对城市配电网目标网架接线模式的研究，首先给目标城市区域划分，其次通过经济性分析、可靠性分析及电气分析对接线模式进行综合评价，由此来得到理论最优接线模式。最后根据配网现状模式以及从现状向理论最优模式过渡的难易程度来研究配电网目标网架接线模式。但由于中压配网参数量大、设备多，在网架规划，特别是在接线模式选择上具有很高的复杂性。而为了实现城市配电网在安全并且经济的条件下运行，有必要针对在不同负荷分布、电源点分布、负荷密度下、变电容量下的城市网架接线模式的研究，以便于为城市电网今后的规划提供一些参考。我们需要通过选择最合理的接线模式，来实现负荷发展、线路分段联络以及减少因停电而受到影响的居民数量。本课题通过网架评估理论方法，结合城市在一定时期的负荷密度预测，通过科学计算得出结论，推荐一个合理的目标网架接线模式。这对今后城市的配电网供电能力起到一定的促进作用。
参考文献
[1]穆永强,王荣茂,王春生,艾芳馨.配电网目标接线模式和网架构建方法及其应用[J].电力系统及其自动化学报,2014,26(08):85-90.
[2]胡昌斌.昆明10kV配电网目标网架典型接线模式研究[A].云南电网公司、云南省电机工程学会.2012年云南电力技术论坛论文集[C].云南电网公司、云南省电机工程学会:,2012:4.
论文作者:吕少帅,郭晓慧
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/15
标签：接线论文; 模式论文; 网架论文; 配电网论文; 城市论文; 目标论文; 理论论文; 《电力设备》2017年第34期论文;