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摘要：根据高压配电网规划设计现状及弊端，本文提出一种基于网架划分的高压配电网规划模型，并通过技术性、经济性评价，实现高压配电网规划方案的优化选择，以期为高压配电网规划设计提供有益的参考。
关键词：高压配电；模型；规划设计
一般来说，高压配网是指35～110kV电压等级的配网规划。在输配电网络中，高压配网是连接主干配电线路与中低压配电网的枢纽，是城乡输配电网络的重要组成部分，因此，高压配网规划合理性、科学性是评价输配电网络的重要标准。在传统的高压配电网规划中，大多是依靠规划人员的主观经验进行设计，拟定多个方案后根据方案经济性、可行性进行比选，然而，在输配电网日益复杂化的背景下，传统的高压配电网规划方法难以适应当前电力供应需求，因此，高压配电网规划模型成为电力领域专家学者研究的重要方向。基于此，本文基于技术可行、经济最优原则，提出高压配电网网架规划模型，将高压配电网规划区划分为不同网格及供电单元，并进行独立供电，以期提高高压配电网规划的经济性、科学性。
1 基于供电分区的模型思路
1.1 供电分区分类
根据配电网络规划技术原则，高压配电网架典型接线模式主要为双侧电源、单侧电源接线方式，例如，满足上级电源的T形和形链性接线、环形接线和辐射形接线。这些接线方式电气相对独立，因此，可将供电范围视为一种供电分区，即供电单元、供电网络。
（1）供电单元
供电单元是指电气上相对独立的110kV变电供电区域，以110kV变电供电区域为例，可将整个供电区视为一个供电单元。按供电接线类型划分，供电单元可分为：双侧电源接线供电区域的站间供电单元、单侧电源接线供电区域自供环供电单元、辐射供电单元。一般而言，站间供电单元由两座及以上的220kV变电站组成，110kV变电站可通过配电线路在22kV变电站进行站间转供；自供环供电单元一般以220kV变电站作为供电变电站，110kV变电站由负荷通过220kV通道转供；辐射供电单元一般以220kV变电站作为供电，区域内的110kV不能通过其它110kV线路通道转供。
（2）供电网格
供电网络可分为站间供电网格和非站间供电网格。站间供电网格由一个或以上的供电单元组成；非站间供电网格由一个或多个自环供电单元或辐射供电单元组成。
1.2 高压配电模型设计
基于技术可行、经济最优的规划理念，高压配电模型规划将复杂的配电网架划分为相对独立、小规模的供电分区。首先，在配电规划区域内，将整个规划区划分为站间供电网络和非供电网络，优先构建满足高压通道的N-1自环供单元，并组成辐射供电单元。其次，结合经济性因素，非单辐射高压线路电能损耗较小，经数据研究，电缆线路约为1%左右，架空线路损耗约为10%以内。根据造价最优原则进行供电区域划分。且由于220kV变电站的供电范围已确定，220kV变电站至110kV变电站的主干线已知，高压配电主干综合造价取决于110kV变电站站间主干通道的选择，因此，110kV高压配电备供电220kV可按110kV转供路径主干线路具有较高的经济性。
基于上述分析，高压配电网规划主干通道布局应当基于110kV变电站间主干道综合造价最小原则，在高压配电规划模型构建时，首先应根据110kV变电站的220kV供电站和备供站，在整个规划区内加按满足220kV变电站N-1要求，将规划区划分为多个站间供电和非站间供电网格。其次，依据供电网络按110kV主干线通道，将供电网格进行进一步划分，形成典型界限模式的供电单元，最后，根据供电单元施工满足独立供电和供电规划改造费用，合理选择典型接线模式。
（1）主干通道的布局
根据高压配网规划模型，110kV主干通道的选择应尽量选择长度短、转角少、跨越少、拆迁少等实施方案，重点突出110kV主干通道选择的经济性和可行性。
（2）供电网格的划分
为满足220kV通过110kV主干通道转供的的目的，应以形成站间供电网格为优先原则，并结合网格内110kV主干通道的综合造价，，因此，可建立供电网格划分模型如下：
I代表站间供电网格；
J代表站间供电单元
代表第i个供电网格中的110kV变电站数量；
代表第i个供电网格内110kV变电站的最大数量；
为站间供电单元内110kV主干通道的联通性判断。
基于上述模型，设计人员可通过枚举方法对供电规划区域进行优化设计，且供电网格相对而言操作简单，供电范围较小，区域内的变电站数量不多，最多不超过5座，依据上述方案设计的高压配网方案总数量不会太多，且符合经济性最优原则，能够满足高压配网设计要求。
（3）非站间供电单元划分
结合供电网格划分思路，同时满足110kV供电N-1要求，在高压配电规划时，应尽可能形成自环供电单元，并合理控制和降低主干通道综合造价，因此，可将非站间供电单元供电网格划分方法进行设计。对于不能形成自供环的非站间供电单元，可根据距离最近原则按辐射供电单元进行划分。
2 高压配电规划模型实施方法
基于上述模型，在枚举高压配电规划设计方案的基础上，可通过典型接线方式对设计方案进行优化选择。
2.1 接线方案的选择
高压配电接线方案可根据规划区域内实际情况合理选择接线模式及导向型号。
2.2 接线模式的选择
为促进高压配电网络建设标准化，配电网规划应合理选择解解析那模式，依据相关技术规范，确定规划区域接线模式，包括链式、辐射、环网，再依次确定
T 形接线或π形接线。相较而言，T形接线所需的开关数量较少，项目投资费用较低，但独立性较差，当主干通道出现故障时，区域内供电都会受到影响；π形
接线所需的开关数量较多，建设费用投资较高，但独立性较高，当出现线路故障时，可通过闭合开关划分故障区域，能够将损失降至最低。
2.3 规划方案经济性与技术性考量标准
规划方案的经济性主要依据建设方案的年度费用，包括线路投资费用、开关数量及总价、线路能耗和停电损失费用等；技术性标准主要为供电安全性、供电质量、短路电流和供电可靠性等。
2.4 最终接线方案的确定
结合规划区高压供电实际需求情况和建设方案可行性，依据规划方案经济性与技术性评价，最终确定高压配电规划方案。
3 高压配电规划过渡方案
在高压配电方案优化和建设的同时，为了减少投资建设的盲目性和重复性，高压配电网规划与改造应当基于规划区内现状及长远发展规划为依据，合理利用现有设备，尽可能降低投资费用，提高高压配网规划的科学性和高效性。
当前，随着我国国民经济的发展，城乡供电需求不断增加，对供电质量和供电可靠性要求提高，供电线路接线方式日趋复杂，规划区内现有供电线路可通过改造、利旧方式，实现由单辐射向双辐射、单环网、单链π形接线的转换，并逐步与高压配电接线模式对接，满足高压配电规划设计要求。
4 结语
近年来，随着社会对供电需求的不断增加，要求输配电网络不断调整和优化，以满足新时期社会经济发展的要求。在此背景下，高压配电规划设计应当综合考虑供电需求实际情况及规划区长远发展规划，遵循技术可行、经济最优原则，将规划区划分为供电网架，在确保分区供电独立的前提下，筛选、评价、选择高压配电规划设计方案，确保高压配电规划的可行性、经济性。
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论文作者:马可1，温冉1，赵青2
论文发表刊物:《科技新时代》2019年5期
论文发表时间:2019/7/25
标签：高压论文; 接线论文; 单元论文; 网格论文; 变电站论文; 主干论文; 配电网论文; 《科技新时代》2019年5期论文;