時間:2022-06-14 10:51:07
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0 引言
第二次工業革命以后,人們進入了電氣時代。各種各樣的電器的也就走進了人們的視野。隨著科技的進步,?器也在不斷的創新。生活中越來越多的體力勞動被機器所代替。導致現在人們的生活越來越離不開電,原有的配電網無法滿足人們對電量的需求。對農村來說,電量需求不能得到滿足將會影響其發展和規劃。所以 ,農村配電網規劃設計是十分重要的,是提高供電可靠性的重要內容。
1 農村配電網
1.1 農村配電網現狀
我國現階段的農村,使用電是很普遍的、也是很廣泛的。在生活中家用電器比如:電磁爐、電飯煲、冰箱、洗衣機等常用的家用電器,當遇到停電或者是斷電的情況,會很大程度的影響人們的生活。在工作中由于農村區域配點數量比較少,并且存在不合理的配置現象,在農忙時期,用電量達到了高峰,很容易出現超負荷的運行的現象,面臨用電故障問題,將會對農業的正常發展造成嚴重影響。而在農村,下雨天或者是刮大風都有可能導致停電或者斷電。由此可見我國現在農村的配電網現狀還不是很好,所以必須對農村的配電網進行規劃設計。
1.2 農村配電網的發展
目前,農村的配電網中存在很多問題,還不夠完善。電作為二次能源是可再生的,這也就是說電是取之不盡用之不完,電在未來的世界里將和人們的生活、工作密不可分。在我國發電業也是十分發達的,例如風力發電、潮汐發電還有水力發電這些都是借助自然界的外力進行發電的。
我國是人口大國,農村人數占據了我國總人口的一大部分。所以農村配電網規劃設計的發展空間比較大,因此對農村配電網規劃設計勢在必行。當農村擁有了完善的配電網不僅是使農村的人們受益,還對國家電網有很大的益處。電器的使用、用電量的增加,都將促進消費水平的上升,從而帶動經濟的發展,增強我國的經濟實力。這樣說來,對農村配電網規劃設計是利國利民的。
2 農村配電網規劃設計
2.1 規劃的目標
在進行農村配電網規劃設計過程中最重要的就是能否保證供電的可靠性。根據農村配電網的現狀,預測當地具體的經濟發展水平,在該地區原有的配電現狀進行規劃設計;完善電網架構、提高配電網的安全運行系數和提高供電質量并且滿足節能降耗的國家要求。建立一個可發展的、優質的、高效的、穩定的農村配電網,為實現農村奔向小康奠定基礎。
2.2 農村配電網規劃設計原則
(1)優化配電設置。在電網優化的配電設置中,應采用絕緣化電路電網。在線路改造的實施時,將絕緣保護套套在導線上,通過新材料、新技術來提高配電網的安全運行系數,減少電流泄露導致的線路故障。
(2)實現標準化、規范化。為了保證標準化、規范化就必須依據大型正規的電網公司制定的方案來進行實施。這樣才能在改造中使建設時間得到縮短;是線路運行的可靠性得到提升,從而滿足經濟的要求。
(3)提高配電智能水平。農村電力系統的未來是要依存于現代化的管理理念和先進的技術,來構建出互動的新型用電關系、推進集中抄表工程,實現智能化電網管理。提高配電智能水平就要提高智能電網的性能來逐步實現智能化管理。
2.3 農村配電網規劃設計
(1)合理預測配網負荷。在進行農村配電網規劃設計工作時,需要對現有的配電網以及該區域的用電情況進行深入調查,了解當前的負荷和在未來所需要的負荷發展趨勢。如果不進行調查,就會出現數據與實際相差很多的現象。因此需要對配電網進行合理估算,確定該地區供電的實際負荷和用戶的類型。通過多種途徑預測確保預測結果的準確性。可以參照負荷曲線,客觀了解該區域的用電情況,有助于配電網負荷預測工作的進行。
(2)合理配置配電變壓器容量。依據地區配網負荷的預測結果,確認該區域的配變總量、各個分區的配變容量和臺區的配變容量 。對于農村配電網變壓器的設置要遵循“小容量、密布點、短半徑”的原則。配電安裝大多數應用柱上安裝或者是臺式安裝形式。
(3)合理規劃農村配電網的主干網絡。根據供電半徑對農村配電網主干網絡進行科學構架。農村配電網建設情況比較復雜,要滿足相關要求難度很大。需要根據國家及地方的設計標準對其進行調整,一般設計時,將末端的線路電壓作為重要參考標準。在滿足運行要求的前提下,適當增加或縮短線路的長度。
(4)引進先進技術。1)建立完善的電網規劃設計信息化系統,建立與工作內容相符合的專業輔助計算機系統,來完成基礎數據管理、規劃業務管理以及規劃輔助決策等工作,提高電網規劃設計水平。2)引入先進的理念來完善當前的管理工作,提高配電網絡、供電電源的可靠性,增強負荷轉移和互供能力,從而使維護工作更加全面。3)選擇合理的農村配電網的設備類型,引進新型技術設備并對其升級改造,從而完善農村配電網的配套措施,使其能夠穩定運行。
關鍵詞:農村電網;規劃設計;初探
中圖分類號:TU9文獻標識碼:A文章編號:
我國是一個農業大國,農村人口眾多,農業的基礎地位十分重要。改革開放三十年來,我國農村發生了翻天覆地的變化,農村經濟得到迅猛發展,農村市場愈來愈顯示出蓬勃的生命力,向縣及縣以下區域供電的農村電網在農村經濟發展中占有不可或缺的重要地位。如今,農村電網覆蓋面積大、受電人口多,已成為為農民、為農業、為農村經濟以及縣域經濟服務的重要能源支柱,是國家電網的重要組成部分。做好農村電網的規劃與設計,能為促進農村經濟的可持續發展起到莫大的作用。本文以農村電網的規劃與設計為主題展開探討,具有一定的現實意義和指導意義。農村低壓網絡主要是1 kV及以下配電線路構成的以村民生活照明、農副產品加工、農田灌溉、鄉鎮工業等用電形式的配電網絡。這種網絡往往受當地氣候、地形、用電負荷等條件的影響,勘測和規劃設計比較復雜,規劃設計的合理與否,直接影響當地經濟的發展和該網絡的安全運行及日常維護,這就要求勘測設計人員要全方位多領域廣角度的進行勘測分析。所以,筆者認為,農網低壓網絡的規劃設計,必須嚴格按照相關標準慎重進行。
1 路徑的選擇
由于我國大部分農村民居依山而建,多數村組坐落在半山腰或溝溝岔岔之中,山體滑坡和山洪暴雨時有發生,而村組建設又幾乎無遠景規劃,經常發生今建明改現象。所以,在選擇路徑時要充分考慮河流改道、山洪沖刷、山體滑坡、土質松軟、地基塌陷等自然災害對線路構成的威脅和損毀,如果采用地埋線進行地下敷設時,還要考慮鼠害、地下水、地下空洞、凍土厚度及地下其它電纜、管道和設施對線路的影響和破壞,同時也要考慮當地經濟發展和村組建設的規劃等情況,盡量減少不必要的迂回或卡脖子現象,盡量減少跨越和檔距過大、轉角過多、線路過長等不利于運行和維護的因素,盡量減少增加農牧民負擔的現象,從而科學、合理的選擇線路走徑。
2 網絡的選擇
為了使配電變壓器能夠三相負載平衡安全運行和在線路出現故障或檢修時減少停電面積,配電變臺應盡量安裝在網絡負荷的中心位置,盡量把供電半徑控制在500 m以內。在規劃線路出線時,考慮到村屯的遠景發展,將低壓線路從配電變臺出線口全部采用三相四線制供電,并引出至少2條三相四線制回路(視現場具體情況分別選擇),實行分區分片和動力用戶專線供電,在線路發生故障或日常檢修時可減少停電面積,但要避免線路迂回現象。無論怎樣選擇出線回數,都要在保證變壓器三相負載平衡運行的前提條件下,根據現場的具體情況合理選擇。 在有排灌、脫麥等季節性用電負荷較大的村組,盡量考慮設置一大一小可并聯的母子配電變壓器或可調容的變壓器。根據用電的季節和時間,視負荷大小來選擇投用大容量配變或小容量配變,在負荷超過大容量配變單臺供電能力的情況下,可將兩臺配電變壓器并列運行。在用電淡季可以退出容量較大的一臺變壓器以降低銅損和鐵損。這樣,就會避免一些村組配電變壓器存在的“大馬拉小車”或變壓器長期過載運行的不良局面。
3 勘測定位
電桿坑、拉線坑及地埋溝、戶表集裝臺及配電變臺的勘測定位,是一項工程網絡規劃設計中最關鍵的一個環節,它是決定該網絡布局設計是否合理的重要一環。所以,無論新建工程還是改造工程,在勘測定位時,一定要遵循以配電變壓器為中心,三點一線、忌低好高、重前輕后、側深拒淺的原則進行(即:以三點為一條直線的原理定位電桿,忌諱把電桿或集裝臺修建在低洼之中,而要盡量定在來水不能及的地方;把集裝臺重點修建在墻院的前面,輕易不要選址到墻院的后面;在挖坑或溝時側重于深挖,堅決拒絕挖深過淺的現象)。尤其是沿街道架設線路時,要注意檔距盡量控制在40m,郊區盡量控制在50m,如遇特殊地段確需加大檔距時,應考慮電桿、導線、橫檔及相關配套材料的機械強度而確定。
配電變臺安裝位置的定位除了考慮負荷中心和供電半徑外,如果有較大的負荷,一般要將變壓器盡量安裝在較大負荷附近,盡量避免把配電變臺的位置選擇在學校、醫院、易燃易爆、不便于施工、巡視檢查、檢修維護及粉塵較大和人員比較密集的地方。如果是改造工程,則要通過10 kV線路延伸的辦法,將配電變臺引入負荷的中心位置。
4 配電變壓器的選擇
配電變壓器是一個低壓網絡的核心,就如同人的心臟一樣非常重要。變壓器選擇得過大,會形成“大馬拉小車”的現象,這樣不僅增加了銅損和鐵損,而且還造成設備的浪費和不合理使用的現象;選擇得小又會使其長期過載運行或負荷稍微增大而燒毀變壓器,造成更大的經濟損失。所以,配電變壓器的選擇必須根據平時負荷和最大負荷合理進行。必須注意的是,最后確定變壓器容量時,還要綜合考慮其它一些因素,比如環境溫度變化對變壓器的影響。同樣,變壓器臺數的合理選擇和技術經濟比較等等都是影響變壓器容量選擇的考慮因素。
5 電桿、導線、橫擔等材料的選擇
5.1 電桿的選擇
由于各村組有著不同的地形條件,而地形條件的不同又影響著電桿型號的不同,所以,在選擇電桿時要根據現場具體情況,因地制宜的進行勘測選擇。主要考慮導線架設后對地和 建筑物的安全距離是否足夠,橫擔對相鄰建筑物或其它設施的安全距離是否合格。當架設雙層線路時,還要考慮上下兩層導線間的距離及下層導線對地的安全距離是否符合標準,一般上下兩層線路的橫擔直線桿不小于0.6 m,轉角、分支桿不小于0.3 m,同層導線弧垂應一致。當高低壓同桿架設時,橫擔間的垂直距離直線桿不應小于1.2 m;分支和轉角桿不應小于1.2 m,如遇跨越其它弱電線路及房屋、樹木和草垛時,還要考慮導線對其安全距離。如確實無法保持與其的安全距離時,要盡量加高電桿或采取穿絕緣護套管等措施。平常確定電桿高度可用以下公式來確定:
L = L/6 + S + fm + h
式中 L――電桿高度(m);
S――導線對地安全距離(m);
fm――對應于選擇一檔距導線最大弧垂(m);
h――橫擔至桿頂距離,一般取0.15 m;
L/6――電桿埋深(m)。
5.2 導線的選擇
在選擇導線時,首先應掌握該網絡下用電負荷的發展情況,主要考慮過去3~5年負荷的增減和現有負荷情況,結合當地經濟發展規劃,正確預測和估算未來負荷發展空間。根據國家電網公司的發展規劃,結合農村的發展,農村的導線應采用絕緣導線,導線截面選擇在50mm2以上,以利于今后的發展。與此同時,還要考慮電壓損失、環境溫度、導線發熱和未知機械損傷等因素,綜合各種情況之后來合理、經濟的選擇導線截面。
6 結束語
要合理規劃與設計農村電網不是一件易事,必須從多方面入手,加強管理。通過協調變電站和電管所的關系,利用現代科學技術,構建現代化的管理體系,并定期進行線損分析,對農網中的高耗能配電變壓器進行定期檢查,從而將電能損失降低到最低限度,促使農村電網的功能得到最大的發揮!
參考文獻:
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關鍵詞:配電網;規劃設計;負荷調整
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
1 引 言
隨著經濟的飛速發展,社會對能源的需求日益增加,電力企業隨之得到發展和進步。由于現有電力網絡無法適應新形勢下的需求,因此需要不斷完善配電網規劃,進行相關的技術改造,改革電力體制,滿足新形勢下的電力要求。配電網在電力系統的輸送電能的過程中,接收來自輸電網或電力發電廠的電能,根據各用戶的不同需求,按照電壓高低等級,通過相應的配電設備逐級將電能分配輸送到相應的用戶。而城鎮配電網是配電網的重要組成部分,根據城鎮配電網負荷分布特點和實時情況,針對實際出現的問題進行分析研究,才能使城鎮配電網的規劃設計經濟合理,保證供應電力的安全可靠性,保證供電電壓合格,網絡損耗小。
2 城鎮配電網規劃設計的原則和必要性
城鎮配電網的負荷在社會經濟的發展和城市化進程加快的前景下不斷增加,因此對城鎮配電網進行實時改造才能夠及時有效保證電網安全和供電質量;另一方面,許多城市舊的配電網規劃設計的不統一、不科學,導致電力網絡零亂,電網結構、布局不合理,設備技術性能落后。對配電網建設的不重視,電力網絡在長時間運行后,難以保證供電安全性和可靠性,對社會經濟的發展以及人民的生活帶來嚴重影響。因此,有必要對城鎮配電網進行科學合理的規劃設計。
要保證配網的規劃設計科學合理以及規劃設計的可靠性和可行性,必須要遵循三個基本原則:(1)要求規劃設計的配電網是切實可行的,進行的配電網規劃設計必須具有良好的可行性和可操作性;(2)對所進行的配電網規劃設計,需要能夠保證在今后的長時期使用中具備一定的前瞻性,能夠適應未來社會經濟的持續發展,具有廣泛的、長期的適用性;(3)城鎮配電網的規劃和設計需要靈活設計,不能局限于目前某種固定的規劃設計方案,需要結合實際情況,實事求是,靈活改變,針對實際的具體問題,靈活進行調整,從而保證施工建設的質量。
3 城鎮配電網規劃設計方案
3.1 城鎮配電網規劃流程
在對城鎮配電網進行規劃時,應遵照如圖1所示的流程進行。具體流程為:(1)為了排除和解決城鎮配電網的一些不確定的因素,應當對該地區的用地與建筑密度的資料進行調查,收集數據、資料;(2)要明確其總目標,根據當地的電網發展狀況,進行的配電網設計方案要與低壓、高壓配電網的發展相協調;(3)隨后根據調查的資料對城鎮小區進行劃分,依據城鎮小區的用地進行規劃,將其劃分出建筑面積、建筑高度和容積率等;(4)對城鎮小區配電網進行負荷預測,它是整個城鎮配電網規劃中的關鍵環節,能夠精確地預測城鎮的負荷分布情況;(5)前期準備工作完成后,就可以進行變電站選址定容,在充分考慮中壓配電網變電站的位置與容量后,根據中壓配電網變電站的位置與容量,利用相關規劃軟件進行優化與計算,確定高壓配電變電站的供電范圍;(6)依據高壓變電站的供電范圍計算結果,對中壓配電網進行分區,形成相對比較合適的配電規劃方案;(7)將保證供電可靠性和電能質量視為規劃設計的目標,在設計過程中盡可能降低運行與投資的費用;(8)方案確定后,對規劃方案進行綜合比較,從中找出可靠性高、經濟性能好、可行性好的方案。
圖1城鎮配電網規劃流程圖
3.2城鎮配電網設計技術要求
(1)在規劃城鎮小區配電網時,對城鎮小區負荷進行準確的預測至關重要。城鎮小區總負荷是城鎮配網規劃中的最基礎的數據,需要對被規劃城鎮小區的各種用電負荷進行詳細認真的調查,根據調查的結果,確定不同性質用電的負荷密度,根據該地區現有電網的負荷、經濟建設規劃和經濟發展等實際情況,對被規劃城鎮小區進行負荷預測,綜合應用比例系數增長法、回歸模型預測法、曲線擬合法等3種總量預測方法及空間負荷預測法對被規劃城鎮地區進行3a的負荷預測。驗證規劃負荷預測結果的準確性和有效性。
(2)在進行規劃城鎮小區配電網時,需要計算和預測變電站供電能力問題。對規劃設計的變電站進行合適的增容與改造,使得變電站的供電能力能夠達到被規劃城鎮小區用電的需求,同時要考慮是否應該對變電站近而使其免租小區負荷的發展,使規劃設計與實際相結合,保證規劃設計方案更加可行。
(3)作為配電站的核心裝置,配電變壓器的規劃設計要求尤為嚴格。規劃設計的變壓器應該遵循 “小容量、密布點、短半徑”的原則,以現有負荷為基礎選擇變壓器的容量。城鎮配電變壓器宜選用室內型和桿架型兩種形式。一般容量在315kVA以上時,應選擇室內型。而桿架型主要應用在因受場地限制不能建設配電室的特殊地區。
(4)在規劃城鎮小區用電時,應當建立合適的開關站,緩解負荷分布相對密集的小區的供電密集問題,也為后期進行故障搶修或計劃檢修提供方便。開關站的設置要盡量要求設置在負荷中心位置,從而減少配電電纜長度以節約投資。
(5)選擇最優的接線模式規劃設計城鎮配電網。應該根據小區的實際情況,并且結合小區負荷的實際要求與分布,進行詳細調查分析,為規劃城鎮小區配電選擇最優的接線模式。在選擇時,一定要對操作的安全性、運行費用與供電可靠性等等方面進行全面的分析,還要尤其注意網絡可靠、運行靈活與投資經濟這三者之間的關系。
3.3 城鎮配電網規劃設計實例
選用上述“網格法”進行某城鎮10kV 配電網規劃設計。首先根據上述方法將整理搜集到的數據資料、相關圖紙規劃并繪出約20km2供電區圖紙。在變電所位置已經確定的前提下,對配電線路進行優化設計。通過實地勘察,從而確定并選取能作為主干線與主要分支走廊的路徑作為線路。由模擬設計程序對配電網進行模擬運行。先對各主干線方案模擬,并分析比較各項指標,最終確定方案,后模擬大分支線各種T接方案。同時模擬可能的主干線分段點、較大的負荷轉移、運行斷開點等方案運行時的狀態,選擇最佳方案。
4 城鎮配電網規劃設計存在的問題和解決措施
4.1 存在問題
(1)大部分用電戶直接在電源支線接引線來作為個人可用電源,私自拉線、胡亂進行接線,這種做法將嚴重危害線路運行安全。而且進線錯綜混雜,很難進行分辨,給維修與清理的時候帶來困難。
(2)過去在規劃和設計城鎮配電網時,為方便施工,一般采用裸導線高空架線,易受到外界因素的干擾,如工程施工、雷雨等,使線路故障發生率增高,對電力供應的安全性及可靠性產生嚴重影響。
(3)雖然部分城市采用地埋線,但缺乏規劃,導致配電網分布雜亂,很難經濟、可靠地運行。在市政工程或城市建設施工過程中,缺乏明確清晰的線路布置圖,極易發生挖斷線路,對電力供應的可靠性及城鎮居民的正常生活造成影響。
(4)城鎮配電中接線工作處于落后階段,可靠性與安全性不高,用戶直接在干線或支線上接線, 用電戶獲取的電能未能按相區分。
4.2 解決措施
配電設備作為配電網穩定運行的前提和基礎,其質量與技術性能直接關系配電網的運行。當前許多城市配電網設備老化且質量不合格,需增加資金投入,對配電設備及時進行更新,使設備的智能化自動化水平提高,進一步提高配電網運行效率和質量。對城市中低壓線路進行優化,保障其運行穩定性和居民的生產正常生活用電。
5 結束語
作為新經濟形勢下的電力系統的核心,做好配電網的規劃設計迫切需要,只有做好配電網的規劃設計,才能夠保證城鎮的電力穩定、安全的運行。為城鎮居民生活帶來方便。
參考文獻:
[1] 范俊杰.淺析城市配電網規劃設計與建設改造[J].青年科學,2013,(8):367-368.
關鍵詞:電網規劃;城市規劃;設計
經濟的發展帶動著城市建設水平的提高,城市在發展過程中,電網的作用是非常大的,在城市規劃過程中,電網規劃一定要符合城市的發展,同時要保證兩者之間的關系是非常好的。城市電網規劃工作過程中要面臨的情況是非常多樣的,面臨的形勢和環境都發生了很大的變化,在進行城市規劃的時候,電網規劃一定要相互適應。在進行電網規劃的時候,一定要考慮其對居民生活和經濟發展的重要影響,電網規劃會導致城市規劃工作更加的復雜,同時城市規劃會對電網規劃產生很大的影響,電網規劃也會給城市規劃帶來很大的影響。
1 電網規劃與城市規劃的聯系
1.1 兩個規劃造成的不協調現象
經濟在快速發展過程中,城市建設一定要與之相互適應,這樣才能更好的促進經濟發展。城市規劃過程中,電網規劃的影響力是非常大的,這樣就使得城市規劃過程中面臨的問題也是非常多的,這樣就使城市規劃工作更加的困難。在進行城市規劃和電網規劃的時候,經常會出現不協調的情況,主要表現在信息技術方面,政府部門在進行城市規劃的時候,通常對電網規劃對城市規劃的影響考慮是非常不全面的,這樣就導致在進行電網規劃的時候經常會出現與城市規劃不同步的情況。電力企業在發展過程中,對發現的電網規劃問題只能進行簡單的技術方面處理,并不能從大方面進行改善,而且電力企業在發展過程中,對出現的問題,通常都不能很好的進行反映,這樣就使得政府管理人員對出現的問題不能進行很好的掌握。
1.2 規劃不協調的形成原因
電網規劃和城市規劃出現不協調的現象,主要原因表現在以下幾個方面。首先,城市規劃和電網規劃在發展方向上是非常不同的,為了更好的適應經濟快速發展的情況,政府在城市規劃方面投入的財力、人力和物力都是非常多的,同時,在對城市規劃的重視程度也是非常高的。在城市規劃發展到一定階段的時候,才會發現電網規劃和城市規劃出現不協調的情況,這樣在進行改進的時候要面臨的問題也是非常多的。電網規劃在進行的時候,多是來自于電網企業的,在一個城市中,多是存在著不同的電力企業,這樣就使得電網在發展過程中會出現客戶源非常混亂的情況,這樣就會導致電網線路出現散亂的情況,會導致與城市規劃出現不協調的情況。城市規劃與電網規劃在出發點上也是存在不同的情況。電網規劃是來自于電力企業,電力企業在進行電網規劃的時候是為了獲得更多的利益,因此,進行電網規劃的出發點是經濟利益。而城市規劃的出發點是為了更好的進行經濟發展,同時也是為了更好的提高人們的生活水平。進行城市規劃的主體是政府機關,在確定規劃的計劃以后要進行審核,在審核完成以后才能進行計劃的實施。電網規劃和城市規劃在出發點上的不同,也是導致兩種規劃出現不協調現象的原因。
1.3 改善電網規劃與城市規劃的關系
在進行電網規劃和城市規劃的時候兩者要相互考慮對方的情況,電網規劃要遵循城市規劃的發展需求,城市規劃要根據電網規劃的情況進行合理的調整。兩種規劃的共同點就是為了更好的配合經濟發展。電力企業和政府部門在進行規劃的時候要建立一個溝通的平臺,兩者之間要相互了解對方的發展趨勢,這樣可以更好的對未來的規劃工作進行掌握。
1.4 完善規劃的建議
在進行城市規劃以前,要先對城市規劃的目的進行宣傳,使居民對城市規劃的好處進行更好的了解,這樣在進行規劃的時候能夠得到民眾的支持,在進行一些項目施工的時候不會遇到更多的問題。在進行電網規劃的時候也要多聽取市民的意見,這樣能夠提升市民的規劃意識,這樣可以更好的提高市民的生活水平。
2 電網規劃的線路設計和方案的研究
城市交通是城市規劃的重點,交通的發展體現整個城市規劃是否合理。城市交通的建立達成科學合理的規模,電網路線規模的發展根據城市的交通基礎進行規劃,隨著經濟的發展,城市規模不斷擴大,造成了電網路線也在增多。在規劃時可以進行劃分區塊,讓電網企業進行區塊的發展,這樣在搭建電網路線時,不同的區域有不同的配電網,網線也不會交錯雜亂。這樣設計的電網路線規劃結合了城市經濟和地區增長的發展。電網規劃中交通網線的規劃是關鍵,而對于城市的發達交通,電網的交通路線出現了多樣的選擇。要達到最好的規劃路線就得從多方面進行考慮,比如電網的功能、運用的技術、管理等。
3 電網規劃設計的要求
3.1 做到可實施的計劃
在建設城市電網規劃時,必須按照《城市電力網規劃設計導則》和《城市中低壓配電網改造技術導則》這兩個原則要求進行。了解城市的具體情況,進行符合該市規劃的研究,嚴格達到要求。接受城市規劃的變動,在配電網供電能力和供電質量上提高要求,企業可以進行技術上的投資。以滿足因城市網絡協調、負荷不斷增長和城市經濟發展建設的需求。
3.2 完善主網架、配電網的電源分布
電網企業在規劃時。要達到電網的運作關鍵是保證電源正常的供應。滿足客戶的用電需求是電網企業的服務重點,電網企業滿足客戶供電要求的同時也要保證電壓負荷達到正常供電功能。因此企業可以實現建立配電站的站點。按照規定,城市中心配電站建造電壓要求達到220kv負荷。在城市用電負荷高的地區可以建立5個左右的變電站,電壓比較高的情況可以建立雙環配電網。以城市中心為中點沿著環線接入電源。建立城市中心配電網為的是給在城市中心的電網得到供電,從而形成分布靈活的電源網架。
3.3 電源電壓的等級分配
電壓的等級可以劃為高、中、低三種,城市地區范圍過大對電網企業來說配電站的建設不可能一個或是兩個就能實行的,在城市建設配電網要進行分層分區域進行。城市中心客戶最多網絡需求最大。造成配電網需要供電量大,在城市中心可以建設電壓等級較高的配電網如220kv為最高負荷。而在發展不發達的中小城市則可以使用中級配電網,像110kv、10kv、0.4kv的電壓在中小城市中都能適用。城鎮地區的配電網范圍最小。可以采用35kv、10kv、0.4kv的電壓等級。進行等級的分層配電網規劃,電壓電源輸出就顯得比較穩定、可靠。
4 結束語
城市規劃和電網規劃有著密切的聯系,在進行規劃的時候,兩者要相互合作,這樣才能更好的實現城市建設和經濟發展。在進行電網規劃的時候一定要保證電網線路是非常合理的,同時也要提高先進設備的使用,這樣才能在進行規劃的時候確定更好的效果。
參考文獻
[1]王永超.城市電網規劃與改造[M].北京:中國電力出版社,2008(13):52-55.
【關鍵詞】城市電網;規劃設計;關鍵問題;技術
作為我國基礎產業的電網事業是國民經濟的重要構成部分。隨著社會的進步,電網事業也得到了很大程度的進步。隨著我國電力工業的發展和電網事業的進步,電網也日益方便了我們的生活,提高了我國居民的生活質量。我們對于電力的涉及,需要對于資源進行合理的使用,需要對于城市電網進行科學的規劃,最終實現城市電網安全、平穩、健康、合理的發展,使得電網整體的供電水平得到最大限度提高,進而更好的為方便居民生活和經濟發展做貢獻。
1、城市電網規劃設計的基本思路
城市電網規劃設計在城市的建設和發展中是非常重要的,它主要是指對城市電網的規劃進行科學合理規劃。城市電網的規劃設計與城市的整體發展規劃是相互協調的,在建設的過程中應該以城市的整體發展目標為基礎,同時城市其他部分的規劃要與之相互配合。城市電網事業的發展要與城市的整體建設相協調。城市電網規劃設計的過程中,需要與以往的建設相比較,避免超出城市的最大負荷限度。這樣可以避免城市規劃中電網的超負荷運轉,有助于更好地服務城市居民用電,方便居民的生活。
2、城市電網規劃設計的基本原則
我國各個地區經濟發展不平衡,因此對電網的要求也不盡相同。經過系統的調查和分析,對于電網規劃設計的基本原則有以下七點:第一,電源發展的具體需求決定著電網的規劃設計,適當要超出電源的需求,根據具體實際情況配置輸電變容器。第二,設計電網時,我們需要全面考慮電網的供電能力,對于電網的發展程度和承載能力,全面提供充足的電能。第三,繼電保護、通信和自動化的規劃設計是電網設計的主要內容,一次和二次系統的配合發展也是我們需要注意的,電網需要全面協調的發展。第四,分層和分區的原則也是電網規劃設計當中必須遵循的重要原則。對于電網在使用過程出現的事故也需要提前給予防備,合理的電網設計能夠減少事故,在設計中電網需要盡量簡化。第五,電網設計規劃全面協調是我們需要尤為重視的,這有利于整個城市電網的全面發展。第六,電網的規劃設計要符合有關部門的規定,避免在操作中出現違規的現象。第七,電能的質量和消耗量要符合法律規定。第八,在桿塔的時候,關于選型要盡量把在走廊處占的面積減少,盡最大努力把各方面協調好。第九,盡量選擇占地面積小的設備,為電網的規劃設計創造良好的條件。第十,時間和投入的資金要合理規劃,做到效益最佳。
3、城市電網規劃設計的任務及目標
3.1城市電網規劃設計的任務
對于城市電網的規劃,我們需要完成的任務也很多,主要有四項:第一,進行大量的資料收集和整理工作。主要是針對有關部門對于電力事業的相關政策進行調查研究,對于電網部門以往的運行具體情況進行詳細的調查,對于電網的負荷能力進行認真的核對。第二,做好城市電網的規劃工作,具體包括電網的設置,電網的電路規劃等等具體的電網安排工作。對于電網在城市的布局有一個科學合理的規劃。第三,對于電網的負荷能力也要有準確的預測,在預測模型的選擇上主要是針對當地的實際情況進而以科學合理的預測模型實現對當地用電負荷的科學預測;第四,要涉及到包括配電網自動化等在內的二次系統的規劃。
3.2城市電網規劃設計的目標
目前使得電網更好的滿足經濟高速發展的供電要求,同時使其將對供電保障和電網運行的決定和指導作用更好的發揮出來就是城市電網規劃設計的主要目標。城市電網規劃設計的長遠目標應該基于城市建設規劃設計,進而制定出科學合理的規劃設計指標,實現城市電網規劃設計和城市環境相協調,使得整個電網處于安全、穩定、可靠、經濟以及環保的運行狀態中,不斷提高電網的供電能力,使其更好的滿足城市不斷發展的用電需求。想要實現對城市電網規劃設計的長遠目標,就需要根據城市的發展情況,做好長遠的規劃和設計,隨著城市發展要根據實際情況作必要的調整和修改,已完成最優的設計,為電網的安全可靠運行提供有力的保障。
4、城市電網規劃設計中的關鍵技術
負荷預測作為電網規劃設計的基礎,要想保證電網規劃方案的合理性,就要保證負荷預測結果的準確性,而負荷預測作為電網規劃的關鍵技術之一。負荷預測主要包括城市用電量的預測、城市用電最大負荷的預測、供電量預測以及供電最大負荷的預測。盡管當前有很多的負荷預測方法可以實現對城市負荷的預測,但是對于預測方法的選用主要是依靠規劃人員的經驗來判斷,沒有理論指導依據。下通常負荷預測具有不準確性、條件性以及多方案性的特點,因此各種負荷的預測方法都會有一定的局限性。通常負荷預測的方法有基于參數模型和非參數模型的預測方法。前者是一種經典和傳統的預測方法,主要是對負荷和影響負荷的因素之間的關系進行分析,繼而建立出關于負荷的數學模型,主要包括單耗法、負荷密度法、電力彈性系數法、外推法、綜合用電水平法、自然增長法相關法等;后者主要適用于對多變量、非線性、時變以及不確定性的電力負荷的預測,該種方法主要包括灰色預測法、模糊預測法、人工神經網絡預測法、專家系統方法、遺傳規劃法以及基于系統動力學的預測方法。規劃人員在選用負荷預測方法的時候,要根據實際情況結合各種方法的優勢進而確定出科學合理的預測方法,以實現對負荷科學合理的預測。同時要采用科學合理的網架搭設方法以及主要使用差異化規劃設計的方法,總之就是在城市電網規劃設計中要根據不同城市的具體情況,采用適合的設計方法,進而設計出城市發展的、能在最大程度上滿足城市經濟發展用電需求的城市網絡規劃,進而使得整個電力系統能處于安全、穩定、可靠以及經濟的運行狀態中,為經濟的發展和人們的生活提供更優質的服務。
5、結束語
綜上所述, 電能與人們的日常生活、生產都是息息相關的,人類的經濟和社會的發展都是離不開電能的,通過對城市電網的合理規劃可以實現良好的經濟效益和社會效益,因此,引起了人們對城市電網規劃設計的足夠重視。而在電網的規劃設計中,對一些關鍵問題進行分析研究就有著極為重要的作用和意義。電網規劃設計所涉及的問題很多,本文主要分析了城市電網規劃設計的基本思路、需要遵循的原則以及任務和目標,最后簡單的分析了城市電網規劃設計中的關鍵技術,分別是差異化規劃設計方法、網架設計方法以及負荷預測方法,為城市電網規劃提供可靠的依據。
參考文獻
[1]施勇.現代城市電網規劃設計與改造建設淺析[J].北京電力高等專科學校學報(自然科學版),2010(11).
關鍵詞:配電網;建設改造;規劃設計
結合實際分析,國內很多城市的配電系統建設以及其發展水平仍處于一種相對落后的狀態之下,不僅無法滿足人們日常的生產生活需要,也無法進一步推動城市發展。因為配電網在規劃設計以及在建設方面所遺留的安全隱患,一旦遭遇到惡劣的氣象以及自然災害,必然會出現不同程度的斷電。近年來相關政府部門在配電網規劃以及建設方面投入了大量的人力和物力,旨在完善配電網建設,提高配電系統的工作效率。下文中筆者結合日常的工作經驗,對配電網建設改造與規劃設計方面的問題進行了總結,希望能夠對相關工作的落實有所幫助。
1當前配電網建設中存在的主要問題
1.1配電設備陳舊落后。雖說可以將配電網看作一個網絡型的結構,但它仍是一個較為復雜的系統,一個完善的配電網由無數配電設備環環相扣而構成。現階段,國內很多城市的配電網中都不同程度的存在配電設備陳舊落后的問題,一些關鍵的供電設備使用時間過長,性能方面已經無法與過去相比較。再者雖說城市規模的不斷擴大、格局的不斷變化,配電網的弊端已經開始逐漸暴露了出來。[1]因為那時的城市結構與現在相比存在很大的差距,所以配電網已經無法跟上城市發展的腳步,而且輸配電的總數額也無法滿足城市居民的正常需求。所以今后應該加大在配電網建設方面的投入,從完善規劃設計入手展開相應的改造工作。1.2供電可靠性低。國內很多中小城市的配電網中,大都會選擇使用架空線作為電的傳輸媒介,但因為線路鋪設方式以及架空線自身屬性等因素的限制,實際使用中架空線出現故障的頻率較高,故而就必須讓專業的技術人員進行修復。如果故障發生時,技術人員不能在短時間內到位,則必然會延誤居民的正常用電。夏季用電高峰期,如采用架空線作為輸電媒介,一些特殊地區的供電根本無法保障,故而這就使得供電的可靠性大幅度降低。配電網建設改造與規劃設計工作中,應該著重解決好這一問題,提高供電的可靠性,保障正常的生產與生活。
2配電網建設改造與規劃設計工作的基本思路概述
2.1加強主網架建設,完善配電網的電源點布局。最大限度的滿足用戶的用電需求是配電服務的基本目標。實際工作中,供電單位不僅要保障用電,更需要保障用電的安全性以及可靠性。然后要實現這一目標,就必須確保配電網結構的合理性以及可靠性。合理可靠的配電網結構應該包括以下幾個部分的內容:可靠的供電設備;合理的結線模式以及供電半徑;對電壓等級進行必要的簡化;供電運行操作應該足夠簡單。而加強主網架建設,完善配電網的電源點布局的工作應該分為以下幾個步驟來展開。首先中心城市的配電網中應該重點增強輸變配用電系統的供電能力,可以在城市的遠郊點設置一到兩座220kV的變電站作為供電系統的上級電源布點,結合城市的實際用電需要以及供電負荷的變化趨勢設置220kV外環網。[2]其次在城市負荷的中心應該設置2到5座110kV的變電站,以110kV變電站為中心,設置高壓雙聯配電網。最后將外環網與高壓雙聯配電網連接,就能夠搭建起較為靈活的電網構架。此外如果在城市負荷中心設置110kV的變電站,將電源直接引入負荷中心,也可以達到上述效果。2.2做好舊設備的改造工作。對型號過于陳舊、使用年限過長的設備進行改造能夠有效降低供電環節的電能損耗,配電網建設改造與規劃設計中應該提高對這部分工作的重視程度,確保其能夠落實到位。應該把低壓供電半徑減少到150m之內,如此便可以減小折算到變壓器干線側的電流,這樣線路中的電壓質量就能夠得到有效改變。架空線路改造環節中,導線的選擇是重點,鋼芯鋁絞線或者耐熱合金都是適合中壓線路的導線。如果架空線鋪設的環境中有腐蝕性,則應該采用防腐型的鋼芯鋁絞線。從安全性以及可靠性的角度分析,建設改造工作中應該把所有的低壓架空線路更換為絕緣導線。最后應該根據實際工作的需要選擇終端設備,來完成自動化設備的配置,盡可能的選擇那些較為可靠性的電子設備,以降低周圍環境對其的影響。2.3應用智能配電網建設。智能配電網廣泛適用于存在大量分布式電源和微電網的環境,能夠有效提供供電的可靠性。智能配電網建設應該著重發展管理現代化、信息化和標準化。所謂的管理現代化指的是對于配電網的管理應該基于智能化的管理平臺,借助這一平臺實現自動化、管理集成化以及系統運行優化的整合,而信息化則是實現數據整合以及信息共享的基礎,標準化的重點則在于解決上下游無縫兼容的問題。[3]當前使用方面的缺陷是影響智能電網建設的關鍵難題,具體來說主要有開關設備性能差、網絡通信不安全以及戶外電源壽命短等表現。因此采用智能一體化設備進行配電網建設改造已經顯得刻不容緩,借助于智能斷路器等智能設備的作用來滿足供電需求。
3配電網的建設改造
對城市配電網進行改造的目的是為了對配電網進行升級改造,進而提高它的供電質量,從而更好的滿足城市的發展需求。對城市配電網的建設改造工作主要包括以下幾個方面。3.1設備的選擇。設備的選擇對于城市配電網建設的整體質量具有重要意義,城市配電網的設備選擇要側重于那些使用壽命較長、產生能耗較低、價格適中的產品。除此之外對于那些設備還應該配置相應的通信接口,對于那些具備開關功能的設備應該配置電動操作的功能,以此來減少實際的操作失誤,以便于城市配電網的自動化操作和管理。3.2電網的合理布局設置。根據實際情況和用戶所需對配電網進行合理布局,能夠有效的提高電力資源的使用效率,節省投資成本。要對配電網的供電半徑長度比以及主干線路與分支線路的長度比進行深入分析,確定合理的參數,再根據實際情況制定科學合理的建設方案,從而推動配電網建設的優化和發展。[4]這也能夠確保用戶的用電安全,真正做到資源共享。由于城市的人口居住較為密集,整體的用電量較大,為了更好的滿足城市的用電需求,選擇的設備應該盡可能的提高變壓器和用電設備的實際利用率。此外我們應該綜合允許供電半徑給定、不同電壓等級內電網允許的功率損失率等數據推導出合理的電網長度值。3.3配電網建設改造與規劃設計階段的施工管理。配電網建設改造與規劃設計工作應該在相關政府部門的許可之下來完成,供電企業作為配電網建設改造工程的主體應該對其改造過程有一個全面而且強有力的把控。要嚴格規范操作流程,選擇有能力的施工方,做好其中的責任劃分,以此來確保建設改造施工能夠達到最佳效果。
4總結
現代城市中,做好配電網的建設與規劃設計有著非常重要的意義,它能夠保障城市居民的正常生活,保障相關企業的正常生產,從而促進城市不斷向前發展。當前傳統配電網在規劃設計以及建設方面的問題以及逐漸顯露了出來,未來只有智能化的配電系統才能夠滿足城市的供電需要。但眼下我們還是應該從完善細節入手,逐步推進智能化配電網的實現。上文中筆者結合日常工作經驗,對配電網建設改造與規劃設計方面的問題進行了總結。
作者:王東輝 單位:國網寧城縣供電有限公司
關鍵詞:配電網;規劃;設計
Abstract: Along with the our country electric power system distribution network equipment development, in national urban and rural power grid construction and transformation, require a high voltage directly into the load center, forming a high voltage power transformer step-down - low-voltage power supply mode, to make the distribution device to the festival, energy saving, compact, small, unattended intelligent direction of development. This paper analyzes the intelligent distribution network planning and design in the project should consider a few points, for reference only.
Key words: distribution network; planning; design
中圖分類號:V242.3
引言:配網規劃設計是一個很復雜的工程問題,其復雜性突出表現在具有規模大、不確定和不精細因素多和涉及領域廣等。不僅需要擁有大量的相關規劃地區發展的歷史數據,還需要對現狀進行深入分析,對城市未來發展狀況有一個全面的了解。配網規劃設計智能化成為了一個趨勢。
一、配電網規劃設計的幾個原則
1、配網規劃既要切合實際,又要適當超前,應具有前瞻性、可靠性和可操作性
2、正確處理近期建設與遠期發展關系,同時還要考慮社會、經濟、環境的綜合效果
3、配網規劃要充分考慮110 kV及以上電壓等級的主網規劃,切實考慮110 kV變電站站之間的10 kV環網(外環)的重要性
4、配網規劃應該得到城建規劃部門認可,納入城市建設總體規劃,才能順利實施。使規劃既有權威性,又有靈活性,在實施中既要嚴格執行,又要結合實際適當調整
二、配電網規劃設計的幾個注意問題
1、中低壓中性點運行方式長期以來,我國中低壓配電網大部分采用中性點不接地方式,它的最大優點是發生單相接地故障時并不中斷向用戶供電。隨著配電網的擴大,電纜線路的增多,電網對地電容電流大幅度上升,直接威脅著電力系統的安全運行。根據《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》,電容電流超過10A時中性點應改為消弧線圈接地。九三年起為配合變電所無人值班,國內研制了多種自動跟蹤消弧線圈補償裝置,其原理大同小異,基本上都在原調匝式消弧線圈的基礎上增加控制裝置,由于其原理相對簡單,可以運行于全補償狀態,工藝要求低,因此目前市場占有率較高,其它還有調隙式、直流偏磁式、調容式等,均由于各種原因難以進入實用狀態。順便說一下,目前有廠家在消弧線圈調諧裝置中附加接地檢測裝置,其原理與出線保護裝置中的接地檢測裝置是一致的,但使用時二次電纜需增加很多,不宜采用。消弧線圈的調節采用微機自動跟蹤補償裝置。當主變無中性點引出時,結合變電所的所用電,在中低壓母線上設置接地(曲折)變壓器。近年來,國內各大城市中低壓中性點改用電阻接地的越來越多。采用電阻接地,單相接地故障時動作于跳閘,健全相過電壓倍數可限制在2.8倍以下,進一步降低弧光過電壓,電網可采用絕緣水平較低的電氣設備,提高設備運行條件和提高人身安全。目前中性點電阻值大致有5.77Ω(上海)、10Ω(北京、廣州)、16Ω(深圳),電阻值大小取值各有利弊,從各地運行情況來看,都是可行的。但在以架空線為主的電網中應慎用電阻接地。2、過電壓保護根據《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》,變電所應設有防止直接雷和雷電波侵入的過電壓保護措施。全戶內變電所采用屋頂避雷帶防直擊雷,屋頂避雷帶采用-40×4鍍鋅扁鋼或8圓鋼,半戶內變電所設獨立避雷針對主變進行保護。
3、接地
變電所接地方式以水平接地體為主,輔以垂直接地極,主接地網采用-50×6鍍鋅扁鋼,布置上盡量利用配電樓以外的空地,深埋接地極。變電所主接地網的接地電阻應不大于0.5歐姆。考慮到微機保護監控系統對接地要求較高,二次設備室及中低壓二次電纜溝接地采用25×4銅排。當1中低壓采用GIS時,1中低壓配電裝置室也需采用銅排接地。4、保護監控無人值班變電所設計與常規變電所最大的不同點在于二次監控設備必須滿足現場無人值班要求,目前采用微機保護基本上沒有多大疑義了,而監控方式通常有兩種模式:4.1.采用綜合自動化系統4.2.采用常規二次保護加RTU應該說,兩者都能滿足無人值班的要求,后者結構簡單、造價低廉,但采用綜合自動化系統技術上更先進,集成化程度更高,更易于做成面向對象的層次結構,從技術上講是發展方向。隨著計算機技術、自動控制技術的不斷完善和成熟,綜合自動化設備性能日趨穩定,價格逐漸下調,應作為新建變電所的首選系統,而后者可以作為老變電所改造用。采用綜合自動化,就應該采用分布式結構(中低壓保護裝置安裝在開關柜上),以充分發揮其功能,減少二次電纜,降低造價,但分布式保護裝置應解決配電裝置室的散熱通風及電磁干擾問題。作為無人值班變電所,所內不宜設置固定的計算機監視設備(后臺機),但應設置能與現場維護調試用便攜式計算機相適應的硬、軟件接口。另外,為了運行維護方便,變電所遙測、遙信、遙控量和當地顯示量應按《無人值班變電所設計規程》進行設置,加以統一化、標準化。5、交流所用電和直流系統5.1交流所用電變電所宜設置二臺所用變壓器,容量為80~100KVA。當變電所設置三臺主變時分別接入#1、#3主變低壓側母線,設置二臺主變時則分別接入其低壓側母線。所用電采用中性點直接接地TN系統,額定電壓380/220V,采用單母線分段接線。5.2直流系統直流電源宜采用一組220V蓄電池,容量應滿足全所事故停電2h的放電容量,一般為100AH,單母線接線。蓄電池組宜采用性能可靠、維護量少的蓄電池,如閥控式密封鉛酸蓄電池等。直流系統應具有自動調節功能,充電裝置實現智能化實時管理,并應設置一套微機直流接地監測裝置。
6、負荷預測和電力電量平衡問題
負荷預測是城網規劃設計的基礎,包括電量需求預測和電力需求預測兩部分內容。負荷預測工作宜先進行電量需求預測,再進行電力需求預測。一般先進行各目標年的電量需求預測,再根據年綜合最大負荷利用小時數求得最大電力需求的預測值,也可按典型負荷曲線,得出各時間斷面的電力負荷值。負荷預測常用方法有:單耗法、彈性系數法、自然增長法、綜合用電水平法、負荷密度法、相關法等。可根據城市的負荷預測的條件和各電壓等級的實際需要,綜合選用適用預測方法,并相互校核、補充。
城網規劃以電力平衡為主,對于受電電源不確定因數較多的城市,既要進行電力平衡計算,同時也要進行電量平衡計算,這樣可使城網規劃的結果更加合理
關鍵詞:電網規劃;設計;風險評估
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
前言
就我國電網規劃設計現狀來看,在對系統可靠性進行評估時,選擇的方法一般都是潮流計算、短路電流計算以及N-1原則,并與工程經驗結合對設計方案進行校核,還沒有制定明確的可靠準則。這種評估方式主要側重于故障事故發生后果程度,忽略了故障發生的概率。而風險評估是以可靠性準則為基礎,對故障發生概率以及后果嚴重程度進行分析,進而完成對電網規劃設計的完善。
電網規劃中風險性評估的重要性
電網規劃設計是電力系統安全運行的前提,就我國現狀來看,在進行電網規劃設計時重點是滿足未來符合需求,通過規劃設計對待建的電線路數量和位置進行確定,并以此來實現低投資低成本建設。這樣就導致在進行電網規劃設計時,規劃設計人員主要就是根據未來電源和負荷的預測結果,來對電網框架進行構建。然后通過短路電流和穩定校驗等電氣計算,根據結果來確定最終的規劃設計方案。在對這種規劃設計方案進行選擇時,主要就是以電網建設投資為基礎,選擇用N-1安全準則對電網系統進行校驗,并將評估重點放在故障事故發生后的靜態安全約束上,不能對故障事故發生的概率進行測算。因此,需要對電網規劃設計加入風險評估的應用,以此來對電網系統中故障事故發生的概率和后果進行綜合評判。與可靠性相對的是風險,風險越高則可靠性越低。風險評估在電網規劃設計中的應用既可以對故障事故的發生概率進行測算,也可以對事故發生后影響程度進行綜合考慮。實現了對電網全系統的風險管理,使系統風險水平保持在規定范圍內。
電網中風險性評估的指標
對電網規劃方案的風險評估,可以采用蒙特卡羅模擬的方法。蒙特卡羅模擬的方法就是用于處理負荷的隨機變化的特性,計算量幾乎不會受到系統規模和復雜程度的影響大小,但是缺點就是計算的時間太慢。除了采用這種方法之外,還可以采用狀態枚舉法。狀態枚舉法一般都適合于元件失效的概率相對于較小或者在運行過程中的運行情況比較簡單。因為電網在規劃的時候更加注重于各個規劃方案之間的橫向比較,而對于模型和參數來說,對其兩者的數據準確性要求比高。另一個方面來說,規劃設計出的方案往往具有較強的風險承載能力,因此本文所采取的的應用上更為靈活的狀態枚舉法系統規劃方案的風險進行評估,制訂合理的簡化原則,降低計算的復雜程度。
潮流過負荷校驗的風險指標計算是指,利用n-r預想事故掃描(潮流分析)確定系統的失效狀態(線路過負荷或者節點低電壓),進而進行風險指標計算。具體方法和步驟:(1)監理多級符合水平,根據系統年符合預測的曲線,將符合水平平均劃分了各個等級并且形成相應的分析方案。對不同等級的負荷水平方案進行風險性指標的評估。(2)利用狀態枚舉法選擇和確定系統狀態下的系統概率,按下式計算:
其中:P(s)是僅考慮元件停運事件的系統狀態s的概率;nd為在系統狀態s中不可用的元件數;n為系統元件總數;Ui、Uj是元件i與j的與停運相關的不可用率:
在式中,i為元件與停運相關的失效率);i=8760/MTTRi為元件i與停運相關的修復率;MTRRi為元件i的平均停運時間;fi為元件i的平均停運頻率。在實際計算中,fi和MTTRi均可由歷史統計數據獲得,i由第二個式子中可以變換為:
(3)預想事故分析針對給定的狀態進行潮流過負荷低電壓進行檢驗。如果系統存在過負荷線路或者低電壓點,那么此時的狀態應該為失效的一個狀態。針對于過負荷的線路,調整整個系統中的各個發電機的出力,用來消除過負荷,如果仍然還存在負荷的線路,根據各個負荷節點的靈敏度確定所需要消減的負荷量。①計算系統和分項風險指標根據各級負荷水平下分析結果計算風險指標。
①負荷削減概率PLC
其中:Fi是多級負荷模型中第i個負荷水平下系統全部失效狀態的集合;NL是負荷水平分級數,由實際負荷數據確定;Ti是第i個負荷水平的時間長度;T是負荷曲線的時間期間全長,通常為一年。
②期望缺供電量EENS
其中,C(s)是狀態s的負荷削減量。
③期望負荷削減頻率EFLC
其中,m(s)在不考慮降額狀態時即為系統元件的總數。
④負荷削減平均持續時間ADLC
針對于上文中的公式來說,適用于各個母線、分區或整個系統的指標計算。對于母線/分區指標,Fi是只涉及到與某一母線/分區負荷削減相對應的系統失效狀態集合;對于系統指標,則是與任意母線負荷削減相對應的系統失效狀態的集合。
風險指標計算簡化原則
(1)預想事故重數簡化隨著預想事故重數(r)的增加,系統枚舉狀態的規模也急劇增大,嚴重妨礙了風險指標的有效計算。(2)事實上,對于負荷水平等級的簡化,在進行多級符合水平評估的首飾盒,首先應該針對符合曲線上的所有負荷水平分別進行不同的分析,然后再根據負荷水平持續的時間進行指標匯總,但是由于負荷水平的多樣性,就會直接導致計算數據分析的規模增大。
4.電網規劃中風險性評估的應用
風險評估在電網規劃設計中的應用,首先應該明確電網規劃設計準則和要求,并在目標要求下進行設計。其次,對現有的電網規劃設計進行風險評估,并將結果與相關技術分析和規劃時間跨度內負荷水平,結合規劃設計人員工作經驗,針對電網設計規劃中存在的缺陷提出有效解決措施,使規劃設計方案能夠滿足未來電網運行可靠性要求。最后,通過風險評估的應用對所有電網規劃設計方案進行可靠性預測,并進行經濟分析,確定出投資成本最小或者是收益最大的規劃設計方案。
結束語
電力系統是社會經濟發展中的重要組成部分,更與人們的生活息息相關,這就要求電網規劃設計能夠對系統運行可靠性進行準確分析,確定符合發展經濟性原則,又能提升可靠性的規劃設計方案。在電網規劃設計中風險性評估的應用,可以綜合分析故障發生之后造成的影響程度,為電網規劃設計方案提供一定的理論基礎。
參考文獻
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【關鍵詞】配電網;規劃設計
【中圖分類號】TM727.2;TM715
【文獻標識碼】A
【文章編號】1672—5158(2012)10-0283-02
隨著用電規模的不斷擴大,新時期配電網規劃設計面臨著諸多的挑戰,必須針對我國目前配電網發展實情確立配電網規劃設計思路,區分配電網規劃設計重點,選擇配電網規劃設計方法,以促進配電網規劃設計的科學性、前瞻性及有效性。
1 新時期配電網規劃設計面臨的挑戰
21世紀為我國全面建設小康社會的關鍵時期,作為城鄉公共基礎設施的配電網。既要為經濟社會發展提供可靠的電力供應,又要適應新形勢帶來的深刻演變,其規劃設計也將面臨著更多挑戰:電力用戶對供電可靠性帶來了新的挑戰;用電負荷迅速擴大帶來了新的挑戰;用電需求多樣化帶來了新的挑戰;分布式發電迅猛發展帶來了新的挑戰;自然災害的頻繁發生帶來了新的挑戰;配電網外部建設環境日益嚴峻帶來了新的挑戰。
2 新時期配電網規劃設計思路
針對配電網的特點以及新時期配電網規劃要求,目前配電網規劃設計遵循如下思路。
1.統一規劃、協調發展。統一開展配電網規劃,與主網架、其他各專項規劃有機銜接、協調匹配,避免規劃成果重疊、交叉和遺漏。
2.城鄉統籌、全域覆蓋。落實“橫到邊、縱到底”的工作要求,實現城鄉電網規劃范圍和規劃內容的全覆蓋;深化配電網規劃,滿足城鄉發展需求,加快農村電網升級改造。
3.標準統一、差異分區。統籌城鄉電網規劃標準。同類型區域采用統一的規劃技術標準;根據經濟發展水平和用電需求,采用差異化策略,對不同類型區域有針對性的制定發展目標和規劃技術原則。
4.安全可靠、運行靈活。加強配電網建設,消除薄弱環節;提升配電網供電能力,優化配電網結構;提高配電自動化水平,構建安全可靠、運行靈活的配電網絡。
5.智能環保、適應性強。適應電網智能化要求,采用技術先進、節能環保、自動化程度高的設備,提升信息化水平,完成智能配電網階段建設目標;綜合考慮各類用戶和分布式電源的接入需求,使配電網具備滿足各類負荷用電需求、適應各類分布式電源接入的能力。
3 新時期配電網規劃設計重點
新時期,配電網規劃在滿足負荷增長的前提下,結合智能電網發展需求,針對當前配電網薄弱環節,統籌建設改造配電網。新時期配電網規劃設計重點解決以下問題。
1.提高配電網整體供電能力,滿足負荷用電需求。
2.解決縣域電網與主網聯絡薄弱的問題,建設縣域電網與主網第二回聯絡通道,提高抵御自然災害能力,防止全縣大面積停電。
3.通過新增變電站布點、優化供電范圍、增大線徑等措施,基本解決配電網“卡脖子”問題。
4.加強中、低壓配電網建設,增加中壓線路聯絡比例,提高轉供能力,優化供電分區,提高供電可靠性。
5.提高供電質量,通過合理布點、縮短供電半徑、增加無功配置,基本解決農村“低電壓”問題。
6.落實電力普遍服務,通過電網延伸、戶用光伏發電等措施,基本解決無電地區用電問題。
7.適應電動汽車充(放)電站等多元化用電需求和分布式電源接入,滿足重要用戶的高可靠性要求。
8.提升配電網裝備水平,提高經濟運行效率,降低電網損耗。
4 新時期供電區域劃分
針對國家電網公司各區域配電網的差異性,按新時期《配電網“十二五”規劃設計指導意見》所提出的配電網規劃思路,將配電網劃分為A、B、C、D四類。其中,A類標準用于對供電可靠性要求很高的政治或經濟中心區、國家級經濟開發區或高新科技工業園區(以下簡稱為A類供電區域);B類標準用于對供電可靠性要求較高的生產生活集中區、省級經濟開發區或工業園區(以下簡稱為B類供電區域);C類標準用于對供電可靠性有一定要求的生產生活相對集中區(以下簡稱為C類供電區域);D類標準用于農業經濟活動區(以下簡稱為D類供電區域)。根據城鄉規劃、經濟社會發展水平和對供電可靠性的不同要求,各級規劃區供電區域劃分如表1所示。
5 新時期配電網規劃設計目標
新時期配電網規劃的總體目標為:基本建成結構合理、運行可靠、經濟高效、智能化水平顯著提升的配電網,扭轉配電網發展滯后的局面。A、B、c、D四類供電區域的供電可靠率目標和綜合電壓合格率趨向99%甚至是100%。
6 新時期配電網規劃設計主要技術原則
新時期配電網規劃主要技術原則是指導各級供電企業合理進行配電網規劃的重要原則。國家電網公司在現有城網和農網規劃設計導則基礎上,提出了供電區域分類,并對四類供電區域的基本參考建設標準進行了規定;對供電可靠性、容載比、高中壓配電網結構、建設型式、設備選型、導線截面選擇、無功補償、中性點運行方式、重要用戶供電、分布式電源接入等方面的技術原則進行了規定。
6.1 不同類型供電區域基本建設標準
按照A、B、c、D四類供電區域,差異化地選擇配電網規劃的安全準則、線路、變電站等建設標準。A、B、c、D四類供電區域的基本參考建設標準如表2所示。
6.2 高壓配電網規劃設計技術原則
高壓配電網接線應根據負荷水平、供電可靠性要求和電網發展目標因地制宜選擇,并與輸電網和中壓配電網結構統籌規劃,實現各級電網協調發展。同一地區、同一電壓等級、同類供電區域的網絡接線方式應盡量簡化并標準化,以實現同類型地區高壓配電網結構的清晰化、簡潔化和標準化。不同類型供電區域應采用不同的網絡接線方式。A類供電區域供電可靠性要求高,推薦采用雙側電源雙回鏈式、雙側電源三T形接線方式以及雙側電源三回TT形接線方式;B類供電區域相比于A類供電區域可靠性要求要低一些,除上述接線方式外還可選用雙側電源單回鏈式、雙側電源雙T形接線方式、雙側電源雙回TT形接線方式;C類和D類供電區,電力負荷水平較低,供電可靠性要求也不高,電網建設以滿足供電需求、提高供電能力為主要任務,接線以單側電源供電的方式為主。
變電站布置應因地制宜、緊湊合理,盡可能節約用地。主變壓器臺數最終規模不宜少于2臺,不宜多于4臺。不同類型供電區域的變電站主變壓器應配置不同的容量推。以110kV變電站為例,A類供電區域主變壓器臺數推薦為3~4臺,單臺容量為63、50MVA;B類供電區域主變壓器臺數推薦為2~3臺,單臺容量為63、50、40MVA;C類供電區域主變壓器臺數推薦為2~3臺,單臺容量為50、40、31.5MVA;D類供電區域主變壓器臺數推薦為2~3臺,單臺容量為40、31.5、20MVA。
在同一高壓配電網內,每個電壓等級高壓配電線路導線截面可選用2~3種規格。高壓配電網主干線截面和所串接的主變壓器容量應相匹配,宜根據規劃區域內飽和負荷值一次選定。不同供電區域架空線路及電纜線路導線截面也有所區別。
6.3 中壓配電網規劃設計技術原則
中壓配電網規劃應充分考慮現狀電網結構,結合各類供電區特點、可靠性要求和遠景電力負荷水平,選擇結構合理、簡潔清晰的網絡結構,滿足用戶用電需求。對于有特殊供電安全需要的重要用戶和高危用戶,中壓配電網結構可根據重要用戶的級別選擇。根據不同類型供電區的建設型式和可靠性標準,中壓配電網的主干網一般采用如下目標網絡接線方式:A類供電區域架空線網推薦多分段適度聯絡,電纜網推薦雙環式、單環式、雙射式、n供一備(n≤4);B類供電區域架空線網推薦多分段適度聯絡、單聯絡,電纜網推薦單環式、雙射式;C類和D類供電區域架空線網推薦多分段適度聯絡、單聯絡、單輻射。
中壓線路應有較強的適應性,主干線截面應按遠期規劃一次選定。導線截面選擇應標準化,主干線導線截面不宜超過3種。中壓線路供電半徑應滿足末端電壓質量的要求,A類和B類供電區域供電半徑不宜超過2km;C類供電區域供電半徑不宜超過4km;D類供電區域供電半徑不宜超過15km。
6.4 低壓配電網規劃設計技術原則
低壓配電網實行分區供電的原則,低壓線路應有明確的供電范圍;低壓配電網應結構簡單、安全可靠,一般采用放射式結構,當供電可靠性要求較高或有其他特殊情況時,可采用雙電源供電。低壓線路供電半徑應滿足末端電壓質量的要求,A類供電區域供電半徑不宜超過150m,B類供電區域供電半徑不宜超過250m;C類供電區域供電半徑不宜超過400m,D類供電區域供電半徑不宜超過500m。
7 結語
隨著電力負荷的不斷增加,目前配電網規劃設計方法已無法滿足電力電力系統發展需要,因此對配電網規劃方法的完善與創新具有重要的意義,文章針對目前我國配電網實際,基于配電網差異性視角所分析的分類配電網規劃設計方法無疑具有一定的實際借鑒價值,可在一定程度上保證配電網規劃的科學性。
參考文獻