城市配电网规划的问题和对策分析
城市配电网规划的问题和对策分析
刘宇
1.我国城市电网目前存在的几个突出问题
近年来，城网供需矛盾虽然趋向缓和，但存在以下几方面较突出的问题：
（１）配电能力偏小，变电容量容载比偏小。全国一般水平为1.67，有些城市?地区?甚至还要低。当电网设备发生故障时很可能出现大面积限电拉电局面；
（２）高压网架脆弱，大量配电网设备陈旧老化，供电可靠性低。沿海开放城市和城市开发区配电网建设相对快一些，而大部分中等以上城市电网高压网架结构较薄弱，仍然以220kv变电站辐射供电，以110kv单环网及辐射型网架为主网架。配电网中陈旧设备和小截面架空裸线大量存在。市区城网中的中压电网大部分为单电源供电，供电半径过长，有些中压大负荷供电半径在6km-8km，甚至还大，低压供电半径大部分在400m以上。许多城市的城网承受事故和自然灾害能力及承受一年、数年或一个周期的高温冲击能力很低。大多数城市电网中压供电可靠率仍在99.8%以下，与工业发达国家相比差距很大；
（３）中低压电网线损率仍偏高。与日本、德国、法国等国家线损率相比，我国高出2个-3个百分点，其中主要是城市配电网的损耗大，主要原因是：目前还有大量的高能耗变压器、长距离小截面导线在运行，无功补偿配置与调节手段落后，用户侧功率因数水平不高；
（４）电压质量不高。不少城市电网10kvＶ母线电压合格率停留在86%-90%水平上，多数城市电网深夜电压偏高，其原因实质是无功配置和电压调节手段上还存在着很大程度的技术上不合理情况。目前，部分城市谐波量超标，治理上还很落后；
（５）居民供电系统设计标准低，不适应居民生活质量提高的需要。大多数居民住宅区供电、配电系统是70年代～80年代前建设的，标准低、容量小（当时设计标准每户电力按0.5kw-1kw配置容量），根本不适应现代家庭的空调、电热水器、电灶等大容量用电设备的需要，广大居民迫切要求提高供电能力。
2.配电网规划考虑的主要问题
2.1供电区域电力电量预测和平衡问题
全社会总用电量，是当今社会经济发展的重要指标。全社会最高负荷，是电网规划和电网建设的主要依据。因此，在电网规划中，电力电量预测起着基础性的重要作用。电力负荷预测结果的准确性直接关系到电力建设的前瞻性、科学性和可操作性，关系到电力规划中对电力建设的资金投入和建设规模;关系到电网的可靠性、安全调度和经济运行。
电力需求预测，一般是按照分区、分年度的模式进行。分区根据规划所辖的范围有大有小，一般110kV及以上电压等级的主网规划按镇区、市区分区;10kV及以下配网按镇区、工业园或有重要点负荷的地段分区。电力电量的预测时段，一般按年段进行，特殊分析要考虑夏季、冬季的典型日负荷曲线以及年最大利用小时数。
电力电量需求预测，还要考虑地方经济发展和全社会生产总值，对各产业经济状况和用电量进行分析。
供电区域电力电量平衡，要考虑地方电厂的装机容量数和电厂可利用容量，分析以各级电压等级接入系统的电厂容量规模等，以求得网电和地电的平衡。
2.2 与主网规划协调问题
10 kV及以下的配网规划与110 kV及以上的主网规划的协调问题，十分重要。一般需要考虑以下几点：
主网与配网的配合问题。一般情况下，主网规划对配网规划起着导向作用，配网规划对主网规划起着基础作用;主网规划为配网规划提供框架和范围，但主网规划也要考虑配网的要求和特殊性。同时，配网规划基础数据要尽量细化和准确，为主网规划提供重要的参考和基础原料摘自：工变电器。
供电半径问题。有合理的主网规划，可以减少配网的供电半径，降低配网的网损率，提高整个配网的经济运行。
供电可靠性问题。配网的供电可靠性与主网关系很大。110 kV变电站分布合理，可以提高配网的联络和电能的互供能力，使得配网布局结构得到优化。
无功补偿上的配合。一般高压电网以集中补偿为主，低压配网以分散补偿为主。高压补偿对低压补偿有重要的区域、导向和基础作用，低压补偿则仅为局域、补充和调节作用。
2.3 配网结构问题
配网结构对供电可靠性起关键作用，城市配网结构必须重点考虑负荷转移能力。对于一般城市可以采用环网结构，即手拉手方式或对供方式，比较简单易行，电网可靠性和安全运行水平较高，可达到"N-1"，负荷转移率可达到50%。对于可靠性要求更高的，可以采用双回线加备自投结构，但投资可能翻倍。值得注意的是，一个城市的配网结构不能太复杂，应该尽量简化，结构形式最好不要超过两种，而且要以一种为主。如果结构复杂多样，容易引致运行和调度的误操作，结构越简化，运行维护越方便，可靠性也就越高。
3.配电网自动化规划
城市配电网的自动化是随着城市电网的发展，特别是在城市用电有越来越高的可靠性的要求的形势下起来的。它的主要目的是为了提高城市配电网的供电可靠性，提高城市电网的供电质量和降低线损。它是城市中、低压配电网发展的方向。一个真正高效、优质的城市配电网，其配电自动化程度也将是很高的。因此，规划工作者在确定配电网络规划、建设的技术原则时，要充分考虑到配电自动化实施的可能性，特别是在通道建设时综合考虑配电自动化建设的需要，避免重复投资，造成资金的浪费。配电网自动化规划需要注意以下几个问题：
3.1分析地区配电网的实际应用情况, 找出本地区配电网存在的技术方案间题, 本着实事求是立足国情和网情。
3.2 配电网自动化是一项综合性工程, 涉及的专业多, 规划性强的系统, 应根据电网、城市配网的规化进行, 避免盲目。
3.3 配网自动化方案是自动化的核心, 在引进国外技术的同时结合国内配电网的实际情况进行分析，国外配电网与国内在很大程度上不尽相同, 应有所区别, 吸取精华, 适合国情、地情、网情。
3.4 配电设备的使用面广、量大、运行环境较为严酷, 设备选择应符合当前配电网形势要求, 具有高度可靠性和优越的技术性能。并以真空开关为主, 免维护周期长, 二次保护和控制设备具有可靠牲, 抗干扰能力及适合户外高温和低温等较为严酷的运行环境, 应具有远方通讯的接口。自动化程度高, 一次开关设备与二次保护装置能良好地配合, 能自动实现配电网自动隔离故障,恢复正常供电的能力, 具有就地和遥控功能。
3.5计算机应用软件的开发, 首先选择具有开放、兼容的操作平台, 对各种标准的数据库应具有联接功能，地理信息应实时地反应配电系统的潮流及负荷情况, 对事故记录及信息反馈, 可实现负荷控制、远方抄表、设备数据库统计及规划、无功优化的理论计算等。计算机软件功能是配电系统自动化的核心，好的软件可充分体现出技术和自动化的水平, 应充分比较。
3.6配电网的工程设施应有计划地分期、分批实施。应确定配电网络的基本条件, 导线截面、输送容量、线路走向及用户的基本条件。先采用具有自动化功能的一次开关设备和二次保护监控设备完成自动送电、故障自动分闸和隔离故障功能, 能做到隔离和区分故障点。在条件具备时, 再投入通讯和计算机网络，避免走弯路，资金投入可以分批实施。
4．总结
配电网是当前电网建设的热点，无论是大型、中小型城市都是把电网改造建设及自动化的实施列入工作重点，投入大量的资金和人力，将对整个电网建设有重大影响，各地区在改造中应慎重对待。相信将来城市配电网建设一定会更加完善。
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