城市配電網(wǎng)建設改造與規劃設計的思考論文

　　論文摘要：中小城市供電應以市場(chǎng)需求為導向 ,以提高供電可靠性、電能質(zhì)量、降損節能、建設現代化的城市配電網(wǎng)絡(luò )為目標 ,最大限度地滿(mǎn)足社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高對用電的需求 ,進(jìn)行配電網(wǎng)的改造與建設。本文針對全國中小城市配電網(wǎng)的現狀和做配電網(wǎng)規劃設計的體會(huì ) ,提出我國中小城市進(jìn)行配電網(wǎng)建設改造與規劃設計的基本思路。

　　論文關(guān)鍵詞：配電網(wǎng),改造,規劃,設計

　　城市配電網(wǎng)是城市現代化建設中重要的基礎設施。改造與建設發(fā)展城市配電網(wǎng)是開(kāi)拓城市電力市場(chǎng)，發(fā)展城市經(jīng)濟和提高人民生活水平對用電需求的必由之路。長(cháng)期以來(lái)，重發(fā)輕供不管用的觀(guān)念使配電網(wǎng)建設改造未得到應有的重視，特別是中小城市，中低壓配電網(wǎng)沒(méi)有統一規劃進(jìn)行發(fā)展建設，私拉亂接形成了零亂的網(wǎng)絡(luò )。設備技術(shù)性能落后，線(xiàn)路老化，事故頻發(fā)，供電可靠性差，電能質(zhì)量低，嚴重影響人民生活水平的提高和國民經(jīng)濟建設的發(fā)展。以前，由于在電力建設上投入的資金匱乏，所以我們把電力發(fā)展的重點(diǎn)放在了電源點(diǎn)即發(fā)電廠(chǎng)的建設上。而在電網(wǎng)建設上，又將建設及改造的重點(diǎn)放在了技術(shù)含量高、對供電能力和安全穩定運行起關(guān)鍵作用的輸電網(wǎng)及變電站的建設上。忽略了結構簡(jiǎn)單、運行要求低、對整個(gè)電網(wǎng)的影響范圍小的10kV及以下配電網(wǎng)的建設。從宏觀(guān)上看，我國配電網(wǎng)一直處于投資不足狀態(tài)，發(fā)電/輸電/配電的投資比例2000年為1:1.3:3.3，到2002年發(fā)展為1:1.45:3.7而據考察日本達到1:1:4.2美國是1:0.9:4.2，英國是1:1:4.4，相比之下，我國在10kV及以下配電網(wǎng)上的投資太少，投資不足直接導致配電網(wǎng)各項技術(shù)經(jīng)濟指標的降低。

　　改革開(kāi)放以來(lái)，特別是國家加大城網(wǎng)和農網(wǎng)改造力度以后，中小城市開(kāi)始對落后陳舊的城市供電線(xiàn)路進(jìn)行整頓改造，新建了一此供配電線(xiàn)路、變電站和配電臺區，但是由于缺乏全面長(cháng)遠的配電網(wǎng)規劃，在對負荷的估計預測、對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求、對配電網(wǎng)建設與城市建設環(huán)境協(xié)調等力面都暴露出改造建設后的配電網(wǎng)和設施不能適應城市高速建設以及經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高對用電的要求，嚴重影響了電力市場(chǎng)的發(fā)展。目前，我國城市配電網(wǎng)存在的主要問(wèn)題是：供電能力不足，電網(wǎng)結構薄弱，備用切換能力差，達不到“N-1”的安全準則，供電可靠性不高，電壓質(zhì)量差，線(xiàn)路損耗高，經(jīng)濟性差，設備陳舊、技術(shù)落后。為了解決以上問(wèn)題，我們必須對城市配電網(wǎng)的建設改造提出高起點(diǎn)、超前性的規劃和技術(shù)標準，使配電網(wǎng)能完全實(shí)現其基本功能，即：能從不同變電站之間或同一變電站的不同母線(xiàn)上獲取電源，形成“手拉手”的串型網(wǎng)絡(luò )，使每個(gè)變電站正常供電方式下都有自己明確的供電區域，形成分區供電。此外，還應針對城市配電網(wǎng)高負荷密度、大容量、高可靠性、線(xiàn)路走廊緊張、設備占地空間狹小的特點(diǎn)，設計一種結構簡(jiǎn)單合理、層次清晰、運行靈活可靠、設備小型化、線(xiàn)損及運營(yíng)成本相對較低的配電網(wǎng)網(wǎng)架結構。

　　隨著(zhù)《電力法》的實(shí)施和社會(huì )主義市場(chǎng)經(jīng)濟的建立,電能作為一種商品進(jìn)入市場(chǎng),接受用戶(hù)的監督和選擇,因此配電網(wǎng)的改造與建設就要適應電力市場(chǎng)的發(fā)展;同時(shí)電力供應是社會(huì )公用事業(yè),配電網(wǎng)的改造與建設必須服務(wù)于社會(huì ),為經(jīng)濟發(fā)展、城市建設和人民生活服務(wù)。開(kāi)拓電力市場(chǎng),服務(wù)于社會(huì ),是城市配電網(wǎng)改造與建設要解決的中心課題。這個(gè)中心課題要達到的目標,就是中心城市供電應以市場(chǎng)需求為導向,提高供電可靠性和電能質(zhì)量、降損節能,建設成現代化城市的一流配電網(wǎng)絡(luò ),最大限度滿(mǎn)足社會(huì )主義經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高對用電的需求。

　　一、城市配電網(wǎng)改造和規劃的內容和目標

　　配電網(wǎng)規劃一般應包括以下主要內容：分析配電網(wǎng)布局與負荷分布的現狀；負荷預測（包括電量與功率預測）；確定規劃各期的目標及電網(wǎng)結構原則和供電設施的標準化；進(jìn)行電量和電力（含有功、無(wú)功功率）平衡，提出對供電電源點(diǎn)的建設要求，確定變電所的.布點(diǎn)和容量，確定無(wú)功補償容量及其布局；確定調度、通信及自動(dòng)化等方面的規模和要求，估計各規劃期要求的投資、主要設備的規范和數量，估算各規劃期末將取得的經(jīng)濟效益和擴大供電能力后的社會(huì )經(jīng)濟效益；繪制各規劃期末配電網(wǎng)規劃地理接線(xiàn)圖，編制規劃說(shuō)明書(shū)。

　　城市配電網(wǎng)規劃目標主要包括供電質(zhì)量、收費標準和就業(yè)的穩定性。但城市規劃和環(huán)境的制約，以及社會(huì )、政治、經(jīng)濟、工業(yè)和人民生活水平的發(fā)展變化，都會(huì )對配電系統的規劃目標產(chǎn)生深遠的影響。任何一種規劃不可能同等地考慮所有的因素。所以在計算機上實(shí)現的城市配電網(wǎng)規劃都只能使在保證可靠安全的供電前提下，優(yōu)化規劃期內配電系統總投資和運行維修等費用，即以經(jīng)濟指標的優(yōu)化為目標進(jìn)行規劃。

　　二、城市配電網(wǎng)改造和規劃的基本思路

　　1、精心做好全面規劃設計

　　在進(jìn)行城市配電網(wǎng)建設改造前,科學(xué)地做好城市配電網(wǎng)全面規劃設計,是搞好配電網(wǎng)改造和發(fā)展建設的關(guān)鍵。中小城市配電網(wǎng)的規劃設計是按照《城市電力網(wǎng)規劃設計導則》和《城市中低壓配電網(wǎng)改造技術(shù)導則》,結合本市的具體情況,制定配電網(wǎng)的規劃設計和改造的技術(shù)原則和規劃設計目標,從而做到按建設現代化的配電網(wǎng)的需求進(jìn)行規劃,分期實(shí)施改造和發(fā)展建設,以恰當的投資,提高配電網(wǎng)的供電能力和供電質(zhì)量,滿(mǎn)足負荷不斷增長(cháng)的需求與城市發(fā)展建設相協(xié)調。

　　2、加強主網(wǎng)架,充實(shí)配電網(wǎng)的電源點(diǎn)布局

　　滿(mǎn)足用戶(hù)用電的需要是城市配電網(wǎng)服務(wù)的最終目標。城市配電網(wǎng)不但供電,而且要求保證供電電壓質(zhì)量和供電可靠性。這就要求配電網(wǎng)不但要有充足的供電電源和供電能力,而且要求電網(wǎng)結構合理可靠。為此,中心城市配電網(wǎng)宜以增加輸變配用電系統的供電能力為重點(diǎn),一般來(lái)說(shuō)有1～2座220KV變電站,在城市的遠郊布點(diǎn),作為配電網(wǎng)的電源變電站,并按負荷的發(fā)展建設220KV外環(huán)網(wǎng)。在城市的負荷中心地區分區建成3～5座110KV變電站,并構成高壓雙環(huán)配電網(wǎng),從這些環(huán)中向城市中心引入電源,或在城市中心建110KV變電站直接將電源引入城市負荷中心,構成較為靈活可靠的電源網(wǎng)架。

　　3、選用合適的電壓等級

　　分層分區組成配電網(wǎng),簡(jiǎn)化電壓等級,逐步提高配電電壓等級,有利于配電網(wǎng)的合理布局,簡(jiǎn)化電網(wǎng)結構,減少變電層次和電能損耗,增強電網(wǎng)的安全可靠性和經(jīng)濟運行水平。中小城市配電網(wǎng)目前宜采用110KV、10KV、0.4KV三級電壓,郊區城鎮目前宜采用35KV、10KV、0.4KV三級電壓。按照三級電壓,建設分層分區的城市高壓配電網(wǎng)、中壓配電網(wǎng)和低壓配電網(wǎng)。

　　4、建設合理的配電網(wǎng)結構

　　合理的配電網(wǎng)結構是:簡(jiǎn)化的電壓等級,供電可靠、電能質(zhì)量合格、各級電壓主干電網(wǎng)的結線(xiàn)方式簡(jiǎn)單、充足的供電能力、適應性強、安全、可靠、經(jīng)濟、實(shí)效、降損節能。

　　5、加強高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架建設

　　高壓配電網(wǎng)是城市配電網(wǎng)的基礎,起到承上啟下的作用,這一級電網(wǎng)搞不好,其他電網(wǎng)就發(fā)揮不了應有的作用。高壓配電網(wǎng)能接受電源點(diǎn)所供出的全部容量,并能滿(mǎn)足供應全部負荷。高壓配電網(wǎng)的結構改造應滿(mǎn)足下列安全準則,向市區供電的高壓配電網(wǎng)應能保證任何一條110KV(35KV)線(xiàn)路或一臺主變計劃檢修停運時(shí)保持向用戶(hù)繼續供電,不過(guò)負荷,不限電；事故停運能自動(dòng)或通過(guò)操作保證向用戶(hù)繼續供電,不限電并不發(fā)生超過(guò)設備允許的過(guò)負荷。為此,高壓配電網(wǎng)的配置方式要求35～110KV變電站有兩回電源進(jìn)線(xiàn)、2臺主變壓器。在一個(gè)城市按照“分層分區”供電的原則,將幾個(gè)110KV(35KV)變電站的電源進(jìn)線(xiàn)聯(lián)接成單(雙)環(huán)網(wǎng)(開(kāi)環(huán)運行)。在配電網(wǎng)改造時(shí),按照規劃要求逐步實(shí)施,建成高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架。

　　6、分期實(shí)施配電網(wǎng)改造,建設現代化的城市配電網(wǎng)

　　中低壓配電網(wǎng)是提高可靠性的關(guān)鍵,中、低壓配電網(wǎng)包括10KV線(xiàn)路、配電所、開(kāi)閉所和380/220伏線(xiàn)路。中低壓配電線(xiàn)路遍布城市大街小巷,過(guò)去由于缺少全面規劃,不少城市的中低壓配電網(wǎng)都很陳舊落后,供電區域交叉重迭,接線(xiàn)復雜,改造任務(wù)重。中低壓配電網(wǎng)結構改造應滿(mǎn)足下列安全準則,向市區供電的中壓配電網(wǎng)應能保證任何一條10KV線(xiàn)路的出口斷路器因計劃停運時(shí),保證向用戶(hù)繼續供電;事故停運時(shí),通過(guò)操作能保證向用戶(hù)繼續供電、不過(guò)負荷、不限電。為此,市區中低壓配電網(wǎng)應按規劃分期實(shí)施改造加強配電網(wǎng)結構。一般根據負荷預測,10KV主干線(xiàn)采用雙回共桿電源環(huán)網(wǎng)供電(開(kāi)環(huán)運行),主干線(xiàn)導線(xiàn)截面宜按遠期規劃負荷密度一次選定,爭取二十年內保持不變,中小城市負荷密度宜按10000KW/KM2選擇10KV主干線(xiàn)導線(xiàn)截面與配電變壓器容量和數量。

　　低壓配電線(xiàn)路目前一般都采用放射式,但為了提高供電可靠性,減少對低壓用戶(hù)的停電損失,宜將低壓架空線(xiàn)路與高壓共桿架設,從不同中壓配電所受電,可按城市道路連接成開(kāi)口環(huán)網(wǎng),確保低壓線(xiàn)段的停運倒換,這樣可以使10KV中壓配電線(xiàn)路或配電所停運時(shí),能夠保持向低壓用戶(hù)供電。

　　7、提高配電網(wǎng)自動(dòng)化水平

　　為提高城市配電網(wǎng)的供電可靠性、供電質(zhì)量和降低線(xiàn)損,讓用戶(hù)滿(mǎn)意,同時(shí)減輕運行人員的勞動(dòng)強度,提高配電網(wǎng)自動(dòng)化水平勢在必行。

　　提高配電網(wǎng)自動(dòng)化水平的當務(wù)之急是對中壓10KV配電網(wǎng)實(shí)施事故處理,就是用自動(dòng)化設備自動(dòng)切除線(xiàn)路的故障區段,自動(dòng)恢復向完好區段供電。要實(shí)現這樣的自動(dòng)操作,需采取兩大措施:一是在電網(wǎng)上安裝新的自動(dòng)化設備,發(fā)生事故時(shí)執行操作;二是改造配電網(wǎng)成為可以實(shí)現自動(dòng)化的配電網(wǎng),能夠在線(xiàn)路故障時(shí)自動(dòng)切除故障區段,恢復向完好區段供電。也就是要把環(huán)網(wǎng)線(xiàn)路或“手拉手”的線(xiàn)路分成幾段(加裝三只開(kāi)關(guān)分成四段為宜),安裝自動(dòng)化設備,實(shí)現自動(dòng)操作和配電網(wǎng)的運行監測等功能�？梢�(jiàn)實(shí)現配電網(wǎng)自動(dòng)化系統的多項功能,是一個(gè)龐大的系統工程,應先試點(diǎn),摸索經(jīng)驗,取得一定的效果,再行推廣。

　　三、城市配電網(wǎng)改造和規劃的發(fā)展方向

　　配電設備向無(wú)油化、免維修、小型化、緊湊型方向發(fā)展；配電自動(dòng)化向多功能縱深方向發(fā)展；配電網(wǎng)管理向需求方向發(fā)展。

　　隨著(zhù)配電系統的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )結構日益復雜，電網(wǎng)中的自動(dòng)化程度也越來(lái)越高，采用計算機對配電網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行分析和計算是必然的趨勢。城市配電網(wǎng)計算問(wèn)題可分為：潮流、無(wú)功最優(yōu)補償、電能損耗、降損效果、諧波分布和資金的時(shí)間效益等計算。目前專(zhuān)家系統的發(fā)展為解決配電網(wǎng)的大量問(wèn)題提供了新的有力工具。借助于各有關(guān)領(lǐng)域專(zhuān)家的知識和經(jīng)驗以及一些規則，采用推理、判斷和決策等方法和過(guò)程，可以使某些問(wèn)題得到有效解決。目前在國外，專(zhuān)家系統已在配電網(wǎng)規劃、監控、系統分析、教育與仿真等各方面得到應用，幾乎滲透到配電網(wǎng)的各個(gè)主要方面。

　　四、結束語(yǔ)

　　城市配電網(wǎng)的改造和建設發(fā)展由于歷史欠帳太多,改造資金不足,現在仍然是城市建設和經(jīng)濟發(fā)展的“瓶頸”,滿(mǎn)足不了城市生產(chǎn)用電和市政生活用電增長(cháng)的需要,滿(mǎn)足不了城市用電對電能質(zhì)量和可靠性要求的需要,一句話(huà),適應不了開(kāi)拓電力市場(chǎng)的需要。黨中央、國務(wù)院高度重視,在全國把城網(wǎng)和農網(wǎng)改造建設作為基礎建設的重大啟動(dòng)市場(chǎng)工程。相信在全國將會(huì )出現建設現代化的城市配電網(wǎng)的高潮,迎接二十一世紀!

　　參考文獻:

　　1 中華人民共和國電力法》

　　2 全國供用電規則》

　　3 城市電力網(wǎng)規劃市場(chǎng)導則》能源部、建設部 1993

　　4 城市中低壓配電網(wǎng)改造技術(shù)導則》國家電力公司

　　5 城市中低壓電力網(wǎng)規劃技術(shù)導則的補充意見(jiàn)》國家電力公司

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