城市配電網規劃中應注意的相關問題分析

周敏華

摘 要：目前電力系統配電網絡普遍存在混亂、脆弱、裝備陳舊落后、自動化水平低等等問題，不適應現代化建設和發展的要求，國家投入巨資進行配電網改造。為此，就城市配網一次規劃、二次規劃應考慮的幾個問題提出見解，強調配網要建設好、規劃應先行的重要性。文章主要就城市配電網規劃中一次規劃及二次規劃中的相關問題進行了詳細地分析與研究，旨在提高城市配電網的質量及保證配電的安全使用。

關鍵詞：城市配電網一次規劃二次規劃問題

中圖分類號：F291.1文獻標識碼：A 文章編號：

近年來，國家投入巨資進行城市配網建設與改造，如何搞好這項工作，最大發揮所投入資金的經濟效益和社會效益，筆者認為要搞好城市的配網規劃工作，應注意配網一次規劃、二次規劃、規劃效益評估及配網資源的合理利用等等問題所在。

１城市配網一次規劃

目前一般城市配電網規劃中所要考慮的問題主要有以下幾個方面：

1.1電力負荷預測問題

在電網規劃中，電力負荷預測起著重要作用。電力負荷預測結果的準確性直接關系到電力建設的前瞻性、科學性和可操作性，關系到電力規劃中對電力建設的資金投入和建設規模。從配網需求出發，進行負荷預測，由下往上。電力電量需求預測，還要考慮地方經濟發展和全社會生產總值，對各產業經濟狀況和用電量進行分析。供電區域電力電量平衡，要考慮地方電廠的裝機容量數和電廠可利用容量，分析以各級電壓等級接入系統的電廠容量規模等，以求得網電和地電的平衡。

1.2 與主網規劃協調問題

10kV及以下的配網規劃與110kV及以上的主網規劃的協調問題十分重要。

根據本區域定位和建設用地規模，建議與規劃部門合作，對本區域進行高壓電力專項飽和規劃，并納入城市建設總體規劃，將各站點和線路走廊落實到控規里面。然后根據當地經濟和負荷發展實際情況，每年對主網規劃（5年）進行滾動修編。

主網與配網的配合問題。一般情況下，主網規劃對配網規劃起著導向作用，配網規劃對主網規劃起著基礎作用；主網規劃為配網規劃提供框架和范圍，但主網規劃也要考慮配網的要求和特殊性。同時，配網規劃基礎數據要盡量細化和準確，為主網規劃提供重要的參考和基礎原料。

站點選擇問題。合理的主網規劃，可以減少配網的供電半徑，降低配網的線損率，提高整個配網的經濟運行。目前存在的問題是編制主網可行性分析報告時基本沒有考慮配套配網投資，只考慮主網投資 如果站點遠離負荷中心或10kV無法出線，雖然主網投資少，但會出現配網投資大，同時效果不佳，對線損和10kV網架都達不到預期的效果。所以選擇站點時，特別要考慮配套10kV出線投資和效果，最好捆綁在一起進行投資效益分析。

1.3配網結構問題

配網結構對供電可靠性起關鍵作用，城市配網結構必須重點考慮負荷轉供能力。對于一般城市可以采用環網結構，即手拉手方式，比較簡單易行。對于可靠性要求更高的，可以采用“N供一備”接線方式。值得注意的是，一個城市的配網結構不能太復雜，應該盡量簡化。如果結構復雜多樣，容易引致運行和調度的誤操作。

1.3.1架空配電網接線

初期負荷較小時，可采用單電源樹干式接線方式。隨著負荷增長應逐步向分段聯絡的接線方式過渡。線路一般分為三段，與其他線路的聯絡可由多分段單聯絡向多分段兩聯絡過渡。

圖1多分段單聯絡接線方式

圖2多分段兩聯絡接線模式

1.3.2中壓電纜配電線路接線

（1）中壓電纜配電線路應遵循以下組網原則：

a）10kV主干電纜網絡宜按單環網組網。

b）組成環網的電源應分別來自不同的變電站或同一變電站的不同段母線。

c）對于環網接線，每一環網的節點數量不宜超過6個，由環網節點引出的放射支線不宜超過2級。環網節點一般為開關站、環網柜、配電站等。

d）為簡化網絡結構，不宜采用從電纜單環網的節點上再派生出小環網的結構形式。

（2）中壓電纜配電網可采用以下接線方式：

a）互為備用的“2-1”單環網接線方式：當單回路饋線負荷電流小于或等于其安全載流量的50％時，則兩饋線宜組成互為備用的“2-1”單環網接線。

圖3互為備用的“2-1”單環網接線

b）有專用備用線的“N供一備”接線方式：在高負荷密集地區，饋線電纜也可組成“N供一備”的接線，包括“二供一備”、“三供一備”，這種接線方式主供電纜線路的最高負荷電流可達到該電纜安全載流量的100％，備用電纜線路正常運行方式下不帶負荷。

圖4三供一備接線

1.4 配網無功優化問題

長期以來，由于資金和體制的原因，只顧及線路、開關、變壓器這些配網基本元件的建設， 對于電壓質量、電網損耗等問題則無暇顧及。據調查，很大部分公用變壓器功率因數基本都達不到0.9的要求。隨著時代的前進，現在城市的用電性質已有了很大的變化，以前主要以白熾燈、電飯堡、電風扇為主，而現在日光燈、電機、冰箱、空調等已占了很大的比重，而這些電器的功率因數都較低，因此近年來的自然功率因數不斷下降。因此，無功配置仍是配網規劃的一個重要內容。功率因數的高低對過負荷和網損起著極重要的作用。城市配網無功規劃應該按照分層分區就地平衡，實現無功裝置自動投切，按功率因數大于0.9的原則進行。此外，還應視無功變化率來選用補償方式，無功變動劇烈，如配置靜態補償則起不到補償作用，這時則需用動態補償，所以應視具體情況而選用合適的補償方式。

2 城市配網二次規劃

在進行城市配電網建設和改造規劃設計時，應對配電網絡進行統一規劃，分區域、分階段實施，在階段規劃上應重點考慮以下三個問題。

2.1 結構規劃

自動化結構應滿足開放性、可靠性、安全性、簡化性原則，達到能資源共享、安全運行、維護方便、節省投資的目的。自動化結構可從縱向和橫向兩個方面去規劃：

縱向結構可根據配網規模、規劃的通信網結構和二級機構的設置、信息流量的情況、設置兩層結構或三層結構。三層結構的中間子站起上傳下達的作用，通常是變電站或供電所，它將現場終端的信息加工處理后按要求上報主站，將主站的命令轉發到終端并可完成本轄區內的故障處理功能，在規劃時要明確其信息采集范圍和監控范圍。

2.2 通信規劃

通信是配網自動化的關鍵，也是配網自動化的核心。充分利用現有電力通信資源，在此基礎上逐步發展和加強配電網自動化通信專用網絡。專用通信網絡的建設，采用以光纖通信為主，中低壓載波通信為輔。光纖通信可靠性高、抗干擾能力強、不受環境條件的影響，但成本高、靈活性差，可用于主干線配電線載波通信集功率通道和通信通道于一體，尤其是基于網絡的配電線載波支持自由拓撲，具有極大的靈活性，基本無需維護，施工方便快捷，成本較低，通信速率較高。對于“一遙”、“二遙”節點，在專網通信實現方便時，優先采用專網，在專網通信實現困難時，則采用GPRS、CDMA等無線公網通信方式，在將來各方面條件具備時，可以升級為光纖通信、配電網載波通信，或其它可靠、先進的電力專用通信方式。

2.3 設備規劃

由于種種原因，運行中的設備比如柱上開關、環網柜、電纜分支箱等呈現多樣化的現象。在這些產品中，一部分質量可靠、技術先進的產品得到了供電部門的肯定，應繼續使用和大面積推廣，而有些設備技術較落后、性能差而遭到淘汰，給運行部門造成很大的麻煩。因此在選擇產品時應盡量采用統一規格、質量可靠、技術先進、免維護、有自動化接口的產品，以利于安全運行及為將來推廣配網自動化打基礎。

3 做好規劃效益評估

配網規劃經濟效益評估，包括電網投資與增加用電量所產生收益的比較，以及為了使電網供電可靠性、線損率、電壓合格率達到一定指標與所需投入費用之間的比較，采用投資與收益的研究可以確定使用哪一種供電方式。

加快電力建設為地區經濟發展提供了有利條件，但是電網投資必須與增加的用電量作比較，以此確定這些投資是否值得。所以電網投資要分地區分時期進行，用電量發展快的地方相應電網投資也大，用電量發展慢的地方，相應電網投資也少一些。對于用戶來說，供電可靠性越高越好，但相應電網的投資也會大大增加。對于大用電量或重要用戶，為確保有更高的可靠性，可以加大電網投資，因為減少停電時間可以同時減少用戶和供電企業的損失。

4 配網資源的合理利用

配網建設按資金來源不同，可分為配網基建、大修、技改、客戶委托遷改及業擴五類工程。為了統一規劃配電網絡，整合配網建設資源，規范配網規劃建設管理，實現整體效益最大化，制定配網規劃建設管理辦法，由規劃部門統籌管理轄區內基建、技改、客戶委托遷改和業擴工程，對各種渠道建設資源進行整合和綜合利用，合理調整投資方向，進一步優化電網結構，解決電能質量不高和供電可靠性差等問題，構建結構合理、技術先進、安全可靠、適度超前的配網網架，實現配網規劃建設的有序高效管理。

5結論

綜上所述，通過城市配網規劃中應注意問題分析，得到了以下的結論：

（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；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、環境的綜合效益；

（2）配網規劃要充分考慮110kV及以上電壓等級的主網規劃，110kV變電站站點要與10kV配套出線的投資和效果一起分析；

（3）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；

（4）配網自動化建設目前尚缺乏成熟經驗，可以按照先試點、后推廣原則進行。一般城市可以先做好準備工作，特別是建立配網地理信息管理系統（GIS），不僅對日后的配網自動化必不可少，對當前的運行管理也十分有用，能夠收到立竿見影的效果；

（5）配網規劃要做好經濟效益評估。

參考文獻

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注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。