基于配電網網格化規劃的中壓線路接線方式研究

肖艷霞

摘要：本文通過對國內外現狀主要配電網接線方式的介紹和對比分析，發現單環網、N供一備接線方式具有結構簡單，構建容易，組網靈活的特點，在配電網網格化規劃中，適合作為供電網格的目標接線。根據供電網格負荷發展的不同程度，選擇相應的目標接線以及優化方式，最終達到網格化供電的目的。

關鍵詞：配電網 網格化 接線方式

0引言

配電網接線方式的選擇與配電網架的可靠性、經濟性和可實現性密切相關。在開展配電網網格化規劃的背景下，通過選擇合理的網格目標接線及優化方式，確定了網格規劃的原則和改造途徑，為最終實現網格化供電奠定了基礎。

1背景介紹

1.1配電網網格化規劃

網格化規劃是指將供電區域按照道路或者地理分界劃分為相對獨立且不重疊的供電網格，以供電網格為基本單元，將中壓配電網構筑成目標網架的規劃方法。供電網格內的各條主供線路只為該供電網格內的負荷供電，從上級變電站到該供電網格內沿途不帶任何負荷。通過網格化規劃，可將一個復雜的區域配電網劃分為若干簡單、清晰的細分片區，打破配網網架"原生態"式的無秩序發展的狀態，完善和優化網架結構、提升配電網可轉供電率和標準化接線率。

1.2國內外主要接線方式

1.2.1新加坡配電網接線方式

新加坡配電網（66/22kV）采用以變電站為中心的"花瓣形"接線，每個"花瓣"為同一變電站不同變壓器之間的環網線路。正常運行的時候采用的是兩臺變壓器提供的兩個電源為并列運行。環網不同電源變電站的花瓣間設置1～3個備用聯絡，開環運行。新加坡配電網花瓣式接線如圖1所示。該接線方式的優點是供電可靠性高，可滿足N-1-1安全準則；缺點是線路利用率低，為50%，且系統短路電流水平較高，二次保護配置比較復雜。

1.2.2香港中電配電網接線方式

香港中電的配電網11kV出線平均每3～4條相互形成一個環網，合環運行，線路滿足N-1，2個環網之間設置聯絡斷路器，配電開關房之間采用差動保護系統預防電纜故障，配電變壓器用短路電流保護系統。因此，在中壓配電線路發生故障時，縱差保護能實現就地隔離故障線路，使其分列運行，實現不間斷供電。中電電網結構如圖2所示。該接線方式的優點是供電可靠性高，滿足N-1安全準則，線路利用率高，可達75%；缺點是線路N-1-1時會損失部分負荷。

1.2.3國內主要配電網接線方式

新加坡和香港負荷發展平穩，配電網趨于成熟，配網接線方式標準統一，自動化程度和供電可靠性高。反觀國內，配電網情況十分復雜，負荷分布和發展地域差異十分明顯，配電網接線方式類型繁多，一般采用開環運行方式，主要有單輻射、雙環網、單環網、兩供一備、三供一備、多分段多聯絡等，各種接線方式在可靠性和經濟性上各有特點。

針對筆者所在區域，配電網為10kV電壓等級，且電纜化程度較高，本文將通過對幾種10kV電纜系統標準接線方式分析，在配電網網格化規劃下，確定供電網格的目標網架和優化方式。

2幾種 10kV電纜系統標準接線方式分析

2.1單環網接線方式

單環網通過一個聯絡開關，將來自不同變電站或相同變電站不同母線的兩條饋線連接起來。任何一個區段故障，合聯絡開關，將負荷轉供到相鄰饋線，完成轉供，可靠性為N-1，設備利用率為50%。適用于負荷密度不高、 一般可靠性要求的區域。單環網接線方式如圖3所示。

單環網具有結構簡單及較好的構建可控性特點，但由于其線路的利用率偏低，不可作為高負荷密度供電區域的目標接線。

2.2N供一備（N≤3）接線方式

所謂N供1備接線方式，就是指N+1條線路連成環網，其中有1條線路作為公共的備用線路。非備用線路滿載運行，若有某1條運行線路出現故障，則可以通過線路切換把備用線路投入運行。該種模式隨著"N"值的不同，其接線的運行靈活性、可靠性和線路的平均負載率均有所不同，N值不宜大于3。其接線方式如圖4所示。

實際采用時，盡量保證供電線路和備用線路來自不同電源點，進一步提高可靠性。兩供一備模式線路理論平均負載率可達66%，三供一備模式理論線路平均負載率可以達到75%。

三供一備接線在實際運用中也不可避免的存在一些問題：一是受運行線路最高負載率的限制，實際線路平均負載率達不到75%的理論值；二是標準的三供一備只存在一個尾端聯絡切換點，轉供電方式相對單一；三是三供一備要求控制的主節點數為6-8個，每個節點負荷容量控制在2000-3000kVA，當小用戶較多時，導致每個主節點上的多個小用戶放射接入，這些用戶的供電可靠性降低。

但是總的來講，三供一備接線方式非常適合在城市核心等高負荷密度地區采用，其線路結構簡單，構建容易，組網靈活，能從單環網接線基礎上依次增加第三條主供線路及備用線路實現或由二組單環網直接實現。

3網格化規劃中目標接線的選擇和優化

根據供電網格負荷發展的不同程度，將供電網格可劃分為負荷成熟網格、負荷快速發展網格和負荷不確定網格，對于不同的發展階段的網格，應選擇不同的目標接線以及優化方式。

3.1負荷成熟網格

對于負荷成熟網格，在梳理并固化線路運行方式的前提下，確定現狀聯絡點的類型和作用，并將網格內的負荷按照三供一備接線進行重組，直接改造為三供一備的目標接線模式，主供線路為負荷的自然增長預留一定的裕度（5%～10%左右）。

3.2負荷快速發展網格

對于負荷快速發展網格，應結合變電站資源、用戶用電時序、市政配套電纜溝建情況、中壓線路利用率等因素，按照投資最少、后期建設浪費最少的原則，逐步由單環網等標準接線模式向目標網架過度。以按三供一備接線規劃遠景網架的供電網格為例：

第一階段，在負荷發展初期，可由遠景規劃的兩回主供線路形成單環網供電；第二階段，隨著負荷的發展，當形成的單環網的兩回主供線路平均負載率超過40%時，可新建第三回主供電源，形成三供網絡；第三階段，負荷發展逐漸成熟，三供網架已不能滿足互相轉供電要求或平均負荷率超50%，可建設公共備用線路，形成目標接線。

3.3負荷不確定網格

對于負荷不確定網格，由于市政規劃暫不明確，無法確定負荷增長點的區域，宜結合負荷發展情況，按照單環網構建標準接線。隨負荷的發展，當形成的單環網的兩回主供線路平均負載率超過50%時，可就近與另一組單環網形成三供一備。

4 結論

單環網、N供一備接線方式具有結構簡單，構建容易，組網靈活的特點，可作為配電網網格化規劃中供電網格的目標接線，根據供電網格負荷發展的不同程度，確定了負荷成熟網格、負荷快速發展網格和負荷不確定網格的目標接線以及優化方式。

參考文獻

【1】胡立新，張運貴.中壓配電網接線方式分析和組網原則.湖北電力29（b12），2005.

【2】《深圳供電局有限公司中低壓配電網網格化規劃指導意見》（2013）