10kV配电网网架结构及间隔资源的优化研究

摘 要：随着我国城市化进程的加快，各大、中城市中心配电网10kV配电网网架结构和间隔资源已难以适应日益增长的负荷需求，需对城市中心配电网网架结构和间隔资源进行优化整合，以提高配电网的供电能力和供电可靠性，有效提升电网间隔等资源的利用效率。

关键词：配电网；网架结构；间隔资源；网架结构应用；

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-12-00-01

配电网络指的是电力系统中二次降压变电站低压端直接或者降压后向用户供电的网络。它的构成要素包括架空线或是电缆配电线路、配电所或者降压变压器等。通过配电网络，可以将电能安全地分配到相应的用电场所，满足配电的可靠性、高效性以及合理性。由于现在用电需求大大增加，国家电网建设力度不断加大，所以过去的配电方法越来越不适合新时代，配电网网架结构亟待优化。优化的核心思想是 “随机应变”，随时根据用电负荷的不断变化而调整相应的配电网络规划。优化的目标是节约成本，减少整个配电网络规划的投入，最终使配电网在满足供电需求和发展需求的同时，使资源达到最合理的利用。通过优化配电网网架结构，可有效解决间隔资源紧张、供电容量难以释放等问题，提高电网资源有效利用率。

一、配电网的现状和存在的问题

随着我国城市化进程加快，城市功能越来越趋向完善和复杂化。造成中心城区负荷密度稳步提高且增长速度快，对电力需求愈来愈大，且电力用户对供电可靠性提出了更高的要求。

然而中心城区电网还含有大量的老城区电网，使得城市的大规模建设和负荷的快速增长与电网结构薄弱形成了较大的矛盾。仅仅通过新建变电站、更换大容量主变和提高110kV电压等级为高压配电网的方式并不能彻底有效地解决这些问题，特别是老城区的问题。如何利用现状电网，因地制宜地规划、设计与城市建设相适应的10kV配电网网架结构，成为了我国各层面各地区电力公司最近几年的重点研究方向。

二、配电网网架结构及间隔资源优化内容

配电网的发展，体现在电压等级的配置水平，它不仅决定了配电网的整体适应性，还决定变电站的电网结构。因此应优化配电网配置电压序列，简化变压层次，避免重复降压。城市中心配电网一般采用220/110/10/0.38kV的电压等级序列，现采用了220/110/35/10/0.38kV电压等级的配电网应通过优化10kV配电网络逐步取消35kV电压等级，通过改造相应110kV变电站可增加10kV出线间隔。

目前大容量主变和110kV电压等级成为高压配电网的发展趋势，但也同时带来间隔资源紧张、供电容量难以释放等新的问题。中压开关站作为变电站的母线扩展，具有占地少，布点灵活的特点，在城市配电网中的作用日趋显著。国内不少大型城市的配电网规划已将10kV开关站作为未来配电网的主要电源。由于过去的配网规划方法和营销业扩专线批复标准已不适应新时代的要求，应对长期低负荷运行的公用或专用线路进行间隔优化调整。利用变电站出线间隔出线新建10kV开关站，10kV 开关站可作为变电站母线的扩展，大幅增加10kV母线间隔数量，优化间隔资源调配，减少相同路径的电缆条数，提高设备利用率。长期低负荷运行的公用或专用线路，可通过优化改造，将电源割接至开关站供电，以降低变电站间隔利用率。

10kV配电网网架结构宜简明清晰，不同供电区域采用不同目标网架结构，并由过渡接线方式逐步发展为目标网架接线模式。中心城区10kV电缆网目标网架宜采用单环网或双环网接线，10kV架空网目标网架宜采用多分段适度联络接线。应对10kV线路负荷的分配进行调整优化，合理控制10kV线路的配变装接容量和供电半径，保证负荷分配的均匀性。

通过对城市中心配电网网架结构及间隔资源优化研究，建立间隔分配数据库及间隔资源管理系统，深入优化配电网网架结构，可增加10kV出线间隔，降低变电站间隔利用率，提高配电网的供电能力，有效提升电网间隔等资源的利用效率。同时有了充足的出线间隔，规划的10kV配网项目才能顺利实施以完善配电网络结构，提高供电可靠性，也为电力增供扩销提供了有利条件。

三、配电网间隔资源使用管理

针对日益稀缺的配电网间隔资源，应加强对间隔资源使用的管理力度。而如何利用有限的间隔资源来满足日益增长的用电接入需求，则需建立间隔分配数据库及间隔资源管理系统，形成城市中心配电网间隔资源管理办法，以实现对间隔资源使用的统筹规划和科学决策。

间隔使用时，应优先考虑公用线路的出线间隔，再考虑专线用户的接入间隔。用户业扩接入时，对于10kV专用间隔的安排必须谨慎，不能单纯按照报装容量出具供电方案，应对用户的实际用电负荷进行深入的分析研究，通过基于人工智能等算法的计算，并结合用户的重要性程度确定该用户从变电站、开关站、环网单元还是电缆分支箱接入系统。同时用户的备用线路可考虑在公用线路上T接备用，或多家用户共同使用1个出线间隔。

四、配电网网架结构的应用

（一）网群结构。架空线路中的三分段四联络的网络结构主要是变电站出现通过环网柜一分为三，每一段通过开关和另外两个电源点相联，供电可靠性远远超过单环网，达到“N-2”。而线路的运行率不低于75%。但网群结构接线复杂，只有配合配电网自动化系统才能发挥其优势。

（二）三段四联络环网。三段四联络环网结构线路上每个分段可由三个不同的电源供电，即使失去两个电源，仍然可以保证供电，当主供电源停电时，线路各个分段可导致不同的电源供电，减少了线路的备用容量，线路运行率达到75%，和手拉手、普通环网结构相比，大大提高了导线利用率。

（三）架空线路和电缆接线混合使用的混合式接线。对于混合式接线，架空线和电缆线路的供电范围宜进行分隔，两者之间可设联络点，但正常时应打开，只在故障时利用。

五、结语

城市中压配电网对整个社会供电发挥了无可替代的作用，电网网架结构的正确与否直接关系着线路电网供电性能的发挥。间隔资源作为电网资源的重要组成部分，它直接关系着负荷能否接入配电网。因此，如何更好的优化配电网网架结构和间隔资源，满足日益增长的用电需求，应是我们规划研究中着重关注的问题和研究方向。

参考文献：

[1]配电网规划设计技术导则[S].国家电网公司，2012.

[2]高翔，等.中心城区10kV配电网网架结构优化研究[J].浙江电力，2013（6）：10-14

[3]孙志军.浅析配电网网架结构优化及其对供电影响[J].科学论坛，2013（17）：622