10kV配电网筹备方法讲义

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1、10kV10kV配电网规划方法讲义配电网规划方法讲义 目录 1 规划的目的和意义 2 规划的思路 3 10kV配电网规划的特点 4 我国对配电网运行管理的考核指标 5 我国配电网运行指标现状 6 中低压配电网规划的主要内容 7 中低压配电网 规划方法 规划的目的和意义 满足负荷增长的需要 解决目前配电网存在的问题 梳理配电网的网架结构 提高配电网运行的各项指标 应侧重完善和优化网架结构 上级电网 的协调配合 提高负荷转供能力 规划的思路 一 10kV配电网规划的特点 10kV及380V电网一般一起规划 以10kV为主 并称中低压配电网 规划 特点 10kV供电半径小 线路回数多 布线工作量大且

2、烦琐 线路和配变规划与土地使用现状和规划 用户类型密切相关 因此负 荷地理分布要求的信息量大 不确定因素多 一般远景规划没有意义 只进行5年近期规划 且应不断滚动修编 由于城市和区域发展的不确定性 超过2年以后的出线方案本身并没有 太高的参考价值 因此好的规划应更关注对配网建设指导性原则的确 定 包括 1 网架结构的确定 包括分段和配变接入原则 联络方式等 可根据负荷密 度确定1 2种电缆网方案和1 2种架空网方案及其过渡方案 2 对规划期内大块区域 2 4平方公里 负荷密度和总量的估计 3 对变电站布点及各自供电范围的优化 4 对主要设备 线路 公变 开关设备的选型规范 5 对出线密集区域的

3、走廊要求等 对10kV配网 除规划水平年 规划期限的最后一年 外 2 3年 内的方案往往对实际操作指导作用更大 最好能给出 05年广 东 十一五 规划就要求同时给出2008和2010年方案 二 我国对配电网运行管理的 主要考核指标 根据国电安运 1998 418号文 城市供电可靠率达99 9 大中城市中心地区供电可靠率达99 99 城市电压合格率 98 城市电网综合线损率 5 全网达6 8 根据广电 2002 5号文 城网用户供电可靠率达99 96 电 压合格率达98 5 配网线损率 5 简介 供电可靠率RS 1 用户年平均停电时间 8760 用户年平均停电时间 Sum 每次停电持续时间 停电

4、用户数 总用户数 指标分RS 1 RS 2和RS 3 其中 2 指标不统计外部原因引起的停电 3 指标不统计电源不足引起的停电 考核指标为RS 1 包含全部原因导致 的停电 电压质量指标 10kV 7 220V单相 10 至 7 三 我国配电网运行指标现状 全国综合线损率 高于发达国家 5 左右 中低压配网损耗约占整个城网线损的60 以上 主要原因包括高损变份额重 线路截面小 负荷 重 不少城网电压合格率低 90 95 地区分级 特级 国际化大城市 广州 深圳 一级 省会及主要城市 佛山 东莞 珠海 南宁 桂林 柳州 昆明 曲靖 红河 贵阳 遵义 海口 三亚 二级 其他城市 地 州政府所在地

5、三级 县 供电区分类 可靠性 2013年 主要城市配电网城市供电可靠率控制目 标应高于99 945 用户平均停电时间不超过 4 818小时 其中国际化大城市应高于99 978 用户平均停电时间不超过2小时 理论计算技术线损率 2013年 主要城市110千伏及以下配电网 综合线损率 母公司口径 低于4 5 其它城市和县级电网要适度降低 容载比 高压配电网容载比宜取1 8 2 1 对处于 发展初期 快速发展期的地区或重点开发 区 可适当提高容载比取值上限 农村电网的规划容载比可取高值 在满足用电需求和可靠性要求的前提下 应逐步降低容载比取值 技术装备 110千伏变电站应实现综合自动化 一次设备选型

6、应适应配电网自动化的基本要求 县级电网可适当开展配电馈线自动化 县级电网应实现调度自动化 主要城市应规划建设配电网管理信息系统 根据需要装设电能质量监测装置 110kV变电站供电半径 1A类供电区规划110千伏变电站供电范 围宜按3 4平方千米考虑 B类宜按4 6平方千米考虑 C类宜按6 9平方千米考虑 D类宜按9 16平方千米考虑 中压配电网推荐接线方式 同一地区同类供电区中压配电网的接线方式应标准化 主干截面 线路长度 10kV A类3千米 B类4千米 C D类 6千米 E类10千米 F类15千米 A B C D类供电区 10千伏配电线 路应实现绝缘化 低压 A B类200米 C D类25

7、0米 E类300米 F类500米 四 中低压配电网规划的主要内容 A 电网现状分析 1 对地区人口 经济状况 产业结构和分布的综述 2 对电网规模和负荷现状的统计 包括 高压变电站规模 地 方电源 中低压配电网络规模 负荷水平和整体运营指标数 据 3 分析中低压配电网存在的问题 包括以下几个方面 高压电源容量是否充足 布点是否合理 供电半径 设备状况如何 待改造的残旧开关设备 高损变有多少 10kV馈线状况 重载线路有哪些 它们应通过转移负荷还是更换大截 面线路来改造 过长的线路有哪些 其电压能否合格 网架结构是否合理 包括无联络的线路有多少 有联络的线路有无事 故转供能力 4 确定规划期的改

8、造目标和指导思想 注 相关计算公式 电压降 PR QX V 线损 P2 Q2 R V2 五 与现状分析有关的规划原则问题 1 高压电源分布状况 变电站应尽可能靠近负荷中心 以降低10kV线路长度 容载比满足 110kV电网1 8 2 1 2 情况 带10kV出线的35kV以上变电站分布 供电半径 容载 比现状 2 10kV网架结构 是否具备事故转供通道和容量 3 架空 电缆线路比例 运行年限 运行率 事故率和供电距离 4 10kV公用配变是否高损变 使用状况和容载比 5 开关设备故障率 是否具备故障指示和分段 重合功能 6 电网运行指标现状 可靠率 电压合格率 线损率 电源布点 供电区域的分类

9、 A B C D E F 高压变电站分析 设备水平 个数 主变数量 无功补偿容量 出线间隔 最 大负荷 供电范围 运行情况 多主变率 容载比 负载率 出线间隔利用率 N 1通过率 可能存在问题 变压器过载或轻载 N 1不通过 无出线间隔可用 电网结构分析 电网结构分析 辐射 单联络 多联络 可能存在问题 无联络 设备水平分析 线路长度 过长 线路截面 截面过小 截面配合不合理 线路绝缘化 视具体情况确定 线路电缆化 视具体情况确定 设备年限 线路 开关 变压器残旧 变压器能耗高 设备水平 设备有缺陷 运行水平分析 线路和配变负载率 N 1校验 不通过 或者无法转供 线损率 电压合格率 供电可靠

10、率 一户一表率 配电网规划的主要步骤 B 规划期负荷预测 1 电量和最大负荷总量预测 用于衡量高压电源总量规划的合理性和初步 测算规划期内需新建输变电设施的规模 同 时也是负荷地理分布预测的基础 2 负荷地理分布预测 用于衡量高压电源分布的合理性 确定城市 各供电区域规划期内的负荷增长情况 是高 压电源供电分区划定 线路布置和供电范围 确定的依据 配电网规划的主要步骤 C 规划技术原则的确定 1 网架结构 2 线路选型 3 变压器及开关设备选型 4 二次系统应达到的技术要求 保护及综自 配电网规划的主要步骤 D 电网建设改造规划 1 高压电源规划的合理性评估和供电分 区 2 网架结构优化和规划

11、 3 分年度具体建设和改造项目规划 4 建设改造工程量分年度汇总 5 分年度地理接线图绘制 配电网规划的主要步骤 E 规划项目的投资估算和经济评价 1 分年度规划工程静态投资估算 2 规划工程动态投资估算 3 规划工程的总成本费用估算 4 电价测算 5 电价加价额确定 6 投资收益分析 一 电网现状分析 1 分析高压电源分布情况 带35kV 110kV母线的220kV以上变电站分布 最 大供电半径 容载比 见下页 现状 2 分析接入110kV和35kV网的地方电源分布情况 3 35kV和110kV网架结构及运行方式分析 4 线路运行年限及维护现状 运行率 T P Pmax 5 110kV变电站

12、负荷分布情况及容载比 6 电网运行指标现状 容载比 容载比 K1 K2 Se P K1 K2 T 功率因素 其中 K1 负荷分散系数 为同时率的倒数 K2 储备系数 包括事故备用和负荷发展储备系数 Se为变压器额定视在容量 KVA P为变压器实际最大有功负荷 KW 根据 城市电网规划设计导则 220kV容载比 一般为1 6 1 9 35kV 110kV容载比 1 8 2 1 理由 变压器2小时内一般能过载30 110kV站多为2台变压器 假设N 1方式下变压器负载率1 3时恰好能供全部负荷 即 S 1 3 Se 则正常运行 率T S 2 Se 1 3 2 65 相应的功率因素0 9 同时率0

13、9 储备系数 1 05时 容载比为2 0 例 某分网有10台容量40MVA的110kV变压器 每台最大负荷均 为20MW 负荷同时率0 95 取储备系数1 0 计算110kV容载比 Rs 1 0 10 40 10 20 0 95 2 105 负荷预测方法 一 电量总量预测方法 电力弹性系数法 时间序列法 产值单耗法 参数回归法 二 最大负荷预测方法 最大负荷利用小时数法 回归分析方法 三 分区负荷预测 四 电网规划对负荷预测精度的要求 偏差在 10 30 之间 电量总量预测 弹性系数 法 电力弹性系数是描述电力发展与国民经济发展之间关系的一个宏 观指标 通常定义为 K Vw VG 其中 Vw为

14、电量年均增长率 VG为经济年均增长率 弹性系数法首先根据历史数据计算K 然后用该K值预测规划期内 的电量 例 已知1995年和2000年的用电量分别为W0和Wn 地区国内生 产总值分别为G0和Gn 预计2001 2005年国内生产总值年均 增长率为V 预测2001 2005年的用电量 1 求K Vw Wn W0 1 5 1 VG Gn G0 1 5 1 K VW VG 2 求规划年预测用电量 W2001 1 KV W2000 电力弹性系数法适用于负荷增长较平稳的地区 对处于快速发展 期 产业结构变化较大的地区 经济结构单一且受产业政策影响 较大的地区预测效果较差 运用时应注意经济指标的选取 也

15、可用回归法分析或预测K值 电量总量预测 时间序列 法 是所需资料最少的一种负荷预测方法 常见的是采用曲线拟合公 式得出历史负荷随时间的变化规律W t 然后预测规划年电量 仅需历史电量数据 例 已知1985年 2000年电量分别为 可采用双曲线拟合 1 W a b t 1989 也可采用指数函数拟合 lnW lna b t 1989 误差分析表明第二种函数精度更高 当预测期电量发生突然变化时 预测误差较大 同时因注意拟合 函数的选取 坏测点的删除 电量总量预测 参数回归 法 同为曲线拟合类方法 但自变量不是时间 而是经济指标等与电量相关 的参数 必要时可选取多参数 但单参数更有利于函数选取 例

16、某地区电量与经济数据的关系如下 可以看出电量与国内生产总值的关系 接近线性 与人均国内生产总值的关 系则接近二次函数 可采用单参数也 可采用两个参数建立回归关系 如 W a1 a2 X1 W a1 a2 X2 a3 X22 W a1 a2 X1 b1 X2 b2 X22 该预测方法可计及经济增长因素的变化 但在参数选取和回归模型选取 时有较大的不确定性 应用效果受人为因素影响较大 电量总量预测 产值单耗 法 产值单耗指每元国内生产总值所消耗的电量 是反应国民经济及 各部门用电特性的指标 因其取值具有相对稳定性 可用于电量 预测 可采用综合产值单耗和分行业产值单耗进行电量预测 对我国 由于经济结构不断轻型化 综合产值单耗变化的总趋势 是逐步降低的 各产业中 第一产业 农业 随产业电气化过 程 产值单耗呈上升趋势 第二产业 工业 由于产业结构调整 重工业比重降低 加上产业内节能措施的实施 产业单耗多呈 下降趋势 第三产业 商业及服务业 发展初期产值单耗是上升 的 初具规模后由于第三产业附加值较高单耗会下降 进入21世 纪 第三产业在国民生产总值中的比重会逐步提高 从而进一步 带动综合产值单