陕西理工学院毕业设计 县域配电网供电能力分析研究县域配电网供电能力分析研究 xxx （陕西理工学院 电气工程学院 电气工程及其自动化专业 电气 084 班 陕西 汉中 723003） 指导教师：xxx [ [摘要摘要] ]随着国民经济的快速发展，电力负荷的增长速度也明显加快，同时电力用户对配电网的供电能力提出 了更高的要求本课题介绍了容载比法、最大负荷倍数法、试探法、图论法、目标规划法、模糊评估法等方法 的概念、特点及不同，通过对县域配电网目前运行状态的深入了解，以及对容载比法、电压合格率、负载率、 线损率、 “N-1”校验率等历史数据进行统计、分析，采用了容载比法对配电网的供电能力进行了详细的研究， 以此来查找配电网的不足和薄弱环节，最后给出了配电网近、远期规划建设、建议，对今后提升整个城市配电 网的供电能力和供电可靠性有一定的借鉴意义 [ [关键字关键字 ] ]供电能力；容载比法；影响因素；研究 陕西理工学院毕业设计 I Research of Supply Capability Evaluation of County Distribution Network xxx (Grade08,class4,Major Engineering Analogy Method; Influence Factors; Research 目录 陕西理工学院毕业设计 II 1 1 概述概述1 1.1 研究背景 1 1.2 国、内外发展趋势 1 1.3 研究的意义 2 2 配电网供电能力的研究方法.4 2.1 主要的研究方法 4 2.2 几种主要研究方法的特点 5 2.3 其他研究方法 6 2.4 各种研究方法的比较 7 3 配电网供电能力的影响因素8 3.1 容载比对配电网的供电能力的影响 8 3.2 线损率对配电网的供电能力的影响 8 3.3 电压合格率对配电网的供电能力的影响 8 3.4 负载率对配电网的供电能力的影响 9 3.5“N-1”校验合格率对配电网的供电能力的影响9 4 容载比的分析方法的研究.10 4.1 容载比简介 .10 4.2 容载比的概念 .10 4.3 容载比的特点 .10 4.4 农网容载比的取值 .10 4.5 容载比的研究现状 .11 陕西理工学院毕业设计 III 5 容载比法在县域配电网供电能力分析中的应用.12 5.1 县城 10KV 配电网现状 12 5.1.1 10kV 干线现状.12 5.1.2 10kV 支线现状.12 5.1.3 县城 10kV 电网运行方式.12 5. 2 县城 6 条 10KV 干线供电能力分析13 5. 3 县城 10KV 主要支线供电能力分析17 5.4 规划建议 .18 5.4.1 近期规划建议18 5.4.2 远期规划建议 .18 6 供电能力模糊评估的原理和方法19 6.1 模糊理论简介 .19 6.2 模糊概率的概念 .19 6.3 供电能力模糊评估的方法 .19 6.4 评估因素的模糊处理 .20 7 供电能力最大负荷倍数法的原理和方法22 7.1 最大负荷倍数法的原理 .22 7.2 最大负荷倍数法的概念及其模型 .23 7.3 最大负荷倍数法潮流计算的方法比较 .23 7.4 回路电流法流程 .24 8 总结与展望26 陕西理工学院毕业设计 IV 8.1 总结 .26 8.2 展望 .26 结束语27 致谢28 参考文献29 附录30 陕西理工学院毕业设计 第 0 页 共 35 页 1 概述 1.1 研究背景研究背景 配电网在电网中起到分配电能的作用，是电力系统中发电、输电、配电中的最后一个环节，配 电系统主要由馈线、变压器、断路器、分段开关以及继电保护、自动化仪表等设备构成。
对于配电 网供电能力的评价，一般包括对配电网的物理现状、运行现状和负荷发展进行评价当前的中国， 电力负荷迅速增长， 随着我国城市建设不断发展，城市用电负荷日益增长，人们对电能质量和供 电可靠性的要求越来越高，电力用户对配电网的供电能力提出了更高的要求同时城市配电网供电 能力的评估对准确评价现状，优化网络结构，提高电网供电的安全性和可靠性，提高企业的经济效 益和社会效益具有很大的现实意义目前全国县级行政区划有2861个，县域经济面积占国土面积的 94%以上，人口占全国总人口的73%以上，GDP占全国GDP的52%以上 由于过去我国电网的建设滞后，配电网在供电能力这个方面存在着不少问题与隐患：配电网建 设和发展滞后于发输电系统以及城市的发展；网架薄弱，供电结构不合理，有些地方存在“有电送 不出”的现象；供电可靠性差，损耗高针对这些棘手的问题，我国已经逐渐加大投资来建设和改 造配电网，但资金的投入只有在科学合理地指导下才能产生期望的效果，其中，对配电网规划建设 前后的供电能力评价是一个重要方面 西乡自古有“秦岭南麓小江南”美誉，山川秀美，气候宜人，土地肥沃，物产丰富，文化昌明， 被联合国科教文卫组织誉为“最适合人类居住的地方之一”,是全国商品粮基地县，茶叶基地县、 高优高农业示范县、牧草综合开发示范县、瘦肉猪基地和烤烟生产基地县。
随着西乡县城“十二五” 的快速发展，县委、县政府以构建和谐茶乡为目标，积极推进“农业稳县、工业强县、资源富县、 旅游活县、开放兴县”战略，由于城镇化建设速度的不断加快，县城规模的迅速扩大，城市功能的 日臻完善，城市品位的不断提升这些都对县城的电网供电能力、供电可靠性、供电持续性提出了 更高、更严的要求，现有的配电网系统随着负荷的增长，已经无法满足城镇经济发展的需要，主要 存在以下几个问题：1.供电电源形式单一，供电质量较差，随着负荷的增加配电网的供电能力不足， 电网安全运行存在一定隐患；2.电网的网架结构不合理，供电能力不足，电能质量较差，电网整体 运行水平不高；3.配电网自动化程度不高，设备陈旧，服务质量和用电管理水平跟不上电力时代发 展的需要因此，对现有县城区域电网的供电能力进行评估就成为亟待解决的社会问题本文基于 西乡县的历史数据采用容载比法和模糊评估法对其配电网供电能力进行分析研究进行它不仅可以 发现现有电网的薄弱环节，而且也为今后电网的规划提供了理论指导 1.2 国、内外发展趋势国、内外发展趋势 国内外科技工作者在对配电网供电能力的研究过程中，有的是通过分析配电网线路和变电站负 荷情况以及系统和用户的用电情况，进行统计、分析和计算后，得出相应的指标来评估配电网各个 方面的供电情况，提出改进措施和建议；也有的是根据影响配电网供电能力的各项指标，按照其重 要性建立相应的隶属度和权重，通过模糊理论综合评估配电网的供电能力。
国外科技工作者在对配电网供电能力的研究过程中，根据自己的现状：国外电网由于发展时间 较长，而且区域面积相对不大，基础设施比较完备因此各个国家的发展的重点有所侧重，美国在 全国范围内存在多个交流输电网，人员年龄老化，事故较为频繁，需要防止大停电因此改造基础 电网设施，提升电网自动化水平，提高电网运行的安全可靠性、降低电网损耗是目前电网发展的重 点在电网建设中更加关注电力网络基础架构的升级更新，以提高电网运行水平和供电可靠性，有 效接入可再生能源，同时最大限度地利用信息技术，实现系统智能对人工的替代 国内由于电网发展的区域不均衡，电网建设发展滞后于经济的快速增长，基础设施薄弱，电网 改造力度不大，电网运行经济性较差，全国统一协调调度自动化水平不高，在一定程度上存在用户 断电或限电的情况目前各个区域电网关注较多的是供电可靠性、供电连续性及智能电网的建设， 陕西理工学院毕业设计 第 1 页 共 35 页 区域型电网供电能力的评估只限于部分供电企业和部分地区，在供电能力评估中它们更多的是研究 降压变电站的供电能力、配电网最大供电能力计算方法、供电能力某种因素的模型研究、配电网供 电能力评估体系计算机程序的实现等，很少有把县城供电能力评估体系作为一个影响因素较多、因 素相互制约的综合复杂系统来对待，现有的配电网评估体系考虑的评估因素较少，其评估结果不能 完整、准确的反应城市配电网实际的供电能力，对今后配电网的改造、重构、再建不能起到真正的 指导作用。
对于配电网最大供电能力的计算方法问题，已有不少研究者提出采用线性规划法、内点法、尝 试法和最大负荷倍数法等进行计算但在这些方法中，有的用于配电网时误差较大，如线性规划法； 有的虽然计算结果准确性较高，但过程复杂，计算时间过长，如内点法；有的方法的计算结果的准 确性没有办法保证，如尝试法；有的方法的计算速度虽较快，但准确性欠缺，如最大负荷倍数法 因此，还需要针对配电网特点，提出既能够保证计算快速性，又能够保证结果准确性的配电网最大 供电能力计算方法 因此，考虑县域配电网的众多影响因素，对县域配电网的综合供电能力评估体系研究就成为亟 待解决的现实问题在进行供电能力分析之前，需要收集大量有关的历史数据，并对这些信息加以 分析，完全依靠工作者的经验规划不仅会造成大量的时间和人力资源的浪费，而且传统的规划方法 已经不能满足现代化建设的要求因此计算机技术的应用既是我国现代电网建设当前的迫切需要， 也是今后长期发展必要的科学手段目前国内外的一些电力部门和软件公司已经共同开发研制出了 一些电网规划软件，为计算机技术的应用积累了宝贵的经验近几十年来，对电网规划优化方法的 研究已取得了很大的进展，国内外有很多文献报道了各种优化方法在规划工作中的应用，这些方法 大致可分为启发优化方法、传统数学优化方法和智能优化算法等。
多目标电网规划是将电网规划的 经济型和可靠性有机的结合，使优化方案的综合效益达到最佳，适应了现代电网规划的实际需要 不确定性条件下的规划已在电力系统各领域的研究取得了一定的进展随着时间的推移和计算机技 术的更新换代，优化问题的主要矛盾不在于运行速度而在于建立问题的数学模型和求解算法，不确 定规划理论的建立和发展正是当前这一方面的国际研究潮流的具体体现目前，不确定性条件下输 电网网络规划还未有深入的研究，这也是一个非常值得研究的课题 1.3 研究的意义研究的意义 改革开放之后，我国国民经济进入了快速发展时期，电力负荷持续增长，社会对于电力系统供 电能力的要求更是与日俱增，尤其是配电网供电能力配电网供电能力指的是配电网将经输电网传 输过来的电能安全、可靠、经济地输送到用户的能力，是衡量配电网合理性的重要标准，其重要性 具体体现在以下三个方面：1）配电网是电力系统中联系电源与用户的最后一个环节，直接与用户 相联，一旦配电网出现了故障，用户的供电就会受到影响，所以配电网供电能力是整个电力系统供 电能力安全性的直接体现；2）配电网的节点数量非常大，且大多数采用辐射型结构，使得配电网 发生故障的概率要远大于电力系统的其他部分，根据不完全统计，用户停电故障的80%以上是由配 电网的故障所引起的，配电网供电能力直接影响着电力用户用电的可靠性；3）配电网拥有数量巨 大的电力设备，它的费用占到整个电力供电系统投资的60%及运行成本的20%，因此配电网的建设、 改造以及运行的经济性直观反映了配电网供电能力的经济性，直接影响着整个供电系统的经济效益。
近年来，国家十分重视“三农”工作，县域经济的发展对电能的需求越来越大，国家每年都要 投入大量的资金来加强电力建设，以保证用户需求，对这些投资若能节约一个较小的百分数，其绝 对值就相当可观,而电力系统是一个有机的整体，因此，做好县域配电网供电能力分析研究，确保 县域电网科学有序地发展，满足农村经济和社会发展要求，无论从经济上还是技术上都具有十分重 要的意义 本课题组通过参考国、内外部分地区配电网供电能力评估体系建设的先进实践经验，对西乡县 陕西理工学院毕业设计 第 2 页 共 35 页 供电分公司管辖的县城区域配电网进行诊断、评估，对面临的关键问题进行梳理和分析，提出科学 的县域配电网供电能力评估体系，合理、可行的完成对西乡城区现有配电网的评估和分析通过评 估的结论查找配电网的不足和薄弱环节，这样不仅可以积极。