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1、保定城网评估与配电网规划研究保定城网评估与配电网规划研究许殿英引言：随着国民经济的不断发展，城市化进程不断加快，配电网规模的持续扩大，配电网在整个电力系统当中的地位越来越重要，受到全社会广泛的关注。其运行、建设的经济性、可靠性和安全性也急需进一步提高。2004年，保定供电公司与天大求实公司合作，对保定城市配电网现状进行了分析评估，对未来配电网建设进行了规划研究。研究成果对保定城网经济运行提出了指导性意见，对未来配电网建设进行了科学规划，对现状存在的问题在未来规划中提出了解决的时机和方法。此成果处于国内领先水平。关键字：城网评估；配电网规划；负荷预测；变电站选址1. 研究的主要内容为了适应保定市
2、的城市发展建设要求，使保定市区的开发更加科学、合理，为该地区的城市电网规划管理提供技术法规依据，更好的指导该地区内电网的开发建设，特进行此次研究。主要内容包括：1. 现状高压网的评估分析。2. 现状中压配电网的评估分析3. 2010年规划总则4. 负荷预测5. 高压变电站站址及网络校验6. 中压配电网规划7. 无功规划原则8. 投资估算与经济评价2. 研究依据的原理和采用的方法本次评估规划研究以认知科学的理论为指导，充分利用“城市电网规划计算机辅助决策系统”的自动分析计算、数据处理和图形处理能力，发挥人在城网规划中的主导作用，协调规划相关的各方面意见，结合规划专家和计算机软件各自的特点，进行高
3、水平的城网规划工作。在充分调查国内先进地区（上海、广东和浙江等地）电网结构特点的基础上，运用近年来开发的智能化的电网规划技术（小区负荷密度指标法、平面多中位变电站选址定容）和新的规划决策软件城市电网规划计算机辅助决策系统，经过许多电网规划专家和经验丰富的技术人员进行反复论证，从而实现了运用一流技术规划一流电网，从分体现了规划高度的科学性和艺术性，同时具备了一定的超前性。规划的依据包括：3. 研究过程3.1原始资料的搜集、整理与分析城市电网规划工作需要以大量的基础数据为依据，这些数据包括城市负荷发展的相关历史数据、未来城市发展的详细用地规划及城市发展规划材料以及电力网络系统的相关信息等。负荷数据
4、中对城市现状用户用地及用电情况的详细数据调查是一项十分繁杂的工作，需投入大量的人力和物力。城市规划相关数据主要包括：规划区市政规划的详细说明书及电子版配套图纸、规划区的详细电子地图等。3.2现状网络分析对规划区现状网络进行分析，确定必要的技术、经济指标，包括电压水平分析、线路过负荷情况分析、短路容量校验及N1校验等，发现系统中的薄弱环节，以便未来的规划工作能够有的放矢。3.3确定规划的主要技术原则参考“城市电网规划设计导则”及各省市电力公司的相关技术导则来详细制定技术原则，例如：电网供电安全准则，高、中压网络接线模式，变电站的变压器容量及台数，站内主接线，导线的种类（电缆、裸导线或绝缘线），线
5、径规格，配变的规格型号，10kV的接地方式等。3.4负荷及负荷分布预测总原则是根据城市或开发区的用地规划，以空间负荷分布预测为基础，采用多种负荷预测方法进行负荷及负荷分布预测。详细分析负荷预测所需的原始数据，确定负荷预测的工作思路。1.分析城市的发展阶段。1）城市处于发展初、中级阶段向中小型城市发展，在预测期内，电量以近似指数规律增长，其年增长率比较大，简称为E型电量。2）发展成熟的大型城市，其电量己经历过指数规律发展的阶段，在预测期内进入了一种具有饱和特性的发展阶段，简称G型电量。3）对一些初期用电量低，而发展又十分快的城市，在预测期内，负荷按一种S型曲线趋势增长，简称S型电量。2.确定各类
6、用地或建筑面积的负荷指标。随着城市规划在城市发展中地位的日益重要，对未来城市不同地块的用地性质进行详细分析，明确的具体分类，例如有工业用地，住宅用地，市政用地等。为了使负荷密度指标能够代表未来发展情况，可以参考已经充分发展的类似城市的同类型负荷的负荷密度情况，作为指标设置的依据。也可以进行一定的实地调查。3.采用适当的预测模型结合规划区的实际情况，分析负荷及电量的发展规律，从几十种预测模型中选择确定负荷预测的模型。在已知远期负荷或电量预测结果，反推中间年各阶段结果时，经常采用S型曲线模拟。4.采用多种相关模型对预测结果进行校验人均居民生活用电分析人均综合用电分析3.5高压变电站站址及网络校验目
7、的是确定110kV变电站的容量及位置。供电范围计算的目的是将规划区内的所有10kV配电变压器按供电关系划归不同的110kV变电站。其中，既要考虑供电的经济性，又要考虑供电半径的限制。这一阶段变电站的容量、变压器的台数确定是非常重要的。在不明确的情况下需要进行比较确定。变电站规划总体思路：依据远景规划目标年负荷分布预测的结果，利用“规划软件”中变电站选址容量优化软件自动进行计算，得到远景目标年的变电站布点和主变容量方案。依据城市规划和地形地貌的实际情况通过规划专家的修正得到最终的变电站布点方案，利用规划软件自动计算变电站的供电范围，确定变电站应带的负荷大小。依据中间年的负荷分布预测结果，以远景年
8、的变电站布点和主变容量方案为条件，利用软件自动进行计算，得到中间年的变电站布点和主变容量方案。该方案的新上变电站应是远景规划方案所包含变电站的一部分。利用规划软件自动计算变电站的供电范围，确定变电站应带的负荷大小。3.6 10kV中压配电网络规划根据110kV变电站的供电范围计算结果，将10kV配电网按供电范围分区，对10kV配电网络按分区进行规划。根据可靠性的要求和采用的主要接线模式，考虑不同110kV变电站之间10kV联络线的设置，以及同站不同母线的联络情况。规划方案需满足各种系统约束条件（如：短路容量限制、电压水平限制、线路过负荷限制及N1安全性准则等）。3.7无功电源优化规划根据10k
9、V配电网及110kV、220kV电力系统的规划结果，完成无功电源规划。通过计算，根据导则的要求，可以给出无功设备的配置建议，并计算相应的方式下，网络潮流分布的变化，从而得到电压、线损的改善情况。3.8投资估算及经济效益分析根据规划区内的改造和新建的网络设备，结合单位设备造价，估算投资。并在此基础上，分析还贷压力、投资回报情况等经济指标，明确为电力企业的经营管理提出决策性意见。4. 研究成果和结论本次规划研究通过对现状电网分析,结合负荷预测结果,提出了电网规划各项技术要求,确定了各水平年电网规划方案,并对规划方案进行了大量技术经济分析,确保规划方案在技术、经济上的可行性。1.通过对保定市区现状电
10、网进行深入分析，保定市区现状电网基本满足现状负荷对供电的要求，同时发现，现状电网仍存在部分问题。(1) 保定市区110kV及以上电网存在的主要问题包括：电力供应比较紧张，部分变电站负载率偏高，容量不足；部分网络联络不强，供电可靠性低。(2) 保定市区10kV网络存在的主要问题包括:仍有鲁岗513、江城512等23条配电线路单放射供电，故障时没有负荷转移能力；部分线路过长，其中部分是由于电源点偏少，部分是由于存在跨区供电情况；部分10kV线路配变容量过大；部分线路主干线径偏小，主干线线径小于150mm2的线路共有8条；计量装置、出口电缆和主干线容量不匹配，限制主干线路的输送能力。2.在本次负荷预
11、测工作中， 负荷预测结果为：(1) 2010年最大负荷为1088.1MW，年平均增长率为9.40%，2010年电量为52.29亿Kw.h，年平均增长率为9.96%，负荷密度为4.48MW/km2。(2) 2007年最大负荷为845.5MW，年平均增长率为9.88%，2007年电量为39.84亿Kw.h，年平均增长率为10.98%，负荷密度为3.48MW/km2。3.研究和分析了保定市区高压网络规划结果的合理性及可靠性，对其进行核校验修正。根据分析结果对原规划网主要进行了如下几个方面的修改。(1) 2007年1) 供大阳变两条线路改为入前孙线，前孙线不再接入东北郊变。2) 从前卫路再建一条线路至
12、韩村变，从2条前韩线T接到七一路变，以减轻花庄变负荷，平衡花庄和前卫路变的负荷。3) 江城变两条进线入富南线，减少了富昌变的两个出线间隔，(2) 2010年1) 从前卫路变新建一回线路供给百楼变，提高其供电可靠性。2) 从富昌出一回线路到朝阳变，中间T接入祝泽变。3) 前卫路变新增一台180MVA主变。各规划年份网络规模如下：(1) 2010年规划网共有220kV变电站5座，主变总容量为1560MVA，容载比为1.86；110kV变电站17座，主变总容量为1828MVA，容载比为2.07；110kV线路47回。目标年各级变电容分布合理，形成了以双辐射、双T、接为主的接线网络。通过对规划网进行进
13、行潮流计算、“N-1”分析、短路计算，规划网各项指标均满足导则要求。(2) 2007年规划网共有220kV变电站5座，主变总容量为1320MVA，容载比为2.00；110kV变电站17座，主变总容量为1554MVA，容载比为2.22；110kV线路44回。通过计算表明，规划网各项指标均满足导则要求，为未来发展打下基础。通过规划实施保定市区电网各项指标均有明显改善并达到较先进水平，运行质量逐步提高，并呈现出逐年趋好的趋势，目标年达到最优。可以看出高压电网规划结果合理，具有较强的适应性。4.确定了保定市区10kV配网规划建设目标和技术原则。(1) 各项技术指标力争达到国内先进水平。(2) 逐步对现
14、有网络进行改造，未来建成结构清晰合理的以架空线为主的骨干网架。(3) 中压配电网采用环网结构开环运行，在高负荷密度区加强网架结构，增强互供能力，提高供电可靠性。电缆线路近期采用单环线为主，远景逐步过渡到多分段两联络接线模式；架空线近期采用手拉手接线，远景过渡到多分段多联络。(4) 电缆主干线选取2*YJV22-3240mm2、YJV22-3400mm2，架空主干线选取JKLYJ-240mm2导线。(5) 电缆主干线采用电缆排管或电缆沟敷设方式。(6) 新建配电变压器均应选择S9及以上的低损耗配电变压器。(7) 根据城市电力网规划设计原则，城网10kV短路容量控制值为20kA。(8) 制定了低压
15、配电网技术原则：低压线路的供电半径一般不超过200米，繁华地段不超过150米；市中心区低压线路应采用低压绝缘线（JKYJ），主干线截面采用185mm2；市区中、低压配电架空线路应同杆架设，并做到同杆架设的线路为同一电源。5.根据社会经济发展情况、城市总体规划、用电负荷发展预测，结合10kV配网现状，提出了2007年、2010年保定市10kV配电网架规划方案。(1) 2010年规划配电网情况：共有10kV主干线296条，主干线路总长度为668.4km。共有开闭所3座，均为以有；开关站4座，均为以有；环网柜16个，均为新建；开关446台，其中已有314台，新建132台。形成了以架空线手拉手接线和架空线两分段两联络为主要接线模式的主干网架。(2) 2007年规划配电网情况：共有10kV主干线236条，主干线路总长度为557.2km。共有开闭所3座，均为以有；开关站4座，均为以有；环网柜16个，均为新建；开关446台，其中已有314台，新建89台。该阶段的重点是为克服现状网络的问题而进行网络切改以及规划新建变电站的新出线。通过对2007年和2010年两个规划方案的电气分析和可靠性分析，表明规划10kV配电网各项技术指标明显提高，特别是2010年规划网架各种理论计算指标达到或接近国内先进水平。6.在以上规划基础上提出了无功规划原则，至2010年110kV公用变电站需配置286.9MV
