网格化在配电网规划中的应用刘炜彬

网格化在配电网规划中的应用刘炜彬

广东电网有限责任公司东莞供电局广东省东莞市523000

摘要:本文是结合东莞供电局某供电分局的配网现状,运用网格化规划思路,结合一二次同步建设的方法,最大限度弥补了当前常规规划中存在的不足,通过网格化,将复杂交错的中压配电网,转化为简单有序的电网,最终实现目标网架。

关键词:配网现状;网格化;目标网架

前言:随着近年东莞市配电网的快速发展,传统的规划方法已逐渐难以适应目前东莞规模庞大的中压配电网,且城市配电网长期以来主要跟随负荷发展,中压配网网架规划不能落实到具体项目,易受业扩、迁改、资产接收等工程的影响偏离规划目标,不能更好地衔接配网项目立项与建设工作。为更好地规范配电网目标网架及其过渡过程,提升精益化管理水平,结合东莞实际情况,提出了以供电网格为基本单元开展中压配电网规划的工作思路,实现网格化供电。

一、网格化规划的总体要求

(一)总体思路

中压配电网网格化规划是将一张完整的配电网划分为多个配电中区,将每个配电中区划分为多个供电网格,根据收集到的控制性详细规划,对不同用地性质和开发程度的块,以年均增长率法、负荷密度法等方法开展近远期电力负荷预测,明确各供电网格的负荷分布。针对各供电网格的差异性,分别选取对应的典型接线作为目标网架,以用电网格作为配电规划项目的最小单元,逐年制定过渡方案,使得复杂网络清晰化、简单化。

(二)主要原则

1.中压网架规划以网格为最小的规划单位,变电站供电范围的调整以网格为基本单位进行,供电网格的主供或备用电源可来自不同变电站。

2.供电网格的划分以明确的道路、水域、山体为边界,尽量使网格内用地和负荷类型相对一致,并以每个网格远期饱和负荷为1~2万千瓦的情况进行控制,部分联系紧密的区域可适当放宽标准。

3.10千伏供电线路原则上不跨越中区供电,发展未成熟区域过渡期可合并多个网格供电,待负荷发展后再逐步按原划定网格范围调整线路供电范围。

4.网格供电的划分思路以远期目标网架为建设依据构建过渡期的中压馈线组,网架过渡思路要清晰且方案灵活,冰面中压网架反复调整导致重复投资。

5.网格供电与专项用户供电可同时共存,专项的供电范围不受网格范围限制,专线可形成独立供电系统或与网格线路共同形成环网供电系统。

二、网格化规划

(一)现状分析

1.分局10kV配电网存在:

a:存在单辐射线路较多

b:联络设置不合理,存在非典型接线

c:环网率较高,但依然存在不可转供线路

d:配网自动化整体水平偏低,馈线自动化线路较少

e:用户无序接入,线路负载不均匀

f:辖区内变电站间隔基本用完

结合以上信息,依据《东莞市城市总体规划》的总体布局,考虑地块发展趋势、道路、河流、山脉等因素,结合《东莞市110kV及以上电网规划》地区范围内远期变电站分布划分供电中区,以该地区空间、路网规划结构及供电中区划分情况,把所有各地块按照1至2万kVA负荷组合成多个供电网格,形成2030年饱和负荷网格;再用远期至现状反推法,以2030年网格划分结果为基准,结合现状高峰负荷统计、中近期负荷预测结果、《东莞市110kV及以上电网规划》范围内中近期变电站分布进行供电中区及网格范围调整,反推出中近期供电中区及网格,形成网格的初步划分成果。

图一:网格化初步成果

(二)负荷预测

1.近期负荷预测采用报装负荷法和自然增长率相结合的预测方法,在现状年高峰负荷基础上,以年度报装负荷容量及布点为依据,考虑原有负荷的自然增长率、各年份报装负荷逐年实用负荷(实用负荷=报装负荷×对应年份的成熟度系数)等因素。其中,自然增长率等系数通过对当地负荷特性分析归纳得到;成熟程度系数为用户从投产年到负荷稳定年间各年预测负荷与稳定负荷的比值。

表一:预测负荷与稳定负荷的比值

2.中期负荷预测2020年至2021一般无法掌握较为确切的负荷报装信息,因此适合以近期负荷预测值为基础值采用年均增长率法预测中期负荷。具体计算公式为:

10千伏最高负荷=上一年网格10千伏最高负荷×(1+年均增长率)。其中2020-2021年均增长率=-1

3.远期负荷预测采用饱和负荷密度法,通过调查该供电分局辖区内各种用地类别对应的典型负荷的建设用地饱和负荷密度,根据《土规》中用地面积,以及地块间负荷的同时率,估算饱和负荷。其中根据《东莞市中长期电力规划报告》,东莞各地块间负荷的同时率可取0.8。

三、网格组网

(一)网格组网原则

1.优先考虑一个网格由一组标准接线组供电,在负荷密度高、格内地块边界难于拆分的网格供电线路可适当增加,但不应超过3组标准接线供电;

2.分析网格内初步选择的接线组最大供电能力是否与负荷预测结果相匹配,以合理提高线路利用效率

表二:线路利用效率

3.网格组网规划宜进行方案比选,从供电能力、安全可靠、经济性、技术装备、建设可行性、运行便捷性等方面对不同组网方案进行对比分析。

4.线路配网自动化实施应参照配网自动化与配网通信相关原则执行,宜与线路一次设备建设改造同步开展。

5.网格组网时应注意分层管理原则。每回线路可分为三层,主干层关注线路的主干线布局、联络点设置,接入层关注线路主干节点的设置方式、用户的接入方式,如多个用户采用串接式接入主干层还是采用主干配式接入主干层,用户层关注终端用户与接入层的连接方式。

(二)近期组网规划

基于近期负荷预测,供电分局主要考虑对现状问题的解决,结合现状问题、组网通过“拆,组,同”开展,“拆”指拆分负荷,拆开网架,把可预见的负荷增长、现状重过载、不可转供以及联络点不合理的非典型线路进行合理拆分;“组”为组新网架,组新分段、组新分支,根据负荷预测重新布局组网,过渡网架及目标网架,依据负荷分布情况,将线路合理分段,避免出现大分支等情况;“同”是自动化设备和通信网络同步进行升级改造,一二次必须统筹规划,防止出现重复建设重复投资的情况。

(三)中期组网规划

基于中期负荷预测,在近期网架规划方案基础上,进一步完善网格网架接线模式,完善主干节点布局,规划主要线路走廊的布局。构建的中期网架结构应易于向远期目标网架接线发展过渡;不同类型网格网架的建设过渡主要遵循以下要求:

1.负荷发展成熟网格。对于已形成标准接线的网格,该网格可暂时保留原有接线模式,以现状问题为导向,按照改造量最少的原则逐步向目标网架过渡。对于网架结构复杂、尚未形成标准接线的区域,在固化线路运行方式的基础上,确定各类联络点的作用和性质,然后按照网格内现状电网问题的评价,结合投资情况一次性改造成目标网架。

2.负荷快速发展网格。暂不改变现有线路运行方式,确定各类联络点的作用和性质,结合变电站资源、用户用电时序、市政配套电缆沟建设情况、中压线路利用率等因素按照投资最少、后期建设浪费最少的原则逐步由现状网架向目标网架过渡。

3.负荷发展不确定网格。对于市政规划暂不明确,无法确定负荷增长点的区域,在不改变线路的运行方式下,确定各类联络点的作用和性质,然后按照网格内现状电网问题的评价,对突出问题进行处理,并结合负荷发展情况,先用简单适用的标准接线进行过渡。

(四)远期网架过渡

1.结合网格现状供电线路布局,网格可开发利用的线路走廊,规划远期供电线路主干线走向,规划主干节点布局,划分主干节点供电管辖范围,初步形成远期网架接线方案;

2.根据近期网架规划方案和中期网架规划方案,调整、完善远期网架规划方案,完成主要线路走廊的布局规划。形成网格电网从现状向目标网架过渡的整套方案,有序、分步实施。

3.若近、中期网架方案难以向远期网架方案过渡,则需要重新选择远期网架接线模式或与周边网格进行协调调整网格边界,然后重新进行远期和近、中期网架方案规划。

四、网格化实例应用

应用上述网格化的方法,对该供电分局辖区内某成熟地块进行配电网网格化规划,具体情况如下。

(一)现状问题

(1)发展成熟区

通过对046网格内10kV线路分析,该网格内交叉供电线路数量多,共有7回线路对网格内负荷供电,且用户接入非常无序,对后续实现目标网架造成影响。

表三:046网格负荷预测值

对于034网格,由于该网格为发展不确定区,我们只能按照饱和负荷密度法,通过计算每个地块的用地性质的负荷,得出网格内总体的负荷情况。通过计算,发现负荷最终超过该地区目前所有线路所能承受负荷的总和,达到44.46MW。

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