浅谈城市配电网优化

1 城市配电网优化意义

(1) 城市配电网的优化有利于提高供电系统运行效率, 降低系统网络损耗。从理论上说配电网都是按照满足峰值负荷的要求来进行设计的, 但是在实际中, 每条馈线负荷的类型都不同, 一般可以分为民用类、商业类和工业类。这些负荷的负荷曲线不同和峰值负荷时间的不同, 导致在实际中配电网的负荷分布不均匀, 降低了整个供电线路和设备的利用率, 同时还会增加线路损耗。而通过配电网优化, 将较重的负载转移到负载较轻的馈线上, 调节运行馈线的负荷水平, 降低网损。 (2) 提高供电系统的安全性和整个电网的运行效益。城市中先行的网格状配电网的运行方式十分灵活, 因此如果只是依靠电力人员的经验来调度和管理配电网、实现优化控制是十分困难的。因而这就需要发展配电网优化控制算法并开发相关的智能软件, 帮助电力企业更科学、更及时的做出调度决策, 确保整个配电网可靠性并降低运行费用, 提高运行效益。 (3) 提高供电可靠性。在城市配电网故障时有发生, 利用配电网的优化设计, 一旦有配电网故障发生, 可以准确的判断出故障区域并恰当地控制相应的开关隔离故障区域。并通过优化控制策略可以快速的恢复故障区域的供电, 从而保证城市用电的可靠性。

2 城市配电网中存在的问题

(1) 配电网不适应城市发展的需要。随着城市化的发展和城市人口的增多, 很多原本的郊区的农村逐渐成为了城区的工业中心、商业中心和行政中心, 但是却没有形成相应的区域正常配电网, 沿用的依旧是原本的农网线路。其线路老化、导线截面小, 处于满负荷运行状态, 不能满足用户的用电要求, 且在一定程度制约了区域经济的发展。 (2) 供电网路结构不合理。长期以来城市配电网的供电方式采用的都是辐射式, 线路间相互联络切换负荷能力较差, 影响了供电可靠性。并且有部分的供电线路采取的还是单电源放射式供电, 没有形成环网供电, 达不到“N-1”准则。 (3) 配电设备老化。在城市配电网中, 有的配电线路自落闸、高低压刀闸由于使用的时间过长, 附件老化, 操作时容易出现故障。而有些柱上开关和环网柜及中压电缆分支箱的功能简单、设备老化, 不能承担供迅速增长的供电负荷及较为复杂的网络配电喜用运行的需要。 (4) 配电线路设计不合理。在城市有部分线路呈现出交叉供电、迂回供电的情况, 降低了供电的效益;部分线路的供电半径大、负荷重, 导致线路末端部分用户的电压偏低, 特备对于工业用电用户, 由于电压过低, 会影响其设备运行, 影响其生产经营。

3 优化城市配电网的相关措施

(1) 做好城市配电网优化的规划。任何一项工程要顺利的实施都是离不开优质的规划的。要进行城市配电网的优化, 首先就要进行合理的规划。要对城市的配电网情况进行充分的调研, 并组织相关的技术人员按照《城市电力网规划设计细则》的要求, 以科学、合理安全、经济和利于维护为原则, 进行规划设计。同时, 由于配电网结构对供电安全性起着至关重要的作用, 也是配电网降损的主要环节。因此在规划设计时, 应该要结合城市发展规划进行负荷预测, 从而确定变电设备的容量。根据电压允许损失值、负荷密度、供电可靠性来确定标准化的路线。并以此为依据来划分供电区域, 设计负荷分布, 尽可能的缩短有效供电半径, 防止出现线路末端用户电压偏低的情况。

(2) 优化无功补偿容量。在进行无功补偿容量优化时, 在10kV的配电站中, 可以在低压侧的母线上电容器使高峰负荷时配变压侧功率因数达到0.95以上并且保证在低负荷时不会向系统输送无功;如果电容器分散安装在了低压用户的用电设备上, 那么配电室是可以不安装电容器的。在功率因数较低且供电距离较远的10kV架空线路上, 可以适当的安装容量为线路上配电变压器总容量的7%至10%的分段补偿电容器。对每个高压和中压用户安装功率因数在0.95以上的无功补偿设备。用户的电容器集中安装或是分散安装都可以, 但是如果是集中安装, 那么按运行需要自动投切;分散安装则应该安装在需补偿的设备旁, 随着设备的运行进行投切。

(3) 优化导线选取。配电线路的导线的选择应该要从安全性和经济性两个方面进行考虑。首先要根据经济电流密度可以推算出导线的截面积。国家规定的经济电流密度Jmin统计表如表1。

根据电流密度公式J=I/AS可以推算出经济的导线截面积:Asmin=I/Jmin。式中I表示的是导线输送的电流值, AS表示的是导线的截面积。

再次按照经济电流密度的公式来计算导线的截面积, 较常用来计算最小截面积的公式是:

在这个公式中KT表示负荷波动系数, I表示的是导线的电流输送值, T表示的是年运行小时数, Jd表示当地的实际电价水平, α为电力线路年运行费用占投资的比例, GL是单位长度单位面积线路的造价, Zm%是每年投资回收率。

(4) 降低损耗。降低配电网的损耗可以从两个方面着手, 其一是通过运用各项技术来降低供电损耗;其二是加强组织管理来降低损耗。有关技术降损, 可以采取以下的一些措施: (1) 合理规划城市配电网, 采用分级补偿的原则, 科学的使用无功补偿设备, 促进城市配电的平衡。 (2) 优化电网结构, 精心设计输电线路数、回路数, 在保证供电安全、降低线损的同时还能降低建设费用。 (3) 选择恰当的变压器容量。变压器的容量过大的话其控载损耗所占的比例也会较大, 而容量过小的话又不能满足供电的需要。

(5) 优化供电网络结构。为了保证配电网的供电安全, 供电网络应该尽量的选用环网结构。且每个区域的配电网应该设有多个供电电源。10kV架空配电网按照“N-1”的标准, 可以采用多分段多联络模式。并且根据城市建设与发展的需要, 提高配电网的结构优化率, 尽量减少配电网中的重复投资率、建设率。

城市配电网的优化可以提高城市供电的可靠性、降低点网线损率, 提高运行效益和经济效益。配电网的优化可以在做好规划设计的基础上, 通过设置无功补偿容量、优化供电导线、降低损耗、优化供电网络结构等方式进行。在优化的时候, 除了要考虑技术上的可行性外同时也要分析、比较优化方案的经济效益, 在综合考量的基础上做出决策。

摘要：本文主要论述了城市配电网优化的意义, 并分析了我国城市配电网中现存的一些问题, 并针对这些问题, 提出了优化城市配电网的一些建议措施。

关键词：城市配电网,优化,运行效益

参考文献

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[2] 杨滨.配电网运行方式优化方法研究[D].上海交通大学, 2009 (2) .

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