榆林国家高新技术产业开发区配电网智能化规划

榆林国家高新技术产业开发区配电网智能化规划

王宏志1高柯岩1田宝龙2张小政1张琦1窦

1.国网榆林市榆阳区供电公司陕西省榆林市719000；2.国网榆林市供电公司陕西省榆林市719000

摘要：榆林国家高新技术产业开发区（简称榆林高新区，下同）前身为榆林经济开发区，是陕西省人民政府1999年2月批准设立的省级开发区，2010年12月经陕西省人民政府批准更名为省级高新技术产业园区，2012年8月经国务院批准升级为国家高新技术产业开发区，是陕西省获批的第五个国家级高新区。榆林高新区的建设对于实现区域均衡发展、加快创新资源集聚，打造陕北地区科技创新高地具有重要意义。

本文主要介绍榆林高新区10kV线路网架结构，结合现状中压配电网存在问题，确定未来配电网建设模式，得出远景年榆林高新区目标网架结构，在目标网架基础上进行智能化规划，以配电自动化技术为基础，依托智能配电网完善的量测通信体系，在系统的可观性、可控性、智能化及快速响应方面得到极大改善，有效解决大量分布式电源、储能装置并网运行时给配电网带来的控制问题。

关键词：配电网；10kV电网；目标网架；智能化

0概述

本文按照“紧贴发展实际”、“提升精细化水平”、“实现智能化”的规划思路，将网格化规划方法作为技术载体，重点开展现状电网分析、负荷预测、目标网架规划以及智能化规划等工作。具体内容如下：

1、梳理现状配电网建设运行中的薄弱环节及主要问题。将全网诊断分析结果进一步细化至各个网格，为后续各网格目标网架及过渡方案的编制提供支撑。

2、综合考虑规划区的现状电力需求、负荷密度以及未来地区经济发展、功能定位、建设时序等情况，对规划区的电力需求进行预测。

3以负荷预测结果为依托开展变电站布点及容量配置分析，根据地块使用情况调整变电站位置实现变电站站址的落地，合理划分变电站的供电范围。

4、根据国家、行业相关导则标准，结合榆林地区实际发展需求，制定适用于榆林高新区电网的规划技术原则，明确地区电网发展的方向和型式。

5、以一次网架规划方案为基础，形成智能化规划方案。提出基于配电自动化的高级应用预期，以实现自愈方式，降低用户的停电时间，提升供电可靠性。对于通信网规划、设备状态监测等其他智能化内容，提出规划方案，对于运行管理方面提出实现功能和管理规范等方面的需求。

1配电网现状分析

榆林高新区地处陕西省北部榆林市榆阳区，2017年，地区生产总值340亿元，同比增长17.24%；完成工业总产值430亿元，同比增长13.16%；完成固定资产投资50.5亿元，同比增长94.23%；实现财政总收入27亿元，同比增长17.39%；

现状榆林高新区10kV电网共有24回10kV公用线路。电缆化率为75.41%，架空绝缘率为77.78%，平均供电半径5.06km。主干架空线路平均分段数2。

10kV公用线路中，桃李线负载率达到了88%，存在重载现象。另外，由于现状高新区开发建设时序原因，部分10kV线路存在轻载情况，需在规划年结合负荷增长及变电站布点情况重新优化线路供电范围，调整线路负载率。

装接配变容量超过12MVA的线路共8回，分别为：溪苑线、桃李线、公司I线、高尚开闭所I线、永昌线、广场线、能源线、开源线。

供电半径超长线路有9回，分别为：溪苑线、桃李线、公司I线、墨金苑I线、华宝II线、广场线、能源线、工业园I线、开源线。

目前，高新区北部仅1座110kV变电站，受区域地形影响10kV线路存在联络关系的线路有14回，规划区内10kV主干线路联络率58.33%，存在10回辐射线路，分别为：永昌线、长兴线、兴达线、开源南线、公网线、墨金苑I线、华宝I线、工业线、集运线、通源线。

在后续电网建设中，应首先解决局部供电能力不足，不能满足“N-1”校验的问题；其次应解决中压间隔不足，线路存在轻载运行的问题；再次应通过解环、增加联络等手段，解决中压线路联络过多、单辐射接线或非标准接线等问题，从而建设成结构合理、灵活可靠的配电网结构；最后应通过更换老旧线路，或替换小线径线路的方式，保证地区安全可靠供电。

2空间负荷预测

利用负荷密度指标法进行负荷预测，必须要确定每一类负荷的用电负荷密度参考指标。负荷密度指标的选取对负荷预测的准确性至关重要。为了使其能够代表未来发展情况，根据榆林高新区现状发展情况、产业结构等特点，通过调研具有本地特点的主要类型负荷的用电负荷密度指标，参考周边发展较为成熟或发展程度相当的城乡地区各类负荷的用电负荷密度指标，作为规划区负荷密度指标设置的主要依据，并结合各行业的发展情况，最终确定符合本规划区发展的各行业的负荷密度指标。

根据《城市电力规划规范GB/T50293-2014》规定，当采用单位建筑面积负荷密度法进行负荷预测时，其规划单位建筑面积负荷指标宜符合下表的规定。

表1典型规划单位建筑面积负荷指标

负荷分类采取规划部门按用地性质分类法，最终确定规划区负荷及用地性质分为：行政办公用地、文化设施用地、教育科研、体育用地、医疗卫生用地、商务用地、商业用地、娱乐康体用地、公用设施、公用设施营业网点、公园绿地、防护绿地、一类工业用地、二类工业用地、二类居住、交通场站用地、交通枢纽用地、文物古迹用地。

由于规划区域处于发展前期，小区入住率较低，关于负荷密度指标的选取重点参考陕西省境内发展较好的西安市以及国内其他城市指标进水平。

表2榆林高新区负荷密度指标选定

榆林高新区作为榆林市总体规划的核心组团区域，未来发展态势较好，各个网格之间以河流或绿化隔离带分离。通过上述空间负荷密度法分析，预测远景饱和负荷为273.94MW，得出远景饱和负荷密度为17.23MW/km2。

3中压配电网目标网架

现状榆林高新区内受变电站间隔受限影响，现状建成区仅1座变电站，24回10kV线路中存在10回辐射线路，其余14回联络线路主要以站内自环为主。结合榆林高新区现状电网特点主要选取以下四种接线方式。

图1电缆双环网接线（环网柜式）

图2电缆双环网接线（开闭所式）

图3电缆2-1单环网接线（环网柜式）

图4电缆2-1单环网接线（开闭所式）

北部综合服务区，目前开发程度较高，布点困难。此区域以变电站出线的公用线路供电为主，线路联络方式多为环网为主，存在开关站多级串供、联络点过多等问题，不利于自动化的实现。

未来城市主干道逐步过渡到以电缆双环网接线（环网柜式）为主，以电缆双环网接线（开闭所式）为辅；其他道路以电缆单环网接线（环网柜式）为主，以电缆单环网接线（开闭所式）为辅。

科研产业服务区，主干道路通道相对完善，目前以变电站出线电缆单环网为主，存在大分支线路。

未来电缆单环网（环网柜式）逐步向电缆双环网接线（环网柜式）过渡。

4配电网智能化规划

4.1配电自动化分阶段目标

榆林高新区配电自动化建设分为3个阶段，第一阶段（2018年-2023年）、第二阶段（2023年-2025年）、第三阶段（2025年-2030年）。

第一阶段主要以结合110kV榆溪变新出线路，梳理综合服务片区网架结构，做典型方案配置三遥；

第二阶段主要结合榆林高新区外围向南扩展的建设，梳理区域网架结构，做典型方案配置三遥；

第三阶段主要为科研产业片区南部线路配置自动化为主，梳理区域网架结构，做典型方案配置三遥。

4.2终端配置

综合考虑榆林市高新区负荷分布、可靠性需求、区域功能定位以及线路长度情况，本次配电自动化终端配置遵循如下原则。

表3终端配置原则

考虑到榆林高新区作为国家级产业开发区，为实现区域内快速自愈，高新区内选取各10kV线路重要节点配置三遥终端，结合榆林市高新区实际情况，每条线路选取2处分段开关改造为负荷分段断路器，配置三遥终端。用户分界点改造为用户分界断路器，配置二遥终端。

至远景年，规划区域内共需安装FTU三遥终端6套，FTU二遥终端3套；安装DTU三遥终端129套，DTU二遥终端258套。近期至2025年，规划区域内共需安装FTU三遥终端6套，FTU二遥终端2套；安装DTU三遥终端38套，DTU二遥终端56套。

5结论

配电自动化的实施有助于实现分布式电源并网和利用，通过相关保护控制的自适应和系统接口的标准化，实现分布式电源的即插即用和优化调度，能够最大限度地实现资源优化配置，提高能源利用率。电力系统的损耗需要发电来抵消，因此，高效的电网将减少能源消耗，减少二氧化碳及其它污染物的排放。

本文以现状榆林高新区中压配电网为基础，结合负荷分布、可靠性要求等需求，制定远景年榆林高新区中压配电网。形成网络清晰、结构合理的目标网架。确定配电终端配置与通信方式等原则，进而提出远期榆林高新区配电网智能化规划方案。

参考文献：

[1]张丽君．城市配电网规划及其技术评估方法研究[D]．广州：华南理工大学，2010．

[2]葛少云，韩俊，刘洪，等·中心城区10kV主干网络分析模型研究[J]．电力自动化设备，2013，33（8）：15-20．

[3]韩震焘，黄志伟，葛少云，等．城市配电网综合评价[J]电力系统自动化，20]2，36（8）：95-99．