浅析10kV多电源单环网网络模型在城市配电网中的应用陈建斌

浅析10kV多电源单环网网络模型在城市配电网中的应用陈建斌

陈建斌郭志强

（国网晋城供电公司山西省晋城市048000）

摘要：城市配电网是城市现代化建设中重要的基础设施。改造、建设与发展城市配电网是开拓城市电力市场，发展城市经济和满足企业、居民用电需求的必由之路。城市10kV配电网的网络结构分类很多，但在国内对于城市10kV配电网中多电源单环网的结构分析与应用上涉及很少，本文主要通过10kV多电源单环网网络模型的结构分析和数据比较，论证城市配电网10kV多电源单环网的网络结构优势，提高城市配电网供电可靠性和解决单一的运行方式等问题，为城市10kV配电网建设、改造以及实现目标网络构建网络模型。这种模型是目前城市配电网结构中最灵活、最高效、最经济的网络模型，能适应城市发展中不同时期的用电需求。

关键词：10kV多电源单环网；网络模型；应用

1、前言

城市配电网是电力配送的重要环节，直接面对客户市场，是市场开拓、优质服务和市场竞争的基础。目前，国内城市10kV配电网的网络结构分类主要分为：辐射型、双电源单环网型、双电源双环网型、多电源单环网、多电源双环网型等。对于城市10kV配电网供电可靠性要求非常重要的用户，我们通常采用双电源双环网供电网络模式，同时可辅助采用自备发电机作为保障。对于重要用户，我们通常采用双电源供电网络模式，一般分别从两个不同变电站或同一变电站不同母线分两路供电，可以实行全部备用或部分备用。而对于一般用户，我们采用单电源供电方式供电。城市10kV配电网大多数网络结构建设为双电源单环网。在正常运行方式下，基本满足负荷需求。其运行方式单一，供电可靠性较高。但在负荷高峰期或双电源全停的极端方式下，很难满足用电需求。建立城市10kV配电网多电源单环网模型，可以很好的解决上述问题。其建设方法简单、投资小、运行方式灵活、供电可靠性高，能够很好地解决城市10kV配电网现有供电能力不足和运行方式单一等问题，实现由现状网络发展到饱和目标网络的高效率改造。

2、某市10kV配电网现状

近年来，国家加大了城网和农网改造力度，中小城市开始对落后陈旧的城市供电线路进行整顿改造，新建了一批供配电线路、变电站、开关站和配电台区，但是由于缺乏全面长远的配电网规划，在负荷的估计预测、配电网建设与城市建设环境协调等方面都暴露出一些问题，主要表现在供电可靠性和电能质量的要求不满足用户要求，改造后的配电网不能适应城市高速建设、经济发展和人民生活水平提高对用电的巨大需求，经常出现“卡脖子”现象，时常会引起用户的投诉，严重影响着供电服务质量的进一步提高，严重影响了电力市场的发展。

某市配电网采用统一集中调度模式，负责对全市110kV主变及l0kV配电一二次相关设备的调管，涉及10kV配网馈线90多条，10kV线路环网供电解环运行。各个区局（所）按片区对自己管辖范围内的设备进行运行维护及抢修。10kV配电线路由于城市环境的需要，大部分为电缆化铺设，电缆化程度较高，供电密度大。区内企业较多，对供电可靠性及供电质量要求都较高。市区内常见10kV接线方式如下图1所示。

图1

如图所示：XX变电站10kV线路F01开关供电至A环网箱1#开关，即供电至A环网箱10kV母线，该10kV母线带2个10kV配电变压器，再通过A环网箱5#开关供电至B环网箱10kV母线，该10kV母线也带2个10kV配电变压器。图1中的10kV线路F02与10kV线路F03均为备用供电线路，10kV线路F02通过A环网箱4#开关与10kV线路F01联络，联络点保持在热备用。10kV线路F03通过B环网箱5#开关与l0kV线路F0l联络，联络点保持在热备用。B环网箱4#开关为备用间隔，无电缆出线。

3、结合10kV线路实际地理位置分析

单从上图1中10kV的接线方式来看，上图中的接线XX变电站l0kV线路F0l具有两条备用供电线路，已经可以满足运行的需要，具有较高的可靠性。由于现场供电设备的实际地理位置的不同，也会给实际的配电网运行带来不便，有两点不足的地方。

1）如A环网箱与B环网箱距离相对较远的情况下，电缆的距离相对较长，考虑到电缆的电容特性，B环网箱末端用户的电压可能会高于变电站母线电压，若负荷低谷期可能会导致末端电压偏离正常范围，给用户带来影响。结合实际运行经验，这种情况尤其是对电压质量要求较高的电子精密仪器厂及通讯广播中心等的影响尤为明显。

2）A环网箱与B环网箱距离相对较远，对故障点的快速查找准确定位带来不利的影响。在故障点查找过程中，结合道路实际状况，尤其是上下班高峰期，道路拥堵严重，从A环网箱逐级巡查到B环网箱的时间相对较长，实际运行中的情况也是如此，给用户快速复电带来很大的影响，不利于经济运行。如何解决配网实际运行工作中的这些问题，这就迫切需要对多条10kV线路交织的复杂供电地区的配电网进行网络优化。

4、结合实际进行网络优化

在已满足供电安全可靠的前提下，为达到提高供电质量，快速复电，缩短抢修时间的目的，结合市内成熟片区，按道路网格进行10kV配网网格化优化。按照已存在的道路网格，按距离的远近，结合抢修人员的实际巡查路线，对部分配网线路及运行方式进行调整，达到优化的目的。如下图2所示。

图2，ABCD为四个供电网格

按实际的地理位置特征，我们将某一区域分为四个供电网格BACD。假设图1中的A环网箱在图2中A供电网格区，图1中的B环网箱在图2中的B供电网格区，两者相距较远，但是均由XX变电站l0kV线路F0l供电。为解决实际运行中的问题，作如下调整将图1中的A环网箱5#开关电缆头解下（即A环网箱5#开关变为备用间隔无出线）改迁至B供电网格内的其他电源供电，A环网箱5#开关改接至本网格内的其他电源并作为联络开关，为保证B环网箱内用户的供电可靠性，考虑新出一回10kV线路供电至B环网箱4#开关，该开关作为联络点，这样的话两个网格A与网格B相互独立，备用电源只选择本网格内的电源作为备用，便于操作。如此也解决了A环网箱5#开关至B环网箱1#开关之间供电电缆线路过长末端电压负荷低谷期偏高的问题，使得10kV电压稳定在合格的区间10.0kV一10.7kV以内，不会导致因调压设备的频繁调整而带来的操作风险。对日常运维操作来说，不用长途的往返，转供电操作、计划检修操作、故障抢修等都可以在本网格内完成，节省时间、人力，安全性高。

5、改造之后实际运行结果

市区内部分片区的网格化改造后，通过一段时间的运行发现，上述的不足之处已得到明显的改观。

网格化改造供电后，首先缩短了故障情况下的查找故障点的平均时间，由原来的50分钟，缩短为30分钟左右。因为故障点能直观反映在某一地理网格区内，抢修人员能很快判断出故障线路的范围，可以集中人员对该区域重点查找，避免在大片区域内往返巡查故障，便于快速处理故障，尽早恢复供电，提高了供电服务质量。

其次，用户反映夜间电压偏高的情况也有所改善，因用户仅靠低压电容器调压手段比较单一，改造前电压在峰谷内差别很大，需要变电站内电容器及主变抽头来进行不断调节。改造后，用户反映夜间电压偏高次数明显减少，减少了操作次数，避免了操作风险。

但是，配网进行网格化优化供电，也存在不足的地方，如某一网格附近只有一座变电站，所有供电电源均为该站10kV馈线，在考虑电源时应考虑电源必须来自不同段母线。若现场情况确实无法满足，则当站内设备故障时，容易同时失去所有电源，复电相当困难。因此，此类型的改造必须满足区内变电站分布比较合理，且所改造的网格用电情况比较稳定的条件。

6、结语

总之，多电源单环网的城市10kV配电网结构模型，建设相对简单、运行比较可靠、投资小、成效显著，能提高城市配电网供电可靠性，解决运行方式单一等问题，最大化的利用了现有配电网资源，符合目前城市企业、居民负荷增长要求，符合城市配网总体规划需求，可以实现投资和收益的平衡，是解决现有网络结构下负荷定量增长的最好方法。

参考文献：

[1]国家电力公司.城市中低压配电网改造技术导则.

[2]国家电力公司.城市中低压电力网规划技术导则的补充意见