面向供电可靠性的配电网规划方法与实践应用 伍宏桢

发表时间:2020/7/2   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:伍宏桢 丁洪兴 张伟才
[导读] 摘要:在当前的电网规划管理工作中,往往针对负荷未来几年增长的预测情况,提出满足负荷发展需要的规划解决方案,对方案的投资规模、投资成效等缺少系统性分析,对干不同方案运行维护成本、供电能力的差异性考虑不足,导致电网的整体投资成效偏低。
        (贵州电网有限责任公司铜仁万山供电局  贵州省铜仁市  554200)
        摘要:在当前的电网规划管理工作中,往往针对负荷未来几年增长的预测情况,提出满足负荷发展需要的规划解决方案,对方案的投资规模、投资成效等缺少系统性分析,对干不同方案运行维护成本、供电能力的差异性考虑不足,导致电网的整体投资成效偏低。针对这一问题,应在满足电网发展的同时,充分考虑电网投资成效,对公司电网规划管理工作流程和方法进行优化,在调研分析现状、预测需求的笨础上,对电网规划方案的投资成效进行分析论证并确定规划方案,力求在满足电网发展的同时实现电网投资成效的目标,提升电网规划工作质量。
        关键词:配电网;规划方法;可靠性;应用
        一、电网规划需要考虑的问题
        电网在进行规划的过程中需要充分地考虑用户对于电网的使用需求,从而确定电网的配置,即电网的负荷、接入方式、电压与容量以及网架结构等。负荷预测:在电网能量管理系统中,电网负荷预测是一个重要的组成部分,它关系着电网和大电网的联合调度及实时控制问题,同时为电网规划及制定运营计划提供重大依据。鉴于电网在空间上的特点,可用人均用电量法、人工神经网络法、负荷密度法及改进负荷密度方法。短期和超短期的负荷预测可使用人工神经网络法,而在规划阶段中,如需进行中长期的负荷预测,则使用负荷密度法、改进负荷密度法和人均电量法比较合适。改进负荷密度法综合考虑了各种因素,因此建议规划期的电网负荷预测采用改进负荷密度法。接入方式:电网主要有联网模式和孤网模式两种接入方式,它主要是依据其与组网之间是否存在功率流动情况来划分。这两种接入方式的选择又由技术要求及地理位置、运营费用及经济效益等决定,同时还取决于该地区资源环境、政策导向等因素。接入方式的选择,电网规划设计人员应根据资金实力及地区的实际状况来选择。电压等级与容量:在对电网进行规划的时候,还需要充分地考虑电网的电压等级与其容量。不同的输送距离与其容量有很大的关系,因此在进行规划的时候,需要充分地将电网的容量与其输送距离和电压相关联,确保其能够符合电压的要求。网架结构:通常情况下,电网的网架结构主要有并联、串联以及环形结构,不同的结构所能提供的供电可靠性、负荷以及容量有较大的区别,如果对于电网的要求较高,需要采用并联结构,如果要求一般则可以使用串联结果,在孤岛模式下通常使用环形结构。
        二、影响配电网供电可靠性的因素
        配电网规划可能存在以下几点不足:一是规划视角上,偏重“由内向外”。电力短缺年代的思维惯性较强,“忙过去的”成了“常态”,主要立足点是补配网建设欠账;而“由外及里”的视角有所欠缺,对于外部多元主体的需求分析不够系统,对未来“平台型”“共享型”的规划考虑有所不足。二是规划手段上,当前配电网规划手段主要是“人工型”“手工型”,这和“数字化”“智能化”的大趋势、日新月异的技术应用不太相称,有极大的改善和创新空间。三是部分区域低压配电网的更新改造滞后、设备位置设置的不合理、老旧低压线路较多、居民素质的参差不齐存在私拉乱接等现象,导致配变及线路“带病”或过负荷运行,必然影响供电的质量和效率,降低了供电的可靠性并存在一定的安全隐患。下面就分析配网规划中的影响因素:
        1、网络结构。配电线路分为架空线、电缆或混合结构,由于配电线路是随着电力用户的增多而不断发展的,而且前期一般没有总体规划,所以最终造成供电区域错综复杂、接线方式多种多样。单辐射线路和联络不合理的线路大量存在,不能完全达到N-1要求,尤其是手拉手比例远远不够,当故障发生后,不能有效的转移负荷。由于配电线路交错重叠,导致部分线路间联络复杂、冗余,不利于运行管理及维护。受各种因素的影响,部分线路存在供电半径长、在装容量大、负载率高的现象,这不仅造成线路末端电压降低,而且不利于故障时线路反带。

另外,架空线路中缺少干线分段开关及分支开关,当线路故障或者计划停电时,停电范围扩大,不能有效地缩小停电范围,进而影响了对其他用户的供电。
        2、线路设备装备水平。对于架空线路来说,最为薄弱的环节就是裸导线,这是导致线路故障的一个重要因素,部分线路导线截面偏小,从而影响供电能力和供电质量;另外,老式开关、箱变、环网箱、高损变压器等设备的大量存在,不仅对维护设备带来困难,而且也影响线路安全运行;故障寻址器能及时反映线路运行情况,对查寻故障作用巨大,但是由于设备本身或电池得不到及时更换,经常在故障发生后不能正确的反应线路情况,延误查找故障的时间,影响恢复送电时间。
        3、运行管理及维护。由于配网工作多而杂,包括配网改造、大修技改、业扩工程和日常检修工作等,如果不能做到很好的协调各部门工作、合理安排停电计划,不仅造成重复停电,还会扩大停电范围,这都直接影响供电可靠性。配网设备较多,同一种设备或许来自不同的厂家,由于运行人员得不到相关培训,不熟悉设备的操作及工作原理,这给今后的维护和处理故障埋下隐患。随着电网的发展,配电线路越来越多,运行人员得不到及时补充且整体技能水平不高、运行经验不足、责任心不强,这导致了巡线周期加长、巡视不到位、消除缺陷不及时、基础资料不全、不能正确评估设备运行状态。
        三、面向供电可靠性的配电网规划方法与实践
        1、向客户“最后一公里”的规划延伸。过去配电网规划常常只管设备不管人,对客户资源的规划部分有所缺失,应该纳入并进行统筹考虑。一方面有必要将由客户投资的设备、资产纳入电网企业的规划中整体考虑,促进红线内外规划的科学有效衔接;另一方面是对客户的用能习惯、用能规律进行更深入的研究总结,在规划阶段就做到“以客户为中心”,为提供增值服务预留空间。
        2、向增量配电的规划延伸。过去,电网企业的配电网规划一定程度忽视了与增量配电改革中社会资本主导的配电网规划进行协调衔接,甚至部分人还隐约有些排斥的情绪。但现在形势变了,增量配电改革的进程不断加快,多元市场主体是大势所趋。而规划可以起到化“对立”为“统一”的作用,电网企业应积极研究、主动对接社会资本的配电网规划,提供必要的帮助、指导和服务,与新进入主体共同维护和建设好增量配电市场。
        3、向开放市场资源的规划延伸。过去,电网企业的配电网规划对市场因素考虑得不够。未来可以充分借助其他市场主体的力量,而不是单纯地依靠电网企业投资来解决电网安全稳定运行的问题。例如,对于峰谷的调整平衡,可以通过合理的商业模式设计,推动辅助服务市场的健全完善,使其成为开放的市场资源,从而灵活高效地满足电力供需平衡。如果上述三个方面的规划延伸没有突破,配电网规划发展工作很难有质的变化。此外,深入应用大数据、人工智能、工业互联网等新兴技术和平台,促进规划动态可视化、推演在线化、数据采集自动化,实现配电网规划方法论的升级,也是新形势下配电网规划发展的必然趋势与内在要求。
        结束语
        本文首先针对微电网规划需要考虑的问题进行研究,引出了微电网技术供电可靠性规划的策略,从而帮助我国的微电网供电未来应用具有可靠性提供帮助。为了确保微电网的供电具有较高的可靠性,除了需要考虑供电网络的负荷、接入方式、电压与容量以及网架结构以外,还需要在规划时注意与其连接的传统电力网络、用户的使用需求、微电网的资源供应量等问题。
        参考文献:
        [1]刘志豪.以供电可靠性为基础的微电网规划研究[J].智能城市,2019(28):134-135.
        [2]张康康.基于供电可靠性的微电网规划研究[J].科技视界,2018(20):354-355.
        [3]周伟琦.不确定性环境下的微电网规划与运行方法研究[D].天津大学,2017.
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