摘要:当前城市的规模越来越大,功能和区域划分也越来越复杂,以往的配电网建设,已经开始逐渐显现出了一些弊端和不足,降低了供电的质量、稳定性、安全性,对于这样的情况,我们必须要引起高度的关注与重视,对现代城市配电网进行科学的规划设计与建设改造。本文基于作者自身的实际工作经验与学习认识,首先分析了当前城市配电网的现状问题,最后主要就如何科学落实现代城市配电网规划设计与建设改造提出了部分探讨性建议,以期能为相关工作的实践提供参考。
关键词:城市配电网;规划设计;建设改造
1 引言
配电网规划设计标准化工作是我国配电网发展的重要技术基础,是规范行业设计和管理,保障供电安全与稳定和促进行业健康快速发展的有效措施。随着配电网的快速发展,配电网的标准逐渐增多,问题逐渐显现。由于缺乏科学的标准体系,配电网标准层级繁多,国家、行业、地方和企业标准并存,相互交叉、重叠甚至矛盾的现象变得越来越严重。技术要求不尽相同增加了标准的实施难度,导致某些标准时效差,无法适应新形势下配电网规划设计的新要求。
2 配电网网架规划
在配电网的网架规划设计方面,为进一步提升网架结构,设计既满足电网实际要求,又符合当前配电网建设工程实际的电力系统高可靠性网架,可借鉴国外先进城市的高可靠性配电网架结构。其中,新加坡是以变电站为中心,明确划分供区,配电网络通过同一变电站不同母线形成环网,即一个“花瓣”的“梅花瓣”结构,法国巴黎是由外围向内一圈圈布置的“外环”、“中环”和“内环”配置的“手拉手”环形结构。在学习国外较为先进的配电网结构并总结国网先进网架的优缺点基础上,统筹考虑工程需求、地形地貌、环境因素、资金要求等各方面因素,因地制宜设计以开闭所为核心节点的“蜂窝型”网架,形成开闭所围绕变电站并与周围变电站所供的开闭所联络的类似“蜂窝”的结构,构建具有特色的“变电站-开闭所-环网室-箱变-用电单元”高可靠性网架,使供电界面更为清晰,达到正常情况下一个开闭所控制一片区域,检修时能够清晰了解电源点,故障时能有效转移负荷,有效提高供电可靠性。
3 城市配电网的现状
3.1 配电网线路负荷不均匀
目前,我国城市配电网线路负荷不均匀的问题也较为突出,这是由多方面的因素所导致的,例如周期性的人口流动,这属于是客观原因,基本上不可能避免,如果区域范围内,人口数量增加,会使得配电网线路负荷大大增加,相反如果人口数量减少的话,就必然会使得负荷大大下降,甚至可能经常性的空载,空载会导致配电网设备及资源浪费,满载配电网线路又可能会发生故障,导致供电的稳定性等大大下降。另一方面的原因,属于主观原因,即配电网自身在线路的规划、建设中,就缺少科学、长远的考虑,用电量大的区域,线路负荷能力差,用电量少的区域,线路负荷能力又过高,得不到全面的利用。
3.2 配电网故障发生率较高
目前,我国很多城市的配电网故障发生率依然较高,这显然会给城市的生活、生产带来不利影响,之所以出现这样的情况,除了设备、路线的老化,负荷不均匀,以及规范性较差方面的原因之外,高架线也是一个主要原因。早期我国城市配电网建设,高架线应用非常多,而且现在依然还有大量的高架线在继续使用,这种线路受自然因素作用,常常会发生损坏,而且老旧速度更快,因而导致了配电网故障的频发,而且这种架线方式,对于后期的维修、维护、管理来说,操作难度也较大。
4 现代城市配电网规划设计与建设改造策略
4.1 充分调查了解城市用电和发展需求情况
现代城市配电网规划设计与建设改造是需要以现实为基本依据的,所以在开展相关工作的前期,必须要充分调查了解城市用电和发展需求情况。例如,应当通过相关的技术设备,对城市各个地区以及整体的电网负载情况进行收集,按时段分析各类数据,最后进行数据信息的汇总,为规划设计和建设改造工作提供参考、依据。再者,应当科学、准确预测将来城市的发展,如其功能分区的调整,城市的生活、生产以及公共服务用电可能出现怎样的变化,以及未来的电力技术有哪些方面的升级和变化等,以便在规划设计和建设改造中,做好相关的预留和准备工作,保证配电网能够长时间适应、满足城市用电需求。
4.2 标准之间的配套性和协调性分析
配电网规划设计技术是一门综合性很强的交叉技术,因而标准体系结构相对复杂宽泛,对标准间的配套性和协调性提出了更高要求。由于配电网快速发展的要求,在标准配套性方面尚有大量的标准化工作需要开展。标准协调性方面,根据对现行标准的调研分析,各标准内容相对协调,关系较为合理,存在局部不一致、分散、交叉重复的现象。例如:关于N-1安全准则范围的规定,GB50613-2010《城市配电网一次规划设计规范》规定为城市高压配电网和中压电缆网;DL/T5729-2016《配电网一次规划设计技术导则》规定的范围为A+、A、B、C类区域高压配电网和A+、A、B类区域中压配电网;而DL/T256-2012《城市电网供电安全标准》则无具体范围,而按组负荷大小划分最低安全水平。
5 配电网规划设计的应用分析
在配电网规划实施中,应统筹电网资源,保障规划落地。通过廊道排查,开展站房落点协议签订,结合市政及业扩工程提出廊道需求并获取相应的路径协议,使配电网规划更加精准,提升配网项目可实施性。宏观上可一个区域接着一个区域查,微观上可一个网格接着一个网格解决问题,真正做到项目落地、系统解决配电网问题,做到高-中-低压目标网架精细化,实现精准投资、提高效率效益。采用网格化规划的理念,可紧密衔接城乡发展总体规划、控制性和修建性详细规划,将网格化规划成果纳入城市控制性详规等政府专项规划,配电网规划项目落地执行水平大大提高。
以某地区电网的配电网规划设计为例,随着在10kV配电网规划设计中进行技术经济分析,供电可靠性稳步提升,用户年平均停电时间由2017年的25.4小时下降至2018年的21.9小时,供电可靠率由99.71%提升至99.75%,用户年平均停电时间缩短3.5小时,可增供电量约269万千瓦时/年;同时配电网线损从2017年的5.62%下降至2018年的5.53%,节约605万千瓦时/年,产生直接经济效益542万元,节约社会停电损失约7801万元/年(结合当地实际情况,单位电量GDP按19元/千瓦时,电价按0.621元/千瓦时计算),故在10kV配电网规划设计中进行技术经济分析具有较高的经济效益。
6 结束语
在现代城市的建设过程当中,我们对于配电网的规划设计与建设改造工作,必须要引起高度的关注和重视,必须要客观认识到当前城市配电网存在的问题,并采取科学的策略,落实配电网规划设计与建设改造,提高规划设计与建设改造的质量,确保供电的稳定性、安全性,从而保障社会生活、生产,促进城市建设。
参考文献:
[1] 刁孟琦. 深州市配电网规划设计与研究[D].华北电力大学,2019.
[2] 李豪天,郑敏亮,蔡德华,刘涌,袁秋实.配电网架规划下供电可靠性定量评估系统开发[J].自动化与仪器仪表,2019(02):150-152.
[3] 吴健雄.城市中低压配电网规划的策略研究与应用[J].通信电源技术,2019,36(02):161-162.
[4] 李瑜.城市配电网规划设计与建设改造分析[J].新型工业化,2019,9(02):35-37+51.
[5] 李韬.10 kV配电网规划设计方法探讨[J].企业技术开发,2019,38(02):111-112+115.