配电网扩展规划方法研究

配电网扩展规划方法研究

邓童炜郝广旭

（国网新疆温泉县供电公司833500）

摘要:分析了智能电网关键技术的发展对配电网的影响,提出了基于智能电网发展的配电网规划体系。通过科技规划确定智能电网在当地的发展方向,并由电源规划等专项规划细化具体规模和技术原则。在此基础上编制配电网规划,最后由电力设施布局规划落实规划的落地、由规划后评估完成规划的闭环。通过该规划体系的实施,将有利于智能配电网的长远发展。

关键词:规划体系;智能电网;配电网

2010年国家电网公司制定并发布了《坚强智能电网技术标准体系规划》，成为全球首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。在政府、行业、企业的合力推动下，我国智能电网建设全面提速，成为世界智能电网建设的先行者和引导者。传统的配电网规划，主要内容为现状配电网分析、负荷预测、技术原则确定到网架规划、分年度项目确定和经济分析等，其中影响电网网架的主要因素是远景负荷水平、配网短路电流、负载率(容载比)、投资和可靠性。随着分布式电源建设、柔性配电技术、高级配电自动化等功能的开发与建设，对传统配电网规划的约束条件产生深刻变化，进而也将影响到一次网架的规划。

1传统配电网规划存在的问题

传统的配电网规划编制，主要是在负荷预测结果的基础上，以经济合理的方法确定各级电压配电网的变电站位置及容量、变电站的供电区域、配电网的网络接线模式、线路的线径及配电网无功电源配置方案等。

近年来，配电网规划由浅人深，首先是负荷预测采用了空间负荷预测方法，提高预测准确性并引导规划人地;其次是采用基于可靠性的配电网规划方法，通过供电可靠性的成本分析方法确定网架规划。但传统配网规划不可避免存在以下问题:

(1)人为不确定因素大，数据一致性差。规划中的配电网网架及运行状态数据无法通过量测单元获取，实际工作中主要依靠人为设计和预测，但各设计单位的规划思路和预测方法不尽相同，因而在数据一致性上存在差异。

(2)电力电量平衡和网架规划中，一般不考虑分布式电源。分布式电源主要随智能电网提出，传统配电网规划主要考虑大电厂或者参照热电联产规划的电源点，而不会考虑分布电源的接人影响。

(3)网架规划中，往往受限于短路容量。由于短路容量限制，环网也必须考虑开环运行，造成即使环网的可靠性也相对不高。

(4)规划的配电网架相对比较简单，造成规划设备利用率低。对于不同的接线模式，考虑“N-1”后规划线路的负载率也不相同，如单环网其负载率不超过50%。由于配电网自动化水平低，一般不会考虑复杂的接线模式，从而造成规划的配电线路利用率低。

2智能配电网中几类重要技术

根据《智能电网技术标准体系规划》，智能电网规划主要包括发电、输电、变电、配电、用电、调度在内的一系列“智能”分支、26个技术领域、92个标准列的技术标准体系。智能电网包括智能输电网和智能配电网两个方面的内容，其中智能配电网的发展对配电网规划影响深远。智能配电网与传统的配电网相比，具有更强的自愈能力、具有更高的安全性、提供更高的电能质量、支持分布电源大量接人、支持与用户互动、实现对配电网及其设备进行可视化管理、更高的资产利用率、具备配电管理与用电管理的信息化等功能。根据现有的智能配电网技术，对配电网规划有影响的主要有以下几类技术。

2.1分布式储能

分布式储能(DES)指模块化、可快速组装、接在配电网上的能量存储与转换装置。根据储能形式不同，DES分为电化学储能(如蓄电池储能装置)、电磁储能(如超导储能和超级电容器储能等)、机械储能(如飞轮储能和压缩空气储能等)、热能储能等。

2.2柔性配电技术

柔性配电技术(DFACTS)是柔性交流输电(FACTS)技术在配电网的延伸，包括电能质量与动态潮流控制两部分。DFACTS设备包括静止无功发生器、静止同步补偿器、有源电力滤波器、动态不停电电源、动态电压恢复器与固态断路器、统一潮流控制器等。

2.3故障电流限制技术

故障电流限制技术指利用电力电子、高温超导技术限制短路电流的技术。因受可靠性、电压质量、损耗等因素的限制，系统限流措施发挥的作用有限，必须配合使用故障电流限制器(FCL)，才能把短路电流降到一个较低的水平。FCL是一种串接在线路中的电气设备，未来的智能配电网，FCL将获得普遍应用，短路电流甚至可限制至2倍额定电流以下，使配电系统摆脱短路电流的危害，传统遮断大电流的断路器或许从系统中消失，配电网面貌、性能与保护控制方式将发生根本性的变化。

2.4高级配电自动化

传统配电自动化包含变电站、中低压配电网络、用户侧三个层次上的自动化内容，而在工程实践中，它一般指中低压配电网与用户侧的自动化。高级配电自动化包含高级配电运行自动化(DOA)和高级配电管理自动化(DMA)两方面的技术内容。高级DOA完成配电网安全监控与数据采集(DSCADA)、馈线自动化(FA)、电压无功控制、DER调度等实时应用功能;高级DMA以地理图形为背景信息，实现配电设备空间与属性数据以及网络拓扑数据的录人、编辑、查询与统计管理。在此基础上，高级DMA完成停电管理、检修与作业管理、移动终端管理等离线或实时性要求不高的应用功能。

2.5微电网技术

微电网简称微网(MG)，是指由分布式发电装置、分布式储能装置和监控、保护装置汇集而成的并为相应区域供电的小型发配电系统，能够不依赖大电网而正常运行，实现区域内部供需平衡。

3智能配电网影响因素分析

根据智能配电网的发展新技术，对配电网规划的主要影响如下:

(1)分布式电源影响。随着国内金太阳工程的落地，国内分布式电源的发展已经启动。在广大农村，尤其适合安装分布式小容量太阳能。分布式电源不仅影响到电力电量平衡，而且影响各级电压等级的供电设施配置以及网架结构。

(2)短路容量影响。故障电流限制技术的发展，可以实现中压线路如新加坡梅花瓣接线一样的闭环运行方式，在接线模式的选择上将更加灵活。同时，由于短路容量的解决，高压配电站可以采用更高容量的主变压器，如110kV主变压器可以采用80MVA甚至更大。

(3)输送容量影响。柔性配电技术发展，将提高配电线路电能质量，并提高线路输送容量，在实现"N-I”基础上进一步优化配电规划的网架。

(4)高级配电自动化的影响。分布式电源的发展，本身需要高级配电自动化的配合，而高级自动化的发展，又可以采用复杂的网架方案，如日本的三分段四联络接线、美国的4x6接线等复杂接线模式。

(5)高级量测系统的建设对于进行精细化配电网规划提供可能。规划需要的数据将可以直接由系统采集，有更多的数据尤其是详细的用户用电数据，将可以极大提高规划的科学性。

4结语

以“电力流、信息流、业务流”合一为基础的智能配电网，为规划的统一化和信息化提供技术保障。随着智能配电网各技术的发展，将对一次电网网架的规划产生深远影响，通过整个智能配电网规划体系的实施，最终将规划与智能配电网要求相适应的一次网架，才能体现出智能电网的优越性，并最终实现高可靠性、低建设成本、低损耗的坚强智能电网目标网架。

参考文献：

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[2]唐明跃,郭力.配电快速仿真与模拟[J].重庆电力高等专科学校学报.2011(04)

[3]桂发思.智能电网与节能经济调度分析[J].科技创新导报.2012(01)

[4]滕绍祥.基于智能电网的高压电能表应用研究[J].黑龙江科技信息.2011(18)