城市配电网架结构分析与研究

城市配电网架结构分析与研究

郑海芸

(珠海明源机电工程有限公司珠海市香洲区519000)

摘要：随着我国经济的发展对电网的供电能力和可靠性的要求越来越高，我国配电网网架结构也逐渐沿着国外先进配电网的发展方向进行先进化改造建设，特别是在一些中上发达城市和地区，发展先进配网接线模式，提高负荷转供能力和可靠性。本文通过列举一些先进的中压配电网接线型式，从负荷转供能力和可靠性等方面分析了各自的优缺点，并对我国配电网发展方向做了一个展望。

关键词：城市配电网环网型式高可靠性结构优化

引言：随着城市化建设的快速发展，用电负荷变得更加多样化、分散化，对配电网安全性、可靠性的要求也越来越高。世界对城市营商环境的评估中对城市获得电力情况，其供电可靠性指标是最重要的评价要素之一。据统计，2017年全国平均供电可靠率为99.8%，用户平均停电时间为16.27小时/户，城市供电可靠率为99.95%，用户平均停电时间为4.5小时。一些高可靠性地区围绕城市发展定位，以提高系统运行灵活性，提升网络互供能力，尽可能减少故障停电时间为目标，制定高标准的城市网架结构，其配网自动化率和电缆化率均已经达到一个相对较高的水平。

正文：

根据城市发展的差异化，一些简单经济但可靠性低的城市配电网，如单电源辐射式接线，在我国中等发展以上城市已逐渐退出历史舞台，大部分以架线多分段多联络、电缆单环网接线为主。一些中等发达城市开始采用“双链环”、“双射”接线，更有甚者，结合中外先进配网接线模式，在传统“双链环”的基础上，自行研究建设一些先进的高可靠性配电结构网络，如“花瓣型”环网、“雪花型”环网等等。下面就列举一些较为先进的典型接线进行优缺点分析。

1.传统“双链环”接线

在普遍采用的单环网基础上，由2个单环网组合在一起，形成双环网结构，称为“双链环型”。如图1所示：电源一般出自两个变电站的不同母线段，共4回线路组成1组。它的优点是：可百分之百转供，开环运行时，线路平均负荷率为75%；缺点是：投资较高，当要满足线路N-2要求时，负载率仅为50%。

图1电缆双链环接线

2、“双链环”三互联双Y接线

在传统“双链环”接线基础上进行扩展，6回线路为1组，形成“双链环”三互联双Y接线，如图2所示。开环运行时，线路平均负荷率可达到83.3%，在三个电源点较易取得的地区可考虑此接线型式。

图2“双链环”三互联双Y接线

3、“3-1”环网接线

图3所示是目前我国国内普遍采用的是一种传统的“3-1”环网接线型式。4回线路为1组，和“双链环”接线一样，优点是：N-1条件下，可百分之百转供，线路负荷率为75%；N-2条件下，负荷率为50%。但由于它比“双链环”接线少了一些联络，因此，在N-2条件下，会有负荷无法转供的现象。

图3“3-1”环网接线

4、高可靠性“花瓣型”接线

采用“花瓣型”接线最具代表性的国家是新加坡，其供电可靠性达到了99.9999%。它的特点是从变电站两回不同母线馈线引出两回线路与各开关站手拉手形成环网，构成一花瓣，再和不同变电站的“花瓣型”接线互联，花瓣与花瓣间设联络。正常运行时，一个“花瓣”不跨区供电，故障时，通过花瓣间的联络进行负荷转供，极大得提升了灵活性和可靠性。国内部分地区借鉴此种“花瓣型”接线，进行配网改造建设，提高了供电可靠性，如南京的河西地区采用三个环型花瓣（图4），天津的“雪花格子”专利配网接线，以4电源8回线路为1组花瓣。

图4南京河西地区“花瓣型”接线

配电网架结构应根据地域差异、当地条件，综合考虑可靠性指标和经济性指标进行规划建设，选择合理的网架结构，避免过度建设和造成资源浪费。对于一般地区，首先要解决“N-1”能力不足的问题；一线城市和中上发达地区，力争构建兼具可靠性和灵活性的网络架构，全面实现双电源和环网接线。

除了优化网架结构，进行配网自动化改造以及提高带电作业机械化也是大幅提升供电可靠性的有效措施。但是，我国的配电网自动化水平和发达国家比较还有一定的差距，2014年，全国范围内的配网自动化总体覆盖率仅为20%，而此时的日本自动化覆盖率几乎达到了100%，法国为90%。

未来城市配电网的发展随着分布式能源、电动汽车等分散型电源及负荷的接入，将朝着更加广泛性、包容性、开放性、互动性的方向发展。于是对城市配电网提出了更高的要求。为满足动态的、离散性的要求，配电网结构也会为响应这些变化变得越来越复杂。就其技术特征来说，数字化、网络化、可视化、功能一体化、信息互动化将是最大的特点。

参考文献:

1.胡臻达.国内外典型配电网结构及其发展趋势综述.配网技术与系统

2.马洲俊.地区配电网合环运行研究及典型故障分析.电工电气

3.张预.城市配电网现状问题诊断及解决对策.电力讯息

4.许迪.配电网结构优化及其在当地智能配电网中的应用.供配电