罗方明
柳州电力勘察设计有限公司 广西 柳州 545000
摘要：随着经济和电力行业的快速发展，随着电网规模的不断扩大和快速发展，针对整个区域的配电网规划难度越来越大(特别是中压配电网)。尽管实际规划工作中强调项目可行性并注重“问题导向、目标导向和效率效益导向”，但因项目量巨大往往仅落实了“问题导向”，导致可“落地”方案少有考虑到方案的优化，全局合理性和长效性不佳；而现有数学规划方法和智能启发式方法尽管较为系统，但由于建模复杂、算法不成熟以及难于人工干预等原因致使优化方案“落地难”，少有实际应用。为了有效解决上述问题，可在配电网规划中引入网格化的思路，即将规模庞大的配电网划分为多个地理和电气上相对独立(仅在供电变电站存在电气联系)的供电区域，再分别针对各小规模供电区域进行配电网规划，从而缓解了配电网规模庞大与精细化规划的矛盾,减小了大规模配电网规划的复杂性。
关键词：城市配电网；网格化规划；接线模式；可靠性；供电分区
引言
随着我国城镇化的高速发展，人民生活水平的持续提升，以及多元负荷的大规模接入，对配电网供电可靠性提出更高的要求，给配电网的网架结构、设备选型、二次配置等方面带来更严峻的挑战。提出了基于网格化的城市配电网规划模型和方法，明确配电网的供电模式及规划候选通道布局，对配电网基础参数进行计算分析；通过配置变电站及其供电区域规模，同时考虑满足N-1供电安全性及联络线路费用最低的要求，建立供电分区的优化模型，在规划范围内进行供电分区的优化划分算例分析表明应用文章提出的模型对规划区域进行优化，使得配电网规模由大变小，优化了配电网的供电能力。
1基于基元的配电网供电单元可靠性建模
关于模糊语言变量的相关概念，针对基元组合变量能够借助4元组进行表示。对于实现非站间的供电网格，通常是需要达到110kV线路通道里面的N-1的需求，所以需要尽量实现自环供电单元，除此还需要尽可能降低110kV主干联络通道对应的综合造价。对于优化模型，能够借助枚举法分别实现针对所有非站间供电网络里面的110kV变电站来达到快速而又有效的优化匹配。针对不同的非站间的供电网格里面，如果无法构建自闭环供电单元内部的供电区间，能够通过全部单元内部的110kV变电站相比邻，同时仅有单个供电站的标准，以此构建不同的辐射供电单元。
2配电网网架结构现状
国家电网有限公司经营区覆盖我国国土面积88%，本文以此经营区内为例，总结分析我国配电网网架结构情况。根据DL/T5729—2016《配电网规划设计技术导则》，国家电网有限公司经营区内城网供电区域可按照A+、A、B、C、D、E六类进行划分，其中A+供电可靠性要求最高，E要求最低。目前，A+、A类供电区域环网结构尚未完全形成，城市电网中压线路站内不同母线互联较多，A+、A类供电区域10kV主干互联率占比接近100%，同时存在一定比例的辐射结构，变电站全停时负荷无法实现全部转移。B、C类供电区域辐射结构占比较高，其中10kV架空网辐射状结构比例不足15%，电缆网单射结构比例均接近10%，存在着部分架空网结构不清晰、分段及联络点设置不合理、导线截面不匹配的现象，标准化接线比例略高于80%，距离目标网架尚有一定差距。
3规划模型设计模型和方法
3.1基于“就近备供”的优化分区
基于“就近备供”的优化分区采用了文献[13]的方法。（1）确定负荷主供站。
根据变电站规划优化获得的各站供电范围，将各变电站分别称为其供电范围内各负荷的主供站。（2）确定负荷备供站。基于候选主干通道布局和供电半径约束，按主干转供通道综合造价最小原则“就近”确定各负荷可能存在的备供变电站。（3）形成站间联络分区。先将主供站和备供站都相同的负荷划分为一个供区，再将主供站和备供站相反的两个供区合并为一个站间联络分区。若站间联络分区过大，可对其做进一步细分。（4）形成站内联络分区和辐射型接线分区。对于受通道和供电半径约束不能归入站间联络分区的负荷，尽可能“就近”选择负荷备供线路通道，并据此基于分区内负荷相邻原则形成不同的站内联络分区和辐射接线分区。
3.2中压配电网分层结构
中压配电网架的基本特点是结构分层，通常分为主干层和分支层。主干层由主干馈线及与其连接的开关设备组成，根据负荷需求不同采用单环网、N供1备等接线方式。正常运行时联络开关打开，故障后联络开关根据预设逻辑与分段开关配合，隔离故障并恢复非故障段供电。分支层由主干层T接馈出，沿负荷走向辐射状建设，实际生产中若条件允许，对于分属不同主干的2条长分支通常会建设支线联络，以提高故障后或检修时的支线复电能力。分支联络开关正常运行时断开，其开闭由人工控制，不会对主干层馈线自动化开关逻辑产生影响。
3.3参数选取
可靠性计算应考虑到设备水平、配电自动化水平以及运维管理水平三个方面，与这三个方面相关的计算基本参数包括设备故障概率、修复时间、故障定位时间、开关动作时间以及预安排停电时间等。考虑未来城市高可靠性供电需求，本文对于设备故障概率及修复时间参考上海市2016年的统计数据，并在此基础上适当提高设备水平，作为未来城市电网供电可靠性计算的基础参数。为了突出差异化规划原则，这里将未来城市划分为主城区、副城区、特色小镇三类开展分析研究，同时以主城区供电可靠率达到99.9999%、副城区和特色小镇供电可靠率达到99.999%为规划目标。
3.4配电网规划方案
110kV：主城区、副城区110kV形成双侧电源四回链式结构，特色小镇形成双侧电源三回链式结构，每组链式结构挂接2～3座110kV变电站，站内每台主变电源分别来自不同上级变电站。10kV：主城区规划建设“双花瓣”式中压网络。该接线方式由数个“花瓣”组成，每一个“花瓣”来自同一个变电站同一母线，形成一个合环运行线路。“双花瓣”的节点为开关站/配电站，“双花瓣”之间接入的开关站分段开关开环运行、互为备用。副城区规划建设双环网中压网络，原则上从不同变电站分别引出两路主干线形成双环网，每组双环网挂接数个开关站/配电站。特色小镇规划建设单环网中压网络，原则上从不同变电站分别引出一路主干线形成一组单环网，每组单环网挂接数个开关站/配电站。
结束语
本课题实现基础是将对供电分区的优化，还有典型接线经济性的比较两种方案，从而引出本课题所设计的一套简洁实用而又直观的，实现配电网规划的策略。配电网规模借助本方案中的模型以及方法，实现由大变小以及规划策略的从繁到简，这为后续实现独立完成分区的规划优化以及全自动完成在全范围里，获取全局范围得到“技术可行、经济最优”方案奠定了坚实的技术支撑。设定的方案能够消除优化规划以及多方案技术经济比较法中存在的不足，对比传统采取主管经验以及笼统技术，可知本方案更为规范以及系统，即使规划人员在技术水平上存在差异也能够获取了达到全局范围内实现优化后的规划策略，相比传统启发式策略以及数学规划优化策略，在本论文中所设计的策略相比较而言更加直观、便捷，稳定性高的同时还可以实现人工干预，在工程应用中更加适用。
参考文献
[1]王哲.中压配电网接线模式分段和联络优化配置方法[J].电力系统及其自动化学报,2015,27(S1):83-89.
[2]陈亮,黄强,贾萌萌,等.基于柔性直流互联的交直流混合配电网建模与仿真分析[J].电网技术,2018,42(5):1410-1417.