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1、城市配电网运行与供电能力评估,上海昌泰求实电力新技术有限公司上海电力学院姚刚 博士,背景、目的及意义,满足用电需求；,配网发展方向的明确；,对上级电网的灵活支持；,配电网拓展空间的预留；,供电能力分析与评估方法,明确配电网发展阶段；建立配电网供电能力分析指标体系；分析接线方式与负荷密度匹配性,发展阶段,满足基本供电需求线路供电半径长；联络比例低电网负荷转移能力、灵活性不高；网损较高；,供电需求多样化；供电半径得到控制；形成简单化、规范化的环网结构有较强的负荷转移能力；电网运行灵活性、可靠性明显提高；网损得到有效控制；,最终规模基本形成，发展速度减缓；形成规范但相对复杂的网络结构；配网自动化程度
2、高，故障范围控制得当；电网运行灵活性、可靠性高；,城市配电网供电能力分析指标体系,技术合理性,安全、可靠性,电能质量、经济性,设备全寿命周期,配电网自动化,综合得分,城市配电网供电能力分析指标体系,技术合理性,安全、可靠性,电能质量、经济性,设备全寿命周期,配电网自动化,综合得分,城市配电网供电能力分析指标体系,技术合理性,安全、可靠性,电能质量、经济性,设备全寿命周期,配电网自动化,综合得分,城市配电网供电能力分析指标体系,技术合理性,安全、可靠性,电能质量、经济性,设备全寿命周期,配电网自动化,综合得分,城市配电网供电能力分析指标体系,技术合理性,安全、可靠性,电能质量、经济性,设备全寿命
3、周期,配电网自动化,综合得分,评估过程,分层分区,按照不同电压等级统计分析数据；按照不同地区分析电网特点。,由点及面,从设备基本情况出发，在分析单体设备基础上，分析整体运行情况。,综合评估,根据统计分析结果，定位区域电网发展阶段；根据指标体系进行评估，并将存在问题汇总。,高压电网现状分析,通过潮流计算，对规划区高压电网负荷转移能力及N-1方式下供电能力满足程度进行综合分析。,变电站分布位置与区域负荷发展匹配程度分析；变电站接入系统方式可靠性分析；,负载率分析，包括最大负荷、平均最大负荷及地区最大负荷出现时刻三方面；最大负荷年增量分析；,设备容量；容量构成；出线间隔；间隔使用；无功补偿；运行年限
4、。,主要内容,设备基本情况,设备运行情况,布局与网络结构,综合分析,分析对象,220kV变电站110kV变电站35kV变电站,110kV变电站35kV变电站,中压配电网现状分析,技术合理性分析,运行安全可靠性分析,组网规范性分析,转供能力分析,线路供电半径,线路干线线规,线路挂接容量,线路运行年限,开关站设备情况,优势,不足,瓶颈,需求,典型组网方式分析,N-1,转供,阶段,线路运行,线路负载率,分段与联络情况分析,环网设备规范性分析,组网方式与负荷密度匹配性分析,配电网对自动化适应性评价体系,电网规划,网架结构,负荷及转供能力,一次设备,自动化主站系统,通信系统,配电网规划,是否已单独编制了
5、配电网规划规划中是否包含了配电自动化的章节是否已制订了装置及一次设备适应配电自动化的规范、标准,主干线线规,本线各段线规是否一致与本线联络的对侧线路与本侧线路线规是否一致,主干线分段,主干线是否进行适当分段及分段的合理性,主干线联络,主干线联络方式,分支线,分支线接入配变台数与容量分支线的装置方式,负荷水平,放射线的负荷情况联络线的负荷情况,转功能力,联络线之间的转供能力变电所停一台主变时的转供能力变电所全停的转供能力,柱上开关（分段、联络、分支）,柱上开关的型式、操作机构选型是否满足,户内开关站,开关、操作机构选型、二次控制是否满足土建预留是否满足要求,户外开关站,开关、操作机构选型、二次控
6、制是否满足箱体空间位置预留是否满足要求,配电站,配电站高压开关选型是否满足要求土建预留是否满足要求,配电台区,配电箱内是否有安装位置,电缆管网,电缆管道是否预留通信等管孔,电杆,杆型高度、装置方式是否满足要求,系统功能,自动化主站系统功能是否满足配电自动化实施需要,通信系统是否满足配电自动化实施需要,配电网综合评估,综合评估,发展阶段评估,技术合理性评估,安全可靠性评估,评估结果汇总,软件打分,供电能力分析及其结果的描述,分级处理原因与背景通过对配电网现状分析与评估，可以得到规划区中压配电网存在的各种问题，这些问题有些是由于特殊的地理环境、经济模式造成的，有些是由于电力设备档次、电网运行管理或
7、电力设施用地等造成的，有些是电网发展到一定阶段必然经历的一个过程，其广泛存在于不同地区的配电网中，只不过严重程度不同。对于不同阶段的电网来说，不同问题对电网造成的影响即问题需要解决的迫切程度不同，由于电网建设资金有限，不可能一次性将存在的所有问题全部解决，因此应考虑对存在问题的严重程度进行分级处理，筛选出影响范围广、影响程度深的问题作为优先解决对象，分层分批次解决问题，使评估与规划更具有指导性和可操作性。,负荷密度与接线模式匹配的研究,基础设施,城市辖区,发展历程,经济规模,产业构成,行政地位,地域特点,电源点分布,配电网规模,电网运营指标,供电可靠性,负荷转移能力,建设资金投入,用户可靠性需
8、求,负荷规模,负荷密度,供电电压等级,电网装备水平,电网结构,关联,匹配程度,组网模式,典型接线模式,多分段多联络接线系列,“N-1”接线系列,辐射状接线系列,网格状接线系列,树枝状接线,完全放射状接线,中介点放射状接线,“2-1”接线,“3-1”接线,“n-1”接线,两分段两联络接线,三分段两联络接线,三分段三联络接线,多分段多联络接线,33接线,46接线,配电网接线方式,实际应用接线模式,多分段多联络,多分段单联络,双环式,单环式,开闭所供电模式,架空线,电缆,组网方式、负荷密度与供电可靠率关系,当负荷密度上升时ASAI均有相应上升趋势，但一般在0.2万kW/km2-1.0万kW/km2之
9、间变化幅度较大，而当负荷密度超过1.0万kW/km2之后该变化趋势趋缓，进一步分析可知，同一负荷密度下线路联络变化对供电可靠率影响较大，联络数量增加时，组网模式供电可靠率增加0.008个百分点。,组网方式、负荷密度与单位建设投资关系,各组网模式单位建设投资均呈下降趋势，但不同组网模式构筑的模型电网单位投资与负荷密度关系不尽相同，总体上看决定配电网组网模式，影响线路供电水平，进而影响到模型电网规模，最终导致单位造价差异产生，综合分析可知，线路环网点数量对单位投资影响较大，决定单位投资大体规模，线路分段数对单位投资影响次之。,架空线不同接线方式匹配指标对比分析,三种接线方式下10kV线路电压降均随
10、负荷密度的上升而下降，同一负荷密度下，采用采用单环网方式组网的10kV线路电压降最低，其次是三分段三联络方式，而采用单放射方式供电的10kV线路电压降最大。,电压降,综合线损率,架空线不同接线方式匹配指标对比分析,单放射方式下模型电网供电可靠率明显低于其他两种接线方式构成的配电网，三分段三联络方式与单环网方式供电可靠率差值在0.01个百分点左右，其中负荷密度在万kW/km2之间时，其供电可靠率差值略大,供电可考率,随负荷密度的不断上升，单位电网建设投资均呈下降趋势，其中单放射方式电网投资明显低于其他两种方式，主要原因在于用该接线模式构建电网模型时运行方式为满载运行，电网规模远小于其他两种方式,
11、单位投资,架空网结论,单环网方式、三分段三联络方式构建的电网模型运行指标、可靠性指标明显高于单辐射方式构建电网，而上述两种接线方式构建的电网中，随着负荷密度的不断提高，尤其在负荷密度超过1.2万kW/km2后，三分段三联络方式构建的模型电网其各项匹配指标明显优于单环网模式构建的电网模型。,电缆不同接线方式匹配指标对比分析,电压降,综合线损率,三种接线方式下10kV线路电压降均有随负荷密度的上升而下降趋势，但不同负荷密度区间内，不同接线方式指标有所差异：采用开闭所接线方式线路理论电压降,线损率高于其他两种接线方式构成的电网模型,电缆不同接线方式匹配指标对比分析,电缆网三种接线方式构成的电网模型供
12、电可靠率较高，供电可靠率在99.9976%-99.9990%之间变化，不同接线方式供电可靠率变化趋势与结果大小有所差异,三种接线方式单位负荷密度投资在1500元/kW-3500元/kW之间内变化。开闭所接线方式由于其结构简单，网架清晰，单位投资明显低于环网接线方式。双环网接线方式单位造价与单环网方式单位造价变化趋势相同，但由于其结构复杂，相应设备总量高于单环网方式，故单位投资造价高于单环网方式。,电缆网结论,当地区平均负荷密度在0.2万kW/km2-0.8万kW/km2之间时，宜采用单环网接线方式作为中压电缆配电网首选接线模式。,当地区平均负荷密度在0.8万kW/km2-1.2万kW/km2之
13、间时，单环网、开闭所方式均可作为中压配电网组网方式，可以考虑将已建成的单环网方式向双环网方式过度，新开发区域直接建设双环网，具体过渡方式应配合当地实际电网建设与发展情况，个别局部点负荷密度过高地区，可考虑使用开闭所接线方式，但其组网特殊性，建议根据实际情况试点使用。,当地区平均负荷密度超过1.6万kW/km2时，宜采用双环网方式作为中压配电网主要组网方式，其他电网运行辅助配套设施应与之匹配。,组网方式与配网自动化,配网自动化实施需要组网方式规范、统一、结构清晰；负荷密度的上升促使配网规模变大、结构日趋复杂；配网组网方式日趋复杂，需要配网自动化配合共同为电网运营管理发挥作用。,配电网发展的思路,
14、规范化,统一化,长期化,典型实例,海曙区城市配电网供电能力分析,镇海区城市配电网供电能力分析,关于“三双”接线的研究与分析,谢谢！,不同负荷密度下架空网指标计算结果,架空放射式,不同负荷密度下架空网指标计算结果,架空单环网,不同负荷密度下架空网指标计算结果,架空三分段三联络,不同负荷密度下电缆网指标计算结果,电缆单环网,不同负荷密度下电缆网指标计算结果,电缆双环网,不同负荷密度下电缆网指标计算结果,开闭所直供,“三双”接线出处及定义,“三双”接线出处：浙江省配电网规划设计导则,“三双”接线定义：“三双”接线为“双电源、双线路、双接入”的中压配电网接线模式。“双电源”指两个上级变电站；“双线路”
15、指连接“双电源”的两条中压线路；“双接入”指公用配变通过自动投切的开关接入“双线路”。,对“三双”接线的理解,满足“三双”接线的接线方式,环网单元,环网单元,对“三双”解构分析,双电源：指两个上级变电站；满足要求接线方式：除单辐射方式和同一变电站不同母线环网方式外，其他接线方式均可满足该要求；现状电网满足程度：绝大多数地区城市配电网可以满足“双电源”要求；大部分城郊结合地区、城镇建成区、农村集镇可以满足“双电源”要求；负荷密度较低的C类农村地区满足“双电源”要求有限；,双线路：指连接“双电源”的两条中压线路；满足要求接线方式：双环网接线方式、扩展型双环接线方式、多分段多联络接线方式和多分段交叉
16、联络接线方式满足该要求；现状电网满足程度：部分地区城市建成区配电网满足该要求；大部分城市建成区中压配电网中，同一路径或同一供电区域内拥有满足双线路供电要求的条件，如在同一地区内并列运行的单环网，但未考虑双线路要求，可以通过逐步优化网络结构，实现该要求；,双接入：指公用配变通过自动投切的开关接入“双线路”；现状中压配电网中基本未设置高压被自投装置；高压被自投装置的装设，将对今后配电网建设、运营、管理等诸多方面产生根本性影响，需要进行全方面研究，试点后逐步推广。,“三双”优势,配网供电可靠性明显提高；配网适应能力、拓展性明显提高；配网运行灵活性明显提高；配网规范性明显提高，结构简明、清晰；负荷实现
17、就近转移，配网运营指标得以提升；配网自动化水平明显提高，控制性增强；,“三双”的实现,满足“三双”要求的中压配电网是一个远期目标网架，需通过一系列配电网建设与改造逐步实现；,双电源,双线路,双接入,实现过程,实现过程：目前城市、城镇建成区已经基本满足“双电源”要求，建成区：具备实现“双线路”要求，通过配电网环网结构调整；供电分区重新界定等方式方式实现“双线路”要求；城市、城镇新区新建配电网可以直接按照满足“双电源”、“双线路”要求建设，预留“双接入”设备空间；,“三双”的实现,“三双”实现过程中，“双接入”功能要求是现状配电网中尚未出现的，也是“三双”实现过程中最为主要也最为困难的环节，需要进
18、行多方面、全方位的研究，主要体现在以下几个方面：高压被自投装置装设位置；被自投两路进线对通道需求与影响；被自投装置与现有中压配电网保护配合问题需要进一步研究；被自投装置自动化装置、通信方式、控制权限、对配网运行方式影响以及对低压双电源用户影响等需进一步研究；,处于与用户资产分界点附近,现状接入点附近是否留有空间,进线不可同杆或同路径,对于架空电网末端用户通道是否具备,对于电缆网电缆通道、电缆交跨增加,供电半径逐年缩短，多级保护配置难度加大,对于已经配置两级保护的现状配网需进行改造,被自投侧保护需晚于干线保护,被自投动作后，配网运行方式将发生改变,如何控制、由谁控制该装置、采用何种方式,编制配网运行方式时，需考虑非正常方式下线路负荷就近转移，运行方式有明显调整,对现有低压双电源，拥有被自投装置的用户需进行梳理、规范，研究其是否与高压被自投运行方式冲突。,变电站保护,环网站保护,被自投保护,
