變電站核心區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)改造思考

變電站核心區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)改造思考

郭學(xué)艷  國網(wǎng)哈爾濱供電公司  黑龍江哈爾濱  1500001

【文章摘要】

   依據(jù)城市配電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析配網(wǎng)自動化建設(shè)中一次網(wǎng)架建設(shè)需要解決的問題,特別是針對核心區(qū)配網(wǎng)提出了一次配網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)改造思路與方案,并對今后配網(wǎng)自動化的建設(shè)提出了建議。

【關(guān)鍵詞】

配網(wǎng)自動化 ；核心區(qū) ；網(wǎng)架

0 引言

社會對電力需求不斷的增長，工業(yè)、商業(yè)、金融、人民生產(chǎn)生活等各類社會行為對電力的依賴程度越來越高。隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，配網(wǎng)發(fā)展滯后成為供電瓶頸的突出問題。哈爾濱市是黑龍江省省會和政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，東北地區(qū)重要的中心城市，國家重要的綜合交通、通訊樞紐和現(xiàn)代物流、商貿(mào)中心，區(qū)域性金融中心，區(qū)域性科、教、文、體、衛(wèi)中心，先進(jìn)制造業(yè)基地和科技創(chuàng)新基地。在這樣一座城市中，任何一場停電事故都是一場災(zāi)難，都會在社會上產(chǎn)生不良的影響。哈爾濱配網(wǎng)點(diǎn)多面廣、設(shè)備陳舊，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)薄弱，配網(wǎng)極易發(fā)生事故。在舊的運(yùn)行維護(hù)模式下，調(diào)度處于盲調(diào)狀態(tài)，配網(wǎng)外部環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系復(fù)雜，事故處理中查找故障點(diǎn)、對事故隔離時間往往較長，影響了及時恢復(fù)供電的速度。按照配網(wǎng)發(fā)展的新要求，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)核心區(qū)域用戶平均故障停電時間小于5分鐘的目標(biāo)，配網(wǎng)自動化的建設(shè)勢在必行。核心區(qū)配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣、設(shè)備陳舊，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)薄弱，配網(wǎng)極易發(fā)生事故，該區(qū)域供電面積為16km2，區(qū)域范圍內(nèi)既是重要行政辦公中心又有麥凱樂等商業(yè)廣場，還包括28個一級重要用戶。目前，核心區(qū)有13座變電站向核心區(qū)內(nèi)供電，最大負(fù)荷為 260MW，共有 10kV 公用線路 110 條。

1 核心區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)問題分析

1.1 上級電源供電能力分析

向核心區(qū)供電的2座110kV變電站配置三臺主變，其余110kV變電站均配置兩臺主變，其中1座變電站的主變配置為非等容主變，變電站容量配置總體水平較為合理，10kV線路均能保障在變電站核心區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)改造思考郭學(xué)艷  國網(wǎng)哈爾濱供電公司  黑龍江哈爾濱  1500001臺主變發(fā)生故障情況下進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)帶。核心區(qū)變電站10kV出線間隔利用率為

90.23%。目前核心區(qū) 110kV 變電站的變電容量為 473MVA，最大負(fù)荷為 260MW，容載比達(dá)到1.82，由于核心區(qū)位于城市老城區(qū)范圍內(nèi)，負(fù)荷增長接近飽和，目前變電容量尚可滿足負(fù)荷增長需求。隨著負(fù)荷增長，110kV南崗變電站將重載運(yùn)行，變電站負(fù)載率將超過75%，中央變和市場變負(fù)荷較輕，需要優(yōu)化變電站供電范圍，調(diào)整變電站負(fù)荷。

1.2 上級電源聯(lián)絡(luò)能力分析及主變N-1校驗(yàn)

向核心區(qū)內(nèi)供電的13座變電站中，聯(lián)絡(luò)點(diǎn)共計128個，其中包括各變電站站間聯(lián)絡(luò)點(diǎn)102個，變電站不用母線間的站內(nèi)聯(lián)絡(luò)26個。站內(nèi)聯(lián)絡(luò)過多會造成變電站一旦故障全停，故障停電面積過大，無法通過聯(lián)絡(luò)線路將負(fù)荷轉(zhuǎn)移至其他變電站。此外，聯(lián)絡(luò)能力較低還導(dǎo)致有4座變電站在全停的情況下下級網(wǎng)絡(luò)不能完全轉(zhuǎn)移故障停電負(fù)荷。核心內(nèi)變電站均有兩臺以上主變，對主變故障或檢修的情況下進(jìn)行“N-1”校驗(yàn)計算分析后得出后，在檢修狀態(tài)下（100%負(fù)載）共有7座變電站不能通過主變“N-1”，不能完全依靠另一臺主變轉(zhuǎn)帶全部負(fù)荷，需要靠下一級10kV拉手線路轉(zhuǎn)移部分負(fù)荷，在故障狀態(tài)下（短時130%負(fù)載）共有6座變電站不能通過主變“N-1”，主要是因?yàn)樽冸娬矩?fù)載過重，需通過整理網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化，切改變電站所帶線路負(fù)荷，優(yōu)化變電站供電范圍。

1.3 核心區(qū)10千伏網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分析及線路“N-1”校驗(yàn)

城市配網(wǎng)核心區(qū)110條10kV公用線路中，包含純電纜線路62條和混合接線線路48條（電纜長度比例大于50%的混合線路共29條），其中103條實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)，互聯(lián)率達(dá)到93.64%，其中站間聯(lián)絡(luò)18條，10kV 線路站間聯(lián)絡(luò)率為 16.36%。目前，配電網(wǎng)核心區(qū)共有110條10kV公用線路中有7條單輻射結(jié)構(gòu)線路不能通過 “N-1”準(zhǔn)則。占公用線路總數(shù)的6.36%，不能通過“N-1”的線路全部為單輻射結(jié)構(gòu)線路。對110回線路進(jìn)行“N-1”校驗(yàn)計算結(jié)果如下。具體110回線路“N-1”校驗(yàn)計算結(jié)果見附表。

2 核心區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化思路與方案

2.1 網(wǎng)架優(yōu)化思路

充分利用現(xiàn)有設(shè)備資源進(jìn)行網(wǎng)架構(gòu)建，通過增設(shè)線路及變電站間聯(lián)絡(luò)，向目標(biāo)網(wǎng)架過渡和發(fā)展。聯(lián)絡(luò)線路電源點(diǎn)優(yōu)先取自不同變電站，特殊情況下可來自同一變電站的不同母線，在發(fā)生緊急狀況時支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。主干線設(shè)2～3個自動化分段開關(guān)，將線路分成3～4段，每段負(fù)荷盡量均衡。對負(fù)荷分布不均勻、分段點(diǎn)設(shè)置不夠、聯(lián)絡(luò)點(diǎn)設(shè)置不合理的環(huán)網(wǎng)線路進(jìn)行優(yōu)化，形成多分段、適度聯(lián)絡(luò)。輕載線路在不降低可靠性的前提下，考慮與相鄰線路合并，提高設(shè)備利用率。對負(fù)荷密度較高的商業(yè)負(fù)荷集中區(qū)，考慮將現(xiàn)有單聯(lián)絡(luò)接線提升改造為雙環(huán)網(wǎng)、多分段多聯(lián)絡(luò)等接線，以提高設(shè)備利用率以減少N-1方式下線路能力越限造成的限負(fù)荷運(yùn)行。

2.2 網(wǎng)架優(yōu)化方案

從整體優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)思路出發(fā)，主要通過線路切改負(fù)荷、增加變電站間聯(lián)絡(luò)、保證故障負(fù)荷的有效轉(zhuǎn)出方式實(shí)現(xiàn)核心區(qū)10kV網(wǎng)架優(yōu)化。首先針對7條單輻射線路增加聯(lián)絡(luò)線，實(shí)現(xiàn)站間或站內(nèi)單環(huán)網(wǎng)絡(luò)，從而提高轉(zhuǎn)帶能力，使線路滿足“N-1”準(zhǔn)則，減小失電負(fù)荷；其次將秋林商圈的三個單環(huán)網(wǎng)絡(luò)改為雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)供電，均衡相關(guān)變電站主變利用率，大幅度提高該商業(yè)圈的供電可靠水平，最后結(jié)合老舊設(shè)備改造，將部分分段開關(guān)改造為聯(lián)絡(luò)開關(guān)，轉(zhuǎn)移部分負(fù)荷，提高輕負(fù)載線路的負(fù)載率，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，調(diào)整變電站供電范圍。

3 小結(jié)

配電自動化建設(shè)需要一次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)滿足要求才能使得自動化系統(tǒng)真正有意義。本文從核心區(qū)的配網(wǎng)現(xiàn)狀出發(fā)，分析了實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)需要亟需解決一次網(wǎng)架問題，通過細(xì)致的分析提出了網(wǎng)架優(yōu)化思路與方案，真正為配電網(wǎng)自動化的建設(shè)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。表 1 核心區(qū) 10kV 線路“N-1”校驗(yàn)結(jié)果