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国际标准刊号:2095-2805
国内统一刊号:12-1420/TM
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福建省泉州市电网规划设计
1 新建变电站容量及位置确定
变电站规划的主要内容包括变电站的选址和定容两部分.所谓变电站的选址,是指确定变电站站址的具体位置,为了使电能传输更经济,通常要求变电站站址应位于其所供负荷的中心,但由于实际的地理条件,已有建筑等情况,通常可在负荷中心位置附近选一适当位置作为其站址.所谓变电站的定容是指确定变电站的主变容量及台数,其中还要考虑适当的变压器负荷率和N-1原则等等.确定变电站的位置及容量是城市电网规划工作的一个重要环节,其结果直接影响未来电网的网络结构,供电电能质量和运行的经济性。
变电站规划方法较多,通常有两类:一类是根据规划人员的经验事先给出变电站的可能位置,再根据一些算法选择其中较好的位置作为站址结果。由于这类方法在规划前已经综合了运行人员和专家对站址的实际因素的考虑,因而取得的站址具有较好的适应性。但该方法需要经验丰富的运行人员和专家对变电站的备选站址进行分析考察,工作量较大,增大了规划所耗时间。第二类是无备选站址的计算方法。这类方法通过优化算法的大范围搜索自动优化得到站址。对于规划人员来说工作量较小,因而更受规划人员青睐。该类方法通常考虑的优化目标函数是建设费用和运行费用最小。而诸如地理信息等因素由于建模较为困难而未予考虑,从而导致所选的站址可能位于湖泊,繁华地段等不宜建站的区域。因此第二类方法通常在优化选址完成后需对规划站址进行适应当调整,站址调整后还应根据其调整后的站址对其最优供电范围进行调整,以达到建成后运行费用最小的目标。
2 中压配电网络规划
城市中压配电系统是电力系统的一个重要组成部分。它作为联接高压系统与低压系统的纽带,其运行的可靠性将对电力用户的供电质量产生直接影响。随着我国经济的发展,城市用电量的不断增长,许多大中城市的中压配电网已构成了把电能输送到用户的“瓶颈”。在城市规划部门提供的城市用地详细规划基础上,通过对负荷的分布情况进行合理的预测,科学的规划出城市未来中压配电网的规模及结构,对于城市未来的发展将具有重大的社会及经济意义。
城市中压配电系统规划包含着丰富的内容,其中两个最为关键的问题就是负荷分布预测和配电网网络规划。在负荷分布的预测过程中,不仅要考虑到不同类负荷发展的不均衡性,而且要考虑同一类负荷在不同地块发展的不均衡性;在城市配网网络规划中,不仅所涉及到的优化模型规模庞大,而且还要考虑到配网特殊运行结构的影响。
3 配电网可靠性及经济性指标
配电网是电力系统中直接针对用户的环节,其主要功能是向各种规模的用户传输电能。现代社会对电能的要求越来越高,除满足一定的可靠性外,还要尽可能的满足经济性的要求。在系统的规划、运行阶段可以通过电网改造、增加投资费等措施提高供电可靠性。然而,一味的追加投资必将导致运行成本的增加,难以满足经济性的要求;同样过分限制投资又将必然导致系统可靠性水平的降低。在供电部门对用户满意程度越来越关注的今天,如何在配电网的规划、运行过程中协调好可靠性和经济性的问题已经配电网可靠性与经济性是一对矛盾体。配电系统可靠性是指供电点到用户,(包括变电所、高低压线路及接 户线在内)的整个配电系统及设备按照标准及期望值来满足用电户对电力及电能的需求能力的度量。配电系统可靠性评估通过可靠性指标来体现。
配电网可靠性分析指标有负荷点指标和系统指标。其中负荷点指标包括平均故障率、平均停电持续时间、平均每年停电时间。系统指标包括系统平均停电频率、用户平均停电持续时间、系统平均停电持续时间、平均供电可用率、平均供电不可用率、系统缺电指标、平均系统缺电指标。
配电系统中可靠性及经济性分析法有:
1) 绝对可靠性经济性分析法:是以一项指定的可靠性指标作为评价的依据,如设计方案达不到该指标就要改变设计方案,电量不足概率和电力不足概率件就是这种指标。此时,该分析方法的任务,就在于如何使配电系统在满足指定的可靠性指标的前提下对配电设备的投资为最小。
2) 可靠性排列法:首先要选定一项可靠性指标,在此摹础上对各种不同的设计进行相对比较,并按照方案的优劣程度按照递增或递减的顺序进行排列,从而选出最优方案。应用该方法,有时也应用概率加权的方式将多项可靠性指标进行综合计算,然后进行排序、选择。可靠性排列法的优点是应用简便,但由于未作经济计算,难以从经济上来评价各方案对应的经济效益。
3) 可靠性比较分析法:是先计算各个备选方案的投资,然后以单位投资对可靠性指标改善的增量的大小来衡量各被比较方案的优劣。该方法的优点是在经济计算的基础上来进行排序。
4) 成本一效益分析法:先计算出提高和改善可靠性指标所对应的经济价值,然后与完成此项改进工程的投资作比较,以货币计量计算的效益大于投资的金额作为评选的依据,比值愈大愈好。这种方法比单纯地计算提高可靠性指标增量所耗用的投资大小的可靠性比较分析法又前进了一步。
可靠性优化法:是以成本一效益分析为基础,把效益作为某些可评价的可靠性指标的函数然后寻优。成本一效益分析法只是在若干可选方案中加以选择,而可靠性优化则是应用优化技术来找出也许并未列入可选方案的最优方案。
4电网规划合理的实例
以福建省泉州市为例,泉州市位于福建省东南部,是福建省三大中心城市之一。到2011年底,泉州市总供电占地面积约为683.94平方千米,最大负荷为1065MW,全年售电量为54.85亿kWh。 由于泉州地处沿海,经济发达,其中它的轻工业发展迅速,结果就是造成局部负荷突增,线路重载,对于电线的寿命有影响,也存在着安全隐患。目前,泉州市总供电区仍有39个台区存在低压问题。其中造成这种现象的原因就是线路供电半径过长。这就要求变电站进出线需要进行科学和合理的规划,在满足电网结构需要的同时要不断优化电网的网络结构,增加线路间联络回路,便于在用电负荷高峰时候,通过调节线路运行方式,有效的缓解重载线路供电压力,增加高峰用电的安全性。 随着经济的发展,泉州市新建了220千伏变电站,虽然设计单位一般会对变电站的出现有一个整体性的规划,但是这个规划不可能对终期规模的出现达到一次性规划到位,另外就是,泉州市的招商引资力度的加大,使得客户的用电工程不断递增,往往这些项目工程不在规划当中,并且设计单位是由用户自行委托,这就使得设计质量都不一样,有的好有的不好,良莠不齐,其中有些设计单位会根据自身的需要和方便占用出现间隔,在这些问题里面,如有有关的单位监管不到位,就会造成出现间隔占用不合理,后续出线相互交叉,倒换间隔现象发生,甚至造成停电和投资浪费这些严重的后果。这就要求必须对所管辖220千伏变电站的110千伏出线统筹规划,并根据新变化、新情况及时调整。新建工程接入时,都要按规划实施,不在规划中的项目尤其是客户工程,更要认真分析研究,合理分配出线间隔,杜绝由于人为因素造成出线交叉、倒换间隔的现象发生。出线规划要遵循优化、美化与简化的理念,变电站进出线应尽可能做到“直进、直出、归并整齐”,不采用斜进斜出方式,以美化变电站周边环境,达到节约资源和环境友好的目标。
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