我国地域辽阔,不同供电区域的经济发展水平、电源布局、负荷特点、运行习惯等差异较大,确定不同供电区域的目标网架结构和不同发展阶段的过渡网架结构,是一项适应我国经济社会发展需要、提高配电网供电能力和供电可靠性、避免过度投资或投资不足和减少用户停电损失的战略决策。
《配电网目标网架结构规划与设计》以深入调研、对比国内外配电网网架结构、供电可靠性等为基础,主要介绍了国内外配电网网架结构现状、配电网可靠性规划方法、可靠性和经济性评估指标和评估方法、配电网目标网架结构规划原则和网架构建,以及网架改造指导意见等内容,可有效指导我国配电网的规划、建设与改造工作。
《配电网目标网架结构规划与设计 中压分册》在收集、整理国内外配电网现状与发展概况等的基础上,将理论方法与实践经验和实际案例相结合,提出了中压配电网目标网架结构及建设、改造原则,可为政府规划和管理部门的相关人员提供决策依据,也可为电网经营企业进行配电网规划、建设和改造提供指导,还可为有志于配电网规划的研究人员以及有关专业师生等提供一些研究课题和创新性的思路。
中压配电网作为高压配电网与低压配电网的衔接,其转供能力将直接影响到整个电网的安全可靠供电。一个坚强的中压配电网能够弥补高压电网的不足,充分发挥变电站的供电能力,为用户提供多种转供途径,满足多类供电用户的不同供电要求。国外的相关研究表明,加强中压配电网比加强高压配电网更具可靠性成本/效益。但是受社会经济发展水平、配电网发展历程等多重因素的影响,我国各地配电网网架结构发展思路不尽相同,东、中、西部的网架结构差异明显,因此需要研究适应我国不同类型供电区域的配电网目标网架结构。
中压配电网目标网架结构的确定在一定程度上依赖于配电网规划理念与规划方法。无论是传统的配电网规划方法,还是基于供电可靠性的配电网规划方法,都要保证中压配电网能够以合格的电能质量为用户提供连续的电力供应,只是后者更注重经济性和系统性。基于供电可靠性的配电网规划方法主要研究中压馈线层的优化规划,在整个规划过程中应用了系统论的观点,即在每一阶段都始终关注中压馈线层与高压输电层、变电站层等其他层级在电气性能方面和经济性方面的相互作用和协调。如在某些供电区域,适当增加中压馈线层的转供能力,可以减少高压配电层或变电站层的费用;同样,在某些区域,中压馈线层级的可靠性问题也可以通过改造系统内的其他层级,来得到更好的解决。这种有机的协调是以供电可靠性为目标、费用最小化为基准,而非传统安全准则的硬性约束。
中压配电网的任务就是可靠地将电力从系统电源点(变电站)配送至散布于供电区域且靠近各个用户的配电变压器,同时还要保证运行的灵活性。这就要求馈线系统尽可能地最小化三个指标(停电频率、停电持续时间和停电影响范围)。因此,馈线结构的布局、设备容量和类型的选择、分段和联络方式的设计、开关切换时间的控制是影响供电可靠性三个指标的关键因素,合理的配置这些关键因素是减少非正常运行情况发生频率、缩小其持续时间与影响范围,进而提高供电可靠性的重要措施。
此外,配电网供电可靠性预测评估和可靠性成本/效益分析是在配电网现有运行状态的基础上,为规划、设计、新建或扩建、改造或升级现有配电网供电能力而进行的预测估计,主要是比较不同配电网规划、建设与改造方案的可靠性与经济性,最终确定经济、合理的网架结构或方案。由于配电设备元件众多,网架结构复杂、运行方式多样,这给供电可靠性和经济性评估工作带来了很大的困难,使得实际预测评估工作还没有达到工程实际应用的要求,因此选择合适的评估指标,以及高效、易用的评估方法并建立相应的模型具有重要意义。
本书包括10章:第1章简要介绍了采用基于供电可靠性的配电网规划的必要性以及与我国传统配电网规划方法的区别与联系。第2章介绍了我国中压配电网网架结构现状,包括架空网和电缆网的典型接线方式及其特点、优缺点与适用范围等,并对国内30个重点城市网架结构的主要指标,如转供能力、线路N-1通过率、线路最大负载率和供电可靠率等进行了分析。第3章介绍了国外部分发达国家城市配电网的概况,分析了四个国际大都市东京、巴黎、伦敦、新加坡的电网概况,深入阐述了他们的配电网网架结构、设备选型、供电可靠性水平、配电自动化水平以及规划、管理理念等。国外发达城市普遍重视城市配电网规划以及规划的执行,在明确城市配电网典型网架结构后,按规划建设执行并持续改进,形成了各具特色的城市配电网,其发展方式与实践经验值得我国借鉴。第4章对国内外配电网情况进行了对比分析。结合国内外配电网现状,从网架结构、线路选型、技术水平与供电可靠性水平四个方面对国内外配电网进行了对比分析,总结了国际大都市东京、巴黎、伦敦和新加坡在配电网规划、建设方面的实践经验,对我国城市配电网目标网架结构规划具有借鉴意义。第5章介绍了基于供电可靠性的配电网规划方法。结合我国配电网规划的实际情况,介绍了馈线系统规划的目标和约束条件、规划步骤及馈线系统可靠性设计的总体过程,重点对可靠性规划过程中的馈线系统关键要素及其配置方法进行了阐述,并对某示例系统进行了详细分析。第6章介绍了配电网可靠性、经济性评估指标及评估方法。介绍了国内外常用的系统可靠性评估指标、负荷点可靠性评估指标和可靠性成本/效益指标,并提出了反映配电网可靠性规划水平的指标,如负荷点等效系统平均停电持续时间等,这些指标能够较为全面地反映出配电系统的可靠性与经济性水平。此外,介绍了常用的配电网可靠性评估方法并重点阐述了最小割集法。在可靠性成本/效益分析方面,提出了符合我国配电网实际情况的Pareto曲线及其生成方法,并用实际算例验证了方法的有效性。第7章介绍了配电网典型网架结构的可靠性、经济性评估。
前言
第1章 绪论
1.1 配电网目标网架规划与设计的必要性
1.2 配电网目标网架结构规划与设计流程
1.3 基于可靠性的配电网规划方法的优势
1.4 相关定义
第2章 我国中压配电网网架结构现状
2.1 典型网架结构
2.2 典型网架结构比例
2.3 主要指标分析
第3章 国外部分发达国家城市配电网概况
3.1 东京配电网概况
3.2 巴黎配电网概况
3.3 伦敦配电网概况
3.4 新加坡配电网概况
第4章 国内外配电网情况对比
4.1 网架结构对比分析
4.2 配电线路选型对比分析
4.3 技术水平现状对比分析
4.4 可靠性水平对标
4.5 国际大都市配电网的实践经验
第5章 基于供电可靠性的馈线系统规划方法
5.1 馈线规划目标和约束条件
5.2 馈线系统规划的步骤
5.3 馈线系统可靠性设计的总体过程
5.4 馈线系统关键要素
5.5 关键要素的配置方法
5.6 应用示例
第6章 配电网可靠性、经济性评估指标及评估方法
6.1 配电网可靠性、经济性评估指标体系
6.2 常用的配电网供电可靠性评估方法
6.3 基于最小割集法的配电网供电可靠性评估方法
6.4 基于可靠性的成本效益分析方法
第7章 配电网典型网架结构的可靠性、经济性评估
7.1 可靠性评估的基本模型
7.2 典型网架结构的可靠性评估
7.3 考虑不同负载率的典型网架结构可靠性评估
7.4 考虑设备寿命周期的典型网架结构可靠性评估
7.5 典型网架结构的经济性评估
7.6 提升网架结构可靠性的经济性分析
第8章 中压配电网目标网架结构
8.1 目标网架的可靠性要求及约束条件
8.2 10kV目标网架结构的确定
8.3 目标网架结构的可靠性评估
8.4 目标网架结构的经济性评估
8.5 供电区域与目标网架的对应关系
8.6 现状网架向目标网架的改造过渡方式
第9章 城市中压配电网网架改造指导意见
9.1 总则
9.2 配电网目标网架
9.3 配电网网架建设与改造技术要求
9.4 用户接入技术要求
9.5 配电网分析评估
第10章 实际案例分析
10.1 北京某示范区(A+类)配电网规划
10.2 重庆某示范区(C类)配电网规划
附录A 30个重点城市按“三大地区”划分的方法
附录B 供电区域划分方法
参考文献