1.1 選題背景及意義

紹興中心城區(qū)為紹興市文化、旅游、教育、科技、金融和傳統(tǒng)商貿(mào)中心的復(fù)合型核心功能區(qū)。為了推進(jìn)城市化與區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)，為中心城區(qū)的發(fā)展創(chuàng)造良好的電力環(huán)境，支持紹興中心城區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展，使紹興中心城區(qū)的配電網(wǎng)建設(shè)與改造更加科學(xué)、合理和規(guī)范，配電系統(tǒng)網(wǎng)架更加合理、優(yōu)化，企業(yè)運(yùn)行更為經(jīng)濟(jì)。因此，對(duì)紹興中心城區(qū)配電網(wǎng)進(jìn)行診斷分析，找出存在問(wèn)題，并結(jié)合紹興中心城區(qū)近中期城市規(guī)劃及配套的電力專項(xiàng)規(guī)劃，以及紹興中心城區(qū)地下管線資源情況，尋找出一種適合紹興中心城區(qū)配網(wǎng)改造的接線模型，并以此作為紹興現(xiàn)在及今后配網(wǎng)改造和建設(shè)的目標(biāo)網(wǎng)架。從而指導(dǎo)紹興配網(wǎng)的建設(shè)。在中壓配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上考慮由下一電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)的相互轉(zhuǎn)供能力和配置多臺(tái)變壓器來(lái)保證供電可靠性[1-2]。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家首先注重電網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化發(fā)展、強(qiáng)調(diào)各電壓層次電網(wǎng)的協(xié)調(diào)配合，不要求層層“N—1”，適當(dāng)考慮層與層之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移和相互支援。目前，我國(guó)的城市配電網(wǎng)正在進(jìn)一步向簡(jiǎn)化、完善和高可靠性方向發(fā)展。研究簡(jiǎn)化配網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，完善配電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化接線模式，通過(guò)配電網(wǎng)接線模式的改變來(lái)達(dá)到配電網(wǎng)供電可靠性、網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性的提高以及達(dá)到對(duì)上層電源的支撐性目的[3-4]。配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，又稱配電網(wǎng)絡(luò)再組合，它是配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的一個(gè)有效方法。它的思想是通過(guò)改變配網(wǎng)線路之間的聯(lián)絡(luò)及分段關(guān)系，改變配網(wǎng)供電網(wǎng)架，使得配網(wǎng)網(wǎng)架更加合理，提高設(shè)備的利用率，提高供電可靠性及提升網(wǎng)架對(duì)電網(wǎng)發(fā)展的適應(yīng)性[5]。

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1.2 國(guó)內(nèi)外中心城區(qū)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀

配電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化就是根據(jù)變電站的分布以及供電負(fù)荷大小，求出配電網(wǎng)網(wǎng)架的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而達(dá)到目標(biāo)最優(yōu)。隨著近年來(lái)城市配電網(wǎng)在供電可靠性、電能質(zhì)量、電能輸送等方面與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾越來(lái)越突出，如何為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供安全、可靠、可持續(xù)、經(jīng)濟(jì)性的電力供應(yīng)，已經(jīng)成為近些年來(lái)電力科研者研究的主要課題。研究結(jié)果表明，中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的不合理，是導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)發(fā)展與供電能力之間矛盾產(chǎn)生的重要原因[6-11]。國(guó)外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家（如：新加坡、法國(guó)），它們的城市發(fā)展較為成熟，城市中壓配電網(wǎng)規(guī)劃基本上由電力公司編制，中壓配電網(wǎng)規(guī)劃研究的側(cè)重點(diǎn)是：新用戶的接入、分析電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)及解決方案、安排舊設(shè)備的更換、智能電網(wǎng)的應(yīng)用、分布式能源的接入帶來(lái)的配電網(wǎng)可靠性問(wèn)題。新加坡中壓配電網(wǎng)規(guī)劃研究的重點(diǎn)是：配電網(wǎng)供電的安全性和可靠性、運(yùn)行與維護(hù)的便利性。法國(guó)配電網(wǎng)由政府管制，其配電網(wǎng)規(guī)劃研究的重點(diǎn)是：集合市政建設(shè)改造電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、劃分電網(wǎng)的分區(qū)、預(yù)測(cè)分區(qū)的負(fù)荷、增強(qiáng)變電站轉(zhuǎn)運(yùn)支援能力[12-21]。與世界其它發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展起步較晚，建設(shè)相對(duì)落后。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，已或多或少滯后于城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，特別是一些發(fā)展較早的區(qū)域電網(wǎng)，成為制約該地區(qū)發(fā)展的瓶頸。近年來(lái)，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對(duì)電力需求越來(lái)越大，為我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了廣闊的發(fā)展空間。然而，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，用電負(fù)荷需求量大而且集中，對(duì)供電質(zhì)量、可靠性的要求大幅提高，普遍出現(xiàn)配電網(wǎng)不能完全滿足社會(huì)各方面要求的現(xiàn)象。這充分暴露出由于配電網(wǎng)過(guò)去沒(méi)有得到足夠的重視，致使配電網(wǎng)的建設(shè)嚴(yán)重落后于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的問(wèn)題。近年來(lái)，全國(guó)幾乎所有大中等城市夏季負(fù)荷高峰年年增長(zhǎng)、嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷，使得配電網(wǎng)面臨前所未有的巨大壓力，進(jìn)而暴露出配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理性[22-24]。目前，我國(guó)配電網(wǎng)主要存在容量不足、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理、設(shè)備陳舊、電能質(zhì)量不夠理想、損耗大等問(wèn)題，制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，影響社會(huì)發(fā)展和百姓生活[25]。因此，利用中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提升電網(wǎng)供電能力，并挖掘出能夠適應(yīng)當(dāng)前城市發(fā)展形勢(shì)、充分發(fā)揮和協(xié)調(diào)下級(jí)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)作用的供電模型及其規(guī)劃建設(shè)原則，以期在保障安全可靠供電的基礎(chǔ)上全面提高城市配電網(wǎng)的設(shè)備利用水平，達(dá)到提升電網(wǎng)投資效益的目的[26-30]。

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第 2 章 城市配電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化一般理論及配電網(wǎng)評(píng)價(jià)方法

 

2.1 城市配電網(wǎng)優(yōu)化的一般理論

根據(jù)《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》11.1 節(jié)及《國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司 10kV 配電網(wǎng)典型供電模式技術(shù)規(guī)范》15 節(jié)的要求，從用戶接入總體要求、供電電壓等級(jí)、供電電源配置、用戶接入方式、電能質(zhì)量、無(wú)功補(bǔ)償、繼電保護(hù)及電動(dòng)汽車接入等八個(gè)方面總結(jié)了用戶接入原則。1）用戶接入總體要求應(yīng)符合電網(wǎng)規(guī)劃要求，嚴(yán)格防范對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行及電能質(zhì)量的影響。應(yīng)嚴(yán)格控制專線數(shù)量，以節(jié)約廊道和間隔資源，提高電網(wǎng)利用效率。2）供電電壓等級(jí)用戶的供電電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件、最大用電負(fù)荷、用戶報(bào)裝容量，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。供電半徑較長(zhǎng)、負(fù)荷較大的用戶，當(dāng)電壓不滿足要求時(shí)，應(yīng)采用高一級(jí)電壓供電。重要電力用戶供電電源配置應(yīng)滿足 GB/Z29328 的規(guī)定。應(yīng)采用多電源、雙電源或雙回路對(duì)重要電力用戶供電，以確保重要電力用戶供電可靠性。特級(jí)重要電力用戶宜采用雙電源或多電源供電：一級(jí)重要電力用戶宜采用雙電源供電；二級(jí)重要電力用戶宜采用雙回路供電。重要電力用戶應(yīng)自備應(yīng)急電源，電源容量至少應(yīng)滿足全部保安負(fù)荷正常供電的要求，并應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求。10kV 用戶接入方式分為專線接入、用戶綜合線接入和用戶分支線接入。用電設(shè)備總?cè)萘吭?8MVA 以上的用戶宜采用專線接入，用電設(shè)備總?cè)萘吭?8MVA 以下的用戶宜接入用戶綜合線，用電設(shè)備總?cè)萘吭?2MVA 以下的用戶可接入分支線，不具備條件的也可接入主干線。

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2.2 紹興中心城區(qū)配電網(wǎng)評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

在電網(wǎng)建設(shè)資金有限及負(fù)荷變化日趨多樣化的背景下，任何配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目的提出和實(shí)施都需要有完整的、具有針對(duì)性的評(píng)價(jià)體系來(lái)評(píng)價(jià)該項(xiàng)目的合理性、必要性以及項(xiàng)目實(shí)施后的成果究竟如何。因此，紹興中心城區(qū)配電網(wǎng)改造的成果也必須通過(guò)建立一種評(píng)價(jià)體系來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。

 

2.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的基本概念

指標(biāo)和指標(biāo)體系是進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)工作的基石，指標(biāo)選取計(jì)算是否科學(xué)、指標(biāo)體系設(shè)置是否合理直接關(guān)系到項(xiàng)目評(píng)價(jià)的質(zhì)量。指標(biāo)是綜合反映客體特征的概念和數(shù)值。指標(biāo)的建立和計(jì)算過(guò)程就是對(duì)客體進(jìn)行摸底分析、對(duì)已存在價(jià)值作出判斷的過(guò)程。雖然，不同的指標(biāo)能夠從不同角度反映客體的性質(zhì)，但是，要想全面、深刻地反映客體，就必須根據(jù)評(píng)價(jià)目的篩選密切相關(guān)的指標(biāo)并分析這些指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而形成一個(gè)指標(biāo)體系以從整體上綜合評(píng)價(jià)客體。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立需要滿足一定的原則：以上原則為依據(jù)，在建立具體區(qū)域電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，每個(gè)指標(biāo)都應(yīng)盡可能全面地反映電網(wǎng)實(shí)際情況，不能遺漏任一重要的指標(biāo)；另外也要考慮信息的有效性、數(shù)據(jù)采集難度、計(jì)算量等實(shí)際情況，真正做到既不重復(fù)也不遺漏。

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第 3 章 紹興市中心城區(qū)配網(wǎng)現(xiàn)狀診斷分析 ..... 23

3.1 分析范圍及內(nèi)容............. 23

3.2 現(xiàn)狀電網(wǎng)分析..... 24

3.2.1 供電區(qū)域概況 ........... 24

3.2.2 高壓配電網(wǎng)分析 ......... 24

3.3 中壓配電網(wǎng)現(xiàn)狀分析 ......... 26

3.4 存在問(wèn)題 ......... 37

3.5 本章小結(jié) ......... 38

第 4 章 紹興中心城區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化方案 ....... 39

4.1 配網(wǎng)典型電纜網(wǎng)接線方案 .... 39

4.2 紹興市中心城區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化原則 ...... 43

4.3 紹興中心城區(qū)配網(wǎng)優(yōu)化過(guò)程及方案確定 ............ 44

4.4 本章小結(jié) ........ 51

第 5 章 紹興中心城區(qū)目標(biāo)網(wǎng)架優(yōu)化工作階段性評(píng)估 ....... 52

5.1 評(píng)估工作的實(shí)施思路 ........ 52

5.2 中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃結(jié)果概述 ...... 54

5.3 電網(wǎng)評(píng)價(jià)實(shí)例及分析 ........ 57

5.4 紹興中心城區(qū)與國(guó)內(nèi)城市指標(biāo)對(duì)比 ....... 70

5.4.1 國(guó)內(nèi)重點(diǎn)城市指標(biāo)對(duì)比 ............. 70

5.4.2 分析對(duì)標(biāo)結(jié)果 ........... 73

5.5 本章小結(jié) ........ 73

 

第 5 章 紹興中心城區(qū)目標(biāo)網(wǎng)架優(yōu)化工作階段性評(píng)估

 

在明確了中心城區(qū)的優(yōu)化方案后，紹興供電公司于 2015 年已經(jīng)開展網(wǎng)架優(yōu)化的建設(shè)工作，中心城區(qū)優(yōu)化建設(shè)工程將于 2017 年實(shí)施完成，現(xiàn)階段處于中心城區(qū)的改造建設(shè)中期階段，紹興供電公司對(duì)建設(shè)中期已完成的電網(wǎng)進(jìn)行評(píng)估，將建設(shè)改造完成后的效果對(duì)標(biāo)，找出存在問(wèn)題加以改善，意在對(duì)即將實(shí)施區(qū)域提供建設(shè)指導(dǎo)。對(duì)中心城區(qū)的優(yōu)化建設(shè)中期的網(wǎng)架進(jìn)行全面評(píng)估，按照浙江省電力公司城網(wǎng)評(píng)估要求涉及內(nèi)容對(duì)紹興中心城區(qū)電網(wǎng)各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)加以統(tǒng)計(jì)，對(duì)比建設(shè)前的網(wǎng)架進(jìn)行實(shí)施效果分析，并對(duì)紹興其他區(qū)域、國(guó)內(nèi)較發(fā)達(dá)城市規(guī)劃電網(wǎng)效果進(jìn)行對(duì)比，分析優(yōu)化建設(shè)方案的實(shí)施是否具有提升效果。

 

5.1 評(píng)估工作的實(shí)施思路

項(xiàng)目開展分為三大部分，分別為項(xiàng)目整體評(píng)估體系的建立、中心城區(qū)優(yōu)化前后提升效果對(duì)比、中心城區(qū)與紹興其他區(qū)域?qū)Ρ确治?。圖 5-1 為評(píng)估工作具體思路圖。根據(jù)第二部分?jǐn)?shù)據(jù)分析，將紹興中心城區(qū)建設(shè)前后進(jìn)行對(duì)比，基礎(chǔ)可量化數(shù)據(jù)帶入指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)價(jià)，不可量化數(shù)據(jù)采取詳細(xì)定性分析，最終從電網(wǎng)運(yùn)行水平、技術(shù)應(yīng)用水平、供電可靠性、效益水平分析四個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比。選取國(guó)內(nèi)具有代表性的重點(diǎn)城市進(jìn)行指標(biāo)分析，對(duì)比紹興中心城區(qū)的建設(shè)指標(biāo)，找出建設(shè)的差異性從而對(duì)紹興中心城區(qū)電網(wǎng)建設(shè)提出進(jìn)一步的補(bǔ)充完善建議?？偨Y(jié)中心城區(qū)的優(yōu)化建設(shè)工作在開展中所存在的各方面問(wèn)題，涵蓋在建設(shè)前電網(wǎng)準(zhǔn)備工作當(dāng)中存在的問(wèn)題、由于規(guī)劃的改動(dòng)存在的問(wèn)題、施工當(dāng)中遇到的問(wèn)題。施工過(guò)程中廊道的問(wèn)題、人員操作過(guò)程中存在的問(wèn)題以及用戶體驗(yàn)問(wèn)題等等，意在包含全流程形成完整的各個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題預(yù)防預(yù)案，結(jié)合上一章節(jié)指標(biāo)對(duì)比當(dāng)中存在的問(wèn)題，形成指導(dǎo)紹興優(yōu)化建設(shè)的完善建議。

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結(jié)論

 

本文通過(guò)對(duì)紹興中心城區(qū)配網(wǎng)進(jìn)行了全面的診斷分析，通過(guò)分析總結(jié)出紹興中心城區(qū)配網(wǎng)存在以下問(wèn)題，并提出相關(guān)建議：1．變電站間隔緊張：高壓變電站供電能力充裕，但是由于 10kV 出線間隔緊張，制約了需新出線路負(fù)荷接入，建議結(jié)合 10kV 線路目前負(fù)荷水平對(duì)部分線路進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有專線間隔進(jìn)行回收，改由 10kV 開閉所為其提供電源，從而緩解 10kV 出線間隔緊張問(wèn)題；2．建設(shè)存在超前：10kV 線路和配變供電能力充裕，建設(shè)存在超前，造成線路和配變利用率整體偏低，10kV 出線間隔緊張等問(wèn)題；3．配變?nèi)萘拷ㄔO(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏高：現(xiàn)狀 10kV 配變平均負(fù)載率為 22.83%，配變利用率偏低，主要原因?yàn)榕渥內(nèi)萘窟x取按照飽和負(fù)荷一次建設(shè)，容量選取標(biāo)準(zhǔn)偏高；4. 紹興市中心城區(qū) 10kV 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前共形成 7 大供電單元，線路聯(lián)絡(luò)復(fù)雜，不利于線路的運(yùn)行和維護(hù)工作；5．部分開關(guān)站兩段母線裝接配變?nèi)萘糠植疾痪?，造成部分線路輕載運(yùn)行，設(shè)備利用水平低，建議平衡開關(guān)站兩段母線裝接容量，提高線路利用水平。根據(jù)分析的結(jié)果并結(jié)合紹興中心城區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架現(xiàn)狀、中心城區(qū)電纜通道情況以及紹興中心城區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)目標(biāo)等幾方面確定了首端Π接的雙環(huán)網(wǎng)接線模式為本次紹興中心城區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化的接線模式。在確定了配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化的接線模式后，按照該模式完成了中心城區(qū)大部分的網(wǎng)架優(yōu)化工作。為了驗(yàn)證本次配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化工作的成效，在建設(shè)中期，對(duì)已完成的 22 組雙環(huán)網(wǎng)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，在運(yùn)行水平、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)供能力、設(shè)備水平、供電質(zhì)量、恢復(fù)效率等幾方面都有明顯提高。但也有不盡人意之處，如間隔利用率方面、線路利用率方面還需要通過(guò)后期的運(yùn)行方式調(diào)整來(lái)達(dá)到目的。不足之處的發(fā)現(xiàn)對(duì)于后續(xù)網(wǎng)架優(yōu)化工作都有極大幫助?？梢詭椭覀兗皶r(shí)做出相應(yīng)的應(yīng)變措施，同時(shí)總結(jié)改造過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，以便對(duì)紹興配網(wǎng)“十三五”規(guī)劃打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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參考文獻(xiàn)（略）