在电力市场条件下的配网规划方法探究

曾昌杰（广东电网河源连平供电局，广东河源 517100）



在电力市场条件下的配网规划方法探究

曾昌杰
（广东电网河源连平供电局，广东河源 517100）

【摘要】配网是现代化城市以及新农村的重要基础设施，对其进行合理规划，改变现阶段配网网络薄弱的现状迫在眉睫。本文研究了配网的现状及其规划，对电力市场的特点进行了概述，介绍了集中电力负荷预测的方法，深入研究了电力市场条件下配网的规划方法，着重对配变台区和低压线路的规划方法及研究成果进行了阐述。本文阐述的规划方法具有可行性和实用性，对中低压配网的规划具有一定的参考价值。

【关键词】电力市场 负荷预测 配网规划 低电压 无功补偿

1 引言

中低压配网作为电力系统的末端环节，为广大人民群众直接提供电能，其安全稳定运行对生产和生活产生直接影响。为了促进电网建设以适应社会的需要，针对目前中低压配网薄弱的情况，对中低压配网进行科学的规划十分必要。本文对电力市场条件下，中低压配网的规划问题进行了研究。

2 电力市场的特征

电力市场是开放的、竞争的，同时又具有计划性和协调性。电力系统联系紧密，网络内的任何操作都会对电力系统产生影响，因此电力市场需要具有一定的计划性。为了实现电力系统本身需要做到的供需平衡，因此需要电力市场供应者以及用户之间相互协调。

传统的配电网规划，是在已知的负荷预测方案以及电源建设的前提下，确定最优电网结构，以满足电网建设、运维成本最低，同时又能满足用户对电力的需求。传统条件下，负荷预测、电源建设这些因素都是可控的。但是在建立电力市场后，发输配售各个环节互相分离，负荷发展、电源建设、系统潮流都不可控，电网规划将面临更多不能确定的市场因素。因此电力市场条件下的电网规划将面临更大的困难。

3 电力市场条件下的负荷预测

3.1 负荷预测的概述

电力负荷预测是电网规划的基础，对变电站主变容量、10kV配电变压器容量、无功补偿容量等都与其密切相关。为了确保供电方案正确、投资效益最大化，都需要做出准确的负荷预测。电力的发展要与当地经济的发展相适应，快捷、精确的负荷预测，能决定电力规划的投资是否正确，以获得最大的经济效益。在收集和分析调研数据过程中，要深入研究该地区负荷特性变化的特点、负荷特性质变的规范、影响负荷特性的主要因素以及负荷特性变化的趋势。

3.2 负荷预测的方法

3.2.1 人均用电指标法

通过未来人口的规模以及用电水平预测用电量，在通过最大负荷利用小时数的规律值估算未来年最大负荷值。

i

W为第i年预测总用电量；iC为未来第i年人均用电量；iA为未来第i年预测人口数；iP为未来第i年的负荷预测值；MAXiT为未来第i年预测最大负荷利用小时数。

3.2.2 分区进行负荷预测

根据行政区域范围，从不同负荷性质进行划分如生活用电、工业用电、商业用电等。根据不同的负荷类型及特性，确定负荷发展规律，预测出该地区的负荷发展趋势。然后累加得到该地区负荷总和，将负荷同时率等因素考虑进来，得到未来年最大负荷。

或按照变电站的供电范围进行分区，收集各变电站历年最大负荷值，找出各变电站古河的发展规律，建立对应的负荷模型，对各变电站未来的年负荷值进行预测，最后将各变电站的预测值累加，将负荷同时率等因素考虑进来，得到未来年最大负荷。

3.2.3 分10kV线路进行负荷预测

分别收集各10kV线路历年的运行最大负荷值，累加各10kV线路最大负荷值，将负荷同时率等因素考虑进来。收集该地区历年最大负荷值，综合考虑，找出各线路负荷发展规律，建立数学模型预测未来负荷同时率和未来最大负荷值。对各条10kV线路未来年最大负荷值进行累加，将负荷同时率等因素考虑进来，得到未来年最大负荷。

4 电力市场条件配网的规划

4.1 低压配电台区规划

低压配电网的规划原则是“多布点、小容量、短半径”。对低压配电台区的分析主要是从配电容量、型号、所带负荷、供电范围等入手，需要确定供电半径是否合适，配变损耗如何，该地区配变是否需要增容或新增配电变压器。

实地调研查看现配变的负荷情况以及今后该地区负荷发展趋势的预测，再基于负荷情况以及供电范围进行配变的容量及其分布点。对于长期过载的配变、不能满足该地区负荷发展的配变或运行时间过长损耗过大的旧配变，则要合理选择配变型号及容量，改造或新增配变。

节能型变压器，可以选择S11型及以上的节能型配电变压器，具有良好的节能效果。调容变压器具有2个容量等级，根据负荷大小进行调节，适用于季节性负荷变化大的农网。

对于住宅小区，其日负荷变化大但季节性不明显。目前常见的是采用一台变压器供电，容量不能调整。但若容量过大，则增加了变压器的空载损耗和负载损耗，容易出现大马拉小车的情况，运行起来不够经济。在重新规划时，可以采用子母变压器方案进行节能。在台区按照总容量要求配置2台变压器，一台大容量，一台小容量。子母变压器根据日负荷情况自动投退，负荷低谷阶段只投入小容量变压器，负荷正常阶段只投入大容量变压器，负荷高峰期将两台同时投入运行。

4.2 低压线路规划

对低压线路的分析主要从线路的供电半径、导线型号、运行年限、老化情况、负荷分析等入手。

线路供电半径的长度与用户的电压质量有关，若供电半径过长，则容易电压偏低，难以保障用户电压质量。导线的型号可以判断出导线截面积是否满足要求，会不会出现由于导线偏细造成供电瓶颈。投运年限可以分析出供电安全可靠性，老化情况可以排查线路安全隐患。

在规划过程中要着重注意以下几点。

第一，配网一般采用以变压器为中心的放射式接线，对于线路长、分支多的情况则考虑分段。对于县城、重要的集镇，逐步建立环网式架构，合理分片分段。

第二，尽可能合理分好供电区域，缩短供电半径，避免迂回供电。

第三，新建线路线径应选择绝缘线，线径按每户大于4kW进行考虑。10kV配电线路线径不能盲目求大，线路最大用电负荷MAXP按照下式估算。

K1为负荷同时率系数； K2为配变负荷率系数； Pt为单条线路配电变压器容量和。对于居民负荷， K1、 K2取值范围在0.35～0.5，具体设置根据现场实际情况定。工业用电负荷则取上限值。以15～20年内，线路最大负荷电流不超过导线的经济运行电流来确定导线的线径。

第四，通过合理按照变电站的分布以及供电厅划分供电，确定供电区域的最大用电负荷。

4.3 无功补偿规划

中低压配网无功补偿是按照“全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡”的原则进行配置。10kV配电所内，无功补偿装置安装在低压侧母线上。若补偿设备分散安装在低压用户中，在功率因数达到要求时配电所不需安装无功补偿装置。在供电距离长、功率因数低的10kV线路上，分段安装补偿电容器。在负荷重、功率因数低的公用电压器处，需安装自动无功补偿装置，其容量按照变压器容量的10%～20%配置。

5 结语

本文对电力市场条件下中低压配网规划进行了研究，对电力负荷预测、低压配电台区规划、低压线路规划以及无功补偿规划等方面阐述了规划中考虑的内容。通过改造台区，解决台区分布不合理、单台变压器容易过负荷的问题。合理配置配变容量，能够增强电网供电能力，降低网损。改造10kV线路，解决供电半径长、线径偏细、设备老化等问题，提高了线路供电能力和供电可靠性，降低故障率，为地区的发展起到促进作用。合理配置无功补偿设备，提高用户电能质量。降低无功损耗，更大程度满足用户用电需求。只有将中低压配网规划的工作落实到实处，才能实现最大的社会效益和经济。

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