地区电网网架结构优化调整策略研究

于　传（安徽省电气工程职业技术学院，安徽合肥230051；国网安徽省电力公司培训中心，安徽合肥230022）

地区电网网架结构优化调整策略研究

于传（安徽省电气工程职业技术学院，安徽合肥230051；国网安徽省电力公司培训中心，安徽合肥230022）

近年来，地区电网已经进入到快速发展阶段，电网呈现朝着规模化方向发展，为社会各领域提供更多电力能源。但是现有电网结构已经无法满足实际用电需求，从主网架至配电网架，存在结构失衡、供电不可靠等诸多问题，不利于电力系统持续发展，因此加强对电网结构进行重新审视及诊断，加强对电网结构的优化和调整非常必要。本文首先分析电网网架结构特点，并在网架结构优化步骤基础上，结合某地区电网现状及存在的问题，探讨优化和调整策略。

地区电网；网架结构；优化策略

前言

电网网架优化作为国家电网的一部分，是确保电网稳定、可靠运行的基本前提和保障。近年来，国民经济飞速发展，促使用户用电需求持续增长，对电力企业供电能力、供电质量等方面提出了更高要求。对于电网的合理规划，能够降低能源消耗量，创造出巨大的社会和经济效益。反之，将会给国家带来巨大的经济损失。一直以来，我国电网规划工程滞后于电源规划，很多地区电网结构设计不合理。因此加强对地区电网网架结构优化和调整策略的研究具有非常重要的现实意义。

1　电网网架结构特点

电网网架结构，是结合具体的配电网络，寻求满足负荷点之间各项约束条件同时，促使电网网架构建费用与投资达到最小化目标。一般来说，我们会通过对比不同的网架方案，选择出性价比最高的一种进行投资和建设。在进行电网网架调整时，具有以下特点：

（1）离散特点。电网网架规划工作过程中，线路构建具备已建与待建两种，其中网架优化的终极目标是经过系统的数学计算，决定出待建线路是否具备可行性，而这直接决定了电网网架规划的决策取值具有离散特点。

（2）非线性特点。电网网架规划的非线性，具体表现在构架的模型、计算基础之上。如模型中涉及到的各类参数与线路功率等要素之间具有非常明显的非线性特点。

（3）多目标特点。电网网架规划的终极目标是通过网架结构的优化，促使项目投资、费用最小化。此外，在进行网架优化时，我们还需要考虑环境、技术等要素，最大限度上协调各要素之间的平衡。不仅如此，不确定性、辐射状等特点都是电网网架规划的重要特点，通过对这些特点的把握，能够为电网网架优化提供更多支持和帮助。

2　地区电网网架结构优化步骤

随着我国电力产业现代化、信息化改革进程不断深化，相关学者和技术人员加大了对地区电网网架结构优化相关问题的研究。目前，对于地区电网网架结构调整和优化可以从以下几个方面入手：

2.1潮流计算

所谓电网潮流计算，是指电力系统稳定运行的一种基本电气计算。其根据现有的运行条件、网络结构等确定整个系统的运行状态。常见的潮流算法由牛顿——拉夫逊、最优乘子等算法。

2.2稳定计算

出于电力系统在国民经济中占据的特殊地位，电网稳定事故造成的经济损失巨大［1］。因此加强对现有电网结构稳定计算非常必要。

2.3保护校验分析

配合优化网架分析，开展全网短路容量水平评估和全网继电保护定值校验，形成优化网架的继电保护定值校验报告。

3　地区电网网架结构优化调整策略研究

按照上述优化步骤，本文将结合某地区电网网架进行优化策略。该地区最大供电负荷为1245MW，供电量74.87亿kWh，人均用电量6894kWh，具体供电区域概况如表1。

表1　2015年A地区供电区概况

3.1总体目标

对于该地区的电网网架优化目标，我们要实现建设结构合理、技术先进、且安全可靠的中低压配电网。详细来说，主要从以下几个方面入手：

（1）解决当前电网目标网架中存在的问题，最大限度上提高整个区域范围内的供电能力、供电可靠性等。

（2）根据技术原则，在调整期间内逐步规范配电网络接线模式，从而为实现电网自动化、智能化建设奠定坚实的基础。

（3）结合该区域未来发展规划，建设适应发展趋势的中低压配电网。

3.2现有电网存在的主要问题

3.2.1规划与变化相脱离

该地区对于线路的规划，并未充分考虑负荷成熟度、区域未来发展趋势等，导致当前电网1/4线路保持在超负荷运行状态当中，且60%以上的线路主干截面缺乏统一性。

3.2.2设计不合理

对于该区域的接线方式来说，采用率仅为17%。一半架空线干线没有进行分段处理，分支不够合理。另外，当前城区内部的前路仅有7%引入了典型接线方式，足以证明该区域电网架构当中的现有线路接线方式比率较低，非标准接线方式，在一定程度上增加了可转供电操作难度，造成可转供电率大打折扣。

3.2.3其他问题

除了上述问题，标准网架不科学、违背目标网架也是该区域网络架构中存在的主要问题。

3.3电网网架优化调整策略

电网网架调整和优化，主要是根据电源发展及负荷增长情况进行合理的预测，最终确定出科学、合理的目标网架结构，促使其能够在安全、可靠条件下，真正意义上做到经济、环境等方面的优化。基于该区域电网网架中存在的问题，我们可以从以下几个方面入手，加以完善：

3.3.1控制好馈线数量

针对该区域早期线路的规划，由于缺乏可靠性的考虑，缺乏负荷分区规划，形成了覆盖面积较大的“蜘蛛网”复杂网架机构，且存在非常多的五联络及以上接线线路，线路数量较多，导致跨区供电难度的增加。因此我们在优化过程中，应控制好馈线的数量，将其控制在4条以内，形成独立供电结构，避免跨区域供电带来的弊端［2］。不仅如此，还应加大对各个区域用电负荷的预测，以此来满足未来电网规模化发展需求。针对供电片区的划分，可以结合行政区划、地理标志等要素进行初步划分，以此来协调负荷需求。

3.3.2选择两供一备模式

两供一备模式主要是由三条馈线为一组，组成环网，形成循环供电格局。该模式联络方式较为简单，清晰，且具有备用线路。当出现供电故障时，能够及时切换到正常的线路上进行转供，确保供电连续性［3］。现阶段，由于该区域配电网络典型接线率较低，导致需要转供电时，不得不进行临时的分析、估算，通过多段、多次开合进行转供，以此来缓解超负荷运作压力。在此基础上，能够显著提升电力系统运行有效性。

3.3.3实施两分段两联络形式

单放射接线模式较为适合密度偏低，且供电可靠性不高的农村、或者边远地区。但对于城市供电来说，此种模式存在一定缺陷，无法发挥积极作用。因此我们可以采用“两分段两联络”的接线模式，以此来满足负荷密度较高时，电力能源的有效供应。

3.3.4合理确定环网点

对于电网网架进行优化时，应根据线路长度、线径等因素，确定出10kV线路的干线及分支线，通过干线进行馈线组的组网进行优化，科学、合理选择干线环网点，以此来满足自动化实施需求，尽早规划并建设开关房。

4　结论

根据上文所述，随着我国电力产业不断发展，社会各领域对电能供应可靠性、稳定性提出了更高要求。其中电网网架作为电力系统运行的基础，其设计合理与否直接决定电力企业综合实力。新时期下，原有电网结构存在一定的弊端和缺陷，无法满足实际需求。因此各地区要立足于自身实际情况，树立现代化理念，积极引进先进的技术，加强对电网潮流、稳定等计算，了解并找到当前地区电网网络结构存在的问题，为制定调整和优化策略提供科学依据，不断提高电网架构合理性，使得电网积极作用充分发挥，从而促进我国电力产业又好又快发展。

［1］董 旭，周 斌，胡济洲，姜 念，舒东胜.湖北配电网结构模式优化策略及案例分析［J］.湖北电力，2015（12）：4～9.

［2］陈 旭，张勇军，黄向敏.主动配电网背景下无功电压控制方法综述［J］.电力系统自动化，2016（01）：143～151.

［3］王晓旭，郝文斌，滕予非，胡沧粟，李 坤.小方式下基于高压电网结构调整的新型电压控制方法研究［J］.电力系统保护与控制，2016（03）：72～77.

TM727

A

2095-2066（2016）26-0065-02

安徽电气工程职业技术学院2016年度科研项目（2016ybxm01）。

2016-9-2

于 传（1983-），男，江苏徐州人，讲师，硕士，从事变电运维和调度自动化专业教学和研究工作。