基于供电能力分析的高压配电线路容量优化方法

戴敏，周炳华

（国网上海松江供电公司，上海松江201600）

基于供电能力分析的高压配电线路容量优化方法

戴敏，周炳华

（国网上海松江供电公司，上海松江201600）

高压配电支撑了城市化、工业化的现代社会发展，其重要性是不言而喻的。而供电设计的重要性表现在其经济性和可靠性上，同时又要保证使用的安全性。为了使高压配电线路的流量运载达到高压配电网的精细规划，线路建设的合理选择尤为重要。论文以供电能力达到极限时，高压配电线路的容量需求最小为目标，提出一种基于供电能力分析的高压配电线路容量优化方法。

高压配电线路；供电能力；容量优化

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.024

1 供电能力

人类进入电气时代，一个城市乃至一个国家的供电能力的大小直接或间接地反映了它的工业的发展状况及经济实力的大小。因此，供电能力的研究备受关注。

1.1 不可或缺的供电

电力通过城市电网这个环节，实现了为城市工、商、民的电力供应的主要功能。其中，负荷变化规律是城市电网规划发展的最重要依据之一，体现了供电部门的供电能力。针对我国城市化发展趋势，通过从表1中工业用电和生活用电的比重变化，从而调整供电重心和供电计划。

1.2 电力系统

城市电网不仅是服务于城市的关键基础设施，同时也是电力系统的组成部分。电力系统是从以500kV或220kV为原始电压的变电站开始，通过多次增压或降压的运输过程而进入城市周边的。因此，电力系统中从高压变电站到用户端这一部分属于城市电网的范畴，这部分的电力系统划归各城市的电力运营机构直接建设和管理。电力系统的设计、建设、运行的合理性直接关系到用户用电质量的保证以及电力能源分配的高效与否。

表1 工业用电和生活比重变化%

1.3 我国城市电网发展

城市电网不仅在电力系统中起着联系发电和输电系统和城市用户的作用，而且是城市规划建设的重要组成部分。近年来，随着城市化进程的加快，城市电网也随着飞速发展，但其中显露出如线路结构不够合理、用电可靠性低以及供电设备利用率低下等一系列问题。因此，为了满足新形势下电网节能化、高效化、精细化发展的新需求，传统的城市电网规划和评估方法亟待改正并优化[1]。

2 高压配电的辨析

在城市的电力供应使用以及分流运输中，高压配电的应用是不可或缺的一环。对高压配电的研究也是提高整个电力供应系统的有力突破口。

2.1 高压配电网架

高压电线路的配电系统供电能力评估规划在城市配电网络中有着极其重要的位置。高压配电网的规划主要包括2方面的内容：（1）确定网架结构，即高压配电线路采用任何接线模式联接各中压主变；（2）确定高压网架的组成应该采用哪一种型号的线路。传统的高压配电网规划中，高压网架的接线模式分析大部分都是单独地从经济性或者可靠性方面来单独考虑，再把经济性指标和可靠性指标合起来决定适合的接线模式，使其很多不易挖掘出来的特性被发现，而供电能力的概念就是对配电网经济性、可靠性的双重考虑。

2.2 电力运输

电力运输是供电系统达到配电结果必不可少的环节，运输过程中线路负荷问题直接影响到电力运输的整体效益和配电经济与否。传统的供电运输已经不足以满足现代社会飞速发展下的电力需求。考虑配电系统“N-1”校验的“供电能力”，这一概念的提出给配电网络规划评估工作带来了新的发展和契机[2]。它可以有效地寻找配电系统结构上的薄弱环节，有助于帮助工作人员掌握配电系统在一定结构下可满足的负荷供应量，即电力运输过程中的最大电流通过限制。

2.3 高压下的容量

高压配电网架通常由很多数量不定的典型或非典型接线模式组合而来，且高压配电线路的容量需求与其紧密相关。接线模式的不同关系到线路的容量多少，高压配电网的典型接线模式有：直供接线、T型接线、链式接线。不同的接线方式适宜不同的现实环境，3种接线方式的配合使用则能使线路容量到达相对最优，如表2所示。

3 高压配电下的线路容量

3.1 线路容量

线路容量的多少关系到电流运输的效益及安全问题，在保证安全的前提下力求达到效益的最大化。为了参考电力网络正常运行时的经济电流密度和故障转供时的安全电流选择不同型号钢芯铝绞线。根据容量需求计算高压配电线路正常运行时的最大电流需求、故障转供时的最大电流需求的环节是必不可少的。

表2 3种接线方式

3.2 容量优化

在以前的研究中，提出一种基于110（35）kV主变为主要研究对象，考虑中压配电网络对主变“N-1”校验的转供作用来接近供电能力极限值。在此研究基础上，加入高压配电线路“N-1”校验分析，能进一步搜索到在供电能力达到极限时的高压配电线路容量需求的最小值。为高压配电线路的路型选择提供科学、精确的指导。在供电能力的评估和使用下得到高压配电下容量的优化。供电能力评估方法和使用范围如表3所示。

表3 主要的供电能力评估方法和使用范围

4 总结

高压配电是电能由输电网络进入城市配电网的最重要也是最后一道关口。其线路容量，即线路电荷的负载的多少是直接衡量高压配电的可靠性与经济性与否的重要依据。由于时间和精力的限制，研究在某些方面仍有待延伸和改进，希望能为高压线路容量优化尽一份力。

【1】蓝毓俊，现代城市电网规划设计与建设改造[M].北京:中国电力出版社，2004.

【2】郭永基，电力系统可靠性分析[M].北京:清华大学出版社，2003.

Capacity Optimization Methods of High Voltage Distribution Lines Based on Power Supply Capability Analysis

DAI Min，ZHOU Bing-hua
（StateGridPowerSupplyCompanyofSongjiangDistrict,ShanghaiCity,Shanghai 201600,China）

Thehighvoltagedistributionhasbeensupportingthedevelopmentofthemodernsocietyofurbanizationandindustrialization.Its importanceisself-evident.Theimportanceofpowersupplydesignisnotonlybasedontheeconomyandreliability,butalsothesafetyinuse.In order to make the load carrying capacity of high voltage distribution lines reach the goal of refined planning in the high voltage distribution network,the reasonable choice of line construction is particularly important.The goal is when power supply capacity reaches the limit,the capacity demand of high voltage distribution lines is minimal on the contrary.This paper presents a method of capacity optimization for high voltagedistributionlinesbasedontheanalysisofpowersupplycapacity.

highvoltagedistributionline;powersupplycapability;capacityoptimization

TM711

A

1007-9467（2016）10-0053-02

2016-09-09

戴敏（1986～），男，上海人，工程师，从事配电网架构优化研究。