基于全寿命周期的配电网目标网架接线形式比选应用

王喜梅

摘 要：合理的网架结构是配电网经济、可靠、运行的基础，目前对城市配电网接线模式的选择带有很强的主观色彩，不利于电网公司对规划进行科学、合理、客观地管理。因此现今就如何构建更为经济合理、技术先进的电网网架、对电网规划进行技术经济比选更加具有实际价值。

关键词：配网规划；全寿命周期；目标网架

中图分类号：TM712 文献标志码：A

1 片区电网规划

传统电网规划方法多以110kV及以上电网为主，10kV配网规划主要依据上级电网的安排，配网随用户需求建设，与区域规划衔接不足，部分规划内容存在规划依据不实、负荷预测不细等问题。因此，为适应当前配网发展趋势，越来越多新城区配网规划以区域控规为基础，以用电需求为导向，以实测负荷为模型，开展差异化负荷预测、完善规划方法，做实、做细、做深配网规划以支撑配网未来发展。

1.1 南川水墨块区现状

南川水墨块区现状为老城区，按照城市规划，到2020年，南川片区成为西宁市具有较强辐射力的区域性现代服务业聚集区，建成总体布局合理、生态环境良好、各种资源高效配置、人与自然和谐统一的宜居宜业宜游的西宁活力新市区。届时南川水墨块区东至规划区东界线，西至规划区西界线，南至南新路，北至春晖路，占地面积7.21 km2 ，人口10.9万，居住、商业金融、教育科研用地。

1.2 片区配网规划方案

方案一是根据上级电源规划，两座变电站在负荷密集中心沿主干线形成5组双环网。方案二是形成10个单环网。方案三是形成网格化。

1.3 工程量及技术参数

方案一、二及三均采用YJV22-3×300，载流量533A；条数均为20条，环网柜为94座、94座、102座；负载率为75%、50%及67%。

2 基于全寿命周期的多层次评价模型

2.1 全寿命周期简介

全寿命周期LCC管理是经济分析的一种方法，即从项目的长期效益出发，全面考虑设备或系统的规划、建造、运行和维护，直至报废的全过程，从系统最优的角度考虑成本管理问题。全寿命周期成本在配电工程中的数学模型

ICC=CI+CO+CF+CD （1）

其中，CI指初始投资；CO指运行成本；CF指故障损失成本；CD指设备退役处置成本。

年费用的计算公式为：

（2）

式中：n为线路经济使用年限；r0为折现率。

2.2 多层评价模型

多层次分析法，将与决策始终相关的元素分解成目标、准则约束、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析。配电网不同方面有不同发展目标，影响配电网未来发展的因素（指标）也有很多，配电网属于综合评价。对于配电网综合评价这种多属性，层次分析法可以将配电网影响因素条理化，较好的处理了众多属性或影响因素之间的关系。

本文对配电网目标网架采用多层分析，首先每个供电方案都必须满足城网电力需求，即从技术角度制定方案的约束层。其次，采用基于全寿命周期成本理论的规划综合成本法，计算各方案费用，比较经济性。最终根据年费用大小判定其经济性，得出最优的目标方案。模型如图1所示。

3 不确定信息的盲数处理

影响电网规划的一些不确定性信息同时具有多种特点和性质，例如：负荷的增长除与本身性质有关，还与国家国际形势等影响因素的不确定性有关，这些不确定性即具有随机性及模糊性。因此，电网规划中的不确定性增加了规划的难度。

从多层目标模型看，对于电网接线形式的选取，饱和负荷密度、最大利用小时数、建设成本和电价等不确定信息对目标值影响最大，需要详细综合处理增强规划目标值的准确性。不确定性信息的综合处理实质是盲信息的数学表达和处理问题。首先构建各项指标的盲数表达式，其次，基于全寿命周期对各项指标进行计算，从而得到最优方案。

3.1 各项指标的盲数表达式

片区负荷，依据南川片区控规采用空间预测法对片区进行远景负荷预测。采用不同的需用系数，得出片区远景负荷约高中低3个密度。最大负荷小时数的盲数表达式为

3.2 方案必选

3.2.1 约束条件

根据各方案的接线形式以及工程量得出技术指标：方案一、二、三的供电能力分别为139.9MW、96.7MW及124.2MW；转供能力N-1均為20条；供电可靠率分别为99.992%、99.9831%及99.995%；理论线损0.39、0.39及0.41。以上方案均满足对城市供电的技术要求（供电能力92MW；转供能力100%；供电可靠率大于99.98%；理论线损小于0.6）的约束条件。

3.2.2 经济指标

各方案部分指标盲数计算结果见表1。

最后得出方案一年费用809万，方案二年费用830万，方案3年费用859万。故推荐南川片区配电网网架为采用方案一双环网。

结论

为了科学合理规划目标网架，本文对南川水墨配电网接线模式进行系统的研究，从技术性和经济性两个方面人手，首先构建技术约束指标，选用全寿命周期年费用最小为目标值。针对电网规划中的不确定性，采用盲数理论算法对经济技术特性评估指标进行计算，得出技术经济最优方案，指导了电网下一步建设方向。

参考文献

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