基于最大供电能力的配电网规划策略探讨

卢志军

摘 要：本文提出一种基于最大供电能力的配电网规划策略，对其具体规划分析基础上，通过实例，对该配电网规划策略在实际规划应用的可行性进行验证。

关键词：最大供电能力 配电网 规划策略 研究

电网规划与建设发展中，传统电网规划思路起到了非常重要的作用，并且针对传统电网规划开展的研究，对电网规划发展也起到了较大的推动作用，但是，随着城市建设的发展，电网运行中负荷不断增长并趋于饱和，再加上城市规划用地资源的日益紧张，使得电网规划与建设中，传统电网规划方式受到了严峻的考验，不能满足电网规划的中远期发展目标，对电网建设与发展形成较大的制约影响。针对这种情况，本文提出一种基于最大供电能力的配电网规划策略，并对其具体规划实施进行研究。

1 最大供电能力相关理论与优势分析

最大供电能力是在一定供电区域内配电网满足相应规划建设条件下，从变电站站内主变与配电网络转供能力、实际运行约束等影响因素進行综合考虑设计的最大负荷供应能力。它与传统配电网规划相比，能够在配电网负荷未知情况下，对满足配电网规划安全约束有关条件的最大供电负荷进行计算获取，从而实现电网供电潜力的挖掘，在已有电网的分析与优化中具有非常显著的作用优势。需要注意的是，智能电网建设环境下，高级配电网自动化系统中中压配电网络具备快速负荷转供能力，因此，基于最大供电能力的配电网规划中，注重网络负荷转供能力在变电站支撑中的作用影响，并且有研究显示，在对配电网进行合理优化基础上，能够促使已有电网具备更高负载下水平运行的潜力。总之，基于最大供电能力的配电网规划中，对已有网络消纳新增负荷的充分利用进行优先考虑和规划，对适应负荷增长相对缓慢以及电网规划土地资源紧张等需求能够更好的满足和实现，更加适合当前电网规划与建设的要求。

此外，基于最大供电能力的配电网规划中所涉及的重要指标不仅包括最大供电能力，同时还包括变电站供电能力、网络转供能力以及全联络供电能力等。其中，最大供电能力是整个理论体系的核心指标，而变电站供电能力与网络转供能力对最大供电能力有着直接的影响，全联络供电能力在配电网供电潜力挖掘上具有非常重要的作用。

2 基于最大供电能力的配电网规划策略

结合配电网建设改造的实际情况，一般情况下，在进行配电网建设或改造规划中按照从低到高的代价情况可以将配电网规划实施分为负荷再分配、馈线规划以及变电站规划等不同的结构类型和内容，而基于最大供电能力的配电网规划中，结合一般电网规划的内容，其规划内容与规划中优先级别设置如下图1所示。

上图中，从字母A至C以及从数字1至4分别表示基于最大供电能力的配电网规划优先级别，即字母A的优先级别高于B，同样数字1的优先级别高于2。需要注意的是，在基于最大供电能力的配电网规划中，负荷再分配规划中，对网架结构没有进行改变，而是针对负荷在馈线以及主变间的分配进行重新规划，以在负荷分配优化基础上实现配电网运行的安全性，同时达到改善电网负载均衡性效果。此外，在进行配电网馈线分布规划中，通过更换导线以及新建联络、新建馈线等措施实现馈线的规划设置，而变电站规划则是通过新增主变或更换主变、新建变电站等方式实现。

根据上述基于最大供电能力的配电网规划内容及优先级别设置，其具体规划实施的流程如下图2所示，需要注意的是，根据下图2所示的配电网规划流程进行规划实施过程中，对于新增负荷在电网结构基本不变情况下被销纳的状况，可以只通过负荷再分配实现配电网规划与建设改造；反之，如果电网中新增负荷超过现有电网的最大供电能力，并且不能被现有的电网结构进行销纳，但是在进行电网网架加强与电网最大供电能力挖掘后，其负荷情况超出总负荷时，即可以首先采用馈线规划的策略，在馈线规划后分布校验不通过时，再进行负荷再分配规划，以实现最大供电能力下的配电网规划；最后，对于电网总负荷超出可扩展最大供电能力的全联络供电能力时，就需要通过新增变电站容量来满足电网改造或建设的需求，对于这种情况需要通过变电站规划实现配电网优化，在此基础上结合配电网规划的需求分别进行馈线分布与负荷再分配规划。

基于最大供电能力的配电网规划中，负荷再分配规划是实现配电网最大供电能力规划的关键，下文将针对负荷再分配的优化配置进行分析。由于基于最大供电能力的配电网规划中，对于负荷再分配的优化设置，是在变电站以及电网网络结构确定情况下，结合配电网规划的有关安全准则，对联络线路的联络开关位置与状态进行改变，以及进行新增负荷优化分配，并针对已有负荷所在线路进行切改，来实现满足电网主变安全运行有关准则以及电网运行负载率均衡性的配电网规划设置方案。因此，结合最大供电能力的有关理论模型即可得出配电网规划的负荷再分配计算模型，如下（1）所示。

上示负荷再分配计算模型中，表示电网主变的安全裕度，而表示电网负载率均衡度，、分别为权重系数。其中，电网主变的安全裕度是进行电网当前负荷下主变在安全运行准则下的安全程度描述，它与主变安全距离Dis以及主变负载裕量的最小值有关，而主变安全距离Dis是指主变i的安全距离，它与主变i相联络所有主变可转带负荷总量及主变i实际成本负荷的差值相等。对于负载率均衡度计算，可以通过下列公式（2）进行计算求取。其中，表示主变i的额定容量，表示负荷再分配后主变i的负载。

此外，上述负荷再分配计算模型在计算应用中还需要满足电网运行安全准则中有关负荷转带约束条件与负荷再分配平衡约束条件，即主变i故障时，故障前主变i正常带转负荷需要有变电站内其余主变以及有关站联络主变进行共同转带，其中，主变i故障时的向主变j转移负荷大小使用表示；而负荷分配平衡约束条件则包含已有负荷分配与新增负荷分配两部分，其中，已有负荷分配中，根据改变联络开关位置的实际情况，需要满足切改负荷上限值为，而新增负荷分配中，表示新增负荷l向主变i分配的负荷值，而与新增负荷l相关的之和与新增负荷l的负荷值相等，同时，电网各主变负荷分配后所承担负荷值需要在以下。根据上述负荷分配计算模型约束条件，在代入模型通过Lingo软件进行线性优化计算求解后，即可获取包含电网新增负荷分配以及联络线间负荷再分配的优化方案，同时对电网各主变最终负载进行获取，完成基于最大供电能力的配电网负荷再分配优化设置。

3 结论

根据本文所述的基于最大供电能力的配电网规划策略及其模型计算与优化方式，通过代入实例与传统配电网规划方法进行计算验证并对比分析后显示，配电网传统规划方法中以容载比经验值为配电网规划的理论基础，其规划方案相对保守，并且对电网互联下供电能力提升的考虑不够充分，而基于最大供电能力的配电网规划策略，在电网建设改造规划应用中，能够减少对容载比的依赖，通过全网供电能力的精确计算与规划，实现电网结构现有网络潜力的充分发挥，解决电网规划建设与土地资源紧张之间的矛盾，更加符合当前电网规划的实际需求。

参考文献

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