基于多元化负荷接入的城市新区110kV网架结构研究

李菁菁

摘要：随着城市的发展，新能源、分布式电源、充电设施、轨道交通等多元化负荷如雨后春笋迅速发展，如何使电网具备足够的承载力，确保多元化负荷与电网协调发展，是当前急需解决的问题。文中通过分析国内外主要城市电网发展现状，取长补短，研究分析适合多元化负荷接入的城市新区网架结构的典型模式。

关键词：多元化负荷;网架结构;可靠性

中图分类号：TM715

文献标识码：A

文章编号：2095-6487（2019）01-0007-03

0引言

随着社会经济的发展，负荷呈现多样性和复杂性的特点，不同类型负荷对电力系统可靠性和供电质量有着不同的需求，新能源、分布式电源、充电设施、轨道交通等多元化负荷的接入对电网网架提出了更高的要求。同时随着电网的建设，各级电网上下支撑，如何在经济条件最优的条件下，提高电网的可靠性，满足多元化负荷的接入条件，是当前急需解决的问题。

1国内外发达城市110kV目标网架研究

1.1国外发达城市网架结构

国外输电网采用双链、环网结构。巴黎、东京高压配网采用链式结构、闭环运行，变电站主接线多采用线变组接线;新加坡高压配网采用环网结构、闭环运行，变电站主接线多采用双母线接线（详见表1）。

1.2国内发达城市网架结构

国内500kV电网均采用双环网结构;220kV电网主要采用双环网、双链结构;110kV电网主要采用链式π接、链式T接、Tπ混合三种结构。其中上海、深圳、武汉以链式π接为主;北京、广州、天津以链式T接为主;杭州、福州以Tπ混合为主，浙江省推行Tπ混合结构。链式π接结构的变电站主接线以单母分段接线为主;链式T接结构的变电站主接线以线变组接线为主;Tπ混合结构的变电站主接线以内桥+线变组接线为主。

国内主要发达城市110kV电网结构主要采用两种模式，一种是链式π接结构，110kV站内主接线采用单母线分段接线;一种是链式Tπ混合结构，110kV站内主接线采用内桥+线变组接线;两种网架结构及站内主接线形式在各自供电区域内均作为110kV目标网架广泛应用（详见表2）。

2网架结构及接线模式对比分析

从可靠性、灵活性、经济性等方面对链式π接和链式Tπ混合结构进行对比分析。

2.1可靠性

链式π接结构可确保线路“N-1”故障时的转移负荷的能力，提高供电可靠性要求，同时线路故障或检修时，仅涉及两座变电站的倒闸操作，简化调度、运维人员操作。

链式Tπ混合结构亦可确保线路“N-1”故障时的转移负荷的能力，满足供电可靠性要求。T接线路故障时，增加了操作次数，调度、运维人员操作更加复杂。2.2灵活性

链式π接结构，变电站主接线采用单母线分段接线。变电站每一段母线均有两回进出线，当其中一回线故障时，可倒换另一回线带母线运行，变压器无需受累停运，运行方式较为灵活。链式Tπ混合结构倒闸操作相对复杂。若线路故障或检修时，涉及T接线路上的3座变电站及相关运维人员的倒闸操作;220kV电网开环运行，当区内110kV变电站电源取自两个220kV片区时，站内10kV并列倒负荷受限。

2.3经济性

链式π接结构线路规模均在4回及以上，投资较大;正常方式下，2回线路处于备用状态，线路设备利用率较低。链式Tπ混合结构站内主接线采用内桥+线变组接线，站内开关设备少，变电站造价低、维护费用少;正常方式下，站内3台主变均由一条110kV线路带负荷运行，线路设备利用率高。

3某地区110kV电网结构历史演变

电网发展初期阶段，110kV网架结构多以链式、辐射式结构为主，其中110kV站内主接线采用双母线、双母线带旁母、单母线分段、单母线分段带旁母等多种主接线形式，种类繁多、标准不一。

1998年城网改造期间，全国电力系统讨论电网网架结构问题，提出“安全、可靠、经济”原则和T接网架结构。综合考虑各方意见后，确定了该地区电网采用Tπ混合结构，即两个220kV变电站之间带3个110kV变电站，两边的110kV变电站采用T接，中间的110kV变电站采用π接;两边的110kV变电站站内主接线采用线变组接线，中间变电站采用双母线接线，如下图1所示。

2002-2004年，城网改造期间建设的变电站陆续投运后，调度部门反映，此类电网结构调度方式不太灵活，建议优化。2005年开始优化Tπ混合结构，即两个220kV变电站之间带三个110kV变电站，两边的110kV变电站采用Tπ混合接线，中间的110kV变电站采用π接;两边的110kV变电站站内主接线采用内桥+线变组接线，中间变电站采用单母线分段接线，如下图2所示。

至2010年，为实现电网标准化，逐步优化110kV网架结构及接线形式，该地区选择建设Tπ混合接线的链式电网结构，其中110kV站内主接线采用内桥+线变组接线，并延续至今。

值得提出的是，Tπ混合接线110kV采用内桥加线变组接线，不具备扩建间隔的能力，轨道交通等用户的电源仅能从220kV变电站考虑，由于此类用户要求较高的可靠性，但实际负荷并不重，直接从220kV变电站出线占用大量系统资源。同时，由于该地区10kV网架相对薄弱，T接线路故障故障时，变压器需受累停运，直接影响10kV电网的可靠性，从而影响新能源、充电设施等多元化负荷的接入。

4某地区网架结构及接线模式案例

链式π接和链式Tπ混合结构均可满足可靠性要求，链式π接运维操作较灵活，链式Tπ混合结构经济性较好。若采用链式Tπ混合结构，站内主接线采用内桥+线变组模式，目前网架结构及站内主接线模式不再调整;下一步需加大10kV配电网建设力度，满足多元化负荷的接入。若采用链式π接结构，站内主接线采用单母线分段模式，可以满轨道交通等110kV用户的接入。

以下结合“衡山—兴隆—海河—新港—少室链式结构”进行实例分析（见图3）。

网架结构方面，原规划为三链Tπ混合结构，如优化则调整为三链π接结构，取消T接方式。

线路方面，原规划110kV兴隆、海河、新港变110kV出线规模均为3回，变电站出口到主干线剖接点线路均采用3×4+1位排管敷设，如优化则将上述3座110kV变电站出线规模调整为4回，将排管规模改为

3×5+1位。优化后的网架结构，运行方式灵活，变电站每一段母线均有两回进出线，当其中一回线故障时，可倒换另一回线带母线运行，变压器无需受累停运，运行方式较为灵活。当220kV电网开环运行且区内110kV变电站电源取自两个220kV片区时，不存在站内10kV并列倒负荷的问题，提高了10kV网架的供电可靠性，满足新能源、充电设施等多元化负荷的接入。采用链式π接结构网架，110kV变电站具备扩建间隔能力，可为周边负荷提供电源支撑，为220kV变电站节省宝贵的站内资源。

5结束语

通过对国内外主要城市电网发展现状研究，找出电网与国内外发达城市电网存在的差距，规范110kV电网结构、提高供电可靠性和运行灵活性，较好的满足多元化負荷的接入条件，为电网发展指明方向。

参考文献

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