主配协同化解电力通信光缆共模风险方案研究

摘要：广州中心城区的电网建设难度日益增大，管线走廊资源日益紧缺，高压变电站光缆同塔、同沟、同隧道出线的情况时有发生，该结构下同塔、同沟、同隧道光缆出现故障将导致同一电压层级变电站对外通信全部中断，不能满足通信光缆“110 kV及以上电压等级厂站不少于2条独立的光缆路由并成环，同塔、同沟的光缆不应被认为独立路由”的规划原则要求。为高效解决变电站站外同塔、同沟、同隧道共模风险，利用同一变电站不同电压等级出线路径和管廊分散的特点，提出了针对220 kV、110 kV变电站不同结构下主配协同化解通信光缆共模风险的方案，在不大幅增加一次网架规模的前提下，此方案有效解决了高压变电站通信光纜共模的风险。

关键词：主配协同;共模风险;电力通信光缆;光缆规划

0 引言

协同规划思想起源于20世纪70年代，主要用于研究不同事物的共同特征及协同机理。在电气工程领域，文献[1]基于协同工作理论框架，开发了城市电网协同负荷预测系统;文献[2]提出了配网一次网架与信息系统协同规划的模型和方法;文献[3]提出了主动配电网拓扑结构和配电网主动元素协同规划的方法;文献[4]提出了主配协同开展负荷预测的方法、不同电压层级规划项目的优选和决策方法以及项目评审协同联动的要素和方法。

针对变电站站内光缆进线共模风险（同沟、同竖井、同机房槽道），文献[5]结合工程实际，提出站内引入光缆“双路由”的典型设计方案;文献[6]提出一种新型变电站内光缆双沟道改造方案。本文侧重于利用主配协同的基本方法，利用变电站不同电压层级管廊分散的特点，开展变电站站外线路部分同路径敷设光缆的共模（同塔、同沟、同隧道）风险解决方案研究。

1 研究背景

目前广州中心城区电网建设难度日益增大，管线走廊资源日益紧缺。220 kV变电站首期终端运行或者同塔、同隧道4回进线的情况时有发生;110 kV变电站则大多采取首期2台主变、2回进线的线变组结构，组建典型的“3T”电网结构，受到进站管廊资源限制，多数采取2回线路同塔、同沟、同隧道进站方式。

根据《中国南方电网公司“十四五”智能电网通信网络规划技术原则》，对光缆网规划要求：“110 kV及以上电压等级厂站不少于2条独立的光缆路由并成环，同塔、同沟的光缆不应被认为独立路由。”目前广州电网存在变电站外共杆塔及共管道的风险62项，可能导致单个220 kV变电站通信业务全部中断。“十四五”期间，在规划新建的110 kV及以上输变电项目中，受进站管廊资源限制，存在变电站外共杆塔及共管道的风险共计约82项。若开辟新的进站线路和廊道，以满足通信光缆不少于2条独立的光缆路由并成环的要求，则会大幅增加投资，同时将导致一次设备利用率低下。

本文针对以上问题，利用同一变电站不同电压等级出线路径和管廊分散的特点，针对广州电网220 kV、110 kV变电站的典型光缆共模风险结构，提出不同电压层级主配协同构建不少于2条独立的光缆路由并成环的典型结构模式，并提出项目的推进管理建议。

2 220 kV变电站光缆双路由构网方案

（1）220 kV常规变电站典型终端结构，通过110 kV对外联络线路构建第二路光缆路由并成环，其结构图如图1所示。

在图1中，对于220 kV终端结构A站，该站所接入的110 kV变电站A站另外1回电源线来自对侧220 kV变电站B，在该情况下，可通过220 kV A站—110 kV A站—220 kV B站构建第二路光缆路由并成环。

（2）220 kV常规站无对外110 kV联络的站点，220 kV直降20 kV变电站典型终端结构，通过10/20 kV对外联络线路构建第二路光缆路由并成环，其结构图如图2所示。考虑到通过10/20 kV中压配网构建第二路光缆路由可靠性的要求，通过10/20 kV配电房的数量应控制在5～7座。

3 110 kV变电站光缆双路由构网方案

110 kV变电站利用10 kV线路构建第二路光缆路由并成环，其结构图如图3所示。

在图3（a）中，110 kV变电站A为电源单一来源站点，2回110 kV电源全部来自220 kV变电站A。该种情况可通过10 kV中压配网与近区主网系统220 kV站点构建第二路光缆路由并成环。

在图3（b）、图3（c）中，110 kV变电站A电源来自2个不同220 kV变电站A和B，但是该站出站段仍然存在共模风险。该种情况可通过10 kV中压配网与近区主网系统220 kV站点或者近区110 kV站点构建第二路光缆路由并成环。

4 项目推进管理建议

（1）对于220 kV变电站光缆共模风险，为保障第二回路由的可靠性，建议优先考虑利用该站110 kV出线对外联络跳接回主网，形成第二回独立光缆路由。对于110 kV出线对外联络不具备条件的，可考虑通过该站10/20 kV中压配网对外联络构建第二回独立光缆路由，为保障可靠性要求，通过10/20 kV配电房的数量应控制在5～7座。

（2）对于110 kV变电站光缆共模风险，通过该站10/20 kV中压配网对外联络构建第二回独立光缆路由，为保障可靠性要求，通过10/20 kV配电房的数量应控制在5～7座。

（3）对于新建220 kV、110 kV变电站存在光缆共模风险的，构建第二路光缆路由的原则与问题站点规划措施一致。值得注意的是，对于需要配套110 kV配网构建第二回独立光缆路由的220 kV站点，其片区110 kV站点一次系统方案需考虑与光缆构网的协同;对于需要配套10/20 kV中压配网构建第二回独立光缆路由的220 kV、110 kV站点，主配网工程立项实施及管理的主体存在差异，需要在问题站点主网可研阶段，参考中压配电网规划，对新建10/20 kV出线对外建立中压联络进行评估，将构建的独立光缆路由方案纳入主网工程范围，作为配套工程与主网同期投产。

5 结语

本文从广州电网通信光缆规划实际面临的问题出发，针对目前存在的220 kV、110 kV变电站站外光缆路由共模风险，利用变电站不同电压层级管线分散的特点，提出通过低电压等级对外联络通道构建第二路光缆路由并成环的建议，并对项目推进落实过程中面临的问题提出了管理层面的建议，对指导电力通信光缆规划具有一定的借鉴意义。

[参考文献]

[1] 肖峻，王学军，林立鹏，等.基于CSCW的城市电网协同负荷预测信息平台[J].中国电力，2009，42（9）：32-38.

[2] 李蕴，李雪男，舒彬，等.配电一次网架与信息系统协同规划[J].电力建设，2015，36（11）：30-37.

[3] 高红均，刘俊勇.考虑不同类型DG和负荷建模的主动配电网协同规划[J].中国电机工程学报，2016，36（18）：4911-4922.

[4] 郭挺，郭子轩，董红，等.大型城市电网主配协同规划方法研究[J].电力学报，2020，35（1）：61-68.

[5] 魏勇，张合明，戴雪娇，等.变电站站内引入光缆双路由优化设计分析[J].河北电力技术，2017，36（5）：41-43.

[6] 曹美，荣定权，王斌，等.一种新型变电站内光缆双沟道改造方案[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2018，23（1）：83-86.

收稿日期：2020-07-17

作者简介：郭挺（1987—），男，湖北随州人，硕士，高级工程师，研究方向：电力系统规划。