基于发展裕度和发展适应性的农村配电网规划研究

陈兵兵，纪文玉，赵伟，陈建，王壮壮

（1.国网山东省电力公司潍坊供电公司，山东 潍坊261000）（2.山东海诺德电力科技有限公司，山东 济南250000）

国家电网有限公司为坚决落实党中央、国务院全面建成小康社会和实施乡村振兴战略的总体要求，2019年至2022年全面实施乡村电气化提升工程，通过改造升级农村电网、提高农村供电服务水平等方式促进农业农村现代化和农村能源消费升级，助力美丽乡村建设。科学规划农村电网，精准发力、降本增效，对不同发展模式的农村电网进行差异化和精准化投资，是落实乡村振兴战略的重要保障。

文献[1]提出一种以当地特色产业为代表的城镇化分类方法，通过对新型城镇化和配电网发展水平匹配度的研究，从供电能力、供电质量、电网结构、装备水平和绿色智能等5个方面建立配电网定量评估的指标体系。文献[2]提出了一种农网改造技术评估指标体系，电网损耗、供电可靠性、电压质量、功率因数、电网布局、供电能力、输配电传送能力匹配、电网设备。文献[3]提出了适合廊坊市农网特征的指标体系构建原则，建立了廊坊市农网升级改造项目实施评价指标体系，运用神经网络理论对廊坊市农网升级改造项目进行评价研究。文献[4]在分析我国农网特征指标体系构建原则的基础上，提出了反映农网特征的各项指标利用主成分分析法对多个特征指标进行处理。

原来的现状分析指标无法对包含电网发展与负荷发展的匹配情况和电网设备效率分布情况的分析。在电改新形势下对电网精准投资的要求越来越高，同时农村配电网往往存在地区发展差异性较大、设备效率不均衡问题。为解决上述问题，本研究在农村配电网采用“配电网发展裕度”和“配电网发展适应性”两个宏观指标。作为上述电网分析体系的补充，从而构建一套科学可行的农网特征指标评价方法。

1 原理与设计

1.1 电网发展裕度

配电网发展裕度指10 kV公用线路容量配置与负荷增长的匹配关系。计算公式如下：

式中：f为配电网发展裕度；Kp为历史近三年10 kV网负荷年均增长率；P1为现状10 kV主干线在满足“N-1”条件下最大可接带容量；P2为现状10 kV网供负荷。

式中：pi为单条10 kV线路最大可接带容量；n为10 kV线路条数；ki为结构系数，当10 kV线路结构为单辐射时ki=1，当10 kV线路结构为单联络时ki=0.5，当10 kV线路结构为两联络时ki=0.67，当10 kV线路结构为三联络时ki=0.75。

考虑新建10 kV线路工程建设周期为1年，另外中压配电网新增负荷接入随机性大，为保证中压配电网留有足够的发展不确定性保障容量，建议一般情况下，当f>3时，代表线路容量超前于负荷发展水平；当f<1时，代表线路容量滞后于负荷发展水平。

1.2 电网发展适应性

配电网发展适应性指配电网设备供电能力与所接带负荷的分布匹配程度。计算公式如下：

式中：b为配电网发展适应性；Ri为单个设备（线路）最大负载率；n为设备总数量。当配电网发展裕度指标较好时，配电网发展适应性越接近于1，设备的最大负载率分布越均匀，电网的运行经济性及对地区发展的适应性越好；相反，当配电网发展适应性越接近于0，设备的最大负载率分布越不均衡，电网的运行经济性及对地区发展的适应性越差。根据某市100多个乡镇电网计算，一般情况下，该指标应大于0.7。

2 算例分析

2.1 算例1

2.1.1 A镇现状电网情况

某市A镇位置优越，为工业主导型乡镇，产业发展较好，负荷分布均衡，下辖51个行政村，总面积79.3 km2，人口4.9万。现有10 kV线路12条，线路长度187.54 km，10 kV网供负荷60.75 MW。某市A镇10 kV线路结构系数信息表如表1所示。

2.1.2 A镇电网发展裕度

由表1数据计算可得，P1=72.27。近3年10 kV网供负荷年均增长率Kp=13.5%。所以某市A镇的发展裕度f=1.37。由计算结果可知，某市A镇的发展裕度1

表1 某市A镇10 kV线路结构系数信息表

2.1.3 A镇电网发展适应性

根据某市A镇线路负载率情况，可得b=0.78。

由计算结果可知，某市A镇的电网发展适应性0.7

2.2 算例2

2.2.1 B镇现状电网情况

某市B镇为农业主导型乡镇，负荷分布分散且密度较低，下辖101个行政村，总面积229.6 km2，人口4.65万。B镇有10 kV线路5条，线路长度172.12 km，10 kV网供负荷16.96 MW。

B镇10 kV线路结构系数信息表如表2所示。

表2 某市B镇10 kV线路结构系数信息表

2.2.2 B镇电网发展裕度

由表2中数据计算可得，P1=17.835。近3年10 kV网供负荷年均增长率Kp=10.99%。可得f=0.48。由结果可知，B镇发展裕度为0.48，小于1，电网发展水平滞后于负荷发展水平。

2.2.3 B镇电网发展适应性

根据某市B镇线路负载率情况，可得b<0.66。

由结果可知，B镇的电网发展适应性b<0.7，配电网发展适应性不在合理区间。

2.3 结果分析及规划建议

两个算例的计算结果，与两镇的负荷分布、近期电网建设及运行情况相吻合，说明电网发展裕度和发展适应性两个指标能够准确反映电网建设规模与负荷发展的匹配情况，能够准确反映电网设备运行效率的分布情况。

针对B镇发展裕度和发展适应性均不在合理范围内的情况，加大对其配电网建设的投资力度，新建为主改造为辅，线路重过载及轻载问题统筹解决。

3 结束语

本文率先提出了电网发展裕度及发展适应性等两个适用于农村配电网发展特点的电网诊断分析指标。补充了配电网现状分析指标体系在电网发展与负荷发展的匹配情况以及电网设备效率的分布均衡情况等两个方面的缺失。其能够定量衡量农村配电网的发展水平及效率效益，能够有效指导农村配电网的发展规划建设策略。