中低压配电网规划设计分析

吴焱

摘要：在社会经济快速发展和人民生活水平不断提高的背景下，我国电力行业也在不断发展。由于日常生产生活对电力资源的需求，电力行业的发电要求不断提高，并致力于大范围的建设和改造，以提高供电可靠性和稳定性。其中，中低压配电网的建设和改造是重要一环，在社会发展的刺激下，配电网的规划改造仍需不断优化改进。通过对配电网规划过程中会遇到的注意事项和问题进行比较解决，基于证据理论-层次分析法，对配电网规划方案进行合理选择采纳，以满足具体情况下配电网建设符合发展生活需求。

关键词：配电网规划;负荷预测;配电变压器;证据理论-层次分析法

0引言

随着我国城市经济的快速发展和城市建设、改造步伐的加快，用户对所需电能在量和质两方面的要求均有提高。中低压配电网在我国大部分城市普遍较薄弱[1]，具体表现在城市电力网建设滞后于城市建设，电网供电能力不足，变（配）电站数量较少且位置不合理导致电压质量不高，线损率偏高，夏（冬）季用电高峰期间设备过负荷严重等等。这些问题在城市负荷的快速增长中变得日益突出，不仅给电力部门和众多的电力用户造成了巨大的经济损失，而且影响了人民的生活质量。我国电力行业领域中中低压配电网的建设与改造规划中或多或少的存在一些问题[2]，主要包括以下几方面：

1）中低压配电网网架的结构存在不合理。

2）由于规划方案的不健全，所以长期存在供电电源点分布不均的现象，为供电线路带来较大的负担和压力，使其在使用过程中极易发生破损，

3）供电压力逐渐成为配电网建设改造所要解决的直接问题。

因此，如何以科学的规划理论和方法作指导，使之真正能够适应城市经济发展和满足城市各项活动正常进行的需要是摆在城市中低压配电网规划研究人员面前的一个极为迫切并具有实际意义的课题。

1负荷预测及城网规划

1.1负荷预测对规划的重要性

负荷预测对电力系统规划和运行都极其重要[3]，它既是电力系统规划的重要组成部分，也是电力系统经济运行的基础。提高负荷预测技术水平，对用电管理，电网运行方式和机组检修计划的合理安排，降低发电成本，合理的电源建设规划的制定，提高电力系统的经济效益和社会效益等方面都有积极影响。因此，负荷预测是实现电力系统管理现代化的重要内容。

1.2城网规划负荷预测研究现状

随着我国经济的持续快速发展，我国城市化进程逐步加快，随之而来的是各地对城市总体发展规划的高度重视，各地纷纷进行城市的重新规划或扩展规划。全国各级城市规划和电力部门对如何进行与之配套的电力专项规划十分重视。因城网规划而进行的负荷预测工作，包括最大负荷预测和电量预测及更重要的负荷分布预测等。以城市電网规划为中心的负荷预测方法研究有很多，但此工作需要综合运用各类负荷预测方法进行综合预测，完成该任务的一个极合理的负荷预测方法仍不存在。

2配电变压器的选择及台区设计

2.1配变型式及其台区位置选择

把中压配电电压（6-10kV）转变成低压配电电压（220v-380V）的场所统称为配变台区，配变台区的设计与规划要做到安全和经济的统一，需要保证有充足供电能力，以满足供电可靠性及运行经济性的要求，还应该考虑环保的标准化等方面的要求，配变台区选址的总体原则有[4]：

1）尽量在负荷中心附近;2）尽量在电源侧;3）方便进出线;4）远离污秽源，或架设在污秽源上风侧;5）远离潮湿、振动、高温及易燃易爆场所;6）方便设备运输;

7）有扩建和发展的余地。

2.2配变台区变压器选择

在各级电压等级的配、变电所中，变压器是主要的电气设备。配变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证是确定合理的变压器容量。因此，以安全可靠供电为基础，确定合理的变压器容量，提高网络经济运行，具有明显的经济意义。

2.3配电变压器的经济运行[5]

为了供电的连续性和负荷有较大变化时的经济性，一般在变电所里安装两台或两台以上相同规格及特性的变压器并联运行。当其中一台故障或检修时，可由其余的变压器供电。轻负荷运行时，如并联的台数不变，绕组的负载损失很小，而空载损失侧在总损失中占主导数值。为降低损失，在保持部分变压器，不过载的条件下，可以退出一部分变压器。条件是减少的空载损失必须大于增加的负载损失。

3配电网规划方案

3.1配电网供电能力评估指标

配电网的供电能力[6]是评估配电网结构合理与否的重要指标。电网应有足够的供电能力，且输电和配电能力相匹配，以满足用户的需求。本文采用以下指标进行对配电网供电能力和输配电传送能力是否匹配的具体评估：

1）变电站主变压器容载比

即为网内同电压等级公用变电所的主要变压器总容量（KVA）和其供电总负荷（KW）的比。反映电网结构合理与否，各电压等级间匹配与否。电网容量通常应满足最大负荷需求，且留有一定余度。

2）线路负载率

为线路实际承担的视在功率（KVA）和该线路额定容量（KVA）的比值。也是反映电网结构合理与否的参数。设计时一般依照N-1的要求。

3）线路供电能力不足比例

对10千伏配电线路，当所带负载对称且功率因数相同，导线规格及供电距离一定时，在满足相同线路电压降百分比的条件下，当负载沿线路分布方式不同时，线路的供电能力也是不相同的。本文主要考虑线路终端带负荷的情况。

3.2配电网规划常用评价方法

3.2.1层次分析法

层次分析法[7]（AnalyticHierarchyProcess，简称AHP）是将与决策总是有关的元素分解成方案、准则、目标等层次，能将定量分析和定性分析相结合的系统分析决策方法。该方法运用网络系统理论和多目标综合评价方法提出的一种层次权重决策分析方法。AHP法将定性与定量分析结合起来处理各种决策因素，思路清晰、系统性强，主要包括层次结构的形成、判断矩阵的建立、权重求解及一致性校验等步骤。

3.2.2基于DS/AHP的配电网规划方案综合评估与决策

综合决策也称为多属性决策，是对多个互有竞争力的方案，按不同属性进行定量和定性的评价，最后得到各方案的综合评估而完成决策。配电网规划方案的综合决策是基于配电网规划综合评价体系下各个准则及指标的评价对已有的众多合理规划档案进行决策，选出综合最优者。配电网规划方案的综合评估与最终决策是整个配电网规划的最后一步，也是具有决定性的一个环节。

4总结

本文概括地介绍了配电网规划的基本原则和研究现状及负荷预测对配电网规划的意义，了解了配电变压器的选择及台区的设计，并以配电变压器经济运行为目的，进行实例计算。了解了配电网规划方案的评估体系，并通过比较几种基本的决策方法，选择DS/AHP对配电网规划方案进行综合评估和决策。

通过对配电网规划过程的分析和实例计算等，了解配电网规划在实际实施中需要根据具体情况，在经济实用性等方面与社会发展同步，以满足社会生活的需求。

参考文献：

[1]米小军，叶丹.中低压配电网项目前期管理研究与实践[J].低碳世界，2016（26）：147-148.

[2]黎海霞.中低压配网详细规划研究[J].机电信息，2016（24）：25-25.

[3]鲍建飞.电力负荷预测方法在配网规划中的应用[J].仪器仪表用户，2018，15（5）：126-127.

[4]罗向阳.供电企业变压器台区综合管理信息系统设计[D].华北电力大学，2014.

[5]王增辉.供电企业变压器台区综合监测系统设计与应用[D].华北电力大学，2016.

[6]李亦言，韩冬.配电网供电能力评估指标[J].电力系统保护与控制，201940（9）：224-226.

[7]马立平.层次分析法[J].数据，2000（7）：38-39.