城市配电网规划及存在问题分析

[收稿日期]2009-08-25[作者简介]杨泓（1953—），男，内蒙古人，高级工程师，主要从事电网的安全生产管理工作，内蒙古电力公司副总经理。

工作。

审核发现现有城市配电网的规划中存在诸多问题，有必要强调并重申城市配电网规划的方法、内容，分析以往规划中存在的主要问题，提出城市配电网规划工作的改进意见。

1配电网规划的步骤按照GB 50293—1999《城市电力规划规范》和有线路的导线截面、所带负荷情况及负载率计算分析；现有电网正常运行电压水平和主要线路的电压损失是否在规定范围之内；现有网络结构的绝缘水平和供电设备是否需要更新和改造；如何减少配电网的故障率等。

建议采取表格与文字相结合的形式进行清晰准确的表述。

表1给出了某地区配网现状的分析情况。

分析表1内容可以看出，该区中压电网主要存内容分类存在问题网架结构及设备中压线路线路长度部分主干线供电距离过长，城区主干线共有18条线路在3km以上，非城区主干线有20条在5km以上绝缘化水平三区中压配电网主干线路绝缘化率为24.40%；电缆化率为11.13%接线模式三区内共有35条单辐射、15条“手拉手”联络线路线路负载率7条线路负载率高于70%，7条线路负载率低于20%；28条线路导线截面偏小，占总线路条数的56%配变负载率3条线路配变负载率高于60%，43条配变负载率低于20%线路“N-1”校验15条联络线路中，7条无法实现负荷转供低压无功补偿现状低压无功补偿容量仅为9.553Mvar，占配变容量比例2.76%表1某地区配网现状分析表在以下几方面的问题：（1）主干长度方面，部分线路过长，城区有18条线路主干线长度超过3km，占线路总数的36%，非城区有20条线路长度超过5km，占总数的40%。

线路供电距离过长、线损率偏高。

（2）线路构成方面，架空裸导线占主体，整个中压网线路绝缘化率低，电缆化率更低。

三区中压主干线路绝缘化率为24.40%，电缆化率为11.13%。

（3）接线模式方面，有15条线路采用“手拉手”接线，7条无法实现负荷转供，35条线路采用单辐射接线，且由于线路运行负载率较高，即使有联络的线路也不能完全转带负荷，所以整个10kV电网负荷转供能力相对较差。

（4）线路负载率方面，有7条线路负载率超过70%，正常运行负载率高，对负荷发展适应性差；7条线路负载率低于20%，资源利用不足。

（5）单条线路变压器容量方面，部分线路上变压器容量超10MVA，存在小截面线路带变压器容量过大情况。

该市区单条线路配电容量超过10 MVA的线路共有19条，占总线路的38%。

（6）整个配电网低压无功补偿容量严重不足。

低压无功补偿容量仅为9.553Mvar，占配变容量比例的2.76%，远低于规程规定要求，是造成中压电网的线损较大的一个主要原因。

1.2准确预测电力负荷电力负荷预测的准确性是电网规划的基础和关键，预测的精确度直接影响电网规划质量。

由于影响负荷需求的不确定性因素较多，要求必须采取多种科学的计算方法进行预测。

根据地区历史负荷、经济发展状况及经济建设规划等因素，通常采用3种及以上的预测方法，进行近期负荷预测和中长期负荷预测，最后采用空间预测法进行校核，误差值满足规定要求。

表2列出来了采用多种预测方法对某地区3a的负荷预测结果，综合应用比例系数增长法、回归模型预测法、曲线拟合法等3种总量预测方法及空间负荷预测法进行了预测，将总量预测法的结果与空间负荷预测法的结果进行比较，各年度负荷和电量的误差值小于5%，验证了规划负荷预测结果的准确性和有效性。

1.3制定合理的技术原则根据Q/GDW156—2006《城市电力网规划设计导则》和内蒙古电力公司《城市中、低压配电网建设和改造的技术原则》要求，结合当地城市建设情况，注重提高城网安全运行水平，制定出符合本地区发展的城市电网规划技术原则。

目前，我国城市城区土地资源日趋紧张，站点和线路走廊用地获取困难，为解决城市中心高负荷密度地区供电能力不足，农村低负荷密度地区压降过大等问题，提高中压配电网电压等级是最有效的技术措施。

根据地区经济发展及我国中压配电网发展趋势，将分阶段、分区域、分设备进行升压改造，各地区可结合实际情况适时推广使用20kV电压等级供电，以解决目前配网供电能力不足的问题，同时还有利于电网的节能降耗。

1.4分析电力平衡，制定规划方案根据负荷预测结果进行电力平衡的分析，对城区电力平衡按电压等级进行。

规划方案应结合主网规划按目标年分阶段分区进行电力平衡，同时应与地区经济建设发展同步并适当超前。

依据预测的负荷水平、分布情况及电力平衡分析结果制定配电网表2某地区3a负荷预测结果预测方法2009年2010年2011年负荷/MW电量/GWh负荷/MW电量/GWh负荷/MW电量/GWh比例系数增长法74.2531287.62365103.91429回归模型预测法75.3032588.75374105.10453曲线拟合法74.8732087.69369104．49438空间负荷预测法74.7729988.2135399.01396加权平均74.8030488.0736599.35406误差值 4.01% 1.67% 1.59% 3.39% 3.43% 2.52%内蒙古电力技术2009年第27卷第5期2表3某地区10kV 配网的典型潮流计算变电站电压/kV 主变容量/MVA 薛家湾站2203609.5630.7988.34唐公塔站110134.58.6420.8569.91………………合计（8站）—844.525.47 2.5049.83所带负荷/MW 出线总损耗/MW 理论线损率/%的规划方案，提出新建变电站的站点位置、线路路径方案，最终确定分期末及各规划水平年的目标网架结构，并给出电网现状及各分期末的城网规划地理接线图。

1.5科学计算分析，验证规划方案利用科学计算软件对规划方案进行潮流计算、N -1校核、短路电流计算、无功容量配置、电压等计算，必要时进行稳定校核，进行多方案技术比较，依据科学的计算方法验证规划方案的准确性与可行性。

利用电力系统潮流计算分析软件（BPA ）可对网络改造后供电方案的合理性进行分析验证。

如：对某地区2008年网络改造后10kV 配网进行了典型潮流计算，分析了配电网络理论线损率（见表3）。

利用软件可分别计算出2009年、2010年结果值并进行对比分析。

1.6统筹推进配电网自动化改造配电网综合的改造是实现配电网自动化的基础，没有稳定的电网结构和可靠的设备是不可能实现配电网自动化。

由于早期的配电网络已基本形成，在此基础上进行改造难度较大，要想提高自动化水平，必须做好统筹规划；同时，目前在配网自动化建设方面缺乏成熟的经验，需借鉴先进城市的经验，采取逐步推进、分步实施的原则，逐步提高配网自动化建设水平。

随着未来智能电网的发展，新形势下的智能配电网将应对更大挑战，更多的分布式能源渗透在配电网系统，更需具有新的灵活的网络拓扑、控制策略及智能电力电子装置。

1.7进行投资估算及重要指标的对比建立注重经济效益理念，实现投资效益最大化。

利用科学的计算方法，对项目的经济效益进行分析和评价，通过经济性评价、风险评估，线损、电压、供电可靠性等重要指标的分析计算等，进行规划前后的对比，对项目的投资和社会效益进行评价分析，确定规划项目的科学性和可行性，达到投资费用和运行费用的综合最优，避免决策失误。

2配电网规划中存在的普遍性问题2.1配电网现状分析不全面大部分地区对配电网现状的分析不透彻，不能按照配电网规划内容要求进行深入细致的分析，存在文字表述不清、基础数据收集不全、数据不准确、前后数据不对应、容载比与负载率概念混淆的等问题，不能切合实际地反映出配电网存在的问题，对低压配电网的现状也没有进行深入细致分析。

如：有的地区只是简单的介绍存在无功缺乏电压偏低问题，但没有具体的数值计算分析；有些地区对线路负载率及联络方式分析简单，不能反映出线路的薄弱环节等问题。

2.2设备选型不合理普遍存在电缆、导线、变压器、电容器、TA 、开关、断路器等主设备选型时没有进行充分的技术分析和相关计算，片面地追求截面和容量（认为越大越好）；出线间隔、负荷互带、供电半径等没有按照规划导则、技术标准和实际负荷进行计算分析。

有些地区只是简单地更换大截面导线或大容量设备，造成大量的浪费，甚至存在将所有的设备重新更换的现象，造成资金浪费；同时未对运行中的设备进行全寿命技术分析，不能充分保证设备安全经济运行。

2.3电缆敷设不合理由于内蒙古地域辽阔又是高寒地带，城市建设中对电缆的使用应在电力技术人员指导下进行。

由于在城市配网规划中对电缆入地没有具体的规定，同时与地方政府的沟通不够充分，存在一些新建城市在市政建设中片面追求城市的美观，不切合实际地提出将电缆全部入地的要求；还有个别地区存在既不考虑配电网运行维护、事故抢修的资金投入，又未经电力部门专家的指导，直接将电缆埋入地下等问题，不仅造成很大的资金浪费，也给今后城市配网的安全运行埋下了隐患，同时给维护管理带来了极大的不便。

2.4负荷预测及电气计算准确性不高配电网规划中，由于缺乏负荷预测方面的专业知识和科学的计算软件，历史数据又不全，导致负荷预测结果不准确，造成电源点分布、线路路径等网架结构方案误差大；电气潮流计算、短路电流、无功电压等计算偏差较大；线损率、电压、短路水平等没有按照要求进行校验，甚至有些地区的规划方案没有进行电气计算，缺乏必要的理论依1据，造成规划的科学性和可行性较差。

内蒙古电力技术2009年第27卷第5期32.5技经指导原则缺乏，投资估算不准确大部分地区取费标准不统一，缺乏技经原则指导。

如：某地区同型号的电缆单位造价分别是180万元/km和100万元/km；同一厂家相同型号的环网柜造价分别是3万元/台和15万元/台；某几个地区的无功补偿装置的价格分别是425元/kvar、200元/ kvar；居民的计量改造投资分别是600元/户、200元/户不等，造成规划的投资估算差别较大。

2.6效益评估简单对改造后的网架结构没有全面、深入、科学、细致的开展计算分析，缺乏规划前后供电可靠性、供电能力提升、线损率等一些重要指标的对比。

经济效益评估简单，没有进行充分的科学计算论证，只通过一些简单的电量收益进行估算，不能为投资决策提供可信的依据。

如：某地区配电网规划面积为90 km2，3a的改造和新建项目投资达10亿元，只进行了粗略的效益估算，没有进行详细准确的效益评估。

2.7配网自动化建设落后由于我国配网自动化工作起步晚，相应的技术政策、标准等较少；同时由于配电网自动化涉及的范围广，点多量大，早期的配电网络已基本形成，只在原有配电网的基础上进行自动化改造难度大。

为此内蒙古自治区的配电网自动化建设采取个别线路作为试点成功后逐步推行的原则，满足不了应用的需要。