基于植物生命特征的中压架空配电网规划与建设时序研究

６２４　电力与能源　第３６卷第５期　２０１５年１Ｏ月　

基于植物生命特征的中压架空配电网规划　与建设时序研究　

李　磊　，叶　斌　，王绪利　，谢学飞　（１＿国网安徽省电力公司滁州供电公司电力经济技术研究所，安徽滁州　２３９０００；　２．国网安徽省电力公司经济技术研究院，合肥２３０００１）　

摘　要：围绕中压配电网发展对用户负荷增长需求的适应性，对架空主干配电网发展的各阶段建设规模、演进　方法、边界条件等进行探索和研究。提出基于植物生命特征的配电网发展思路，在此基础上以三分段三联络　标准接线构建并定义了整组供电单元，围绕标准整组供电单元的合理应用，确定中压架空主干配电网随用户　需求变化的演进思路和具体方法。　关键词：植物生命特征；配电网规划；建设时序　作者简介：李磊（１９７７），男，工程师，从事配电网规划技术研究。　中图分类号：ＴＭ７１５　文献标志码：Ａ　文章编号：２０９５—１２５６（２０１５）０５—０６２４—０５　

Ｐｌａｎｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　０ｆ　Ｍａｉｎ　Ｏｖｅｒｈｅａｄ　ＭＶ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｐｌａｎｔ　Ｌｉｆｅ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ＬＩ　Ｌｅｉ　，ＹＥ　Ｂｉｎ　，ＷＡＮＧ　Ｘｕ—Ｌｉ　，ＸＩＥ　Ｘｕｅ—Ｆｅｉ　（１．Ｐｏｗｅｒ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｓｅｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｔａｔｅ　Ｇｒｉｄ　Ｃｈｕｚｈｏｕ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ，　Ｃｈｕｚｈｏｕ　２３９０００，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｔａｔｅ　Ｇｒｉｄ　Ａｎｈｕｉ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃ　Ｒｅｓｅｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ　２３０００１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ＭＶ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｓｈｏｕｌｄ　ａｄａｐｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｇｒｏｗｔｈ　ｏｆ　ｕｓｅｒ　ｌｏａｄ　ｄｅｍａｎｄ，ＳＯ　ｉｔ　ｉｓ　ｅｓｓｅｎｔｉａ１　ｔｏ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｍａｉｎ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｃａｌｅ，ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｏｆ　ｄｉｓｔｒｉ—　ｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｐｌａｎｔ　ｌｉｆｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｕｎｉｔ　ｉｓ　ｄｅｆｉｎｅｄ　ｉｎ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ—ｓｅｇｍｅｎｔ　ｔｈｒｅｅ－ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｗｉｒｉｎｇ　ｓｔａｎｄａｒｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ａｎｄ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　ｍａｉｎ　ｏｖｅｒｈｅａｄ　ＭＶ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｐｏｗｅｒ　ｕｓｅｒｓ　ｄｅｍａｎｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｌａｎｔ　ｌｉｆｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｐｌａｎｎｉｎｇ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　

在植物的进化中，一些物种具备脱离母体后　重新发育成一个完整植株的能力，即植物的“再　生”。作为一种生命特征，再生能力保证了物种的　发展和生命的延续。中压配电网犹如成长的植　株，通过联接电源变电站和用户，为广大电力用户　提供优质、可靠的电能，并满足用户负荷日益增长　的需求。随着用户群体和用电需求不断增长，配　电网规模也应通过不断发展和完善，达到终期规　划水平。　在中压配电网的发展过程中，由于无法实际　了解接人用户群体和用户负荷变化，主干配电网　的发展始终无法与社会经济发展间构建适度超前　的协调发展关系。一方面体现在初期电网供电区　域广、投资规模大，而用户相对分散，负荷增长速　度相对缓慢；另一方面体现在局部区域发展迅速，　负荷增速快，而中压电网的发展水平却不能有效　跟进。　

１　中压主干配电网当前存在问题和解决　思路　

（１）为保证供电范围和供电能力，与新建变电　站配套建设的初期配电网规模一般较大，各条主　干线路间无法有效兼顾联络率和转供能力的相互　协调。　（２）以申请接入容量作为衡量用户电力需求　的判据，由于难以有效预判用户实际负荷变化特　李磊，等：基于植物生命特征的中压架空配电网规划与建设时序研究　６２５　性，过多的专线接人方案造成电源变电站１０（２０）　ｋＶ间隔资源被大量占用，同时较低的负载率也　导致配电设施不能充分利用。在各地规划的新城　区、新园区陆续完成建设，提出用电接人申请，以　地产行业的报装尤为突出。　（３）对处于饱和阶段网架的改造，因无法有效　构建目标网架的方向性和系统性指导，切改工作　缺乏原则和方法支撑，建设时序和分期工程量较　难把握。　（４）实际主干网架存在网络结构不清晰、分段　不合理、无效联络多、转供能力差，以及网架连接　缺少规则约束，运行和调度管理不灵活等问题。　按照用户负荷变化特性，构建一种结构简单、　可靠高效的可分离、可嫁接的成长型网架结构，并　通过灵活调整现状网架，采用合理建设时序，以应　对用户电能需求的不确定性，从而确立配电网规　划对实际建设的具体指导作用。这＿思路对配电　网的发展具有较为实际的指导作用。本文结合植　物的分离、嫁接、连理等生命特性，围绕终期网架　标准结构，对中压架空主干配电网规划和建设时　序进行探索和研究，以更好地适应配电网实际发　展需求。　２终期网架及结构　２．１　典型结构　根据《配电网规划设计技术导则》（Ｑ／ＧＤＷ　１７３８—２０１２）、《城市配电网规划设计规范》（ＧＢ　５０６１３—２Ｏ１０）和《农村电力网规划设计导则》　（ＤＩ　／Ｔ　５１１８—２Ｏ１０），中压架空主干配电网典型　结构有单辐射、单联络、多分段适度联络等，其接　线图如图１至图３所示。　＿＝　母线　：ｉｉ　蚕　＿：：　蓁　母线　单辐射接线不具备联络能力，无法保证供电　可靠率，可以作为临时线路或过渡期结构应用；单　联络接线虽然建立了联络关系，然而“Ｎ一１”通过　率和转供能力受制于线路负载水平，可作为初期　网架或负载率较低的农村中压主干网架应用。　母线１　・母线ＩＩ　母线ＩＩＩ　－出　器一　繁　口　葬　图３多分段适度联络接线　三分段三联络接线（见图３虚框）作为多分段　适度联络结构中一种量化的方式，具有较高的负　荷转供能力和故障时对非故障段继续供电的能　力＿１］，可作为中压架空配电电网的终期目标网架　应用（见图４）。然而在实际应用中，受电源点分　布、入网条件、负荷特性等多方面因素，以至于网　架协调不足，差异性大，建设时序难以把握。　

母线　出口断路器　分段开关　联络开关　●　（常闭）　－　（常闭）　口（常开）　

图４三分段三联络接线　以三分段三联络接线为目标，探寻该结构在　

实际网架建设中的联络规则、建设时序，以及对该　结构发展和联络边界条件的设定和确认。独立的　三分段三联络结构，除了由电源变电站母线提供　电源，还通过各级供电段上设置的三台联络开关　与其他线路形成联络　］。为保证线路发生故障或　电源接入母线发生故障时，仍能保证对非故障段　的供电能力，研究设计了多种三分段三联络整组　供电单元。　围绕网架相对独立、负荷转供能力、结构简单　合理、切改灵活有序等要求，以满足运检、调度、营　销管理实际要求，对设计结构进行分析计算和效　果比对，提出三分段三联络整组供电单元的构建　关系。　（１）参与联络线路应与本站或其他变电站构　建站内或站间联络。　（２）相互联络线路不宜来自变电站的同一母　６２６　李磊，等：基于植物生命特征的中压架空配电网规划与建设时序研究　线。　（３）与同一线路的联络点不应多于２处。　但是参与构建整组供电单元的三分段三联络　线路应不多于４条。三分段三联络整组供电单元　接线结构比对表如表１所示。　表１　三分段三联络整组供电单元接线结构比对表　通过分析确定，由２座变电站分别提供２条　三分段三联络线路的整组供电单元（见图５和图　６）可作为终期目标网架进一步开展对比研究。　・出　器一　口　葬　图５由２座变电站分别提供２条三分段　三联络线路的整组供电单元（表１中模式２）　母线Ｃ　母线Ｄ　出口断路器　分段开关　联络开关　●　（常闭）　－（常闭）　口（常开）　图６　由２座变电站分别提供２条三分段　三联络线路的整组供电单元（表１中模式３）　以单条完整三分段三联络线路为对象，按照　与主供电源的联系，自定义３条分段线路分别为　一级供电段“Ａ－１”、二级供电段“Ａ＿２”和三级供电　段“Ａ一３”（见图４），在构建整组供电单元时保持联　络前后各级供电段的分级状况不发生变化。　通过对成长特性、建设时序和转供能力的分　析研究，以图６为例，目标网架中各三级供电段的　建设（见图７虚框）应滞后于两座电源变电站的建　设。　

脚　．　。　

・出　器－　鬃　口　

因此，以整组供电单元为目标网架，初期应优　先构建以单座变电站为电源的一、二级供电段相　互联络的站内联络关系。通过分析对架空主干配　电网建设时序进行了初步确定。以此，对图５构　建的网架结构进行梳理和调整如图８所示。　

母线Ａ　母线Ｂ　母线Ｃ　

母线Ｄ　

・出　器－　譬　口　荠　图８　由图５调整的三分段三联络整组供电单元示意图　综合图７和图８的研究成果，获得３种基本　接线结构，分别自定义命名为可嫁接型、可分离型　和连理型（见图９）。　２．３　自定义基本接线结构　（１）自定义基本结构之一：可嫁接型。“可嫁　接型”结构为２台分段开关和１台联络开关形成　的串接结构，其中包括２个完整的三级供电段和　２个不完整的二级供电段。　特点：既可作为标准结构独立存在，同时可作　为典型结构“嫁接”于两个独立的同类二级供电段　（自联式、互联式）形成标准组结构；当整组单元负　载水平达到极限时，可重新“嫁接”。　适用性：整组单元终期网架构建；从老网架向