童家鹏
(广州供电局有限公司,广东 广州510620)
配电网规划作为一项系统工程,需统筹考虑各功能片区和电压层级之间的配合,但长期以来的高压配电网(主网)和中低压配电网(配网)规划缺乏协调性。本文将分析目前主配网规划中存在的问题,探讨主配网规划协调发展的思路。
我国城市电网中大多以220kV构成环网,以110kV作为主力电源点,通过10kV线路向用户供电[1]。但在城市电网规划中,变电站布点受城市规划和征地拆迁等因素的影响难以落实,变电站最终的选址通常不是最佳的位置,如远离负荷中心、靠近河涌或高架桥等复杂的环境,这直接导致变电站10kV出线困难,甚至出现变电站投产之后由于难以出线而长期轻载的情况。
由于缺乏负荷报装量化的指导和有效的控制手段,在业扩报装环节未对接入负荷的大小进行严格把关,导致用户“报大用小”的情况非常严重,在变电站出线间隔资源非常有限的情况下,导致全部10kV出线间隔被占用但变电站依然轻载。
受地区负荷分布不均的影响,变电站重过载与轻载的情况并存,如果重过载比较突出的地区未及时规划新建变电站,则会极大地制约新增负荷的接入,出现“卡脖子”现象。城市规划的实现受众多因素的影响有所滞后,电网公司基层单位对负荷报装的信息准确掌握的难度较大,而电网规划与建设的步伐如果没有及时调整则可能造成容载比偏高,导致电网资产利用率下降。
配网规划人员在规划10kV出线间隔时未充分考虑变电站的接线模式及主变容量配置,未能将10kV数量均衡地分配至各主变,导致同一变电站各台主变负载不平衡,甚至同一个变电站重载主变和轻载主变并存。为提高变电站的利用率,新建110kV变电站的主变通常采用分期投产的方式,如首期投产2台,待负荷增长至一定水平之后再投产第3台,但在投产后未及时将原有部分10kV出线改接至新投主变,导致第3台主变长期轻载,而先投的2台主变负荷未能及时调整。
为确保中压配电网存在的问题通过新投产变电站及时得到解决,同时使变电站在投产初期的负载率达到较高的水平,中压出线项目通常根据变电站投产时间同步立项,但输变电工程的投产时间频繁变更,导致10kV出线项目无法实施,在不能续建的情况下必须取消后再重新立项,严重影响规划的时效性。
城市电网规划存在诸多的不确定因素[2],负荷的增长及分布情况准确预测的难度较大,从全局范围来看,在重主轻配的影响下,负荷预测的结果通常高于实际水平,因此,只要条件允许,变电站的建设进程就会快于负荷增长的速度,导致全局容载比偏高;从局部来看,由于负载分布的不均衡,在某些负荷较重的城市中心,变电站建设的阻力通常也比较大,反而负荷密度小的地区变电站建设比较容易,如果在主网建设过程中采取避难就易的工作态度,则导致城市中心的重过载变电站长期得不到解决,而负荷密度小的地区变电站普遍轻载,整体的容载比也偏高。
近期投产的变电站通常按照典型设计建设和配置,10kV出线数量与排序与主变数目及容量相匹配,但早期投产的变电站由于缺乏指导,10kV出线柜的配置比较混乱,规划人员在不熟悉变电站接线模式的情况下容易构建同一主变内的联络馈线,不利于主变故障及检修情况下的转供电。
早期变电站布点较少,10kV供电半径较长,在新建变电站投产后没有及时转接周边的负荷,变电站供电区域存在交叉的情况。在构建10kV网架结构时,未充分考虑建立变电站之间的联络关系,无法为变电站在故障和检修情况下提供有效的转供电支援。
为了使主配网建设同步实施,在审查输变电项目可研的同时对10kV出线项目(包括变电站出线走廊)进行同步审查。首先,配网规划人员深度参与输变电项目立项前期工作,为变电站建设提供全面的负荷报装信息及供电范围内现状的负载水平,从负荷发展情况来验证变电站的建设必要性及确定投产时序,避免变电站投产出现轻载情况,提高设备利用率;其次,提前规划10kV出线走廊,与主网进线协商电力走廊资源,尤其变电站周边道路复杂的情况,可采用主配网共沟等方式来解决走廊资源有限的难题,避免主配网规划各自为政的情况;最后,从10kV出线的便利性以及周边负荷情况来分析变电站布点的合理性。
对于同一变电站各主变负载不平衡的情况,即重过载主变和负荷较轻的主变之间可通过调整10kV出线间隔来实现,此种情况通常出现在主变分期投产的变电站,先投产主变负荷较重,而后期投产的主变因出线不足导致轻载,可将重载主变的部分10kV出线改接至轻载主变,为避免此类改造需要驳接电缆导致新增中间头的情况,可在变电站设计中考虑将先期投产的主变置于远离10kV出口的一侧,在后期的主变投产后可直接将电缆01头斩接来实现负荷的调整。配网规划人员容易忽视的另外一个问题是重过载的110kV线路也可通过站内主变之间的负荷调整或通过相邻变电站新出10kV线路进行调整。
首先,考虑到变电站建设阻力较大的问题,在某些现状负荷不高但远期负荷发展潜力大或周边变电站出线间隔已用完的情况,可采取先建设变电站土建及10kV高压室,等负荷释放到一定程度再投产主网进线及主变,既可解决变电站建设阻力大的难题和10kV间隔紧张的局面,又可使变电站分期建设,使投资效益最大化。
其次,考虑到变电站投产时序的易变更性,针对新投产变电站,配套10kV出线项目应提前做好规划,但在编制可研和立项时,可配合变电站规划投产的时间节点先立项10kV站出线电缆走廊工程(走廊工程必须包含规划出线涉及的绝大部分路径),线路走廊建设是配网工程难度最大、周期最长的一个环节,在走廊建成投产后,电气部分的施工在较短的时间内即可完成。
高压输电网通常是环网运行,但高压配电网一般是环网布置、开环运行,为了避免110kV电压等级开环运行在故障或检修过程中存在的风险,在规划10kV网架结构时应优先考虑构建站间联络,在变电站布点较少的情况下,可搭建同一变电站不同主变之间的联络,但应尽可能避免出现同一主变下的10kV馈线联络。需要说明的是,为实现10kV馈线分片区供电的目的,并非所有线路都需要实现站间联络,因此,建议在城市配电网的规划中,10kV站间联络率宜维持在55%~70%的水平。
配网规划人员应掌握有最详细的负荷报装数据,包括负荷的大小及分布情况,将管辖范围划分为弱干功能片区,分析各功能片区的负荷特性,以此作为负荷预测的参考标准。在用户报装过程中要严格审查报装的数据的准确性,避免用户“报大用小”导致变电站10kV出线间隔资源浪费的情况。
主配网作为一个整体,不能将其分开单独进行规划,主配网规划人员应加强沟通,确保主配网规划的协调发展。由于配网现状存在的问题及欠账相对较多,应将工作重心从主网规划适当向配网规划倾斜,规范配网规划与建设,并力求通过配网的建设来解决主网存在的问题。
[1]陈章潮,唐德光.城市电网规划与改造[M].北京:中国电力出版社,1998
[2]朱海峰,程浩忠,张焰,等.电网灵活规划的研究进展[J].电力系统及其自动化,1999,23(17)