基于网架灵活性的中压配电网接线模式选择研究

郑 圆

（广州电力设计院有限公司，广东广州510610)

0 引言

对于内部不同区域间在负荷密度、接线模式、接线标准化程度等方面均存在较大差异的特大型城市配电网，在对现状网架进行优化提升的过程中应尤其注意要遵循微调挖潜、避免大拆大建的改造思路，确保网架调整构建过程的经济合理性。因此有必要从尊重配电网的现状实际出发，对现状大量存在的多种接线模式全面展开灵活性分析，对接线模式的可延展性和在该城市配电网内的远期适应性进行验证，选定合适的接线模式并研究该接线模式下一步的发展方向，确保城市配电网向目标网架有序、平稳地过渡发展。

1 灵活性评估思路和评估内容

1.1 研究评估对象

根据某特大型城市现状采用的典型接线，以下述中压配电网接线模式作为灵活性评估的具体对象：单环网接线（“2-1”环网、“3-1”环网）；单分段单联络接线、多分段多联络接线；N供一备接线（N=2，3）；花瓣接线；双环网接线。

1.2 研究评估思路

配电网接线模式的灵活性主要体现在两个方面：一是接线方式本身为适应供电要求的变化而发生变动时的灵活性，或称结构灵活性；二是运行操作方面的灵活性，或称运行灵活性。其中以结构灵活性最为关键，因为结构合理的接线单元是构建简单、清晰、标准化的配网网架的基础，因此应将其作为研究重点。

1.3 两个基本概念和关键评估内容

（1）提出本次灵活性分析中运用到的两个基本概念：

“系列接线”概念：以合理简化和提炼关键特性为目的，将现状多种接线模式按“系列”进行合并归类，以“系列”作为基本评估单元。

“目标接线”概念：在本次灵活性分析中，“目标接线”并非若干“单一接线模式”的组合，而是若干“系列接线”的组合。

（2）关键评估内容和评估方法：将接线模式的结构灵活性分解为“系列接线的可过渡性”和“目标接线的可适应性”，并分别进行分析研究。

2 接线模式灵活性分析

2.1 典型接线模式的结构灵活性分析

2.1.1 系列接线的可过渡性

总结近年来某特大型城市配电网规划、建设的实践经验，结合相关理论研究成果，提出适用于特大型城市配电网的三个“系列接线”，分别如图1所示。

图1 三个“系列接线”及系列内具体接线模式的过渡发展

可见，每一“系列接线”中所包含的几种具体接线模式之间具有相互关联、循序渐进的关系。

“系列接线”的可过渡性体现在以下方面：

（1）随着负荷水平的逐步提升，在同一系列所包含的若干种接线模式中，供电能力较低的模式无需通过大修大改，即可以较小的代价继续过渡为负荷承载能力更高的同系列接线模式。

（2）对于单环系列、分段联络系列，当某个区域内的典型接线组都发展到所属“接线系列”中的最高承载能力模式时，可通过新增负荷出线重新展开新一轮的系列接线构建，以达到调整原馈线组负荷、维持组内馈线的相互转供能力的目的。

（3）在区域内负荷水平不断提高的过程中，在同一系列中选择下一步过渡接线即可在满足负荷需求的同时保持区域接线模式的“简单化”。应特别注意，为遵循“简单化”的网架构建原则，不建议跨系列过渡。例如：若无特殊需求不建议将“2-1”单环网过渡为“两供一备”。

无法纳入上述3个“系列”的两种相对独立、分别有其特定适用场合的典型接模式为双环网接线和花瓣型接线。花瓣型接线模式仅适用于较小范围的试点区域，双环网模式目前仅应用于范围较小的高可靠性示范区，不会与其他中压典型接线模式产生应用范围的重叠交叉。上述两种接线模式分别存在占用变电站间隔资源较多、建设投资较高和实际组网难度较大等问题，目前条件下尚不适合大规模推广应用。

2.1.2 目标接线的可适应性

通常情况下，“目标接线”指的是当某个区域范围内的配电网达到负荷水平基本稳定、关键指标全部满足、区域内网架变动以微调为主而非建设为主的状态时，该区域配电网包含的若干典型接线模式的组合。而在进行灵活性分析时，“目标接线”不宜仅简单理解为若干“单一接线模式”的组合，更适合理解为若干“接线系列”的组合。

若打破城市配电网按负荷密度进行分类分区的方式，不关注某个分区的整体负荷密度，可将城市配电网从另一划分角度细分为“无大负荷区域”“有大负荷区域”“高可靠性无大用户区域”“高可靠性有大用户区域”四种类型。在此基础上，以“系列”作为基本单元对各类供电区域的目标接线进行选择，可得到如表1所示的目标接线选择策略。

表1 基于区域负荷特征的目标接线选择策略

根据表1，可由一个区域的终期负荷大致水平和区域负荷特点（如是否存在大用户）确定该区域适合采用的“目标接线系列”，由于每一“系列”都具备良好的过渡性和负荷发展适应性，所以以上目标接线可以较好地适应某特大型城市配电网中各类分区的差异化发展要求，同时也完全符合“标准化”“简单化”的网络构建原则。

2.2 典型接线模式的运行灵活性比较

典型接线模式的运行灵活性如表2所示。

表2 各典型接线方式的运行操作灵活性比较

（1）单联络与单环网的接线模式操作简便，只需要两次开关操作便可实现线路负荷的完全转供。因此，单联络方式是一种简单而可靠的网架接线方式。

（2）N供一备线路（包括两供一备、三供一备）的接线模式操作简便，只需要两次开关操作便可实现线路负荷的完全转供。

（3）多联络线路（包括三分段两联络、“3-1”环网）的负荷转供电操作较为复杂，需要4次开关操作才可实现线路负荷的完全转供，因此，该种联络方式对于运行人员的操作水平要求较高。

（4）双环网由于本身线路结构较为复杂，对运行人员和设备要求较高，操作灵活性较其他接线方式低。

实际上最影响关键性指标“停电时长”的因素还是网架结构本身的可靠性。各典型接线模式虽然在“负荷转供电操作次数”的多少和“对操作运行人员要求”的高低上存在一定差异，但尚在目前技术手段可接受的范围之内，所以在选择恰当的典型接线模式用于构建网架时，运行操作方面的灵活性宜作为参考因素，而非决定性因素。

本节分析说明，本文评估的某特大型城市现状采用的典型接线模式具备足够的灵活性，可适应大型城市配电网不同区域、不同负荷发展水平和不同供电需求的配电网构建要求。

3 基于网架灵活性的接线模式选择案例

基于上述研究评估结论，对于在大型城市配电网中占据重要分量的电缆网可选择如下典型接线模式逐步完成单辐射线路的环网改造及非典型接线的改造：对于新建公用线路不再采取单辐射接线模式，应按典型接线配置，主要采用“2-1”环网接线，并随着负荷发展逐步改造为“3-1”环网接线，或由“3-1”环网重新组建“2-1”；对于负荷密度较高、大用户较多区域，建议采取带母联的双环网接线模式或N供一备接线模式，减少出线间隔及电网投资。

4 结语

本文的研究结论为内部分区间在负荷密度、接线模式、供电可靠性要求等方面均存在较大差异的特大型城市配电网选定合适的目标接线模式提供了理论支撑，灵活性高的接线模式由于具有较好的可延展性和远期适应性，可确保城市配电网向目标网架有序、平稳地过渡发展。