配电网标准化与差异化发展路径

国网江苏省电力有限公司 吴 强

自党中央部署加快新型基础设施建设进度的工作以来，国网公司聚焦“新基建”，大力推动配网侧的新型电源（储能、可再生能源）、新型负荷（充电桩、直流）基础建设，使配电网呈现出“多源性”和负荷多样化特征，对配电网发展的统筹性和协调性提出了更高要求。这就要求配电网能够落实其标准化与差异化发展。

1 配电网网架标准化分析

为推进标准网架建设改造，在国网典型网架基础上，结合江苏配电网现状研究10（20）千伏标准接线及拓展模式，形成包含电缆单环网、电缆双环网、架空多分段单联络、架空多分段适度联络、N供-备、花瓣网等标准接线模式，为基于网格化的标准网架建设提供依据。

1.1 10（20）千伏标准接线

按照《配电网规划设计技术导则》中对典型电网结构的标准要求，目前江苏省10（20）千伏接线模式已涵盖了架空辐射状、架空多分段适度联络、电缆单环式、电缆双环式和电缆N 供-备5种典型电网结构。10（20）千伏典型电网结构模式如下图1所示。

图1 架空多分段适度联络示意图

架空多分段适度联络典型模式（DL/T5729—2016）。

架空辐射状典型模式（DL/T5729—2016）。说明：为提高线路的转供能力，江苏省10（20）千伏架空辐射状接线模式正向架空多分段适度联络模式转变。

图2 架空辐射状示意图

电缆双环式接线典型模式（DL/T5729—2016）。说明：接入双环的环网室和配电室的两段母线之间需配置母联开关。

图3 电缆双环式标准接线示意图

电缆单环式接线典型模式（DL/T5729—2016）。说明：组成单环网的2条配电线路应来自同一供电区域的不同变电站或开关站，电源点受限时可来自同一变电站或开关站的不同母线。

图4 电缆单环式标准接线示意图

电缆线路N 供-备。说明：N 供-备电缆线接线按标准网架统计，其中2≤N ≤4。

图5 N 供-备电缆线接线示意图

架空线路N 供-备。说明：N 供-备架空线接线按标准网架统计，其中2≤N ≤4。

图6 N 供-备架空线接线示意图

1.2 10（20）千伏接线拓展模式

《配电网规划技术导则》针对中压配电网的标准接线模式加以明确。不过，在实际建设中，难免会受到环境、政策、自然环境等一系列的影响，直接从现状电网过渡到标准接线存在难度。为了解决配电网规划中部分10（20）千伏网架类项目落地难的问题，本章节吸取国内外先进的规划理念和组网方式，在保证供电可靠性和供电质量的前提下，研究提出适用于不同环境的标准接线拓展模式[1]。

2 配电网网架差异化研究

针对配电网网架差异化的研究分析，就需做好对应的评价分析处理，以此来满足具体的研究需求。

2.1 评价目的

合理接线模式的应用，对经济性、线损、末端电压水平、供电可靠性都将起到提高或改善的作用。所以，典型接线模式也就是多目标决策，选择典型接线模式，就是对以上四个目标的满足程度[2]。

网架建设可靠性的提升也就代表其高投资，而线损以及末端电压水平本身和经济性之间也会存在相类似的关联系。因为指标之间矛盾的存在，这样就会导致决策复杂度过高并且无法直观、轻易的制定决策[2]。为了满足最优化的中压配电网接线模式的明确，就可以在评价中考虑到赋权法的合理利用。

2.2 评价结果

在评价结果分析方面，本章节选取用户分布与负载率综合分析、多分段三联络与多分段单联络两个方面。

用户分布与负载率综合分析。通过对最优化决策模型评价结果进行提炼总结，由图7可知：在不同负载率下，用户集中中段分布综合得分能够与用户均匀分布持平，但用户均匀分布与集中中段分布均远远大于用户集中后段分布；标准接线及拓展模式负载率越高，其综合评分越低。

图7 用户分布与负载率综合对比图

多分段三联络与多分段单联络。有图8可知，多分段单联络在负载率小于等于50%时，其综合评分要略大于多分段三联络，但在负载率大于50%时，多分段三联络综合得分要高于多分段单联络。这也充分说明了在负荷密度较低的地区宜采用单联络组网方式，在负荷密度较高的地区宜采用多分段三联络组网方式。

图8 多分段三联络与多分段单联络对比图

3 配电网的发展路径分析

3.1 地区建设差异性分析

随着时代的发展和社会的进步，城乡地区和城市对于用电需求逐渐增加，配电网的符合也在持续增长的过程中，相关形态与功能逐渐发生着变化，整体供电的可靠性、适应能力以及安全性等多方面的需求也在不断提高当中。配电网的规划建设工作具有长期性和系统性[3]，并且在不同的区域中相关的规划建设需求也是不同的，在规划建设活动中要结合具体情况和需求，对于规划进行科学、系统地调整，并且提高相关方案实施的可行性与科学性。

智能配电网的建设意义在于，可以实现清洁能源的充分利用，同时又可以保障末端电网的安全性，这样就能够直接和大容量的情节能源以及远距离输电网之间相互的对接调度，这样就可以满足清洁能源消费比重的提升，从而为优化用电与发电平衡性提供灵活性的调节能力。

3.2 负荷特性分析

第一，随机变化特点。针对电力负荷的随机性，其包含了内在与外在两个方面。内在随机主要是决定于电力系统的非线性元件。所以，电力系统本身就属于大型非线性系统，并且在这一系统中，电力负荷是关键组成部分。所以，电力负荷本身也是非线性的，其外在的表现主要是集中在电力负荷数据本身呈现出来的实际特点。

第二，周期变化特性。电力负荷本身带有随机变化的规律，同时也存在明显的特点，即周期性的电力负荷变化，其主要会受到工作规律、温度以及其他等因素的影响，外在的表现，主要是呈现出周循环、季节性变化、节假日等特性。如，每一年的峰值一般都会出现在夏冬两个季节，低谷则在春秋两个季节。每一周的电力负荷一般在周一到周五会呈现出规律性的变化；在节假日电力负荷值也会相应降低。

3.3 “三景三力”韧性配电网[4]

一是持续推进配电网在常态情景下稳定力的提高，保证配电网运行状态维持正常的情形下，能够妥善应对各类随机缺陷、小扰动或正常的电源及负荷波动。着重优化配电网不停电作业能力，全面深入研究10千伏“钻石型”配电网，兼顾升级改造配电网的可行性及经济性，落实受端电网“互联互济互保”机制及“智慧保电”模式的制定与研发。

二是持续关注配电网在应急情景下应变力的增强。当有较大缺陷或故障出现在配电网中时，需确保能够第一时间精准定位风险源、辨识危险传播路径并评估系统风险，促进闭环安全防御策略的主动形成。同时，着重优化移动电源、自备电源及分布式电源的配置，增强重要负荷孤岛运行，为脱网情况下重要负荷的平稳运行提供支撑。加大微电网可控性，极端情况下保证微电网能够实现离网运行，使微电网内部关键负荷能够实现持续供电，并促进关键负荷停电范围及时间的缩小。

三是促进配电网在极端情境下恢复力的增强。面对重大灾害带来的影响，尽可能弱化配电网故障引起的损失，保证供电能力能够尽快恢复正常。同时，严格管理黑启动资源，深入研究综合利用各类燃机资源、微电网黑启动路径。合理管控重点区域防灾减灾，参照对应标准严格落实大功率密集输电通道运维与变电站防护工作。持续推进区域应急联防联动机制的完善与改进，以配电网安全治理为基础，联合有防护需求的其他设施设备，做好跨区协同联防机制的制定及区域责任工单共行、互济互保机制的探索。

3.4 新型电力系统对网架影响分析

新型电力系统下，对规划建设提出了更高要求。新能源迅速增长下电力系统调节与消纳能力不足等问题，对配电网规划和网架建设提出了新的挑战。

一是“源、荷”更加多样化。分布式分布式电源和多元负荷规模化接入，配电网潮流由单向流动变为双向互动，但新能源出力的间歇性、随机性和波动性影响了配电网安全可靠运行，若规划环节不综合考虑新能源消纳、充电设施容量裕度，配电网将面临低效运行局面。

二是电网结构更加复杂。配电网功能由电力传输分配向新能源平衡消纳转变，导致分段方式、接线方式的设计原则发生变化。微网等小型网络结构不断接入电网，将会造成潮流控制难、合环涌流等问题，严重影响配电网供电质量。同时，交直流混联、微电网等新型网架结构对电力电子设备提出了更高要求。

4 结语

总而言之，基于本文在分析配电网标准化与差异化的基础上，针对配电网的发展路径进行分析，希望通过这样的研究，能够明确标准化与差异化的实际需求，从而推动配电网的可持续发展，让其能够满足日常的运营要求。