乐清地区20kV配电网络规划项目实用性研究

第1章绪论

1.1研究的背景与意义

在我国特高压电网建成后,国内将形成1000/500/220V的输电电压序列,在西北地区将形成750/330V的输电电压序列。配电网络则以110V/35V/10V为主要的电压等级。但是,随着这些年我国经济的迅猛发展,一些经济比较发达的地区用电负荷需求增长十分明显,尤其是在北京、上海、浙江等部分地区,电力负荷密度已经接近或者达到发达国家水平,现有配电网供电能力在满足供电需求上,己经逐渐出现了力不从心的现象。所以如何保证配电网满足负荷发展需求,是我们亟待研究解决的一个问题,其中配电网电压等级的合理选择,尤其是中压配电网电压等级的合理选择是其中核心关键问题之一。合理选择与适时提高电网电压等级尤其是中压配电电等级,缓解当前电力供应紧张局面,切实促进电力工业的健康有序发展是至关重要的。中压配电网在35V以上高压电力网和220々80V低压网之间起着承上启下的连接作用,中压配电网的电压等级的选择,将直接影响到电力网的线损、电能质量和系统的稳定性,现阶段我国中压配电网的电压等级大多为lOV。虽然lOv中压配电网在我国电网的发展过程中起到过重要的作用,但是随着经济水平的快速发展,各地的用电量(尤其是城市的用电量)迅猛增加,lOV配电网在经济性、保证电能质量和系统稳定性方面,逐渐凸显出了它的一些局限性。在上海、武汉、广州等城市负荷密度已高达10MW/ni2,特别在城市新区、工业新城等繁华地段甚至超过了50MW/m2, lOV配网已经难以满足新型城市供用电的发展需要。为了应对这一局面,部分电力工作者提出将中压配电网电压等级升至20Vo对中压配网额定电压等级从lOV改变为20V,将对与配电网相关的电力设备的设计制造,电力系统的运行管理,产生巨大的影响,中压配电网电压等级的提高,还能够节约配电网系统的运行费用,提高经济效益;电压等级的变化,还会影响到电力网建设的投资和发展速度,对整个国民经济的整体布局和远景规划,都会产生巨大的影响,甚至于对我国生产建设的发展,现代化程度的提高,都具有深远的战略意义,同时也具有重要的现实意义。所以,一个地区电压等级的确定,需要经过科学的研究、谨慎的决策,它是一个涉及面十分广的综合性课题。目前,已有很多学者对20V在配电网中的应用做了研究,

第2章配电网规划模型及优化理论

在传统上,对配电网规划的研究人们大多是釆用确定性的优化算法,也就是对配电网规划问题进行精确数学建模,也就是把配电网规划看作是一个多变量、多约束、混合整数的非线性问题来进行求解。但是在实际的规划中,还有许多不确定性的因素,例如工程、投资、环境等,如果考虑这些不确定性因素,配电网规划是一项十分复杂的系统工程,它的复杂性主要表现在规模特别庞大,也就限制了所能采用的规划方法。配电网包括变电所低压侧的配电装置,还有幵闭所、配电所和架空线路、电力电缆等相应设备;所以我们一般认为配电网是指二次降压的变电所低压侧降压后(或者是直接)向用户供电的网络。配点网根据电压等级可以分为高压配电网(35-llOV),中压配电网(3-20V),还有低压配电网(220-380V)c配电网的优化规划就是在保证配屯网经济运行的前提下(也就是保证较高的电能质量和较小的费用的),并且还要满足城市环境保护的要求,对电网的现状和预测负荷进行分析,得到配电网的最优结构。本章就是对配电网规划的基本概念、模型进行了简易的介绍,并且阐述了相关的优化算法,为后续章节中所论述的配网规划实用化研究提供理论基础。

2.1配电网规划的基本概念

配电网规划包含三个方面的内容:1、配电网的负荷预测;2、配电网的短期规划;3、配电网的长期规划。在配电网规划中,负荷预测根据电网规划的目标和内容,不仅要对供电区域中与规划年相应的负荷的总量进行预测,并且还要对供电区域中的分块负荷进行预测(这里的负荷是指包括负荷的容量,还有负荷的类型),从而能够对确定供电区域中变电所、线路等供电设备的合理分布提供依据。配电网的长期规划是指在负荷预测基础上,结合城市发展的长期规划和经济发展水平,尤其是要注意以前没有特别引起注意的环境保护的角度,从配电网整个系统长远发展的角度出发,对配电网用电状况进行具体分析,从而决定电压等级、送电范围等方面的问题,配电网的长期规划一般在10年以上。配电网的长期规划一般包括:初步确定新的主要供电电源、变电站所和供电线路的建设位置、建设时间,还有建设容量等方面的内容。

第3章20V/10V电压等级比较分析17

3.1线路损耗与电压降17

3.2出线回数与长度17

3.3供电容量18

3.4配电容量19

3.5变压器损耗20

3.6受土地资源约束的临界负荷密度20

3.7本章小结21

第4章乐清规划地块现状及负荷预测22

4.1规划地块现状22

4.2负荷预测的方法23

4.3远期负荷预测24

4.4远期负荷预测结果校验26

4.5近期负荷预测: 27

4.6本章小结28

第5章高中压网络规划29

5.1高压变电站规划原则29

5.2规划区远期变电站规划31

5.3中压配电网网络规划32

5.4本章小结37

第6章规划方案比较分析38

6.1技术性比较38

6.2经济性比较40

6.3近期高压配网规划41

6.4近期中压配网规划42

6.5电缆排管规划42

6.6本章小结43

第7章结论 44

20V电压等级目前已经在国内外的许多城市配电网络建设和改造工程中得到了广泛应用。本文首先对国内外20V配电网络的研究应用情况进行了评述,然后给出了10V电压等级和20V电压等级的理论比较结果。其次结合乐清地区某规划项目,根据待规划地块的现状分析和负荷预测结果,分别给出了10V和20V电压等级的配电网络规划方案。再次根据规划结果,从技术层面和经济层面对10V和20V电压等级的配电网络规划方案进行了比较分析。结東表明相比于10V配电网络,20V在供电半径、电能质量、供电损耗、建设用地和建设成本方面都具有相当的优势。最后在选定以20V做为主要的配网电压等级基础上,给出了待规划地区近期高中压网络的规划方案并绘制出了详细的规划方案图。总之,随着中压配电电压等级的提高,中压配电网在供电能力和电压质量方面均将得到明显改善,鉴于国内外己经有20V电压等级作为中压配电电压等级的应用实践,因此从技术上来说,20V作为中压配电电压等级是可行的。展望未来,随着我国经济的高速发展,大中城市已有的10V配电网供电压力比较大,新兴的快速发展的城市新区、工业新城釆用10V供电难以满足需求,因此提高中压配网电压等级以满足社会发展需要是必要的。