（电气工程专业论文）韶关城区“十一五”配电网规划研究.pdf

摘要 随着我国国民经济的迅速发展，电力在社会经济生活中的重要性日益显著，必须保 证电力系统的安全经济运行。目前我国的配电网还较为薄弱、可靠性差、损耗高，所以 进行电网改造和合理的规划是刻不容缓的事情。 配电网规划是指在分析和研究未来负荷增长情况以及城市配电网现状的基础上，设 计一套系统扩建和改造的计划，在尽可能满足未来用户容量和电能质量的情况下，选择 最优或者次优方案作为规划改造方案，使电力公司及其有关部门获得最大利益的过程。 论文总结了电网规划的相关概念、实践意义和发展状况，针对韶关市城区“十一五” 配电网规划项目的研究，将先进的规划理论与韶关城区的实际结合一起，对一些韶关城 区较为特殊的问题进行了解决，形成一套集成化的电力系统规划方法。 根据城市电力网规划设计导则及省广电集团有限公司有关规范要求，制定了韶 关城区“十一五”配电网规划建设的主要技术原则，并且给出了韶关城区进行l o 千伏配 网自动化建设的主要目标和主要的技术原则，以此作为韶关城区的配电网改造建设和自 动化建设的主要依据。 对韶关城区配电网的负荷预测中，在对历史负荷结构和历史用电量的分析基础上， 采用了多种预测方法的优化组合，得到预测结果。考虑到负荷的突变性，根据韶关发展 规划，对城区的负荷重点增长项目进行了分析和计算，在此基础上结合预测结果就可以 提高了负荷预测的精度和网架规划的准确性。根据电力电量的计算结果，提出了“十一 五”变电站选址规划结果。 结合韶关城区的实际情况，对韶关城区配电网进行详细地分析，在负荷预测和变电 站选址的基础上，文中分别制定了适应韶关旧城区和新城区发展的近景和远景网架发展 目标，并对规划和改造效果及项目安排进行了汇总。 最后对整个规划的方案进行了投资估算，分析表明，韶关城区l o k v 配电网经过“十 一五”规划建设后，对整个社会将产生良好的社会效益和经济效益。 论文提出韶关城区“十一五”配电网规划能够满足韶关市“十一五”期间的经济发展需 求，具有良好的前瞻性和可操作性，能够对韶关城区配电网建设起到指导作用。 关键词：配电网规划；负荷预测；电力电量平衡；网架优化 a bs t r a c t w i t i lt h er a p i dd e v e l o p m e n to fn a t i o n a le c o n o m yi no u rc o u n t r y , e l e c t r i cp o w e rb e c o m e s m o r ea n dm o r ei m p o r t a n t s oi t sn e c e s s a r yt oe n s u r et h es a f ea n de c o n o m i c a lo p e r a t i o no f p o w e rs y s t e m t h ec i t yd i s t r i b u t i o np o w e rg r i di no u rc o u n t r yi ss t i l lw e a ll a c ko fr e l i a b i l i t y a n dh i g h l yw a s t e d , i t so b v i o u s l yu r g e n tt om o d i f yc u r r e n ts t a t u sa n dm a k ear e a s o n a b l e p l a n n i n go f t h en e t w o r k t h en e t w o r kp l a n n i n gi st oa n a l y s i sa n ds t u d yt h ei n c r e a s eo ft h el o a di nt h ef u t u r ea n d t h ec u r r e n ts i t u a t i o no ft h en e t w o r k ，m a k eap l a n n i n gf o rt h es y s t e m sm o d i f i c a t i o na n d e n h a n c e m e n t t h ep l a n n i n gp r o j e c ts h o u l ds a t i s f yt h er e q u i r e m e n to f t h el o a di nt h ef u t u r ea n d t h em a x i m u mb e n e f i to f t h ep o w e rc o m p a n y t l l i st h e s i sg i v e st h es u n l n l a r yo ft h ec o n c e p t i o na n dd e v e l o p m e n to ft h en e t w o r k p l a n n i n g s o m ea d v a n c ea l ep u tf o r w a r dt h e o r i e si nt h ep r o j e c to f “s h a og u a nu r b a n1 0 k v d i s t r i b u t i o nn e t w o r kp l a n n i n gi nt h ee l e v e nf i v e y e a rp l a n b a s eo nt h et h e o r i e sa n dr e a l s i t u a t i o no f s h a og u a nc i t y , t h ei n t e g r a t e dp r o c e s so f n e t w o r kp l a n n i n gi sp r e s e n t e d t h em a i nt e c h n i c a lp r i n c i p l e so ft h ea c t u a l i z a t i o no ft h en e t w o r k sc o n s t r u c t i o na n d a u t o m a t i o na l eg i v e ni nt h ep a p e r s h a ng u a n g1 0 k vd i s t r i b u t i o nn e t w o r kp l a n n i n gi sb a s e o n t h eg u i d eo f c i t yd i s t r i c td i s t r i b u t i o nn e t w o r kp l a n n i n g a n dc r i t e r i o nd e m a n dm a d eb yt h e g r i dc o m p a n yo ft h eg u a n gd o n gp r o v i n c e a l lt h e s ep r i n c i p l e sa r et h ef o u n d a t i o n o f c o n s t r u c t i o no fs h a ng n a nd i s t r i b u t i o nn e t w o r kp l a n n i n g b a s eo nt h ea n a l y s i so fh i s t o r i c a ll o a ds t r u c t u r ea n dp o w e rd e m a n d ，m a n yl o a df o r e c a s t m e t h o d sa r ec o m b i n e do p t i m a l l y t h er e s u l to ft h ei o a df o r e c a s ti ss a t i s f a c t o r y t h em a i nl o a d i n c r e a s i n gi t e m sa r ec o n s i d e r e db yt h es u d d e nl o a di n c r e a s i n g t h e nt h ea c c u r a c ya n dv e r a c i t y o ft h el o a df o r e c a s t i n gi se n h a n c e d s u b s t a t i o na d d r e s sp l a n n i n gr e s u l ta r eg i v e na c c o r d i n go n t h er e s u l tp o w e rd e m a n dc a l c u l a t i o n b a s eo nt h ee s p e c i a lc o n d i t i o no fs h a og u u n gc i t y , w h e r ee x i t ss e v e r a ld e v e l o p m e n t l e v e l s ，a n dn e wd i s t r i c t ，t w od i f f e r e n tp l a n n i n gp r o j e c t sa r ep u tf o r w a r dr e s p e c t i v e l y t h a ti s t h e1 0 k vd i s t r i b u t i o nn e t w o r kp l a n n i n go ft h eo l dc i t yz o n e ，t h en e wd i s t r i c tp l a n n i n gb a s e o nt h er e s u l to fl o a df o r c a s ta n dp l a n n i n gs u b s t a t i o na d d r e s s t h ec o s t - b e n e f i te v a l u a t i o no ft h ei n v e s t m e n ta n dt h es o c i e t yi n f l u e n c es h o wt h a tt h e d i s t r i b u t i o nn e t w o r kp l a n n i n go fs h a og u a n gc i t yh a sn o to n l yg o o de c o n o m i cb e n e f i t ，b u t a l s oe x c e l l e n ts o c i a lb e n e f i t k e y w o r d s ：d i s t r i b u t i o nn e t w o r kp l a n n i n g ；l o a df o r e c a s t i n g ；p o w e ra n de n e r g ye q u i l i b r i u m 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名：苛意崔 日期州年蝴。7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校 有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位 论文被查阅( 除在保密期内的保密论文外) ；学校可以公布学位论文的全部 或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论 文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 本学位论文属于： 口保密，在年解密后适用本授权书。 日不保密。 学位论文全文电子版提交后： 口同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏 览。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：印 指导教师签名： 遗墙 叶 日期：州版日口7 1 1 1 日期： 第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 随着国民经济的高速发展及人民生活水平的日益提高，电力的供应和消耗已渗透到 社会生产、人民生活的各个角落，社会对电力的需求量越来越大。同时，产业结构的调 整，电力市场的逐步形成以及电价机制的完善，也对电网的经济性和可靠性提出了新的 要求j 。 配电系统通常包括配电变电站、一次配电线路( 馈电线路) 、配电变压器、二次配 电线路、继电保护设施等，是连接发、输电系统与用户的重要环节埘。城市配电网是城 市现代化建设的重要基础设施之一，是现代化城市必不可少的能源供应系统。其建设得 好坏直接影响到城市经济的发展、人民生活水平质量的提高、投资环境的优化等。当前， 国家正在进行电力系统改革工作，在电力工业中引入竞争机制，开展电力市场建设。对 配电网规划问题进行研究，大幅度地提高供电质量和可靠性，对提高电网公司的经济效 益与竞争力、降低电网电能损耗、节约能源具有重大的现实意义。 电网规划一般可分为三部分：电源规划、主网规划和配电网规划。由于长期以来配 电网的建设未能得到应有的重视，所有电力规划的研究工作主要集中在电源规划和主网 规划上，我国的配电网缺乏合理的规划和建设，配电网自动化水平和发展状况相对比较 落后。 1 2 配电网规划概述 1 2 1 电网规划研究的重要性和意义 电网是电力工业发展的一个重要环节。一个良好的电网结构能便利地实现电网的供 需平衡，更好地使电源结构优化，实现区域电网之间的互相支援。良好的规划方案是良 好的电网结构的基础，它应能保证系统在安全稳定的方式下运行，并且在此前提下获得 最良好的经济效益和社会效益。良好的规划方案是电力工程前期工作的重要组成部分， 它是关于单项本体工程的总体规划，是具体建设项目实施的方针和原则，是工程建设的 关键环节。做好规划设计工作对工程建设的工期质量、投资费用和建成投产后的运行安 全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。 华南理工大学硕士学位论文 目前我国的电力工业已经步入了大电网、高电压和大机组的时代，电力规划设计决 策的失误对电力系统本身的安全运行和经济的损失产生的影响将更为巨大。实际电网中 存在的许多急需解决的问题，如：电网供电能力不足，电网结构薄弱，供电可靠性不高， 电压质量低，电网线路能损高等都与电网结构是否合理密切相关。一个好的电网规划设 计可以用来指导电网建设和发展，为电网的安全运行及经营管理奠定坚实的基础，使所 有规划设计的系统能最有效地供应电力，电网能最可靠地稳定运行，能取得最经济的投 资和运行费用。对于发展变化、运行方式变化能最灵活地适应。 但在目前，电网的建设缺乏统一、长远的规划，往往在某地区负荷发展到一定阶段， 出现了运行上的问题或发现了存在的隐患，就在该地区建设或进行局部的技术改进。这 样的“哪里需要哪里建的应急工程”的建设方式，导致了电网结构凌乱和运行方式的复 杂，没有扩展余地，电网网损大，可靠性不高等问题。 在目前的电网规划工作中，往往是按照导则及一定的编写模式，根据规划人员的经 验进行规划，虽然各种因素能够得到平衡和综合考虑，但规划人员的经验、精力、主观 性和所掌握的资料的有限性使规划的科学性和准确性受到影响，这反过来又制约了在人 力和物力上对规划的投入，结果是规划对实际生产建设所起的指导意义不大，权威性不 足。随着整个电网变得越来越复杂，电网规划设计中以往那种人为臆断和局部最优的规 划设计方式会给电网的运行、发展带来隐患，资金盲目使用的可能性加大。这一状况迫 切要求结合实际对电网规划进行深入研究，并在取得理论成果的同时将其实用化，使规 划设计具备科学性和可行性，真正成为电网建设的指导性文件。 在认识到完全依靠规划工作者的经验规划未来的电力系统已远远不能满足现代电 网规划的要求后，采用新技术、新方法对电网进行优化规划已在电力行业内达成共识。 国内许多电力部门做了大量的尝试性工作，其中包括一些国外城市电网规划软件和先进 电网技术的引进。这些工作为我国城市电网规划水平的提高发挥了重要的作用。 不同的时代对电网提出了不同的要求，所以要用新观念对待城市电网规划。不同时 代不仅产生新技术，对技术的评估观念也会不同，对电力技术也如此，只有起点高，才 能看得远，超前意识是时代对规划者的要求。另外由于电网规划所涉及的不确定因素比 较多，“电网要有一定的裕度和应变能力“这个观念在城网规划中十分重要。因为经济发 展是一个系统工程，是一个动态过程，其中包含许多相互制约而不确定的因素。因此要 求电网结构具有足够的弹性，包括有足够的设备容量和对付各种可能出现运行方式时的 应变能力，对前后阶段网架要考虑其相关性并做合理协调。这也是一个电力规划者所追 2 第一章绪论 求的目标。 1 2 2 配电网规划的基本概念 配电网规划是指在分析和研究未来负荷增长情况以及城市配电网现状的基础上，设 计一套系统扩建和改造的计划。在尽可能满足未来用户容量和电能质量的情况下，对可 能的各种接线形式、不同的线路数和不同的导线截面，以运行经济性为指标，选择最优 或者次优方案作为规划改造方案，使电网公司及其有关部门获得最大利益的过程。 一个完整的配电网规划方案，是在仔细分析配网结构的基础上，提供一系列能满足 未来负荷对能量、频率、电压等要求的可行建设方案。并以规定的评价标准( 目前一般 是经济标准) 对这些方案进行选择，选出其中最优的方案作为实际规划的参考方案。 图1 - 1 电网规划与电力系统规划的关系 f i g 1 1r e l a t i o n s h i pb e t w e e n n e t w o r k p l a n n i n ga n dp o w e rs y s t e mp l a n n i n g 1 2 3 配电网规划与电力系统规划的关系 电力系统是由所在地区内的发、输、配电设备，以及二次装置设备组成的一个综合 整体，是电力工业的具体体现。电力系统规划是预见电力系统中潜在的技术和经济问题， 3 华南理工大学硕士学位论文 以及系统内的不充裕性，建议可能解决的发展方案( 例如增加新设备和线路等) 及投资， 在决策过程中要考虑技术、经济、社会和环境等许多因素。电力系统规划由电力负荷预 测、电源规划和电网规划构成。电网规划是电力系统规划的重要组成部分，电网规划应 在国家计划及能源政策指导下进行，它的基础是电力负荷预测和电源规划，并和它们一 起同属电力系统规划，其结构和与国家计划及能源之间的关系如图1 1 所示 6 3 。 电力系统的发展受到未来负荷增长、一次能源供应、电力技术设备的供应以及国家 财力的直接影响。近几年来，电力系统呈现以下几个方面的快速发展：电力需求的高 速增长，要求对电网扩展的大量投资；地区和国家间电网互联的趋势；西在电力市场 中独立参与者的大量增加；随着开放的电力市场的形成，电力工业结构的变化。尤其 是在开放的市场环境下，出现了很多不确定因素，给电力系统的规划带来了很多新问题。 因此，必须对电力系统的规划、运行，技术和体制等方面进行研究，以便得到更有效的 方法和实现策略。随着电力需求的日益增长，电力系统的规模必须不断扩大，电力系统 规划的重要性也日益明显 r l 。 1 2 4 电网规划的任务及主要内容 电网规划主要有两个方面的任务：一是确定电网未来的规模及安装设备的规格，如 导线电压等级和型号、变压器规格等。二是确定电网中增加新设备的时间和地点嘲。其 基本原则是，在保证将电力安全、可靠的输送到负荷中心的前提下，使电网的建设和运 行费用最小。 电网规划应着重研究电网的整体。电网规划的编制，应分析现有网络的状况，根据 需要与可能，从改造和加强现有网络入手；研究负荷增长规律，解决网络结构中的薄弱 环节，扩大网络的供电能力，加强结构布局和设施标准化，提高安全可靠性，做到远近 结合、新建和改造相结合、技术经济合理【4 】。从整体上着眼，可以把电网规划研究的内 容分为现状网分析、负荷预测、网架规划、无功规划、稳定性分析及短路电流分析几个 方面，其中，无功规划、稳定性分析和短路电流分析这三部分是在网架形成后进行的， 无功规划和稳定性分析主要用于确定线路及变压器以外的一些补充设备；短路电流分析 一般作为电网规划方案提出后的校验手段，通常不直接用于方案的确定。因此，目前有 关电网规划研究的主要方向是网架规划研究【5 】。本文只涉及负荷预测以及网架规划。 电网规划考虑的因素主要有： 1 满足负荷需求。这是最基本目标。 4 第一章绪论 2 经济性。随着电网管理逐步趋向于采用市场竞争机制，对经济性的评价更多地从费 用的角度进行。电网规划时需考虑的费用支出有： ( 1 ) 投资费用。包括输电线路投资和变电站设备投资，输电线路投资可以用各条线 路的具体投资来表示，也可以用每公里线路的投资来表示。 ( 2 ) 网损费用。不同电网规划方案可能产生不同的电网功率损耗，这不仅影响电能 成本，还可能影响系统的装机容量。 ( 3 ) 发电费用。考虑发电厂燃料费用和网络增强可使便宜电多发所产生的效益。 ( 4 ) 生产费用与缺电损失。输电系统的容量限制往往对电力系统的运行方式甚至开 机方式有很大的影响，从而限制了生产调度的优化，使发电成本提高。输电系 统的容量限制同时会导致强迫性的减负荷，给用户带来巨大的缺电损失。 3 可靠性。主要应满足正常运行及个别元件故障时不引起其他线路或变压器过负荷， 不引起母线电压超出容许范围。在某些情况下，还应该校验系统的稳定性。 4 环境影响。目前还难以把环保因素当成模型中的约束条件来处理。因此在电网规划 中主要根据环保条件来审查所选的方案。 1 2 5 电网规划的分类 电网规划按规划期长短可分为远景规划( 2 0 - - 3 0 年) 、中长期规划( 5 2 0 ) 年和短 期规划( 5 年) 三种【，l 。如图1 2 所示。在这三部分中，中长期规划研究起着十分重要 的作用。一方面远景规划研究所作出的技术选择可通过中长期电网规划网络的实际状态 进行修正；另一方面它又可以指导短期规划研究，确保短期决策与电网长期发展相一致。 本文探讨的电网规划问题属于中长期电网规划问题。 5 华南理工大学硕士学位论文 图1 - 2 电网规划的分类 f i g 1 2c a t e g o r yf o rp o w e rn e t w o r kp l a n n i n g 电网规划按照电压等级或电网功能的不同又可分为输电网规划和配电网规划。我国 目前5 0 0 k v 级为输电电压，2 2 0 k v 级为送电电压，l l o k v 、3 5 k v 为高级配电电压，l o k v 级为中压配电电压，3 8 0 v 为低压配电电压。可将2 2 0 k v 5 0 0 k v 列入输电网规划( 主 网规划) 、3 8 0 v 1 1 0 k v 列入配电网规划f 6 l 。本文探讨的电网规划问题属于l o k v 配电网 规划问题。 从数学上说电网规划优化问题是一个多目标、多变量、多约束、多阶段的不确定性 非线性混合整数动态规划问题。为了降低电网规划的难度，通常都要对一些因素作一些 简化。很多电网规划研究都把多阶段的电网规划问题简化地看作从规划年直接到规划目 标水平年的单阶段规划问题。单阶段的电网规划问题又称为静态电网规划问题，而考虑 多阶段协调规划的电网规划问题则称为动态电网规划问题m 。本文考虑的是静态电网规 划问题。 1 3 电网规划的研究现状 1 9 9 3 年由国家能源部、建设部颁发，由中国电机工程学会城市供电专业委员会正式 出版了城市电力网规划设计导则，该导则从总则、规划的编制和要求、负荷预测、 规划设计技术原则、供电设施、调度通信及自动化以及特种用户的供电技术要求七个方 6 第一章绪论 面对城市电网规划进行了统一，成为编制和审查城市电网规划的重要文件 6 1 。 在实际电网规划中，常规的做法是按照城市电力网设计导则及一定的编写模式， 根据规划人员的经验进行规划，虽然各种因素能够得到平衡综合考虑，但规划人员的经 验、精力、主观性和所掌握的资料的有限性使规划的科学性和准确性受到影响，并且制 约了在人力和物力上对规划的投入，结果是规划对实际生产建设所起的指导意义不大， 权威性不足。 在认识到完全依靠规划工作者的经验规划未来的电力系统已远远不能满足现代电 网规划的要求后，以计算机作为工具，采用新技术、新方法对电网进行优化规划已在电 力系统界达成共识。为此，国内许多电力部门做了大量尝试性工作，其中包括对一些国 外城市电网规划软件的引进。目前，我国一些大学和研究单位也已经部分地开发了一些 电网规划软件，并在实际电网中得到了应用。根据电网规划工作所包含的内容，用于城 市电网规划工作的计算机软件系统基本分为下述几类： 1 负荷及负荷分布预测、管理软件：这类软件突出规划区内的负荷总量预测及负荷分 布预测并能将两者互相协调，负荷分布预测必须与城市发展规划相结合，预测结果 应该能以图形的形式加以反映； 2 现状网分析软件：这类软件的目的是为了对现状网进行详细的技术分析，以便发现 现状系统的瓶颈，为电网改造和未来电网规划提供参考性依据。一般包含潮流计算、 短路计算、n 1 分析等功能； 3 电网规划软件：这类软件的主要功能包括变电站的容量、位置、供电范围的优化规 划：线路的走廊、导线型号、网络连接与运行方式的优化规划；无功电源的优化规 划等。 4 经济性分析软件：这类软件的目的是对电网的规划结果进行详细的经济论证，重点 是效益分析。 目前，上述软件在部分地区应用取得了一定的成果，但目前还没能形成完整的通用 电网规划软件，这将成为我们今后继续研究的方向。 1 4 研究课题的来源 为大力推进和加快电力网络的建设改造工作，全面提高网络供电能力和供电质量， 为城市经济发展和人民生活提供安全、可靠、优质、充足的电力供应，更好地适应电力 7 华南理工大学硕士学位论文 体制改革和满足市场经济竞争需要。广电集团有限公司韶关供电分公司参考城市电力 网规划设计导则和有关设计规程，遵循安全、可靠、经济的原则，对韶关南雄市l o k v 配电网进行了规划。 本人在攻读工程硕士期间，作为主要参加者参与了韶关城区“十一五”l o k v 配电网 规划研究项目的工作。此研究项目涉及到l o k v 配电网规划的多项内容，例如：电网规 划中的现状分析、负荷预测、网架规划、稳定性分析、电网技术原则、可靠性分析和网 架的经济评估等。 本人由始至终地参加了上述课题的研究，完成了从理论准备，算法选择，系统设计 到规划实践的全部过程，论文正是对以上工作中出现问题的探讨及解决方法的总结。本 人的另一半工作是将理论与韶关的实际结合一起，对一些韶关城区较为特殊的问题进行 了解决，提高了自己的实际应用能力。 1 5 论文的主要工作 本文的研究重点是以韶关城区“十一五”配电网规划为背景，采用先进的理论应用于 配电网规划中的负荷预测、网架优化等，并应用经济评估的方法对网架规划的结果进行 评估。在经济上，对网架进行充分的论证，使网架规划的结果更具有现实的指导意义， 并能使电力企业在市场竞争中处于优势，避免由于规划不当造成的浪费。 论文的主要工作如下： 1 概括地阐述了电网规划的基本概念、电网规划在电力系统中的地位，明确了电网 规划的任务、研究内容和研究现状，指出了在当前电力大发展的环境下，进行电网规划 的重要意义。 2 从韶关城区的自然条件、国民经济现状、未来发展规划及配电网结构等方面进行 分析，找出配电网存在问题，明确配电网规划任务。 3 利用城区已有的负荷数据，进行负荷预测，给出了韶关城区“十一五”规划期间的 各年的电量、最大负荷、最大负荷利用小时数的预测结果。以韶关市“十一五”电网规 划中关于市区规划为依据，对韶关城区的各站在“十一五”期间的供电范围进行划分， 并确定变电站选址。 4 根据韶关社会经济发展情况、城市总体规划和用电负荷发展预测，结合韶关配电 网的现状，确定了配电网规划建设目标，结合改造的技术原则，提出了韶关配电网架规 8 第一章绪论 划的思路，针对现状问题加以解决，重在优化网架结构和布局。 5 根据韶关中压配电网规划网架，对电网建设项目进行了总体安排，并就规划电网 建设与改造项目进行了投资估算，之后对中压配电网的建设和改造进行综合经济效益分 析。 最后给出本文的结论。 9 华南理工大学硕士学位论文 第二章韶关城区自然概况及现状配电网分析 2 1 引言 配电网规划建设的目的是满足城市经济发展对电力的需求，因此，在制定电网规划 前要分析城市经济发展的现状和市政发展规划，预计城市发展规模和经济增长速度，分 析社会用电结构和变化趋势，使电网的建设与城市发展相协调，做到一致发展，并使电 网建设适当超前于城市经济的发展，为城市经济发展提供优质的服务和供电上的保证。 同时必须对对电网电源结构、配电设备、运行情况、配电网结构的方面进行全面分 析，了解目前的现状和主要存在问题，并针对配电网的改造和建设，解决现有存在问题， 使今后的电网建设结构合理，为制定配电网规划年的网架奠定基础。 2 2 韶关城区概况 韶关市地处广东省北部，东邻江西赣州、北接湖南郴州，是粤、湘、赣交界区中心 城市。京广铁路和京珠高速公路纵贯南北，武江和浈江在市区汇合成北江，水陆交通方 便，矿产、水利、旅游资源丰富。 市区规划为面积1 0 0 k i n 2 ，2 0 0 4 年全市总人口3 1 6 7 万人市区现状户籍总人口为 5 2 3 7 万人；规划2 0 2 0 年总人口1 0 1 3 万人。 改革开放给韶关市的社会经济带来较大发展，1 9 9 0 年韶关市国内生产总值 ( g d p l 9 9 0 年价，下同) 5 6 2 亿元，1 9 9 5 年增至8 6 6 亿元，“八五”期间年均增长9 0 3 ，广东省年均增长1 9 2 ，与广东省比较有很大差距：2 0 0 0 年国内生产总值增至1 3 1 亿元，“九五”期间年均增长9 4 ，广东省年均增长1 9 2 ，与广东省比较差距很大； 至2 0 0 4 年国内生产总值达到3 2 5 亿元，“十五”前四年年均增长1 1 3 ，接近广东省发 展速度。而2 0 0 4 年比2 0 0 3 年增长1 3 5 。“十五”计划经济总量增长目标已提前一年达 到，2 0 0 5 年计划增长1 2 ，则“十五”期间年均增长可达1 1 4 ，1 9 9 0 - - 2 0 0 5 年十五年 问国内生产总值翻两番，年平均增长9 6 8 ，第二产业比重已由1 9 9 0 年的4 2 1 上升 至目前的4 9 5 ，2 0 0 4 年人均国内生产总值1 0 2 6 2 元( 当年价) 。 1 0 第二章韶关城区自然概况及现状配电网分析 2 3 韶关城区发展规划 韶关市规划区域定位，是粤北的中心城市，广东省的工业基地、旅游基地、农产品 基地、商贸基地，即“一中心四基地”。 韶关市处于珠江三角洲与以武汉、长沙、南昌为中心的华中城市共同体的交界处， 位于全国京广发展主轴线和闽桂( 福建龙岩一江西赣州广东韶关一广西柳州) 次轴线 上的重要交通枢纽和经济节点，是广东省北部的门户和主要中心城市，是粤湘赣三省边 界地区的核心城市；韶关市目前是京广铁路、京珠高速公路、1 0 6 国道和3 2 3 国道的交 汇点，京广铁路快线的建设、龙一赣一韶一柳铁路建设及韶赣高速公路的建设，将进一 步大大提高韶关市南北向和东西向交通枢纽的地位。因此韶关市在区域协调发展战略中 具有很好的区域优势。 韶关城市总体发展规划中给韶关市定位是建立大韶关都市区，其产业发展战略是改 造、升级、引进，发展成为总面积3 5 0 0 k m 2 ，总人口约2 0 0 万人的韶关都市区。 韶关中心城区空间范围为老城、西联、沐溪、浈江、十里亭、龙归、曲江( 包括韶 钢) 、白土等片区，人口规模上限为1 1 0 万人，用地规模约为1 1 0 k m 2 。 工业空间布局，在中心城区为重工业园区、加工工业园区、高新技术园区。 2 4 韶关城区配电网现状分析 2 4 1 电源情况分析 韶关城区的1 0 k v 中压电网由2 2 0 k v 和1 1 0 k v 变电站联合供电。其中以1 1 0 k v 变 电站为主。韶关城区的1 1 0 k v 及以上变电站的统计如下所示： 表2 - 1 韶关城区1 1 0 k v 及以上变电站基本数据表 t a b l e2 - - 1t h es t a t i s t i co f1 1 0 k va n d2 2 0 k vs u b s t a t i o no f s h a og u a nd i s t r i c t 供1 0 k v 1 0 k v 出 1 0 k v 实 变电站 电压等级 容量构成 总容量电网容 线 供电范围 际出线 名称 ( k v ) ( m 、，a ) ( m v a ) 量间隔总 总数 ( m v a ) 数 芙蓉建设路一带 2 2 0 1l o 1 02 x 1 5 03 0 03 0 01 21 0 武江 重阳 2 2 0 1 1 0 l ol 1 5 01 5 01 5 0l o2 华南理工大学硕士学位论文 供i o k 、， 1 0 k v 出 变电站 电压等级 容量构成总容量 电网容 线 1 0 k v 实 供电范围际出线 名称 ( k v ) ( m 、，a ) ( m v a )量 间隔总 总数 r m v a ) 数 北区城区小岛l l o l o2 4 08 08 02 31 8 河西供电局附近 1 1 0 1 02 x 4 08 0 8 0 2 l 1 7 新君白芒路一带 l l o l o2 x 3 1 56 36 31 21 0 鹤冲韶南大道一片“o l o2 x 3 i 5 6 3 6 3 1 2i i 良村良村附近 1 1 0 1 02 1 63 23 21 21 2 中心 建设路一片 1 1 0 1 02 x 4 08 08 02 47 南郊韶南大道一片1 l o l o2 x 3 1 56 36 31 81 5 阳山 沐溪工业园 1 l o l o2 x 3 1 56 36 31 64 十里亭武江中学附近 l l o 3 5 1 02 x 3 1 56 36 31 91 4 东郊韶关学院附近 l l o 3 5 1 02 0 + 3 1 55 1 55 1 576 韶冶马坝附近 1 1 0 ，3 5 1 0 2 x 3 1 5 6 36 31 07 合计 7 0 1 57 0 1 51 9 6 1 3 3 韶关城区内供电规模为2 2 0 k v 变电站共2 座，1 1 0 k v 变电站共1 1 座。大部分向1 0 k v 电网供电( 十里亭、东郊、韶冶站部分向3 5 k v 电网供电) ，1 0 k v 电网总容量为7 0 1 5 m v a 。 1 容量配置 向韶关城区供电的所有1 1 0 k v 变电站( 除了东郊变电站 m v a ) 均配置了 2 台同容量的主变，台数上配置比较合理，可以在一台主变发生故障时或主变出线发生 故障时，通过其他主变进行负荷转移。城区变电站在站数( 1 3 个) 和主变数量( 2 5 台) 上比较充足，但单台主变的容量太低，3 1 5 m v a 的主变占1 3 台，占到总数的5 2 ，2 0 m v a 的l 台，更低容量1 6 m v a 的主变有2 台，占到总数的8 ，而大容量的4 0 m v a 只有6 台，只占总数的2 4 。 2 间隔利用率 良村站( 2 x 1 6 m v a ) 1 0 k v 出线间隔已经完全占用，但良村站负荷增长很快，2 0 0 3 年最大负荷只有5 m w ，2 0 0 5 年已经上升到9 m w ，增长8 0 ，间隔无法满足负荷增长 的需求；另外，新君站、鹤冲站、芙蓉站、东郊站都剩下一到二个出线间隔可以利用， 应该在对供电负荷调整的基础上，把负荷水平低的出线采取并仓处理，提高间隔利用率。 新君站和鹤冲站的负荷在逐年增长，建议采用新型的出线柜或把负荷转移到剩余出线间 1 2 第二章韶关城区自然概况及现状配电网分析 隔较多的变电站。 3 变电容载比 韶关城区1 1 0 k v 及以上电网变电容载比统计结果如下： 表2 2 韶关城区l l o k v 电网变电容载比统计 t a b l e 2 - 2 t h er a t i o o f c a p a b i l i t y a n d l o a d o f l l o k v n e t o f s h a og u a n d i s t i l c t ( 2 0 0 4 ) 变电站名称 容量( m v a )负荷( m w )容载比 北区站 8 02 7 02 9 6 河西站 8 03 8 o2 1 0 新君站 6 31 5 o4 2 鹤冲站 6 31 7 o3 7 1 良村站 3 26 o5 3 3 中心站 8 05 51 4 5 4 南郊站 6 3 1 5 o4 2 0 阳山站 6 35 o1 2 6 十里亭站 6 31 3 04 8 5 东郊站 5 1 56 08 5 8 韶冶站 6 35 01 2 6 合计 7 0 1 51 6 5 54 6 韶关城区1 1 0 k v 电网总容量为7 0 1 5 m w ( 2 0 0 4 年) ，负荷为1 5 2 5 m w ，容载比为 4 6 ，各个变电站的负荷率基本符合标准要求，但部分变电站的负荷相对较轻，如中心站， 韶冶站、阳山站、东郊站，随着负荷的增长和调整，这些变电站的容载比将会降低到合 理的范围。 2 4 2 配电网基本情况 1 3 座变电站供电范围涵盖韶关城区，韶关城区中压配电网设备统计结果如表2 3 ： 表2 3 韶关城区中压配电网设备数据统计 t a b l e2 - 3t h es t a t i s t i co f e q u i p m e n td a t ao f m i d - v o l a g eo f s h a og u a nd i s t r i c t 线路配变电缆柱上 配电房开关柜 条数长度主干长度容量 分支箱开关 台数( 台) ( 间) ( 面) ( 条) ( k m )( k m ) ( m v a ) ( 台) ( 台) 1 0 35 4 0 2 73 2 1 9 9 1 3 5 05 3 2 6 2 5 2 2 96 9 32 39 2 1 3 华南理工大学硕士学位论文 韶关城区共有l o k v 线路1 0 3 条，总长为5 4 0 2 7 k i n ，其中主干线路3 2 1 9 9 k m ，占总 长的5 9 6 ；配电变压器有1 3 5 0 台，总容量为5 3 2 6 2 5 m v a ：另有配电房2 2 9 间，开关 柜6 9 3 面，电缆分支箱2 3 台，柱上开关总数为9 2 台( 其中s f 6 为6 2 台，真空为3 0 台) 。 2 4 31 0 k v 线路情况分析 1 0 k v 线路是1 0 k v 电网的基本电气设备，也是承载1 0 k v 电网容量与负荷的载体， 因此线路本身的建设情况直接影响到该地区1 0 k v 电网的供电可靠性和质量。下面拟从 主干长度、主干截面以及电缆化率和绝缘化率三个方面进行分析。 1 1 主干长度 受端供电的质量受供电线路距离长短的影响是很大的，在同等导线截面条件下，线 路供电半径长则末端压降大，且线损也较大，故受端电压低，且故障及事故负荷转送能 力差；反之，则末端压降小，线损也小。根据城市配电网建设改造技术原则和广 东省电网规划设计技术原则的规定，城区平均供电距离不宣超过3 k m ，城郊平均供电 半径应小于5 k m 。 表2 - 4 韶关城区l o k v 线路主干长度分布统计( 2 0 0 5 ) t a b l e2 - 4t h es t a t i s t i co fl e n g t ho f1 0 k vm a i ns e c t o rl i n ei ns h a og u a nd i s t r i c t ( 2 0 0 5 ) 主干长度2 k m 以内2 k m 5 k m5 k m 以上 合计( 条) 3 05 91 4 所占比例2 9 1 2 5 7 2 8 1 3 6 0 在主干线路中，近8 6 的线路主干长度在5 k m 以内，处于一个合理的范围之内， 但仍有近1 4 的线路主干长度超过了5 k m ，属于偏长范围，韶关城区主干总的平均长度 为3 1 8 7 k m 。 2 1 主干截面 韶关城区的1 0 k v 架空线路都为钢芯铝绞线，共有6 种不同的截面，分别是2 4 0 m m 2 ， 1 8 5 n u n 2 、1 5 0 m m 2 、1 2 0 m m 2 、9 5 r a m 2 、5 0 m m 2 ，主要以1 2 0 m m 2 和9 5 m m 2 为主，架空主 干线总长度为1 7 0 5 4 7 k m ，其中以1 2 0 m m 2 居多，其长度为8 1 2 7 5 k m ，占到架空主干线 总长度的4 7 6 6 ，其次是5 0 m m 2 的架空线，长度为3 2 0 9 6 k m ，占到架空主干线路总长 的1 8 8 2 。 韶关城区的1 0 k v 电缆线路共有6 种不同截面，分别是3 0 0 m m 2 、2 4 0 m m 2 、1 5 0 m m 2 、 1 2 0 m m 2 、9 5 m m 2 、5 0 衄n 2 ，电缆主干线路总长度为1 5 1 5 4 k m 。其中绝大部分以2 4 0n l m 2 1 4 第二章韶关城区自然概况及现状配电网分析 为主，其长度为1 4 3 5 0 4 k i n ，占到电缆主干总长的9 4 7 0 。 根据广东省电网规划设计技术原则和韶关城区配电网络规划与改造技术原则 规定，中压配电线路主干线导线截面应满足如下要求：电缆应采用交联聚乙烯绝缘电缆， 按铜芯考虑