（电力系统及其自动化专业论文）基于改进层次分析法的高压配电网接线模式的研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 1 1 1 1 l 1 l l l 1 1 1 1 1 1 1 i t 1 l l l l 1 1 5 1 1 1 l l y 17 9 619 6 高压配电网是城市电网的重要组成部分，是连接输电网与中压配电网的桥梁。 建设一个结构合理、运行可靠、投资经济的高压配电网对城市电网的发展具有十分 重要的意义。在高压配电网的规划、建设和改造过程中，接线模式的选择起着重要 的作用。它不仅涉及到电网建设的经济性和可靠性，而且对整个电力工业的发展具 有重要影响。本文研究了各种高压配电网的接线模式，总结了每种接线模式的适用 范围，给出了各种接线模式之间的过渡方案；建立起高压配电网接线模式的评价体 系，详细介绍了技术性、经济性、社会性和适应性四个方面评价指标的计算方法； 通过对传统层次分析法的学习研究，针对其存在的问题，提出了基于i a h p 的专家 群决策综合评价方法，并将其应用于评价高压配电网的接线模式：通过实际案例验 证该方法的有效性以及可靠性。 关键词：高压配电网，接线模式，i a h p ，专家群决策 a b s t r a c t h i g hv o l t a g ed i s t r i b u t i o nn e t w o r ki sa ni m p o r t a n tc o m p o n e n to fp o w e rs y s t e m ， w h i c hi sac o h e s i v et i eb e t w e e nt r a n s m i s s i o nn e t w o r ka n dm e d i u mv o l t a g e d i s t r i b u t i o nn e t w o r k c o n n e c t i o nm o d ep l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nh i g h v o l t a g 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 g i ti sn o to n l ye c o n o m i ca n dr e l i a b l et ot h ep o w e r g r i d s ，b u ta l s os i g n i f i c a n tt ot h ew h o l ee l e c t r i cp o w e ri n d u s t r y t h i sp a p e rf i r s t s t u d ym a n yk i n d so fc o n n e c t i o nm o d e so fh i g hv o l t a g ed i s t r i b u t i o nn e t w o r ka n d s u m m a r ye v e r yk i n d so fc o n n e c t i o nm o d e s a p p l i c a b l er e g i o n s e c o n d l y , t h i sp a p e r e s t a b l i s h e sa p p r a i s a ls y s t e mo fc o n n e c t i o nm o d e sa n di n t r o d u c e st h ec o m p u t a t i o n a l m e t h o do fe v a l u a t i n gi n d e xf r o mf o u ra s p e c t s t h i r d l y , t h i sp a p e rp r e s e n t sa n i n t e g r a t i v ee v a l u a t i o nm e t h o db a s e do ni a h pa n de x p e r t - g r o u pd i c i s i o n ，w h i c hc a n b eu s e dt oe v a l u a t et h ec o n n e c t i o nm o d eo fh i g hv o l t a g ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k a t l a s t ，aw h o l ep r o c e s so ft h i sm e t h o di si l l u s t r a t e dw i t ha ne x a m p l ea n dt h ee x a m p l e p r o v e st h ef e a s i b i l i t ya n de f f e c t i v e n e s so ft h ep r o p o s e dm e t h o d w a n gm i n g f e n g ( e l e c t r i cp o w e rs y s t e m & a u t o m a t i o n ) d i r e c t e db yp r o f y a n gj i n g y a n k e yw o r d s ：h i g hv o l t a g ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k , c o n n e c t i o nm o d e ， i a h p , e x p e r t - g r o u pd i c i s i o n i 一 华北电力大学硕士学位论文 目录 中文摘要 英文摘要 第一章引言l 1 1 选题背景及其意义l 1 2 国内外研究动态2 1 3 本文主要工作3 第二章城市高压配电网接线模式介绍4 2 1 高压配电网综述4 2 2 高压配电网电压等级的分析4 2 2 1 世界各国所采用的电压等级系列4 2 2 2 我国的电压等级和划分5 2 3l l o k v 高压配电网接线模式5 2 3 11 1 0 k v 变电站站内接线方式6 2 3 2 规模为两台主变的变电站之间的接线模式8 2 3 3 规模为三台主变的变电站之间的接线模式1 1 2 3 4 各种接线模式间的过渡1 4 2 4 本章小结。1 5 第三章高压配电网接线模式评价体系的建立1 7 3 1 指标及指标体系1 7 3 2 高压配电网接线模式评价体系的构建原则1 8 3 3 高压配电网接线模式评价体系的构建1 9 3 3 1 城市高压配电网接线模式评价体系的指标1 9 3 3 2 技术性指标的内涵及计算方法2 0 3 3 3 经济性指标的内涵及计算方法2 2 3 3 4 社会性指标的内涵及计算方法2 3 3 3 5 适应性指标的内涵及计算方法2 4 3 4 本章小结2 4 第四章基于i a h p 的专家群决策综合评价方法2 6 4 1 区间层次分析法基本原理2 6 4 1 1 建立层次结构2 6 4 1 2 判断矩阵的形成2 7 4 1 3 判断矩阵一致性校验2 9 4 1 4 判断矩阵权重求解3 0 4 1 5 综合权重的计算和排序3 0 1 1 华北电力大学硕士学位论文 4 2 专家群决策31 4 2 1 传递熵3 2 4 2 2 专家群决策模型3 3 4 3 基于i a h p 专家群决策选取高压配电网最优接线模式3 4 4 4 本章小结3 5 第五章算例运用与分析3 7 5 1 算例描述3 7 5 2 基于i a h p 的高压配电网接线模式专家群决策4 0 5 2 1 方案判断矩阵的形成。4 0 5 2 2 属性判断矩阵的形成。4 4 5 2 3 专家群决策结果4 4 5 2 4 结果分析4 5 5 3 本章小结4 5 第六章结论与展望4 6 6 1 结论4 6 6 2 展望4 6 参考文献4 8 i l ! ；【谢51 附录5 2 在学期间发表的学术论文和参加的科研工作5 8 华北电力大学硕士学位论文 1 。1 选题背景及其意义 第一章引言 随着国民经济的飞速发展，全社会对电力的需求不断增长。电力工业已成为我 国经济发展的“瓶颈”产业。许多地区电网薄弱，影响了电能的合理分配，加剧了电 力紧张的局面。城市配电网是电力系统的重要组成部分，按电压等级可划分为高压 配电网( 3 5 k v 、6 6 k v 和1 1 0 k v ) 、中压配电网( 2 0 k v 、l o k v ) 以及低压配电网( 3 8 0 v 、 2 2 0 v ) 三部分。城市配电网作为电力系统的主要负荷中心，具有用电量大、负荷密 度高、安全可靠性和供电质量要求高等特点。为此，城市配电网的各项建设和改造 项目必须与城市发展规划相互配合，同步实施，并与环境协调【l j 。 长期以来我国电力建设存在着重电源、轻电网、重输电、轻配电的问题，电网 投资不到电源投资的一半，且配电网投资远小于输电网投资。与欧美等发达国家相 比，我国发电、输电、配电的投资比例不协调，城市配电网建设受规划、用地、交 通、绿化等因素的严重制约。以上种种原因致使城市配电网的发展严重落后于电源 建设和用电的需求，致使城市电网普遍存在较大的问题，影响供电可靠性，造成了 一方面电力供应出现了相对过剩，另一方面由于配电网的故障使电力用户深受停电 之苦，也影响了供电企业的经济效益和社会效益。随着城市建设发展，用电负荷的 增长及对用电可靠性和电能质量要求的不断提高，城市配电网的规划、建设和改造 已成为电力发展的一项十分重要的基础工程【2 1 。 “十一五”期间，国家电网公司及南方电网公司投资过万亿用于电网建设。面对巨 大的资金投入，如何既考虑当前的需要和可能，又惠及长远的发展，合理有效地利 用资金和资源，取得最大的效益，避免浪费，乃是各级决策者应该十分关注的问题。 因此结合国情深入地研究满足实际要求的城市电网规划理论，对城市配电网进行科 学的规划，以保证电网改造的合理性和电网运行的安全性和经济性，保证供电质量， 是当前电力部门以及电力科研学者的一项重要任务【3 】。 高压配电网是配电网的重要组成部分，是连接输电网与中压配电网的桥梁。据 统计，全国发电量的8 5 是经由3 5 k v 和l l o k v 高压配电网送给用户的。如此大的 电能输送比例就要求城市高压配电网能够高质量和高经济性地输送电能，同时要求 电网拥有较高的安全性和稳定性。在城市高压配电网的规划、建设和改造过程中， 接线模式的选择对高压配电阿建设的全局起着重要的作用。它不仅牵涉到电网建设 的经济性和可靠性，而且对于整个电力工业发展具有重要意义。 高压配电网的接线模式很多，在城市电网规划及改造方案的确定过程中，究竞 华北电力大学硕士学位论文 选择何种具体的供电方案常常是令电网方案制定者感到困惑的问题，也常常带来很 多争议。因此，选取合适的高压配电网接线模式对于一个地区的高压配电网建设具 有举足轻重的地位。 1 2 国内外研究动态 在城市配电网的规划过程中，接线模式的选取是很重要的一个环节，它对配电 网规划的全局起着重要的作用。随着对配电网建设的越来越重视，对配电网投资力 度的加大，对接线模式的研究也越来越深入，国际上对配电网的研究起步比较早， 文献【4 9 以经济效益为目标函数，以系统潮流，系统容量以及网络结构为约束条件， 采用遗传算法，进化算法，模糊算法等诸多优化算法对配电网进行优化。文献 1 0 1 1 】 分别从可靠性、经济性、电压凹陷等方面考查了配电网接线模式的发展方向。 国内对中压配电网接线模式的研究比较深入，相应的成果也比较多。文献 1 2 】 从经济性、可靠性、网损率和网络节点的电压水平等方面对城市中压1 0 k v 配电网 络的常用接线模式进行了分析、比较和研究，根据不同的情况给出了推荐的电网接线 模式。文献【1 3 】在不同供电区域负荷密度和不同变电所容量条件下，对中压配电网常 见的几种接线模式进行了经济性和可靠性计算分析，研究其随负荷密度和变电所容 量变化的趋势，以及在相同条件下不同接线模式之间的比较。文献【1 4 提出可实施性 对于1 0 k v 中压配电网接线模式优化的重要性。对一个具体地区进行规划时，要根 据其现状及未来发展方向进行网架模式优化。于是，该文献以开发小区1 0 k v 中压 配电网规划的实例出发分析了可实施性对中压配电网网架模式优化的影响。 文献【1 5 】 1 6 】在总结国内外配网接线模式的基础上，将l o k v 中压配电网接线模 式经过高度概括和抽象，建立接线模式的三层体系结构，提出系列、族的概念，并引出 了新的接线模式。在此体系下，对接线模式进行技术经济分析，探讨了在较高可靠性 下的线路负载率的提高，并由此带来的潜在经济效益。文献 1 7 1 对中压配电网的各种 接线模式的最优分段进行了研究，得到了配电网沿线负荷均匀分布时的线路最优分 段数和供电半径的对应关系。提出当线路供电半径一定时，l o k v 配电线路的最优 分段数的值将受到分段开关造价、产电比、线路故障率和修复时间、线路线型和综 合售电收益等因素的影响。 目前国内对高压配电网接线模式的研究主要集中在研究各种接线模式的可靠 性以及经济性。文献 1 8 将1 1 0 k v 高压配电网的典型接线方式进行分类，并且定性 地对各种接线模式进行了综合分析，给出了不同接线方式的适用范围，对城市1 1 0 k v 高压配电网规划工作有借鉴意义。文献 1 9 2 1 从供电可靠性方面进行考虑，对城市 高压配电网的各种不同接线模式进行可靠性分析，并以此作为为高压配电网的合理 规划和建设提供科学决策的依据。文献【2 2 】对城市1l o k v 高压配网的典型接线模式 2 华北电力大学硕士学位论文 进行了详细分析，然后对不同负荷密度、不同的变压器容量台数组合下高压配电网 的常用接线模式进行可靠性和经济性的定量分析、比较研究。给出了常用高压配电 网接线模式比较研究的方法，并依据该方法设计了由单一接线模式构成的网架。然 后，对该网架在各种负荷密度和变电站容量组合下的经济性和可靠性进行了详细的 分析和计算，得出对城市高压配电网规划具有指导意义的结论。 近年来，综合评判决策理论也逐渐被应用于配电网接线模式的选取中来，文献 【2 3 1 提出了一种配电网接线模式的综合评价体系，该体系综合考虑了配电网接线模 式的安全性、可靠性和经济性等因素，并建立了各项指标的模糊隶属度函数，按各指 标值的加权平均对配电网接线模式进行综合评估。文献 2 4 】建立了层次分析法( a h p ) 与模糊综合评判法相结合的接线模式综合评判模型。用模糊数学在描述不确定信息 的特殊优势解决层次分析法容易受到人为判断的缺点，采用无量纲的隶属度评价不 同量纲的值，更客观、准确的反映各种指标的特性。 考虑到高压配电网是配电网的重要组成部分，目前专门针对高压配电网的接线 模式建立综合评价体系与评价方法的文献还很少，本文将在充分考虑高压配电网接 线模式各种特点的基础上，建立高压配电网接线模式的评价体系，提出相应的评价 方法，得出具有实际参考价值的建议。 1 3 本文主要工作 本课题的研究内容主要包括： 1 ) 、分析总结各种高压配电网接线模式的结构、特点和适用范围。 2 ) 、建立高压配电网接线模式评价体系。研究所选的各个指标的计算方法。 3 ) 、深入学习层次分析法，解决层次分析法容易受到人为判断影响的缺陷。提 出基于i a h p 的专家群决策综合评价方法，并将其应用于评价高压配电网接线模式。 4 ) 、将研究的成果运用于实际项目，检验成果的实际可行性。 3 华北电力大学硕+ 学位论文 第二章城市高压配电网接线模式介绍 2 1 高压配电网综述 高压配电网主要由高压线路和变电站组成，是城市电网中的关键环节，是连接 输电网与中压配电网的桥梁。城市高压配电网网架应该满足如下条件： 1 ) 、安全可靠、运行灵活、经济合理，具有较强的应变能力； 2 ) 、潮流分布合理，避免电磁环流； 3 ) 、网络结构简明，层次清晰，且应满足分层分区运行的技术要求，各供电区 正常方式下相对独立，检修和事故情况下应具备一定的相互支援能力。 选择合理的高压配电网的接线模式对合理布局高压网架、优化网络、减少重复 投资、充分发挥高压配电网功能，以及对电网规划提供技术依据都是十分有利的。 2 2 城市配电网电压等级的分析 针对某一特定输变电工程的电压等级选择主要取决于输电容量和输送距离两 个因素，根据这两个决定因素，进行技术经济分析，可确定合适的目标电压。不过， 若把选择出来的目标电压作为实际采用的输电电压，那么一个国家、一个系统将有 许多电压等级，这无论从经济上和技术上都是不可取的。相邻电压等级差太小还会 造成电网结构复杂，难以实现分层分区经济运行和潮流控制、重复变压、网损大等 一系列问题。在国际上，合理化电压等级系列已形成一个总的趋势【2 5 1 。 电压等级的选择需考虑以下因素： 1 ) 、在今后约2 0 年的时间内，电力负荷增长水平和分布，电源构成与布局， 各主要发电厂规划和装机容量： 2 ) 、新电压等级与现有电压等级之间的配合，新电压等级和下一个更高电压等 级的配合。 3 ) 、新电压等级输电线路在系统中的应用。 4 ) 、新电压等级在技术上实现的可行性【2 5 1 。 2 2 1 世界各国所采用的电压等级系列 目前世界各国所采用的电压等级系列大致上可分为以下三类： 1 ) 、美国、日本、加拿大、前苏联多采用5 0 0 2 2 0 ( 2 7 5 、2 3 0 ) 1 1 0 k v 系列。 2 ) 、前苏联、美国、加拿大有的系统也采用7 5 0 ( 7 6 5 ) 3 3 0 ( 3 4 5 ) 1 l o ( 1 5 4 ) k v 系列。 4 华北电力大学硕士学位论文 3 ) 、西欧及北欧国家采用4 0 0 ( 3 8 0 ) 2 2 0 1 1 0 ( 1 3 8 ) k v 系列。 国际大电网会议( c i g r e ) 超高压电压标准化工作组早在1 9 6 2 年曾建议下列 三点： 1 ) 、已采用2 2 0 k v 或2 7 5 k v 为主的国家，最好选用5 0 0 2 3 0 k v 电压系列。 2 ) 、已采用3 3 0 k v 或3 4 5 k v 为主的国家，最好选用7 5 0 3 3 0 1 1 0 k v 电压系列。 3 ) 、在一个国家内，以选用一种电压系列为宜，以免额定电压不同的电力系统 互联时，需要安装专用的互联变压器。 国际电工委员会( e i c ) 在1 9 7 5 年第3 8 号推荐标准中指出：采用5 0 0 2 2 0 k v 系统或采用7 5 0 3 3 0 1 1 0 k v 系列。相邻电压等级之间的比值，最好能超过2 。在1 9 7 7 年8 月第一版修正本中又推荐( 1 ) 任何一个国家或某一地区内，在2 2 0 k v 和3 3 0 k v 两者中只能选用一种电压，在3 3 0 k v 和4 0 0 k v 两者和在4 0 0 k v 和5 0 0 k v 两者中， 也只能选用一种电压( 2 ) 3 3 0 k v 这一电压属非推荐值，建议在新的电力系统中不要 再采用这一电压等级【2 ”。 2 2 2 我国的电压等级和划分 按照中国国家标准标准电压( g b l 5 6 1 9 9 3 ) 中规定，3 k v 及以上交流三相 电力系统的标准电压等级系列为3 、6 、1 0 、( 2 0 ) 、3 5 、6 3 、1 1 0 、2 2 0 、3 3 0 、5 0 0 、 ( 7 5 0 ) k v 。 根据前述相邻级差不宜太小的原则，上述电压等级中的3 5 k v 与6 3 k v 、6 3 k v 与1 1 0 k v 不宜在同一地区电网中并存，3 3 0 k v 与5 0 0 k v 、5 0 0 k v 与7 5 0 k v 不宜在同 一输电系统中并存。我国的电力系统除西北系统现采用 7 5 0 3 3 0 ( 2 2 0 ) 1 1 0 ( 3 5 ) 1 0 k v ，东北系统现采用5 0 0 2 2 0 6 3 1 0 k v 外，其他系统均采 用5 0 0 2 2 0 1 1 0 ( 3 5 ) 1 0 k v 系列【2 5 j 。 我国大部分城市的高压配电网主要有3 5 k v 和1 1 0 k v 两个电压等级。在未来的 城市电网规划改造的过程中，本着简化城市电压等级的原则，城市市区高压配电网 电压等级主要以1 1 0 k v 为主，城区不再新上3 5 k v 公用站，3 5 k v 电压等级一般作 为大用户的专用供电电压等级，郊区可根据负荷发展情况酌情考虑新建3 5 k v 公用 变电站。本章主要介绍各种1 1 0 k v 高压配电网接线模式。 2 311 0 k v 高压配电网接线模式 高压配电网主要包括高压线路及变电站，变电站站内的主接线方式以及变电站 间的接线模式决定了高压配电网的电网结构。本节首先介绍了1 1 0 k v 变电站的站内 接线方式。分别介绍了线路变压器组接线方式、桥式接线方式、单母分段等多种 站内接线方式。接着介绍了l l o k v 变电站之间的接线模式，分别给出规模为两台主 5 华北电力大学硕士学位论文 变的变电站之间的接线模式以及规模为三台主变的变电站之间的接线模式，并给出 了各种接线模式之间的过渡方案。 2 3 111o k v 变电站站内接线方式 l l o k v 变电站站内接线方式有线路变压器组接线方式、桥式接线方式、单母分 段等多种接线方式。每种接线方式都有自己的特点，选择变电站站内接线方式应根 据具体情况而定。 1 ) 、线路变压器组接线方式 线路变压器组接线是最简单的主接线方式。该接线方式接线简单清晰占地面 积小，送电线路故障时由送电端变电站出线断路器跳闸。如图2 1 所示在正常运行方 式下，线路l l 、l 2 各带一台主变，系统接线简单，运行可靠、经济，有利于变电站实现 自动化、无人化。系统发生故障时，恢复供电操作十分方便。当一条线路故障退出运 行时，其对应的变压器也将停运，该变压器所带的负荷只能在变电站低压侧做转移负 荷操作。因此采用该种站内接线模式对中压配电网的要求较高，要求在主变发生故 障时能将该主变所带的负荷通过中压配电网转带出去。 l 1 图2 - 1 线路一变压器组接线方式 2 ) 、桥式接线 桥接线主要有三种形式：内桥接线、外桥接线及扩大内桥接线。具体接线方式如 图2 2 所示。 2 2 a 内桥接线2 2 b 外桥接线2 2 c 扩大内桥接线 图2 2 桥式接线 6 华北电力大学硕士学位论文 内桥接线是l l o k v 变电站较常用的站内接线方式。其高压侧断路器数量较少 线路故障操作简单、方便，系统接线清晰。在正常运行方式下，桥断路器打开，运行方 式类似于线路变压器组接线。变压器故障时，桥开关不起作用，但是当线路发生故 障退出运行时，可将桥开关合上，将主变连接到无故障的线路上去。相对于线路 变压器组接线方式，该方式供电可靠性相对较高。 外桥式接线适用于变压器经常投切或线路上有较大穿越功率的情况。 1 l o k v 变电站扩大桥接线也是市区普遍采用的变电站站内接线方式。这种接线 方式的变电站为3 台变压器规模，一般情况下自一座2 2 0 k v 变电站引出双回1 1 0 k v 电源线路，自另一座2 2 0 k v 变电站引出一路电源线路同时向一座1 1 0 k v 变电站供 电，各电源线路和变压器之间分列运行，以保证有两个不同方向的电源。如任一回 线路或一台主变故障，自投至相邻母线或主变。 3 ) 、单母线接线 单母线是母线制中最原始、最简单的主接线方式，其接线方式如图2 3 所示， 单母线接线的特点是整个配电装置只有一组母线，所有进出线都接在同一母线上。其 优点是接线简单、清晰，采用设备少，操作方便，便于扩建。其缺点是运行不够灵活、 可靠，当母线或母线隔离开关发生故障或检修时都要使整个配电装置停电。因此，单 母线接线方式应用较少，一般只适用于2 回进出线回路、供电可靠性要求不十分高 的城市郊区或农村变电站。 图2 - 3 单母线接线 4 ) 、单母线分段接线 当进出线回路数增加为3 至4 回时，单母线供电不可靠，需要用断路器将母线分 段，成为单母线分段，其接线方式如图2 4 所示。单母线分段接线具有接线简单、操 作方便、运行经济等优点，不仅利于分段检修母线，还可减小母线故障的影响范围，对 主要用户可以从不同分段母线上引接，在一定程度上克服了单母线的缺点，提高了系 统供电可靠性，是目前中间变电站最常用的主接线方式。 在正常运行方式下，分段断路器合上，相当于单母线运行方式，系统接线简单、清 晰，有利于继电保护配置。当一段母线故障时，其分段断路器在继电保护作用下，自动 7 华北电力大学硕士学位论文 将故障点切除，而保证了另一段母线的正常运行，确保重要用户的j 下常用电【2 6 1 。 图2 - 4 单母线分段接线 2 3 2 规模为两台主变的变电站之间的接线模式 目前国内1 1 0 k v 高压配电网采用环网接线、开环运行的方式，避免与2 2 0k v 电网形成电磁环网，形成每座2 2 0k v 变电站下的1 1 0k v 电网。1 1 0k v 配电网接线 模式种类比较繁多，首先给出变电站规模为两台主变的的几种常用的高压配电网接 线模式的介绍。 1 ) 、单侧电源辐射供电接线模式 二 2 2 0 k v 变电站 1 1 0 k v 变电站 l l o k v 变电站al l o k v 变电站b 图2 - 5 单侧电源辐射供电接线模式 图2 5 所示的接线模式为1 1 0 k v 配电网中的单侧电源辐射供电接线模式，这种 接线的接线方式比较简单，由一个2 2 0 k v 变电站为1 2 座1 1 0 k v 变电站供电，站 内的接线方式可以为线路变压器组接线方式，也可以为内桥接线。这种接线模式 的特点是投资省，便于调度，其缺点是每座1 1 0 k v 变电站只有1 个上级电源。因此 当上级电源发生故障停运时，将出现1 1 0 k v 变电站全停的情况，供电可靠性相对较 低。因此，该种接线模式一般应用于2 2 0 k v 上级电源较少、对供电可靠性要求较低 的城市郊区及农村地区。 2 1 、双侧电源两线一变接线模式 如图2 6 所示的高压接线模式即为双电源两线一变接线模式。在该接线模式中， 一座l l o k v 变电站有两个2 2 0 k v 上级电源，每个上级电源出一回线路为该1 1 0 k v 8 华北电力大学硕士学位论文 变电站供电，1 1 0 k v 变电站的站内接线方式一般采用内桥接线方式。该接线模式相 对于单侧电源供电其可靠性较高，但从经济性上考虑，该接线模式每个上级电源出 一回线路为l l o k v 变电站供电，占用的线路走廊较多，投资较大。因此该接线模式 适用于作为向目标网架过渡阶段的接线模式。 ll o k v 变电站 图2 - 6 双侧电源两线一变接线模式 3 ) 、双侧电源四线两变接线模式 b l1 0 k v 变电站all o k v 变电站b 图2 7 双侧电源四线两变接线模式 双侧电源四线两变接线模式实际上是由双侧电源两线一变接线模式过渡得来 的。当两个2 2 0 k v 上级电源之间有两个l l o k v 变电站时，就可以考虑每个上级电 源出两回线路，分别带每个1 l o k v 变电站中一个主变。这样就保证了每个1 l o k v 变电站有两个上级电源为其供电。同时如果一个上级电源发生故障时还可以通过倒 闸操作将其所带的主变切至另一个上级电源。该种接线模式各1 l o k v 变电站的站内 接线方式一般采用内桥接线。 4 ) 、双侧电源“t ”型接线 1 1 0 l 【v 变电站all o k v 变电站b 图2 8 双侧电源“t ”型接线模式一 9 b 华北电力人学硕十学位论文 2 2 0 l1 0 k v 变电站a11 0 k v 变电站b 图2 9 双侧电源“t ”型接线模式二 b 图2 8 和图2 - 9 分别给出了两种双侧电源“t ”型接线模式，图2 8 所示的“t ”型 接线模式，由上级电源a ，b 分别出一回线路为两个1 1 0 k v 变电站供电，每回线路 各带一个变电站的一台主变，保证了每个1 1 0 k v 变电站有两路上级电源。1 1 0 k v 变 电站站内接线可采用单母分段或桥式接线方式。 图2 - 9 所示的为另一种“t ”型接线模式，该种接线模式上级电源a ，b 分别出两 回线路为两个1 1 0 k v 变电站供电，通常情况下，每个上级电源只有一回线路在运行， 另一回线路处于断开状态，每回线路各带一个变电站的一台主变，保证了每个1 1 0 k v 变电站有两路上级电源。当某个上级电源发生故障，停运时，可以通过倒闸操作， 将另一个正常电源处于断开状态的线路闭合，这样故障电源带的负荷就在高压侧转 移到了另一个电源上了。 5 ) 、双侧电源四线三变接线模式 l1 0 k v 变电站al1 0 k v 变电站bl1 0 k v 变电站c 图2 - 1 0 双侧电源四线三变接线模式 图2 1 0 所示的双侧电源四线三变接线模式是三座1 1 0 k v 变电站之间应用比较 广泛的一种接线方式，该接线模式是在双侧电源四线两变接线模式的基础上再“t ” 接一个1 1 0 k v 变电站。因此同样具有很高的可靠性。 6 ) 、“兀”型接线模式 1 0 华北电力人学硕士学位论文 l1 0 k v 变电站al1 0 k v 变电站b 图2 1 1 两个1 1 0 k v 变电站间的“兀”型接线模式 b l1 0 k v 变电站a l1 0 k v 变电站bl1 0 k v 变电站c 图2 - 1 2 三个1 1 0 k v 变电站间的“”型接线模式 b “冗”型接线模式较之前介绍的几种接线模式的供电可靠性都高，其站内接线方 式采用单母分段接线方式，图2 1 l 和图2 1 2 分别给出了两个1 1 0 k v 变电站和三个 1 1 0 v 变电站之间的“冗”型接线模式。“兀”型接线模式适用于1 1 0 k v 变电站之间需要 强联络且运行方式经常变化的区域。该接线方式运行方式较为多样，因此对调度的 要求较高。 2 3 3 规模为三台主变的变电站之间的接线模式 1 ) 、双侧电源三线一变接线模式 l1 0 k v 变电站 图2 1 3 双侧电源三线一变接线模式 b 当1 1 0 k v 变电站站内变电站规模为3 台主变时，变电站的接线模式可以采用如 图2 1 3 所示的双侧电源三线一变接线模式。这种接线模式与之前提到的双侧电源 两线一变接线模式相类似，由一个上级电源出一回线路，另一个上级电源出两回线 路分别为1 1 0 k v 变电站的三台主变供电。1 1 0 k v 变电站站内接线方式一般采用扩大 华北电力大学硕+ 学位论文 桥接线，或采用内桥接线+ 线路变压器组接线方式。双侧电源三线一变接线模式占 用上级电源的出线间隔较多，大多数情况下一条线路只带一台主变，适用于作为过 渡网架的接线模式。 2 1 、“t ”型接线模式 规模为三台主变的变电站“t ”型接线模式分两种。图2 1 4 和图2 1 5 给出了一种 “t ”型接线方式。这种接线方式每个上级电源被占用两个出线间隔，共出线三回， 其中一回连接两个上级电源，只是在通常情况下该线路的一端处于断开状态。l i o k v 变电站分别由这三回线路上引三回线路至变电站内的三台主变。1 l o k v 变电站的站 内接线方式一般采用扩大桥接线方式或内桥接线+ 线路变压器组接线方式。 ll o k v 变电站a1 1 0 i 【v 变电站b 图2 一1 4 “t ”型接线模式一 b il o k v 变电站all o k v 变电站bll o k v 变电站c 图2 1 5 “t ”型接线模式一 b 图2 1 6 和图2 1 7 给出了三台主变规模的1 l o k v 变电站之间的另一种“t 型接 线方式。每个上级电源被占用三个出线间隔，上级电源之间引三回线路，正常情况 下，每回线路在两个上级电源处都有一个断路器，两个断路器一个处于常开状态， 另一个处于常闭状态，1 l o k v 变电站分别从三回线路上引三回线路至变电站内的三 台主变。该种接线模式在一侧上级电源发生故障时可以通过对线路上断路器的操作 将故障电源的负荷转移至正常电源一侧。 1 2 华北电力大学硕士学位论文 l1 0 k v 变电站al1 0 k v 变电站b 图2 一1 6 “t ”型接线模式二 b 3 ) 、链式接线模式 11 0 k v 变电站a11 0 k v 变电站b l1 0 k v 变电站c 图2 一1 7 “t ”型接线模式二 l1 0 k v 变电站al1 0 k v 变电站b 图2 一1 8 链式接线模式 b b 图2 1 8 给出了三台主变1 1 0 k v 变电站之间的链式接线模式，这种接线模式， 一般情况下自两个上级电源分别引出1 1 0 k v 电源线路同时向一座1 1 0 k v 变电站供 电。这种接线模式提高了供电可靠性，确保电源系统发生故障时相互间有转供能力， 同时该接线模式与其他的接线模式相比，在保证供电可靠性的前提下，所需的线路 更少，具有投资少，节约线路走廊的优点。站内接线方式一般采用扩大桥接线方式 或线路变压器组接线方式。 4 ) 、四线三变链式接线 1 3 华北电力大学硕士学位论文 l l o k v 变电站ai l o k v 变电站b l l o k v 变电站c 图2 1 9 四线三变链式接线 b 图2 1 9 给出的四线三变链式接线模式是在之前介绍的两座三台主变规模的 1 1 0 k v 变电站之间的链式接线基础上，在两座链式接线的1 l o k v 变电站之间再接入 一个1 1 0 k v 变电站后过渡而来的。新接入的1 1 0 k v 变电站站内接线方式一般采用 单母分段接线。 5 ) 、“7 【”型接线模式 ll o k v 变电站a l1 0 k v 变电站b 图2 2 0 两个l l o k v 变电站间的“”型接线模式 b ll o k v 变电站a ll o k v 变电站bll o k v 变电站c 图2 2 1 三个1 1 0 k v 变电站间的“”型接线模式 b 三台主变规模的1 1 0 k v 变电站之间的“兀”型接线模式与之前介绍的两台主变规 模的1 1 0 k v 变电站之间的“7 【”型接线模式相类似，供电可靠性高，节约线路走廊， 但运行方式较为多样，对调度的要求较高。 2 3 4 各种接线模式间的过渡 变电站的建设是依据地区负荷的发展情况而定的，变电站的规模也应随着负荷 的增加逐渐由一台主变增容扩建至两台或三台主变。随着变电站的新建和扩容，地 1 4 华北电力大学硕士学位论文 区电网也要逐年改变，这就涉及到网架的过渡问题。主要有以下几种情况： 1 ) 、随着上级电源布点的增加，地区电网的1 1 0 k v 变电站由单电源供电过渡到 双电源供电。 2 ) 、随着1 1 0 k v 变电站个数的增多，逐渐由两个上级电源为一座1 1 0 k v 变电 站供电过渡到两个上级电源为两座l1 0 k v 变电站供电，然后过渡到两个上级电源为 三座1 1 0 k v 变电站供电。 3 ) 、随着1 1 0 k v 变电站的增容扩建，地区电网逐渐由规模为两台主变的1 1 0 k v 变电站之间的接线模式过渡到规模为三台主变的1 1 0 k v 变电站之间的接线模式。 一个地区的电网将随着经济负荷的发展而不断发展，同一地区不同时期的电网 所采用的接线模式也不尽相同，应根据地区的实际情况及时的进行网架过渡，由一 种接线模式过渡到另一种接线模式。2 3 2 小节以及2 3 3 小节提到的各种接线模式 之间大致可以有以下几种过渡情况： 1 ) 、随着上级电源布点的增加，可以考虑将该变电站的接线模式逐渐由单侧电 源辐射供电接线模式过渡到双侧电源两线一变接线模式；随着变电站的增容扩建可 以考虑由双侧电源两线一变接线模式过渡到双侧电源三线一变接线模式。 2 ) 、随着1 1 0 k v 变电站个数的增加，可以考虑由双侧电源两线一变接线模式过 渡到双侧电源四线两变接线模式；再由双侧电源四线两变接线模式过渡到双侧电源 四线三变接线模式。 3 ) 、随着变电站规模的扩大，双侧电源四线两变接线模式可以过渡到图2 1 8 所示的链式接线模式，随着变电站的新建，图2 1 8 所示的链式接线模式又可以过 渡到图2 1 9 所示的四线三变链式接线模式。 4 ) 、随着1 1 0 k v 变电站个数的增加，可以考虑由双侧电源两线一变接线模式过 渡到如图2 8 或2 9 所示的“t ”型接线模式；随着变电站规模的扩大，图2 8 所示的 “t ”型接线模式又可以过渡到如图2 1 4 和图2 1 5 所示的“t ”型接线模式，图2 - 9 所 示的“t ”型接线模式可以过渡到如图2 1 6 和图2 1 7 所示的“t ”型接线模式 5 ) 、随着1 1 0 k v 变电站个数的增加，可以考虑由双侧电源两线一变接线模式过 渡到如图2 1 1 和2 1 2 所示的“7 【”型接线模式，随着变电站规模的扩大，图2 1 1 和 图2 1 2 所示的“兀”型接线模式又可以过渡到如图2 2 0 和图2 2 l 所示的“冗”型接线模 式。 2 4 本章小结 本章首先对国内外所采用的城市配电网电压等级系列的情况进行了详细介绍。 之后着重介绍了1 1 0 k v 电压等级高压配电网的接线模式。介绍了1 1 0 k v 变电站的 站内接线方式，分析比较了各种1 1 0 k v 变电站接线模式的特点、优劣以及适用范围。 1 5 华北电力火学硕士学位论文 在本章的最后介绍了几种1 l o k v 高压配电网接线模式之间的过渡情况。 1 6 华北电力大学硕+ 学位论文 第三章高压配电网接线模式评价体系的建立 高压配电网的网络结构关系到整个地区配电网的长期发展，是城市电网发展的 基础。选择一个与待规划城市相适应的接线模式需要考虑多方面因素，如供电可靠 性、经济性以及规划区域的远景目标、地理环境等。传统的高压配电网接线模式的 选取评估方法较多，但往往只考虑了配电网的可靠性，经济性等电气方面的因素， 并没有对规划方案进行全面的评估考虑。为了客观、科学地评价城市高压配电网各 种接线模式，需要建立一套能从全方位、多角度反映高压配电网接线模式的评价指 标体系。 3 1 指标及指标体系 建立起合理的评价指标体系是进行综合评价的基础。指标的选择对分析对象至 关重要。指标体系是由多个相互联系相互作用的评价指标，按照一定层次结构组成 的有机整体。评价指标体系是联系评价专家与评价对象的纽带，也是联系评价方法 与评价对象的桥梁。只有建立科学合理的评价指标体系，才有可能得到科学公正的 综合评价结论【2 1 7 1 。 在建立高压配电网接线模式评价体系的过程中，指标选择与指标体系的构建非 常重要，它直接关系到研究结论的科学性、客观性、准确性与可靠性，关系到能否 为一个地区选取最优的高压配电网接线模式提供一种量化的、具有可操作性的依 据。 评价指标是选取高压配电网最优接线模式的基础，任何评价行为都要运用一定 的指标进行。指标是反映系统要素或现象的数量概念和具体数值，它包括指标的名称 和指标的数值两部分。任何指标都是从数量方面说明一定社会总体现象某种属性或 特征的，它的“语言”通常是数字。通过一个具体的统计指标，可以认识所研究现象 的某一特征，说明一个简单的事实。如果把若干有联系的指标结合在一起，就可以 从多方面认识和说明一个比较复杂现象的许多特征及其规律性。由