1.1 選題背景及意義

紹興中心城區(qū)為紹興市文化、旅游、教育、科技、金融和傳統(tǒng)商貿(mào)中心的復(fù)合型核心功能區(qū)。為了推進(jìn)城市化與區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)，為中心城區(qū)的發(fā)展創(chuàng)造良好的電力環(huán)境，支持紹興中心城區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展，使紹興中心城區(qū)的配電網(wǎng)建設(shè)與改造更加科學(xué)、合理和規(guī)范，配電系統(tǒng)網(wǎng)架更加合理、優(yōu)化，企業(yè)運行更為經(jīng)濟(jì)。因此，對紹興中心城區(qū)配電網(wǎng)進(jìn)行診斷分析，找出存在問題，并結(jié)合紹興中心城區(qū)近中期城市規(guī)劃及配套的電力專項規(guī)劃，以及紹興中心城區(qū)地下管線資源情況，尋找出一種適合紹興中心城區(qū)配網(wǎng)改造的接線模型，并以此作為紹興現(xiàn)在及今后配網(wǎng)改造和建設(shè)的目標(biāo)網(wǎng)架。從而指導(dǎo)紹興配網(wǎng)的建設(shè)。在中壓配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家，強調(diào)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在設(shè)計上考慮由下一電壓等級網(wǎng)絡(luò)的相互轉(zhuǎn)供能力和配置多臺變壓器來保證供電可靠性[1-2]。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家首先注重電網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化發(fā)展、強調(diào)各電壓層次電網(wǎng)的協(xié)調(diào)配合，不要求層層“N—1”，適當(dāng)考慮層與層之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移和相互支援。目前，我國的城市配電網(wǎng)正在進(jìn)一步向簡化、完善和高可靠性方向發(fā)展。研究簡化配網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，完善配電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化接線模式，通過配電網(wǎng)接線模式的改變來達(dá)到配電網(wǎng)供電可靠性、網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性的提高以及達(dá)到對上層電源的支撐性目的[3-4]。配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，又稱配電網(wǎng)絡(luò)再組合，它是配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的一個有效方法。它的思想是通過改變配網(wǎng)線路之間的聯(lián)絡(luò)及分段關(guān)系，改變配網(wǎng)供電網(wǎng)架，使得配網(wǎng)網(wǎng)架更加合理，提高設(shè)備的利用率，提高供電可靠性及提升網(wǎng)架對電網(wǎng)發(fā)展的適應(yīng)性[5]。

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1.2 國內(nèi)外中心城區(qū)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀

配電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化就是根據(jù)變電站的分布以及供電負(fù)荷大小，求出配電網(wǎng)網(wǎng)架的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而達(dá)到目標(biāo)最優(yōu)。隨著近年來城市配電網(wǎng)在供電可靠性、電能質(zhì)量、電能輸送等方面與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾越來越突出，如何為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供安全、可靠、可持續(xù)、經(jīng)濟(jì)性的電力供應(yīng)，已經(jīng)成為近些年來電力科研者研究的主要課題。研究結(jié)果表明，中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的不合理，是導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)發(fā)展與供電能力之間矛盾產(chǎn)生的重要原因[6-11]。國外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家（如：新加坡、法國），它們的城市發(fā)展較為成熟，城市中壓配電網(wǎng)規(guī)劃基本上由電力公司編制，中壓配電網(wǎng)規(guī)劃研究的側(cè)重點是：新用戶的接入、分析電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)及解決方案、安排舊設(shè)備的更換、智能電網(wǎng)的應(yīng)用、分布式能源的接入帶來的配電網(wǎng)可靠性問題。新加坡中壓配電網(wǎng)規(guī)劃研究的重點是：配電網(wǎng)供電的安全性和可靠性、運行與維護(hù)的便利性。法國配電網(wǎng)由政府管制，其配電網(wǎng)規(guī)劃研究的重點是：集合市政建設(shè)改造電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、劃分電網(wǎng)的分區(qū)、預(yù)測分區(qū)的負(fù)荷、增強變電站轉(zhuǎn)運支援能力[12-21]。與世界其它發(fā)達(dá)國家相比，我國電力系統(tǒng)發(fā)展起步較晚，建設(shè)相對落后。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理，已或多或少滯后于城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，特別是一些發(fā)展較早的區(qū)域電網(wǎng)，成為制約該地區(qū)發(fā)展的瓶頸。近年來，社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對電力需求越來越大，為我國電力工業(yè)的發(fā)展帶來了廣闊的發(fā)展空間。然而，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，用電負(fù)荷需求量大而且集中，對供電質(zhì)量、可靠性的要求大幅提高，普遍出現(xiàn)配電網(wǎng)不能完全滿足社會各方面要求的現(xiàn)象。這充分暴露出由于配電網(wǎng)過去沒有得到足夠的重視，致使配電網(wǎng)的建設(shè)嚴(yán)重落后于經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的問題。近年來，全國幾乎所有大中等城市夏季負(fù)荷高峰年年增長、嚴(yán)重過負(fù)荷，使得配電網(wǎng)面臨前所未有的巨大壓力，進(jìn)而暴露出配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理性[22-24]。目前，我國配電網(wǎng)主要存在容量不足、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理、設(shè)備陳舊、電能質(zhì)量不夠理想、損耗大等問題，制約著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長，影響社會發(fā)展和百姓生活[25]。因此，利用中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提升電網(wǎng)供電能力，并挖掘出能夠適應(yīng)當(dāng)前城市發(fā)展形勢、充分發(fā)揮和協(xié)調(diào)下級電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)作用的供電模型及其規(guī)劃建設(shè)原則，以期在保障安全可靠供電的基礎(chǔ)上全面提高城市配電網(wǎng)的設(shè)備利用水平，達(dá)到提升電網(wǎng)投資效益的目的[26-30]。

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第 2 章 城市配電網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化一般理論及配電網(wǎng)評價方法

 

2.1 城市配電網(wǎng)優(yōu)化的一般理論

根據(jù)《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則》11.1 節(jié)及《國網(wǎng)浙江省電力公司 10kV 配電網(wǎng)典型供電模式技術(shù)規(guī)范》15 節(jié)的要求，從用戶接入總體要求、供電電壓等級、供電電源配置、用戶接入方式、電能質(zhì)量、無功補償、繼電保護(hù)及電動汽車接入等八個方面總結(jié)了用戶接入原則。1）用戶接入總體要求應(yīng)符合電網(wǎng)規(guī)劃要求，嚴(yán)格防范對電網(wǎng)安全運行及電能質(zhì)量的影響。應(yīng)嚴(yán)格控制專線數(shù)量，以節(jié)約廊道和間隔資源，提高電網(wǎng)利用效率。2）供電電壓等級用戶的供電電壓等級應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件、最大用電負(fù)荷、用戶報裝容量，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。供電半徑較長、負(fù)荷較大的用戶，當(dāng)電壓不滿足要求時，應(yīng)采用高一級電壓供電。重要電力用戶供電電源配置應(yīng)滿足 GB/Z29328 的規(guī)定。應(yīng)采用多電源、雙電源或雙回路對重要電力用戶供電，以確保重要電力用戶供電可靠性。特級重要電力用戶宜采用雙電源或多電源供電：一級重要電力用戶宜采用雙電源供電；二級重要電力用戶宜采用雙回路供電。重要電力用戶應(yīng)自備應(yīng)急電源，電源容量至少應(yīng)滿足全部保安負(fù)荷正常供電的要求，并應(yīng)符合國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求。10kV 用戶接入方式分為專線接入、用戶綜合線接入和用戶分支線接入。用電設(shè)備總?cè)萘吭?8MVA 以上的用戶宜采用專線接入，用電設(shè)備總?cè)萘吭?8MVA 以下的用戶宜接入用戶綜合線，用電設(shè)備總?cè)萘吭?2MVA 以下的用戶可接入分支線，不具備條件的也可接入主干線。

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2.2 紹興中心城區(qū)配電網(wǎng)評價體系的構(gòu)建

在電網(wǎng)建設(shè)資金有限及負(fù)荷變化日趨多樣化的背景下，任何配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)項目的提出和實施都需要有完整的、具有針對性的評價體系來評價該項目的合理性、必要性以及項目實施后的成果究竟如何。因此，紹興中心城區(qū)配電網(wǎng)改造的成果也必須通過建立一種評價體系來進(jìn)行驗證。

 

2.2.1 評價指標(biāo)的基本概念

指標(biāo)和指標(biāo)體系是進(jìn)行綜合評價工作的基石，指標(biāo)選取計算是否科學(xué)、指標(biāo)體系設(shè)置是否合理直接關(guān)系到項目評價的質(zhì)量。指標(biāo)是綜合反映客體特征的概念和數(shù)值。指標(biāo)的建立和計算過程就是對客體進(jìn)行摸底分析、對已存在價值作出判斷的過程。雖然，不同的指標(biāo)能夠從不同角度反映客體的性質(zhì)，但是，要想全面、深刻地反映客體，就必須根據(jù)評價目的篩選密切相關(guān)的指標(biāo)并分析這些指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而形成一個指標(biāo)體系以從整體上綜合評價客體。評價指標(biāo)體系的建立需要滿足一定的原則：以上原則為依據(jù)，在建立具體區(qū)域電網(wǎng)評價指標(biāo)體系時，每個指標(biāo)都應(yīng)盡可能全面地反映電網(wǎng)實際情況，不能遺漏任一重要的指標(biāo)；另外也要考慮信息的有效性、數(shù)據(jù)采集難度、計算量等實際情況，真正做到既不重復(fù)也不遺漏。

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第 3 章 紹興市中心城區(qū)配網(wǎng)現(xiàn)狀診斷分析 ..... 23

3.1 分析范圍及內(nèi)容............. 23

3.2 現(xiàn)狀電網(wǎng)分析..... 24

3.2.1 供電區(qū)域概況 ........... 24

3.2.2 高壓配電網(wǎng)分析 ......... 24

3.3 中壓配電網(wǎng)現(xiàn)狀分析 ......... 26

3.4 存在問題 ......... 37

3.5 本章小結(jié) ......... 38

第 4 章 紹興中心城區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化方案 ....... 39

4.1 配網(wǎng)典型電纜網(wǎng)接線方案 .... 39

4.2 紹興市中心城區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化原則 ...... 43

4.3 紹興中心城區(qū)配網(wǎng)優(yōu)化過程及方案確定 ............ 44

4.4 本章小結(jié) ........ 51

第 5 章 紹興中心城區(qū)目標(biāo)網(wǎng)架優(yōu)化工作階段性評估 ....... 52

5.1 評估工作的實施思路 ........ 52

5.2 中壓配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃結(jié)果概述 ...... 54

5.3 電網(wǎng)評價實例及分析 ........ 57

5.4 紹興中心城區(qū)與國內(nèi)城市指標(biāo)對比 ....... 70

5.4.1 國內(nèi)重點城市指標(biāo)對比 ............. 70

5.4.2 分析對標(biāo)結(jié)果 ........... 73

5.5 本章小結(jié) ........ 73

 

第 5 章 紹興中心城區(qū)目標(biāo)網(wǎng)架優(yōu)化工作階段性評估

 

在明確了中心城區(qū)的優(yōu)化方案后，紹興供電公司于 2015 年已經(jīng)開展網(wǎng)架優(yōu)化的建設(shè)工作，中心城區(qū)優(yōu)化建設(shè)工程將于 2017 年實施完成，現(xiàn)階段處于中心城區(qū)的改造建設(shè)中期階段，紹興供電公司對建設(shè)中期已完成的電網(wǎng)進(jìn)行評估，將建設(shè)改造完成后的效果對標(biāo)，找出存在問題加以改善，意在對即將實施區(qū)域提供建設(shè)指導(dǎo)。對中心城區(qū)的優(yōu)化建設(shè)中期的網(wǎng)架進(jìn)行全面評估，按照浙江省電力公司城網(wǎng)評估要求涉及內(nèi)容對紹興中心城區(qū)電網(wǎng)各項運行指標(biāo)加以統(tǒng)計，對比建設(shè)前的網(wǎng)架進(jìn)行實施效果分析，并對紹興其他區(qū)域、國內(nèi)較發(fā)達(dá)城市規(guī)劃電網(wǎng)效果進(jìn)行對比，分析優(yōu)化建設(shè)方案的實施是否具有提升效果。

 

5.1 評估工作的實施思路

項目開展分為三大部分，分別為項目整體評估體系的建立、中心城區(qū)優(yōu)化前后提升效果對比、中心城區(qū)與紹興其他區(qū)域?qū)Ρ确治觥D 5-1 為評估工作具體思路圖。根據(jù)第二部分?jǐn)?shù)據(jù)分析，將紹興中心城區(qū)建設(shè)前后進(jìn)行對比，基礎(chǔ)可量化數(shù)據(jù)帶入指標(biāo)體系進(jìn)行評價，不可量化數(shù)據(jù)采取詳細(xì)定性分析，最終從電網(wǎng)運行水平、技術(shù)應(yīng)用水平、供電可靠性、效益水平分析四個方面進(jìn)行詳細(xì)對比。選取國內(nèi)具有代表性的重點城市進(jìn)行指標(biāo)分析，對比紹興中心城區(qū)的建設(shè)指標(biāo)，找出建設(shè)的差異性從而對紹興中心城區(qū)電網(wǎng)建設(shè)提出進(jìn)一步的補充完善建議?？偨Y(jié)中心城區(qū)的優(yōu)化建設(shè)工作在開展中所存在的各方面問題，涵蓋在建設(shè)前電網(wǎng)準(zhǔn)備工作當(dāng)中存在的問題、由于規(guī)劃的改動存在的問題、施工當(dāng)中遇到的問題。施工過程中廊道的問題、人員操作過程中存在的問題以及用戶體驗問題等等，意在包含全流程形成完整的各個環(huán)節(jié)的問題預(yù)防預(yù)案，結(jié)合上一章節(jié)指標(biāo)對比當(dāng)中存在的問題，形成指導(dǎo)紹興優(yōu)化建設(shè)的完善建議。

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結(jié)論

 

本文通過對紹興中心城區(qū)配網(wǎng)進(jìn)行了全面的診斷分析，通過分析總結(jié)出紹興中心城區(qū)配網(wǎng)存在以下問題，并提出相關(guān)建議：1．變電站間隔緊張：高壓變電站供電能力充裕，但是由于 10kV 出線間隔緊張，制約了需新出線路負(fù)荷接入，建議結(jié)合 10kV 線路目前負(fù)荷水平對部分線路進(jìn)行優(yōu)化，同時對現(xiàn)有專線間隔進(jìn)行回收，改由 10kV 開閉所為其提供電源，從而緩解 10kV 出線間隔緊張問題；2．建設(shè)存在超前：10kV 線路和配變供電能力充裕，建設(shè)存在超前，造成線路和配變利用率整體偏低，10kV 出線間隔緊張等問題；3．配變?nèi)萘拷ㄔO(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏高：現(xiàn)狀 10kV 配變平均負(fù)載率為 22.83%，配變利用率偏低，主要原因為配變?nèi)萘窟x取按照飽和負(fù)荷一次建設(shè)，容量選取標(biāo)準(zhǔn)偏高；4. 紹興市中心城區(qū) 10kV 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前共形成 7 大供電單元，線路聯(lián)絡(luò)復(fù)雜，不利于線路的運行和維護(hù)工作；5．部分開關(guān)站兩段母線裝接配變?nèi)萘糠植疾痪?，造成部分線路輕載運行，設(shè)備利用水平低，建議平衡開關(guān)站兩段母線裝接容量，提高線路利用水平。根據(jù)分析的結(jié)果并結(jié)合紹興中心城區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架現(xiàn)狀、中心城區(qū)電纜通道情況以及紹興中心城區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)目標(biāo)等幾方面確定了首端Π接的雙環(huán)網(wǎng)接線模式為本次紹興中心城區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化的接線模式。在確定了配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化的接線模式后，按照該模式完成了中心城區(qū)大部分的網(wǎng)架優(yōu)化工作。為了驗證本次配網(wǎng)網(wǎng)架優(yōu)化工作的成效，在建設(shè)中期，對已完成的 22 組雙環(huán)網(wǎng)進(jìn)行了綜合評價。評價結(jié)果顯示，在運行水平、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)供能力、設(shè)備水平、供電質(zhì)量、恢復(fù)效率等幾方面都有明顯提高。但也有不盡人意之處，如間隔利用率方面、線路利用率方面還需要通過后期的運行方式調(diào)整來達(dá)到目的。不足之處的發(fā)現(xiàn)對于后續(xù)網(wǎng)架優(yōu)化工作都有極大幫助。可以幫助我們及時做出相應(yīng)的應(yīng)變措施，同時總結(jié)改造過程中的經(jīng)驗，以便對紹興配網(wǎng)“十三五”規(guī)劃打下堅實的基礎(chǔ)。

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參考文獻(xiàn)（略）