[发明专利]农村地区高压配电网电压等级组合选择方法

说明书

 

技术领域    

本发明涉及一种农村地区高压配电网电压等级组合选择方法，属电气工程规划技术领域。

背景技术    

电压等级是电网结构中最根本的问题。电压等级选取的不合理将导致网损增加，电压合格率低，供电安全可靠性差，以及建设维修费用增加等一系列不良后果。目前，我国农村地区高压配电网普遍采用35/10kV和110/10kV两种电压等级组合。在线路负载率低、绝缘费用高的条件下，采用35/10kV的方案是适宜的。但是随着城乡负荷的不断增长，该方案将出现供电能力不足、电压质量差和线损电量高等问题。为解决上述问题，在经济发达地区均已采用了110/10kV电压等级组合。取消35kV电压等级的优势包括：（1）减少了35kV电压等级的能量损耗；（2）节省35kV电压等级的设备投资；（3）减少35kV电压等级运行环节，提高供电的可靠性。

电压等级组合的选择与地区负荷水平、供电区面积及该电压等级输变电设备的建设、运行费用有关，选择何种电压等级的组合能为供电企业带来最大的经济效益，需通过技术、经济的比较才能确定。负荷密度是目前地区电压等级组合选择的主要评判指标。在地区变电站平均供电范围已知的条件下，该指标可求出每座变电站平均下送的负荷量，进而通过不同方案下运行、建设费用的比较，确定适合采用的电压等级组合。如《电网技术》(2006年第30卷第10期64-68页)上发表的技术文献(“城市电网电压等级的合理配置”)；《电网技术》(2011年第35卷第2期88-93页)上发表的文献(“湖南电网发展20kV配电网的技术经济性研究”)；《供用电》(2003年第20卷第4期17-20页)上发表的文献“上海电网高压配电网络电压等级技术经济比较”和《电网技术》(1999年第23卷第2期31-33页)上发表的文献(“城网配电电压等级研究”)。这些文献都是通过地区负荷密度的大小来确定该地区适合采用的电压等级组合。

在负荷密度法中，变电站供电半径的确定至关重要，因为它不仅决定变电站电源线路的长度，而且也决定着变电站下送的负荷量。但是，规划期内变电站供电半径的确定非常困难，因为它不仅随着地区内变电站的增多而逐步减小、而且还随着电源线路曲折系数的变化而变化。目前，所有技术文献在供电半径的设定时都采用固定的经验值或通过简单的估算获得，没有考虑该参数在规划期内的变化情况和规划期内负荷的增长变化情况，导致计算结果过于粗略。如2007年上海交通大学硕士学位论文“城市配电网电压等级及供电模式选型研究”中通过变电站可供负荷与负荷密度的比值获得供电面积，进而求得供电半径，但规划期内的负荷密度本身就是一个变化值，不能简单地设定为一个常数；为比较110kV和35kV供电的经济性，文献《山东电力技术》，1994年第2期29-32页中“城网农网高压配电网电压等级的选取”采用经验值选取供电半径，且未考虑供电半径在规划期内的变化；文献“国内外电网配电电压的现状与发展——兼论我国推行20kV配电网的必要性与可行性二”（《电工技术》，1996年第10期1-5页)中描绘了不同负荷密度下各种方案的建设运行费用曲线，同样未考虑负荷密度及供电半径在规划期内的变化情况。综上所述，目前尚无有效、实用的方法来估算规划期内地区变电站的平均供电范围及负荷密度，进而无法相对准确地评价地区适合采用的电压等级组合，本发明提供一种新的电压等级组合选取方法。

发明内容    

本发明的目的是，根据现有配电网电压等级选择规划存在的问题，提出一种新的电压等级组合评价方法，该方法给出了规划期内供电半径的计算方法，使运行费用和建设费用的计算可考虑负荷年均增长率和供电半径年均变化率的影响，实现对各方案经济性更精确的比较。

本发明的技术方案是，在考虑折旧期内供电半径和负荷变化的条件下，计算不同方案下的建设和运行费用，从而对电压等级选择方案经济性进行比较评价。

本发明主要针对我国农村地区高压配电网电压等级组合的选取，故仅以110/10kV(方案一)和35/10kV(方案二)两种组合方案作为比较对象。根据《农村电力网规划设计导则》(DL/T5118-2000)的规定，110kV和35kV变电站均需配有无功补偿设备，故其低压侧10kV母线可作为电压恒定的电源处理。因此就10kV线路来说，可认为110kV和35kV变电站供电半径相同。

在不考虑维护费用和报废费用差别的条件下，若式(1)成立，则表明该地区110kV/10kV的供电方式要优于35kV/10kV电压等级的供电方式。