江蘇示范區(qū)配電網(wǎng)供電安全標準及典型接線模式調(diào)查研究

1、江蘇省電力公司2013年 調(diào)查研究報告之江蘇示范區(qū)配電網(wǎng)供電安全標準及典型接線模式研究（2013年11月）發(fā)展策劃部內(nèi)容摘要：項目研究首先調(diào)研了國內(nèi)外發(fā)達城市的配電網(wǎng)接線模式及供電安全標準，并與江蘇省現(xiàn)狀進行對比分析。然后分別從線路分段情況、A負荷組用戶數(shù)、導(dǎo)線型號、導(dǎo)線長度、負荷密度、負荷分布，共6個角度詳細分析影響供電可靠性與供電安全標準的因素及影響程度。提出各種接線模式與載荷能力關(guān)系對照表，確定滿足供電安全標準的邊界條件。最后結(jié)合供電安全標準、供電可靠性水平與投資經(jīng)濟性，提出差異化接線模式優(yōu)選方法，從而滿足在不同需求與可靠性目標下的接線模式選擇方案，主要包括：確定投資規(guī)模條件下的接線模式

2、選擇、在確定可靠性水平條件下的接線模式選擇、綜合考慮供電可靠性與投資經(jīng)濟性最優(yōu)下的接線模式選擇。目錄第一章 項目背景11.1 項目背景、意義11.2配電網(wǎng)接線模式研究現(xiàn)狀21.3架結(jié)構(gòu)不合理帶來的主要問題31.4理論研究基礎(chǔ)41.5主要影響因素6第二章 國內(nèi)外典型接線模式調(diào)研92.1 國外配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)概況9巴黎配電網(wǎng)網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)9新加坡配電網(wǎng)網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)13東京配電網(wǎng)網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)172.2 國內(nèi)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)概況20北京配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)20上海配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)232.3 國內(nèi)配電網(wǎng)典型接線模式24架空線路接線模式242.3.2 電纜線路接線模式282.4 本章小結(jié)31第三章 供電安全標準調(diào)研333.1 供電

3、安全標準的定義：333.2 研究范圍與內(nèi)容333.2.1 國內(nèi)外安全標準對比333.2.2 供電安全標準差異化定量分析343.3 現(xiàn)有供電安全標準343.3.1 英國P2/6標準343.3.2 國家電網(wǎng)公司Q/GDW 1738-2012供電標準373.3.3 揚州地區(qū)供電安全示范標準393.4 安全標準對比41第四章 供電可靠性影響因素分析444.1 分析條件44接線模式選擇44接線模式選擇444.2 分段情況對供電可靠性的影響45計算條件45各種接線模式不同分段情況可靠性分析45線路最優(yōu)分段情況優(yōu)選47分段靈敏度分析504.3 用戶數(shù)對供電可靠性的影響52計算條件52各種接線模式裝接用戶數(shù)可

4、靠性分析53考慮配出負荷故障時裝接不同用戶數(shù)可靠性分析54用戶接入系統(tǒng)的位置對可靠性分析564.4 負荷密度對供電可靠性的影響594.5 不同負荷密度地區(qū)供電可靠性水平61計算條件62可靠性評估結(jié)果624.6 本章小結(jié)64第五章 供電安全性影響因素分析675.1分析條件675.2電纜單環(huán)網(wǎng)67基本分析67分析結(jié)論685.3電纜雙環(huán)網(wǎng)68基本分析68電纜雙環(huán)網(wǎng)接線2+2分段69電纜雙環(huán)網(wǎng)接線2+3分段70電纜雙環(huán)網(wǎng)接線3+3分段71電纜雙環(huán)網(wǎng)接線分段分析結(jié)論72負荷分布對電纜雙環(huán)網(wǎng)接線安全性的影響分析結(jié)論725.4架空線單聯(lián)絡(luò)接線73基本分析73分析結(jié)論745.5架空線兩聯(lián)絡(luò)接線74基本分析74

5、架空線兩聯(lián)絡(luò)接線分段74架空線兩聯(lián)絡(luò)接線分段分析結(jié)論75負荷分布對架空線兩聯(lián)絡(luò)接線安全性的影響分析結(jié)論765.6架空線網(wǎng)格接線76基本分析76架空線網(wǎng)格接線分段分析775.7分析結(jié)論78第六章 基于可靠性經(jīng)濟性的接線模式差異化優(yōu)選806.1 經(jīng)濟性優(yōu)化條件80設(shè)備綜合造價80經(jīng)濟性條件816.2 接線模式差異化優(yōu)選方法83可靠性與經(jīng)濟性相協(xié)調(diào)理論83可靠性經(jīng)濟性評估方法846.2.3 中壓配電網(wǎng)投資模型876.3 基于可靠性經(jīng)濟性的接線模式差異化優(yōu)選90確定投資條件下的接線模式優(yōu)選90確定供電可靠性目標下的接線模式優(yōu)選93可靠性經(jīng)濟性協(xié)調(diào)的接線模式優(yōu)選946.4 案例分析101架空線多分段單聯(lián)

6、絡(luò)接線模式102架空線多分段兩聯(lián)絡(luò)接線模式103架空線網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)接線模式104電纜線單環(huán)網(wǎng)接線模式105電纜線雙環(huán)網(wǎng)接線模式106不同母線接線接開閉所模式106負荷密度為6MW/km2下各種典型接線模式優(yōu)選107第七章 供電安全標準綜合分析1117.1接線模式和載荷能力關(guān)系表1117.2接線模式與供電可靠性關(guān)表1127.3接線模式與投資關(guān)系表113接線模式與投資關(guān)系計算表113接線模式與投資簡化表1157.4供電安全標準綜合案例118供電安全標準校核118第八章 主要結(jié)論1208.1項目研究目標1208.2供電安全標準與接線模式調(diào)研120接線模式調(diào)研120供電安全標準校核1218.3供電安全標

7、準與接線模式影響因素1218.4供電安全標準校核1238.5接線模式差異化優(yōu)選124確定投資條件下的接線模式優(yōu)選124確定供電可靠性目標下的接線模式優(yōu)選125可靠性經(jīng)濟性協(xié)調(diào)的接線模式優(yōu)選1258.6供電安全標準及接線模式差異化優(yōu)選方法126第一章 項目背景1.1 項目背景、意義電力網(wǎng)絡(luò)是電力系統(tǒng)中除發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備以外的部分，包括變電、輸電、配電3個環(huán)節(jié)，可以簡單地描述電源與負荷的連接關(guān)系。電力網(wǎng)絡(luò)中，要考慮不同電壓等級電網(wǎng)拓撲以及相互間的配合關(guān)系，這就是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)問題。在現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不能很好地滿足國民經(jīng)濟和用電負荷快速發(fā)展的需要，需要構(gòu)建適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展和面向未來的電力網(wǎng)絡(luò)。向下，

8、電力網(wǎng)絡(luò)直面負荷，與負荷密度、負荷大小和負荷的可靠性需求密切相關(guān)；向上，電力網(wǎng)絡(luò)承接電源，與電能傳輸及運行安全性緊密關(guān)聯(lián)。因此，應(yīng)該從電力網(wǎng)絡(luò)的全局出發(fā)，綜合全面地、相互關(guān)聯(lián)地協(xié)調(diào)合理的優(yōu)化電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。配網(wǎng)規(guī)劃工作中，接線模式的選擇不僅牽涉到電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟性和可靠性，而且對于整個電力工業(yè)的發(fā)展和用戶的發(fā)展有重要的影響，對提高規(guī)劃水平和質(zhì)量、提高電網(wǎng)可靠性和適應(yīng)能力十分重要。尤其是在地區(qū)負荷增長迅速的地區(qū)，此外新建開發(fā)區(qū)的負荷密度飽和值可能會與周邊地區(qū)的現(xiàn)狀負荷密度存在較大差異，因此相對應(yīng)的現(xiàn)階段接線模式也可能有所不同，需要充分考慮接線模式的過渡方案。隨著對電網(wǎng)供電可靠性需求的不斷提高，配電網(wǎng)

9、接線模式選擇的重要性和必要性日益突出，但在當前配網(wǎng)規(guī)劃過程中，由于規(guī)劃人員的精力限制，配網(wǎng)接線模式通常按照規(guī)劃區(qū)域周邊電網(wǎng)情況選取，很少進行相關(guān)的論證，配電網(wǎng)接線模式的合理選擇并未得到應(yīng)有重視。同時近年來，隨著我國城市經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市建設(shè)、電力用戶對電力供應(yīng)的數(shù)量和質(zhì)量的要求也日益提高。而目前我國大部分地區(qū)配電網(wǎng)接線模式的選擇不能與經(jīng)濟發(fā)展和城市建設(shè)相適應(yīng)，阻礙了配電網(wǎng)的發(fā)展，使我國配電網(wǎng)普遍比較薄弱，這些問題隨著城市負荷的快速增長變得日益突出，不僅給電力部力部門和眾多的電力用戶造成了巨大的經(jīng)濟損失，而且影響了人民的生活質(zhì)量。因此，對目前我國配網(wǎng)中的各種網(wǎng)絡(luò)接線模式的定量經(jīng)濟技術(shù)比較計算，

10、從而得出一些規(guī)律性的結(jié)論非常必要，并且意義重大。1.2配電網(wǎng)接線模式研究現(xiàn)狀目前國內(nèi)外有關(guān)配電網(wǎng)的供電模式很多，在配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)及改造過程中，選擇具體的配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)須考慮供電可靠性、操作安全性、運行靈活性、節(jié)省基建投資、運行費用低、并留有發(fā)展余地等基本要求。配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的確定作為配電網(wǎng)設(shè)計的主體，還應(yīng)該根據(jù)區(qū)域的經(jīng)濟狀況和負荷情況合理選擇并具體確定。毫無疑問，供電模式的選擇與很多因素密切相關(guān)。目前大部分的規(guī)劃研究很難把網(wǎng)絡(luò)供電模式結(jié)合進去一起研究，有關(guān)供電模式的優(yōu)劣主要是定性的分析，以及除了技術(shù)上的因素外靠一些規(guī)劃人員在經(jīng)驗基礎(chǔ)上積累起來的個人偏愛進行的供電模式的選擇或是對各種接線模式進

11、行定性分析，這些接線模式的選擇現(xiàn)狀主要是缺乏系統(tǒng)的基于科學計算的量化分析比較。1.3架結(jié)構(gòu)不合理帶來的主要問題目前我國配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理帶來的主要問題有：（1）設(shè)備利用率低：至2010年我國10kV供電負荷為2.07億kW；10kV配變臺數(shù)313.8萬臺，容量5.17億kVA，配變平均負載率為42%；有10kV線路條數(shù)19.08萬條，按線路載流量500A計算，線路平均負載率約為22%。（2）線路損耗較大：近年來我國輸配電網(wǎng)線路損耗呈逐年下降趨勢，但仍保持在7%以上。而2000年日本輸配電網(wǎng)線路損耗為5.6%；2000年德國輸配電網(wǎng)線路損耗為4.9%；1995年美國輸配電網(wǎng)線路損耗為5.6%。

12、與發(fā)達國家比我國線路損耗仍有進一步下降的空間，線路損耗中10kV線路損耗占整個電網(wǎng)損耗的50%以上，因此通過改善配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化供電負荷可以有效的降低網(wǎng)損。（3）供電可靠性較低：目前我國10kV配電網(wǎng)呈輻射狀電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，即使形成環(huán)網(wǎng)也是開環(huán)運行，電網(wǎng)最多只能從結(jié)構(gòu)上滿足“N-1”的要求，在線路故障時，供電可靠性較低。（4）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜目前我國10kV配電網(wǎng)接線模式有架空線的單輻射接線、手拉手接線、三回饋線環(huán)式接線、兩分段兩聯(lián)絡(luò)接線等；電纜線路有單輻射接線、單環(huán)網(wǎng)接線、兩供一備接線、“N-1”接線和雙環(huán)網(wǎng)接線等，接線模式眾多，且形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、改造、調(diào)度等工作都帶來很大

13、困難。1.4理論研究基礎(chǔ)本文接線模式研究的基礎(chǔ)是可靠性與經(jīng)濟性相協(xié)調(diào)的理論?？煽啃耘c經(jīng)濟性相協(xié)調(diào)，研究的是電力系統(tǒng)可靠性水平與經(jīng)濟效益之間的合理關(guān)系，以及投資與提高電力系統(tǒng)可靠性水平間的關(guān)系，包括缺電和停電損失的估計、典型重大電力系統(tǒng)事故調(diào)查分析、可靠性投資與可靠性效益分析等方面內(nèi)容。供電可靠性和經(jīng)濟性是配電網(wǎng)電壓等級序列與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化所要考慮的兩個重要技術(shù)經(jīng)濟指標?？煽啃院徒?jīng)濟性具有對立性，一般來說，高可靠性需要通過高投入換來。然而，如果考慮供電可靠性所帶來的經(jīng)濟價值，供電可靠性與經(jīng)濟性又具有統(tǒng)一性。因此，如何協(xié)調(diào)地合理地對供電可靠性和經(jīng)濟性進行綜合考慮，成為配電網(wǎng)電壓等級及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基

14、礎(chǔ)理論問題。提高供電可靠性往往需要增加投資成本，而降低投資成本也往往帶來供電可靠性的下降，因此，高供電可靠性與低投資成本是一對矛盾。有效化解這對矛盾，需要采用可靠性成本/效益分析（Cost/BenefitAnalysis）的優(yōu)化辦法，確定獲得總成本最低的電壓等級序列或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。電網(wǎng)可靠性成本是供電企業(yè)為使電網(wǎng)達到設(shè)計的可靠性水平而需增加的電網(wǎng)建設(shè)投資和電網(wǎng)年運行維護費用；可靠性效益是電網(wǎng)達到一定供電可靠性水平而使用戶獲得的效益。在成本/效益分析法中可靠性效益用缺電成本來表示，即由于電力供給不足或中斷引起用戶缺電、停電而造成的經(jīng)濟損失?？煽啃猿杀?效益分析曲線如圖1-1所示。圖1-1可靠

15、性成本/效益分析曲線當投資成本曲線斜率與可靠性邊際缺電成本曲線斜率大小相等、方向相反時，總成本最低，為圖中的Tm點，這時所對應(yīng)的可靠性水平Rm為最佳可靠性水平。如果電網(wǎng)投資不足，設(shè)可靠性成本對應(yīng)于投資成本曲線上的A點，則相應(yīng)的供電可靠性水平為R1，可靠性低于Rm，結(jié)果導(dǎo)致缺電成本為曲線上的B點，邊際總成本T1高于Tm；若電網(wǎng)投資過高，設(shè)為缺電成本曲線上的C點，雖然相應(yīng)的供電可靠性水平R2高于Rm，但投資成本的增加（D點）導(dǎo)致邊際總成本T2仍然高于Tm。1.5主要影響因素1.內(nèi)部影響因素（1）負荷需求增加負荷需求變化是影響配電網(wǎng)電壓等級選擇的重要因素，合理的電壓等級序列應(yīng)能適應(yīng)未來幾十年甚至飽和

16、負荷階段的經(jīng)濟社會發(fā)展需求。飽和負荷密度和未來的負荷增量空間是衡量供電區(qū)域負荷發(fā)展的主要指標，同時也是進行電壓等級序列優(yōu)化和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要判斷依據(jù)。按現(xiàn)階段區(qū)域發(fā)展程度的不同，分為新區(qū)、建成區(qū)及混合區(qū)。新區(qū)一般為經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、居住區(qū)和商業(yè)區(qū)。以經(jīng)濟開發(fā)區(qū)為例，電力負荷發(fā)展的特殊性是：缺乏負荷發(fā)展的相關(guān)原始數(shù)據(jù)，即使有些數(shù)據(jù)，也往往由于用地性質(zhì)的變化而失去了對負荷預(yù)測的價值；對電力供應(yīng)的質(zhì)量要求一般較高，要求相應(yīng)的配電網(wǎng)具有很高的供電可靠性。與整個城市的建設(shè)速度相比，新區(qū)的建設(shè)往往更快。在這種情況下，配電網(wǎng)電壓等級配置需要按照飽和負荷密度進行配置。建成區(qū)一般位于城市的中心區(qū)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善，

17、一般不再有大規(guī)模的土建項目。建成區(qū)負荷發(fā)展處于自然增長的狀態(tài)，用地性質(zhì)短期內(nèi)不發(fā)生大的改變，土地走廊資源受到限制，對供電質(zhì)量要求一般較高。因此，建成區(qū)電壓等級序列和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)需要結(jié)合建成區(qū)負荷發(fā)展特點及城市資源限制情況進行配置。混合區(qū)包含了以上兩種發(fā)展程度的用地，因而其電壓等級序列和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)配置方案既要按滿足飽和水平的負荷密度進行配置，又要考慮城市資源的限制情況。（2）負荷用電結(jié)構(gòu)變化隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國工業(yè)的國際影響力和市場競爭力不斷增強，企業(yè)規(guī)模不斷擴大，三產(chǎn)和居民用電比例不斷上升，電網(wǎng)的用電結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化。城市大型賓館、酒店、商場、商務(wù)辦公樓以及高層住宅迅速增長，報裝容量不斷提高

18、；同時大工業(yè)、商業(yè)用戶等大負荷容量不斷增加。對于此類用戶，若繼續(xù)沿用目前配電網(wǎng)電壓等級序列供電，將占用大量城市資源和走廊通道資源，這種問題在我國經(jīng)濟發(fā)展水平較高、土地資源稀缺的城市中心地區(qū)已經(jīng)比較突出。2.外部影響因素（1）土地資源隨著城市化和工業(yè)化進程的加快，城市土地資源越來越緊張，電網(wǎng)建設(shè)用地也愈加緊缺，尤其在經(jīng)濟發(fā)達、人口密度大的中心城區(qū)，變電站站址以及輸電走廊獲取困難的問題越來越突出，很大程度上制約了電網(wǎng)的發(fā)展，協(xié)調(diào)電壓等級序列與優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是解決該問題的有效手段。（2）政府政策長遠看來，協(xié)調(diào)電壓等級序列與優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)符合我國節(jié)能降耗、建設(shè)“兩型”社會的戰(zhàn)略方針，但在電網(wǎng)新建和改造過程

19、中必將面臨一些問題，例如資金籌措、土地征用、電價制定、用戶政策、標準規(guī)范等，這些都需要依靠政府制定相應(yīng)的配套政策。（3）經(jīng)濟發(fā)展從各國電網(wǎng)發(fā)展的實踐，特別是經(jīng)濟發(fā)展較快的國家來看，電網(wǎng)建設(shè)一般都超前于經(jīng)濟發(fā)展。應(yīng)根據(jù)國家或地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，制定好電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，逐步向合理的電壓等級序列和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)過渡。同時電網(wǎng)建設(shè)、改造也應(yīng)避免過于超前，造成經(jīng)濟浪費。第二章 國內(nèi)外典型接線模式調(diào)研目前國外一些大城市配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設(shè)多形成環(huán)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其中典型的有法國巴黎、新加坡等地區(qū)，均采用環(huán)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，開環(huán)運行的方式，并增加快速切換裝置。該網(wǎng)架結(jié)構(gòu)有效的增加了配電網(wǎng)互供能力、提高了供電可靠性及設(shè)備的利用率。目前

20、國內(nèi)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，接線模式也多種多樣，如果區(qū)分電纜線路和架空線路接線模式有十幾種，架空線路主要有：單電源線輻射接線、單環(huán)網(wǎng)接線模式、不同母線三回饋線的環(huán)式接線和分段聯(lián)絡(luò)接線。電纜接線主要有：單電源線輻射接線、單環(huán)網(wǎng)接線模式、兩聯(lián)絡(luò)雙接線、不同母線出線連接開閉所接線、不同母線環(huán)網(wǎng)接線（三座開閉所）、“4-1”主備接線模式、“4-1”主備接線模式。但由于各地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃和運行水平不同，目前國內(nèi)許多城市接線模式比較混亂，聯(lián)絡(luò)復(fù)雜。本章將對國內(nèi)外典型接線模式進行詳細介紹。2.1 國外配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)概況2.1.1巴黎配電網(wǎng)網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)1巴黎配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)巴黎過去市區(qū)電網(wǎng)比較復(fù)雜，經(jīng)過20年的梳理改造

21、，簡化了電壓等級序列，配電網(wǎng)采用20kV為供電電壓等級，形成了以多方向互聯(lián)的環(huán)狀電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，取得了卓有成效的成績。巴黎電網(wǎng)有三層環(huán)狀電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，外圍由400kV輸電網(wǎng)和225kV配電網(wǎng)形成兩層環(huán)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，市區(qū)由20kV配電網(wǎng)形成環(huán)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為低壓用戶供電。其中225kV作為高壓配電網(wǎng)，由36座225/20kV變電站構(gòu)成，并呈輻射狀深入負荷中心。巴黎電網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖2-1巴黎電網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)巴黎在20世紀60年代開始20kV電網(wǎng)升壓改造，90年代初完成。目前巴黎的配電網(wǎng)中的36座225/20kV變電站為三個20kV環(huán)路供電，如果在一個225kV線路上出現(xiàn)停電，可以從臨近的變電站恢

22、復(fù)供電。巴黎20kV配電網(wǎng)環(huán)狀電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意如圖2-2（a）、2-2（b）所示。圖2-2(a) 巴黎20kV配電網(wǎng)環(huán)狀電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖2-2（b） 巴黎20kV配電網(wǎng)環(huán)狀電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意巴黎20kV配電網(wǎng)中主干線網(wǎng)架使用4×6=24條20kV電纜與一個變電站相連，因此，可以確保225kV變電站在停電時的供電可靠性。每個20/0.4kV低壓變電站都有2回20kV進線，在進線故障的時候自動切換。每條20kV饋線可由兩個225kV變電站供電，20kV饋線出現(xiàn)故障，在自動切換裝置動作時客戶會有1秒的停電；若225kV變電站故障，在12分鐘內(nèi)遠方手動切換恢復(fù)供電。因此電網(wǎng)在不采取復(fù)雜保護或自動化設(shè)備的

23、情況下也可以提高供電可靠性。巴黎城市配網(wǎng)這種供電網(wǎng)結(jié)構(gòu)首末兩端都帶電源，雙路電源供電運行，中間配置可遠方控制的分段開關(guān)，中/低壓負荷從兩條并行供電線路同時取電，通過自動切換裝置實現(xiàn)備用電源切換。這種供電方式供電可靠性SAIDI指標可以做到小于15分/戶.年。巴黎城市配網(wǎng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。圖2-3 巴黎城市配網(wǎng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)一般城市配網(wǎng)中采用如下圖所示的閉環(huán)設(shè)計開環(huán)運行的手拉手供電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，包括11000條出線,70000km。這種供電網(wǎng)結(jié)構(gòu)首末兩端都帶電源，每回出線中間配置34個可遠方控制的分段開關(guān)，中/低壓負荷站采用如圖接線方式也具有故障分段的能力，開關(guān)上都安裝故障指示器，當出現(xiàn)故障時通過故障

24、指示器快速定位故障，遠方操作分段開關(guān)，實現(xiàn)快速故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。這種供電方式供電可靠性SAIDI指標可以做到小于30分/戶.年。巴黎一般城市配網(wǎng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。圖2-4 巴黎一般城市配網(wǎng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)2巴黎配電網(wǎng)供電可靠性巴黎2004年供電可靠性指標SAIDI如圖2-5所示，其中區(qū)域 1是人口數(shù)小于1萬人的小城鎮(zhèn)，SAIDI<2小時，供電可靠率（RS-1）為99.977（對應(yīng)我們的農(nóng)網(wǎng)）；區(qū)域4是人口數(shù)超過10萬人的城市中心區(qū)，SAIDI<30分，供電可靠率（RS-1）ASAI為99.994（對應(yīng)我們的中心城區(qū)）。巴黎2007年供電可靠率ASAI為99.998%，SAIDI為1

25、0min。圖2-5巴黎2004年低壓用戶的供電可靠性指標SAIDI2.1.2新加坡配電網(wǎng)網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)1新加坡22kV配電網(wǎng)絡(luò)新加坡配電網(wǎng)環(huán)狀電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是由同一變電站每兩回22kV饋線構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，在不同電源變電站的每兩個環(huán)網(wǎng)中間又相互連接，形成相切的形狀。其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實際上是由變電站間單聯(lián)絡(luò)和變電站內(nèi)單聯(lián)絡(luò)組合而成。站間聯(lián)絡(luò)部分采用開環(huán)運行方式，站內(nèi)聯(lián)絡(luò)部分采用閉環(huán)運行方式。新加坡配電網(wǎng)環(huán)狀電網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。圖2-6新加坡配電網(wǎng)環(huán)狀電網(wǎng)結(jié)構(gòu)22kV配電網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)網(wǎng)連接、并聯(lián)運行模式（Ring）；每個環(huán)網(wǎng)并聯(lián)運行的兩路電源來自同一個66kV上級電源點；每個環(huán)網(wǎng)的第三路備用電源來自不同的66kV上級電源

26、點；每個環(huán)網(wǎng)的供應(yīng)負荷應(yīng)控制在15MVA以內(nèi)。80年代中期，新能源電網(wǎng)22kV配電網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)網(wǎng)連接、開環(huán)運行模式。當時外力破壞嚴重，電纜接頭施工工藝差，電纜故障頻繁，加之新加坡正處于經(jīng)濟增長期，電子行業(yè)迅速崛起對電能質(zhì)量提出了很高的要求。迫于社會的呼聲和政府的壓力，新能源開始實施22kV電網(wǎng)改造，具體原則為：花瓣型網(wǎng)絡(luò)的電纜截面均按300mm2考慮，以增強網(wǎng)絡(luò)的拓展性和可適應(yīng)性，并為今后的改造、割接創(chuàng)造條件；每個花瓣型網(wǎng)絡(luò)引入第三個電源點，供電可靠性大大增加；每個花瓣的容量按80%考慮，確保了網(wǎng)絡(luò)的健康運行水平；網(wǎng)絡(luò)改造從對供電可靠性要求特別高的區(qū)域開始進行且成片實施，確?！盎ò辍钡囊淮谓ǔ?。

27、22kV配電網(wǎng)絡(luò)改造自80年代中期開始實施，至90年代初期完成。新加坡梅花狀網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。圖2-7 新加坡梅花狀環(huán)網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)2新加坡6.6kV配電網(wǎng)絡(luò)6.6kV配電網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)網(wǎng)連接、開環(huán)運行模式（Mesh），每個環(huán)網(wǎng)的兩路或三路電源來自不同的22kV上級電源點；每個環(huán)網(wǎng)的供應(yīng)負荷控制應(yīng)在4.5MVA以內(nèi)（環(huán)網(wǎng)的始端電纜為銅芯電纜）或3.5MVA（環(huán)網(wǎng)的始端電纜為鋁芯電纜）；每個環(huán)網(wǎng)中串接的配電站數(shù)量應(yīng)控制在8個以內(nèi)。新加坡6.6kV配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如圖2-8所示。圖2-8 新加坡6.6kV配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)3新加坡配電網(wǎng)供電可靠性從新加坡電網(wǎng)供電可靠性的發(fā)展趨勢可以看出，新加坡電網(wǎng)在19931

28、994年應(yīng)用的環(huán)網(wǎng)運行技術(shù)，直接導(dǎo)致平均停電時間由27.4分鐘減少到10.7分鐘。而在2003/2004年間投入狀態(tài)監(jiān)測和狀態(tài)檢修技術(shù)后，平均停電次數(shù)從0.1次/戶降低至0.04次/戶。新加坡配網(wǎng)的供電可靠性較高，至2011年新加坡電網(wǎng)供電可靠性指標ASAI已達到99.999941%、SAIDI為0.31min。1998 2011年新加坡電網(wǎng)系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間SAIDI 變化情況如圖2-9所示。圖2-9 1997 2011年新加坡電網(wǎng)系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間SAIDI變化情況2.1.3東京配電網(wǎng)網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)東京電力公司的供電范圍基本以東京市為中心，半徑為150公里的區(qū)域，負荷約占全日本負荷的35%，

29、其中，市區(qū)、多摩地區(qū)、琦玉、手葉、神奈川負荷約占東京電力公司負荷的75%。因此，東京電力系統(tǒng)網(wǎng)架是以上述地區(qū)為中心結(jié)構(gòu)，在距離東京市區(qū)50公里左右的地區(qū)，圍繞東京灣形成500kV雙外環(huán)網(wǎng)和以輻射狀接入市內(nèi)275kV環(huán)型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。東京配電網(wǎng)供電模式的特點是：配電網(wǎng)中97%為6kV不接地電網(wǎng)，3%為20kV小電阻接地電網(wǎng)。6kV架空網(wǎng)供電方式采用3分段4聯(lián)絡(luò)、6分段3聯(lián)絡(luò)的方式，6kV電纜網(wǎng)供電方式采用環(huán)網(wǎng)的方式；負荷密集區(qū)采用20kV電纜網(wǎng)供電方式。1東京22kV配電網(wǎng)絡(luò)（1）常備用電纜網(wǎng)（“N-1”下有短暫停電時間，通過配電自動化切換），東京常備用電纜網(wǎng)如圖2-10所示。圖2-10 東京常備用

30、電纜網(wǎng)（2）單環(huán)電纜網(wǎng)（Loop，并列運行，“N-1”下沒有短暫停電時間，配電站出線負載率水平控制在50），東京單環(huán)電纜網(wǎng)如圖2-11所示。圖2-11 東京單環(huán)電纜網(wǎng)（3）點網(wǎng)絡(luò)電纜網(wǎng)（SNW，并列運行，“N-1”下沒有短暫停電時間，配電站出線負載率水平控制在67），東京點網(wǎng)絡(luò)電纜網(wǎng)如圖2-12所示。圖2-12 東京點網(wǎng)絡(luò)電纜網(wǎng)（4）多分段多聯(lián)絡(luò)架空網(wǎng)（“N-1”下有短暫停電時間，通過配電自動化切換），東京多分段多聯(lián)絡(luò)架空網(wǎng)如圖2-13所示。圖2-13 東京多分段多聯(lián)絡(luò)架空網(wǎng)2. 東京6.6kV配電網(wǎng)絡(luò)（1）環(huán)網(wǎng)連接、開環(huán)運行電纜網(wǎng)絡(luò)（“N-1”下有短暫停電時間，通過配電自動化切換）（2）多分

31、段多聯(lián)絡(luò)架空網(wǎng)（“N-1”下有短暫停電時間，通過配電自動化切換）東京配電系統(tǒng)3分段4連接方式如圖2-12所示。圖2-10東京配電系統(tǒng)3分段4連接方式3東京配電網(wǎng)供電可靠性1982年東京供電可靠性指標ASAI為99.99315%、SAIDI為36分。1986年東京電力公司開始采取配網(wǎng)自動化措施，之后供電可靠性指標ASAI進一步提高。至2009年東京電力公司可靠性指標ASAI為99.999618%、SAIDI為2min。2011年日本受“3·11”地震的影響可靠性突然下降，因此我們暫不做參考。東京電力公司歷年可靠性變化曲線如圖2-11所示圖2-11 東京電力公司歷年可靠性變化曲線2.2

32、國內(nèi)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)概況2.2.1北京配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)目前北京中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，接線方式也較多，具體分為架空線接線模式和電纜線接線模式分別介紹。1架空線路結(jié)構(gòu)架空線路主要應(yīng)用在D類區(qū)域，以及無電纜線路要求的C類區(qū)域。中壓架空線路的接線方式一般采用環(huán)網(wǎng)接線開環(huán)運行方式和單放射方式。環(huán)網(wǎng)接線的架空線路運行電流一般應(yīng)控制在長期允許載流量的2/3以下，預(yù)留轉(zhuǎn)移負荷裕度。（1）架空線路采用環(huán)網(wǎng)接線開環(huán)運行方式，線路多分段、適度聯(lián)絡(luò)，分段與聯(lián)絡(luò)數(shù)量根據(jù)用戶數(shù)量、負荷性質(zhì)、線路長度和環(huán)境等因素確定。每一分段的負荷容量可控制在70120A，聯(lián)絡(luò)一般設(shè)置3個以內(nèi)。優(yōu)先采取線路尾端聯(lián)絡(luò)，逐步實現(xiàn)對線路大支線

33、的聯(lián)絡(luò)。（2）架空線路單放射方式僅適用于負荷密度較低的、缺少變電站電源點的地區(qū)，但同站線路之間應(yīng)進行聯(lián)絡(luò)。2電纜線路結(jié)構(gòu)電纜線路主要適用于A類、B類區(qū)域，C類區(qū)域優(yōu)先選用。另外，繁華地區(qū)、重要地段、主要道路、高層建筑區(qū)等及城市規(guī)劃中有特殊要求的地區(qū)，以及狹窄街道和架空線路走廊難以解決的地區(qū)采用電纜線路供電。根據(jù)用戶負荷性質(zhì)、容量、路徑等情況，中壓電纜線路的接線方式一般為雙射接線、單環(huán)接線和雙環(huán)接線方式等。A類、B類地區(qū)由電纜雙射網(wǎng)逐步發(fā)展為電纜雙環(huán)網(wǎng)供電，進一步提高供電可靠性；A類地區(qū)和部分B類地區(qū)在“十二五”規(guī)劃期內(nèi)實現(xiàn)配網(wǎng)自動化。（1）單環(huán)網(wǎng)接線方式電纜單環(huán)接線一般從開閉站接出，該方式適用

34、于電纜化區(qū)域容量較小的用戶，一般采用異站單環(huán)接線方式，不具備條件時采用同站不同母線單環(huán)接線方式。正常開環(huán)運行，線路負載率不宜超過50%，北京電纜線路單環(huán)網(wǎng)接線方式如圖2-12所示。圖2-12 北京電纜線路單環(huán)網(wǎng)接線方式（2）雙環(huán)網(wǎng)接線方式雙環(huán)網(wǎng)四路電源來自同一供電區(qū)域的兩座變電站或兩座開閉站的不同段母線，北京電纜線路雙環(huán)網(wǎng)接線方式如圖2-13所示，這種接線方式線路負載率不宜超過75%。電纜雙環(huán)網(wǎng)接線適用于重要用戶供電，可隨電纜網(wǎng)改造逐步完善實現(xiàn)。圖2-13北京電纜線路雙環(huán)網(wǎng)接線方式（3）對射線接線方式自不同方向電源的兩個變電站（或兩個開閉站）的中壓母線饋出單回線路組成對射網(wǎng)接線方式，一般由改造

35、形成。北京電纜線路對射線接線方式如圖2-14所示。圖2-14北京電纜線路對射線接線方式2.2.2上海配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)目前，上海10kV架空網(wǎng)絡(luò)采用多分段多聯(lián)絡(luò)接線方式、不同母線連接開閉所接線；10kV電纜網(wǎng)絡(luò)一般采用環(huán)網(wǎng)接線方式、不同母線連接開閉所接線。經(jīng)過多年的建設(shè)，上海城區(qū)中壓架空線路和電纜線路已經(jīng)很少采用單電源輻射的接線模式。上海各地塊實用的配電網(wǎng)接線方式如表2-1所示，上海電纜線路接線方式如圖2-15所示。表2-1 上海各地塊實用的配電網(wǎng)接線方式區(qū)位用地性質(zhì)電纜線路架空線路中心城區(qū)金融貿(mào)易專線直供不同母線接開閉所接線高檔公寓不同母線接開閉所接線不同母線出現(xiàn)的環(huán)網(wǎng)接線一般居住不同母線出現(xiàn)的

36、環(huán)網(wǎng)接線多分段多聯(lián)絡(luò)接線商業(yè)貿(mào)易不同母線出現(xiàn)的環(huán)網(wǎng)接線多分段多聯(lián)絡(luò)接線城市郊區(qū)傳統(tǒng)工業(yè)不同母線出現(xiàn)的環(huán)網(wǎng)接線多分段多聯(lián)絡(luò)接線不同母線接開閉所接線高新技術(shù)不同母線接開閉所接線不同母線出現(xiàn)的環(huán)網(wǎng)接線集鎮(zhèn)中心不同母線出現(xiàn)的環(huán)網(wǎng)接線多分段多聯(lián)絡(luò)接線一般居住多分段多聯(lián)絡(luò)接線農(nóng)村不同母線出現(xiàn)的環(huán)網(wǎng)接線圖2-15上海電纜線路接線方式2.3 國內(nèi)配電網(wǎng)典型接線模式目前國內(nèi)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，接線模式也多種多樣，如果區(qū)分電纜線路和架空線路接線模式有十幾種，架空線路主要有：單電源線輻射接線、單環(huán)網(wǎng)接線模式、不同母線三回饋線的環(huán)式接線和分段聯(lián)絡(luò)接線。電纜接線主要有：單電源線輻射接線、單環(huán)網(wǎng)接線模式、兩聯(lián)絡(luò)雙接線

37、、不同母線出線連接開閉所接線、不同母線環(huán)網(wǎng)接線（三座開閉所）、“4-1”主備接線模式、“4-1”主備接線模式。 2.3.1架空線路接線模式1、單電源線輻射接線單電源線輻射接線（以下簡稱單輻射接線）適用于城市非重要負荷和郊區(qū)季節(jié)性用戶。它的優(yōu)點就是比較經(jīng)濟，配電線路和高壓開關(guān)柜數(shù)量少、投資小，新增負荷也比較方便。但其缺點也很明顯，主要是故障影響范圍較大，供電可靠性較差。當線路故障時，部分線路段或全線將停電；當電源故障時，將導(dǎo)致整條線路停電。對于這種簡單的接線模式，由于不存在線路故障后的負荷轉(zhuǎn)移，可以不考慮線路的備用容量，即每條出線（主干線）均可以滿載運行。單電源線輻射接線模式如圖2-16所示。圖

38、2-16 單電源線輻射接線模式（架空線）2、單環(huán)網(wǎng)接線模式單環(huán)網(wǎng)接線模式（又稱手拉手接線）有兩個電源（可以取自同一變電所的不同母線段或不同變電所）。它適用于負荷密度較大且供電可靠率要求高的城區(qū)供電，運行方式一般采用開環(huán)。這種接線的最大優(yōu)點是可靠性比單電源線輻射接線模式大大提高，接線清晰、運行比較靈活。線路故障或電源故障時，在線路負荷允許的條件下，通過切換操作可以使非故障段恢復(fù)供電。但由于考慮了線路的備用容量，線路投資將比單電源線輻射接線有所增加。在這種接線模式中，線路的備用容量為50%，即正常運行時，每條線路最大負荷只能達到該架空線允許載流量的1/2。若系統(tǒng)中一條線路的電源出現(xiàn)故障時，可將聯(lián)絡(luò)

39、開關(guān)閉合，從另一條線路送電，使相應(yīng)供電線路達到滿載運行。單環(huán)網(wǎng)接線模式如圖2-17所示。圖2-17 單環(huán)網(wǎng)接線模式（架空線）3、多分段多聯(lián)絡(luò)接線這種接線模式，通過在干線上加裝分段開關(guān)把每條線路進行分段，并且每一分段都有聯(lián)絡(luò)線與其他線路相連接，當任何一段出現(xiàn)故障時，均不影響另一段正常供電，這樣使每條線路的故障范圍縮小，提高了供電可靠性。這種接線每條線路應(yīng)留有1/3或1/4的備用容量。與單環(huán)網(wǎng)接線模式和不同母線三回饋線的環(huán)式接線模式相比，分段聯(lián)絡(luò)的接線模式提高了架空線的利用率（兩分段兩聯(lián)絡(luò)的導(dǎo)線利用率由50%提高到67%），但由于需要在線路間建立聯(lián)絡(luò)線，加大了線路投資。這種接線模式可應(yīng)用于城網(wǎng)大部

40、分地區(qū)，聯(lián)絡(luò)線可以就近引接，但須注意要在不同變電所的出線或同一變電所的不同母線出線間建立聯(lián)絡(luò)。多分段兩聯(lián)絡(luò)接線模式如圖2-18所示，多分段三聯(lián)絡(luò)接線模式如圖2-19所示。圖2-18 多分段兩聯(lián)絡(luò)接線模式（架空線）圖2-19 多分段三聯(lián)絡(luò)接線模式（架空線）4、網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)接線模式網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)接線模式如圖2-20所示。圖2-20 網(wǎng)格式結(jié)構(gòu)接線模式（架空）2.3.2 電纜線路接線模式1、單環(huán)網(wǎng)接線模式與架空線的單環(huán)網(wǎng)接線模式一樣，電纜線路的這一接線形式中有兩個電源（可以取自同一變電所的兩段母線或不同變電所），正常情況下，一般采用開環(huán)運行方式，其供電可靠性較高，運行比較靈活。在實際應(yīng)用中，正常運行時，每

41、條線路均留有50%的裕量。在供電可靠性要求較高的地區(qū)均可采用?？梢栽陔p電源用戶較多的地區(qū)采用雙環(huán)網(wǎng)以提高供電可靠性。單環(huán)網(wǎng)接線模式（電纜）如圖2-21所示。圖2-21 單環(huán)網(wǎng)接線模式（電纜）2、雙環(huán)網(wǎng)接線模式這種接線類似于架空線路的分段兩聯(lián)絡(luò)接線模式，當其中一條線路故障時，整條線路可以劃分為若干部分被其余線路轉(zhuǎn)供，供電可靠性較高，運行較為靈活。它適用于城市核心區(qū)、繁華地區(qū)，以及負荷密度發(fā)展到相對較高水平的區(qū)域。雙環(huán)網(wǎng)接線模式（電纜）如圖2-22所示。圖2-22 雙環(huán)網(wǎng)接線模式（電纜）3、不同母線出線接開閉所接線這種接線模式實際上就是從同一變電所的不同母線或不同變電所引出主干線連接至開閉所，再從

42、開閉所引出電纜線路帶負荷（一般從開閉所出線的電纜型號比主干線電纜型號小一些）。在這里每個開閉所具有兩回進線，開閉所出線采用輻射狀接線方式供電。開閉所出線間也可以形成小環(huán)網(wǎng)，進一步提高可靠性。為了滿足N-1準則，當開閉所兩回進線中的一回進線出現(xiàn)故障時，另一回進線應(yīng)能帶起全部負荷。這樣正常運行時，每回進線應(yīng)有50%的備用容量。開閉所的容量可按一回進線的安全允許容量來選擇。在開閉所出線為放射狀時，所有出線均可滿載運行。該種接線用于負荷中心距電源較遠，或出線較多、線路走廊困難的情況。不同母線出線接開閉所接線模式如圖2-23所示。圖2-23 不同母線出線接開閉所接線模式（電纜）6、“N-1”主備接線模式

43、所謂“N-1”主備接線模式，就是指N條電纜線路連成電纜環(huán)網(wǎng)，其中有1條線路作為公共的備用線路正常時空載運行，其它線路都可以滿載運行，若有某1條運行線路出現(xiàn)故障，則可以通過線路切換把備用線路投入運行。該種模式隨著“N”值的不同，其接線的運行靈活性、可靠性和線路的平均負載率均有所不同。一般以“4-1”模式比較理想，總的線路利用率為67%?！?-1”以上的模式接線比較復(fù)雜，操作也比較繁瑣，同時聯(lián)絡(luò)線的長度較長，投資較大，線路載流量的利用率提高已不明顯?！癗-1”主備接線模式的優(yōu)點是供電可靠性較高，線路的理論利用率也較高。該方式適用于負荷發(fā)展已經(jīng)飽和、網(wǎng)絡(luò)按最終規(guī)模一次規(guī)劃建成的地區(qū)。4-1”主備接線

44、模式（電纜）如圖2-24所示。圖2-24 “4-1”主備接線模式（電纜） “4-1”環(huán)網(wǎng)接線模式正常運行時每條線路各承擔2/3線路負荷，并將3條線路中的1條（如線路2）按負荷均勻的分到其他兩回線路上，并與其余2條線路在末端進行環(huán)網(wǎng)，在各聯(lián)絡(luò)開關(guān)房分別設(shè)立環(huán)網(wǎng)開環(huán)點。本接線的特點在于通過合理調(diào)整環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)架，每條線路都無需走回頭路進行環(huán)網(wǎng)，而改在不同電源線路間進行末端環(huán)網(wǎng)，從而避免了較長的專用聯(lián)絡(luò)電纜。另外，該方式避免了兩條線路滿載而一條線路空載的運行情況。該模式的缺點是故障時線路之間的負荷轉(zhuǎn)移較復(fù)雜，并且只適合于“4-1”主備模式，若條件具備，不失為一種較好的電纜配網(wǎng)接線模式。2.4 本章小結(jié)建

45、設(shè)堅強的電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，是保證電力系統(tǒng)安全、可靠的進行電力輸送和電力供應(yīng)的基礎(chǔ)；是滿足能源大規(guī)模優(yōu)化配置，提高資產(chǎn)利用率的先決條件。長期以來，我國電力系統(tǒng)“重發(fā)輕供不管用”，導(dǎo)致目前的電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對薄弱，尤其是配電網(wǎng)更是存在著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、供電可靠性低、線路損耗高等諸多問題。為了提高供電可靠性、降低線路損耗和保證供電質(zhì)量，借鑒巴黎、新加坡等地區(qū)中壓配電網(wǎng)閉環(huán)運行的成功經(jīng)驗，應(yīng)該在配電網(wǎng)逐步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、實施閉環(huán)運行結(jié)構(gòu)。第三章 供電安全標準調(diào)研3.1 供電安全標準的定義：供電安全標準規(guī)定了不同電壓等級配電網(wǎng)單一元件故障停運后，允許損失負荷的大小及恢復(fù)供電的時間。配電網(wǎng)供電安全標準的一般原則為：

46、接入的負荷規(guī)模越大、停電損失越大，其供電可靠性要求越高、恢復(fù)供電時間要求越短。3.2 研究范圍與內(nèi)容3.2.1 國內(nèi)外安全標準對比供電安全標準規(guī)定了不同電壓等級配電網(wǎng)單一元件故障停運后，允許損失負荷的大小及恢復(fù)供電的時間。配電網(wǎng)供電安全標準的一般原則為：接入的負荷規(guī)模越大、停電損失越大，其供電可靠性要求越高、恢復(fù)供電時間要求越短。供電安全標準規(guī)定得越嚴格，系統(tǒng)可靠性水平越高。世界上最著名的供電安全標準是英國電力委員會頒布的Engineering Recommendation P2/6標準。在我國，國家電網(wǎng)公司在Q/GDW 1738-2012配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則中遵循與ER P2/6相似的思路

47、規(guī)定了適宜我國國情的供電安全條款。江蘇省電力公司所草擬的揚州配電網(wǎng)建設(shè)和管理示范區(qū)項目規(guī)劃目標與標準是綜合了以上兩者與揚州市實際情況的成果。本報告將首先分析這三者在條款上的異同，以說明揚州地區(qū)所擬標準的特點。3.2.2 供電安全標準差異化定量分析基于上一節(jié)的分析結(jié)論，本報告將定量地進行供電安全標準差異化分析。具體內(nèi)容為：（1）分析決定供電安全標準的關(guān)鍵變量。配電網(wǎng)的供電安全水平是由多方面因素決定的，例如：變電站容量與變壓器臺數(shù)、饋線分段數(shù)以及配電系統(tǒng)自動化水平。本報告將首先結(jié)合供電安全標準條款，分析每一條款中的關(guān)鍵決定因素。（2）以可靠性經(jīng)濟性最優(yōu)為基礎(chǔ)的差異化定量分析。針對（1）中所提出的關(guān)

48、鍵變量，本報告將定量分析其取不同值時系統(tǒng)的可靠性水平以及符合供電安全標準地情況。（3）現(xiàn)狀檢驗。本報告將檢驗揚州地區(qū)局部典型配電系統(tǒng)符合各安全標準的程度。3.3 現(xiàn)有供電安全標準3.3.1 英國P2/6標準英國電力委員會于1968年公布了供電安全導(dǎo)則ER P2/4，隨著電力可靠性數(shù)據(jù)不斷積累和理論分析手段不斷發(fā)展，基于大量應(yīng)用可靠性工程和成本效益分析(Reliability Engineering and Cost-benefit Techniques)原則的案例研究，1978年公布了修訂后的供電安全導(dǎo)則(ER P2/5)，并在此基礎(chǔ)上頒布了P2/6標準。英國供電安全導(dǎo)則ER P2/6 標準為

49、輸、配電網(wǎng)一體設(shè)計，側(cè)重于配電網(wǎng)中的應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上延伸至輸電網(wǎng)領(lǐng)域。ER P2/6從分類上來講屬于確定性標準，但是其實質(zhì)上來源于大量的概率性、經(jīng)濟性分析。作為電網(wǎng)安全標準的基礎(chǔ)性文件，其核心思想為：以最終客戶的供電可靠性作為規(guī)劃目標，將系統(tǒng)安全性與客戶負荷大小相關(guān)聯(lián)，按照負荷組大小劃分級別，用“N-1”和“N-1-1”法則作為衡量手段，給出了各級電網(wǎng)所應(yīng)達到的不同的安全和可靠水平。ER P2/6的核心是“TABLE1”，即電網(wǎng)安全供電水平表，詳見表 4-1。對照該表格，電網(wǎng)任何部分都可根據(jù)其所屬負荷組級別精確的得到電網(wǎng)必須滿足的“最低限度的供電安全水平標準”。供電安全水平用電網(wǎng)元件故障后相

50、應(yīng)用電負荷恢復(fù)供電時間和恢復(fù)供電程度來表示。表 4-1 英國P2/6標準-Table. 1 摘錄安全水平負荷組 N-1故障N-1-1故障電網(wǎng)級別A0-1 MW故障修復(fù)后恢復(fù)供電即可低壓配網(wǎng)B1-12 MW于3小時內(nèi)恢復(fù)負荷中壓配網(wǎng)C12-60MW于15分鐘內(nèi)恢復(fù) 于3小時內(nèi)恢復(fù)全部負荷高壓配網(wǎng)D60-300 MW故障發(fā)生后60s內(nèi)最大切負荷不超過20MW于3小時內(nèi)恢復(fù)全部負荷于3小時內(nèi)：對于高于100MW的負荷組，最大切負荷量 高壓輸電網(wǎng)E300-1500MW不允許負荷損失故障發(fā)生后60s內(nèi)至少恢復(fù)2/3負荷組的供電；在能夠中止計劃停運的時間內(nèi)恢復(fù)全部負荷×4超高壓輸電網(wǎng)F1500M

51、W+除此標準外，還應(yīng)符合GB SQSS標準與“N-2”要求超高壓輸電網(wǎng)×1: 3小時.，為派人去現(xiàn)場完成手動操作所囚的時間; ×2: "15 分鐘" 是為有人值班點完成手動操作所留的時間; ×3: "即刻"是為完成自動操作所留的時間，最長60秒； ×4: 檢修通常安排在夏季，此時負荷通常低于2/3組負荷，故要求全部恢復(fù)。負荷組是英國P2/6標準中的一個重要概念，隨著負荷組級別增加，要求安全供電水平相應(yīng)提高，圖 4-1給出了配電網(wǎng)負荷組劃分的示意圖，即：（1）A類負荷組對應(yīng)于配電系統(tǒng)中一段10kV饋線上所帶的負荷；（

52、2）B類負荷組對應(yīng)于配電系統(tǒng)中一條10kV饋線上所帶的負荷；（3）C類負荷組對應(yīng)于一座35kV變電站所帶的負荷；（4）D類負荷組對應(yīng)于一座110kV變電站所帶的負荷。（5）E、F類負荷組已經(jīng)超出了配電系統(tǒng)范圍，本報告中不做過多分析。圖 4-1 配電網(wǎng)中負荷組劃分示意圖在英國，遵守ER P2/6標準是電網(wǎng)公司獲得業(yè)務(wù)許可的前提條件之一，違反該標準的電網(wǎng)公司將被吊銷執(zhí)照。該標準對于英國電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)和電源管理、系統(tǒng)運行、系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備改進等工作領(lǐng)域都發(fā)揮了重要指導(dǎo)作用，取得了良好實效。結(jié)構(gòu)化的供電安全標準，構(gòu)成了英國發(fā)展電網(wǎng)的基礎(chǔ)和根本驅(qū)動力，充分體現(xiàn)了電網(wǎng)整體協(xié)調(diào)性和經(jīng)濟性目標，即：互聯(lián)輸電網(wǎng)擁

53、有堅實的安全基礎(chǔ)；高壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對簡化，充分利用中低壓配電網(wǎng)的可靠互聯(lián)結(jié)構(gòu)、負荷轉(zhuǎn)移能力和變壓器容量裕度，實現(xiàn)終端用戶的高供電可靠性。3.3.2 國家電網(wǎng)公司Q/GDW 1738-2012供電標準國家電網(wǎng)公司于2012年頒布了Q/GDW 1738-2012供電標準。它規(guī)定了110（66）kV 電網(wǎng)、35kV 及以下各電壓等級配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的技術(shù)原則，將被用于指導(dǎo)國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)域內(nèi)110（66）kV 電網(wǎng)、35kV 及以下各電壓等級配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的有關(guān)工作。這一標準與英國P2/6標準遵循相似的思路，根據(jù)負荷組的大小規(guī)定了3級安全水平，如表 所示。表 4-2同時給出了負荷組與配電系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)

54、系，它們與圖 4-14-1中所示的對應(yīng)關(guān)系是一致的。表 4-2 Q/GDW 1738-2012 規(guī)定的配電網(wǎng)安全供電水平供電安全等級組負荷范圍/MW對應(yīng)范圍單一故障條件下組負荷的停電范圍及恢復(fù)供電的時間要求1低壓線路配電變壓器維修完成后：恢復(fù)對組負荷的供電22-12中壓線路a) 3小時內(nèi)：恢復(fù)（組負荷-2MW）b) 維修完成后：恢復(fù)對組負荷的供電312-180變電站a) 15分鐘內(nèi)：恢復(fù)負荷 b) 3小時內(nèi)：恢復(fù)對組負荷的供電表 4-2規(guī)定了配電網(wǎng)需要滿足的最低安全供電水平。于此同時，Q/GDW 1738-2012還針對不同負荷區(qū)域規(guī)定了更細致的要求，其具體內(nèi)容為：（1）標準中規(guī)定了供電區(qū)域的

55、劃分依據(jù)（如表 4-1所示），并給出了各個供電區(qū)域應(yīng)實現(xiàn)的可靠性目標（如表 4-2所示）：表 4-1 供電區(qū)域劃分表供電區(qū)域A+ABCDE行政級別直轄市市中心或市區(qū)或市區(qū)或城鎮(zhèn)或農(nóng)村或省會城市、計劃單列市市中心或市區(qū)或城鎮(zhèn)或城鎮(zhèn)或地級市（自治州、盟）市中心或市區(qū)/城鎮(zhèn)或農(nóng)村或農(nóng)牧區(qū)縣（縣級市）城鎮(zhèn)或城鎮(zhèn)或農(nóng)牧區(qū)注1： 為供電區(qū)域的負荷密度（MW/km2）注1：供電區(qū)域面積不小于5 km2注3：計算負荷密度時，應(yīng)扣除110（66）kV專線負荷，以及高山、戈壁、荒漠、水域、森林等無效供電面積。表 4-2 供電區(qū)域規(guī)劃可靠性目標供電區(qū)域供電可靠率（RS-3）綜合電壓合格率A+用戶年平均停電時間不超過

56、5分鐘（99.999%）99.99%A用戶年平均停電時間不超過52分鐘（99.990%）99.98%B用戶年平均停電時間不超過3小時（99.965%）99.95%C用戶年平均停電時間不超過9小時（99.897%）99.70%D用戶年平均停電時間不超過15小時（99.828%）99.30%E不低于向社會承諾的標準不低于向社會承諾的標準注1：RS-3計及故障停電和預(yù)安排停電（不計系統(tǒng)電源不足導(dǎo)致的限電）；注2：用戶年平均停電次數(shù)目標宜結(jié)合配電網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)與用戶可接受水平制定；注3：各類供電區(qū)域宜由點至面、逐步實現(xiàn)相應(yīng)的規(guī)劃目標。（2）針對不同供電區(qū)域因地制宜地規(guī)定了安全供電水平：第二級安全水平：A+類