配電網(wǎng)規(guī)劃與設計開題報告

配電網(wǎng)規(guī)劃與設計開題報告1研究背景及意義1．1研究背景及意義城市電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，又是其主要負荷中心，具有用電量大，負荷密度高，安全可靠和供電質量要求高等特點。城市電網(wǎng)的各項建設和改造項目必須與城市發(fā)展規(guī)劃相互配合，同步實施，并且與環(huán)境協(xié)調。但是目前城市電網(wǎng)建設不能適應城市經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，其原因是城市經(jīng)濟增長迅速，城市化建設步伐快；而城市電網(wǎng)發(fā)展緩慢，主要表現(xiàn)在設備陳舊，供電容量不足，電網(wǎng)結構不合理，可靠性差，電能質量低。配電系統(tǒng)的規(guī)劃是供電企業(yè)規(guī)劃活動中的基本環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)的規(guī)劃質量直接影響到配網(wǎng)的網(wǎng)絡水平及投資效益，其對于降低網(wǎng)損、提高可靠性和保障電能質量的影響不亞于配電網(wǎng)的運行管理，因此說，配電網(wǎng)規(guī)劃技術的發(fā)展對整個電力的發(fā)展至關重要。這里包含資金和技術兩方面的問題，以技術而言，沒有長遠的城網(wǎng)建設規(guī)劃是城網(wǎng)建設自身存在問題的癥結。因此，要用新的觀念和超前意識制定的電網(wǎng)規(guī)劃來改變城市電網(wǎng)的現(xiàn)狀，用規(guī)劃來指導城網(wǎng)建設，同時規(guī)劃要體現(xiàn)以安全為基礎，以效益為中心的建網(wǎng)指導思想，不斷采用新科技。2國內外配電自動化的現(xiàn)狀2．1國外配電自動化的現(xiàn)狀在一些工業(yè)發(fā)達國家中，配電自動化系統(tǒng)受到了廣泛的重視，國外的配電自動化系統(tǒng)已經(jīng)形成了集變電所自動化、饋線分段開關測控、電容器組調節(jié)控制、用戶負荷控制和遠方抄表等系統(tǒng)于一體的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)（DMS），其功能已多達140余種。國外著名電力系統(tǒng)設備的制造廠家基本都涉足配電自動化領域，如德國西門子公司、法國施耐德公司、美國COOPER公司、摩托羅拉公司、英國ABB公司、日本東芝公司等，均推出了各具特色的配電網(wǎng)自動化產(chǎn)品。日本是配電自動化發(fā)展得比較快的國家。到1986年，全國9個電力公司的41610條配電線路已有35983條（86.5%）實現(xiàn)了故障后的按時限自動順序送電，其中2788條（6.7%）實現(xiàn)了配電線開關（指柱上開關）的遠方監(jiān)控（包括一般的和計算機監(jiān)控）。日本從50年代開始在配電線上采用自動隔離故障區(qū)，并向健全區(qū)（無故障區(qū)）恢復送電的按時限順序送電裝置；60~70年代研究開發(fā)了各種就地控制方式和配電線開關的遠方監(jiān)視控制裝置；70年代后半期開始利用計算機構成自動控制系統(tǒng)；其后由于電子技術、計算機技術及信息傳送技術的發(fā)展，配電自動化計算機系統(tǒng)及配電線遠方監(jiān)視控制系統(tǒng)在實際應用上得到很大的發(fā)展。新加坡公用電力局（PUB）在80年代中期投運并在90年代加以發(fā)展和完善的大型配電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)，其規(guī)模最初覆蓋其22KV配電網(wǎng)的1330個配電站，目前已將網(wǎng)絡管理功能擴展到6.6KV配電網(wǎng)，進而覆蓋約4000個配電站。芬蘭“EspooSahko”電力配電公司的配電自動化覆蓋了該公司的85000個用戶，8座110/20KV的一次變電站，1100KM的20KV饋電線和1400個20/0.4KV的配電變電站。從國外配電自動化系統(tǒng)采用的通信方式看，尚沒有一種通信技術可以很好地滿足于配電系統(tǒng)自動化所有層次的需要。在一個配電自動化系統(tǒng)內，往往由多種通信技術組合成綜合的通信系統(tǒng)，各個層次按實際需要采用合適的通信方式。2.2國內配電自動化的現(xiàn)狀我國配電網(wǎng)自動化的發(fā)展是電力市場和經(jīng)濟建設的必然結果，長期以來配電網(wǎng)的建設未得到應有的重視，建設資金短缺，設備技術性能落后，事故頻繁發(fā)生，嚴重影響了人民生活和經(jīng)濟建設的發(fā)展，隨著電力的發(fā)展和電力市場的建立，配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)顯得越來越突出，形成了與電網(wǎng)建設不協(xié)調的局面。國家頒布實施的《電力法》的貫徹后，電力作為一種商品進入市場，接受用戶的監(jiān)督和選擇，甚至于對電力供應中的停電影響追究電力經(jīng)營者的責任。另一方面，高精密的技術和裝備對電能質量要求，配電網(wǎng)供電可靠性已是電力經(jīng)營者考慮的主要方面。隨著市場觀念的轉變和電力發(fā)展的需求，配電網(wǎng)的自動化已經(jīng)作為供電企業(yè)十分緊迫的任務，大城市電網(wǎng)，從八十年代就意識到配電網(wǎng)的潛在危險，并竭力呼吁積極努力地致力于城市電網(wǎng)的改造工程，并組織全國性的大會對配電網(wǎng)改造提出了具體實施計劃，各種渠道湊集資金，提出更改計劃，利用高技術、性能好的設備從事電網(wǎng)的改造。3配電網(wǎng)規(guī)劃的主要內容及存在問題4配電網(wǎng)系統(tǒng)的接線方案由于配電網(wǎng)的復雜性，不是單一方案就可以實現(xiàn)配網(wǎng)自動化要求，對于不同的供電模式，應具有不同的供電方案，以力求達到較完美的條件。4.1環(huán)網(wǎng)電纜方案以電纜作為配電主干線的配電網(wǎng)自動化方案，主要在城市商業(yè)繁華、人口密集地方，以環(huán)網(wǎng)開關柜為主體，負荷開關柜據(jù)所在地域和用戶的數(shù)量的要求設定出線保護多少，一般為二進(四出)，當進出線回路較多，規(guī)模更大時可轉變?yōu)殚_閉所，環(huán)網(wǎng)柜和開閉所中設計量柜、聯(lián)絡等。環(huán)網(wǎng)柜一般以負荷開關與熔斷器相配合，當一路電源發(fā)生故障后，會有另一路電源快速切換到母線，恢復正常的供電。對開閉所監(jiān)控系統(tǒng)的通訊方式，在放設電纜時一并設置，主要以光纖和市話線為主，以減少干擾。環(huán)網(wǎng)柜的主要特點是運行環(huán)境較好、外界影響因素較少，也是城市主干道的較好的方案，見圖1。4.2市區(qū)架空配網(wǎng)方式市區(qū)架空配網(wǎng)方式一般在城市道路規(guī)模較好，兩側路幅較為寬敞的條件下，以裸線架空導線和架空絕緣導線為主，一般情況下是雙回路架設，在配電線路上根據(jù)用戶要求設配電變壓器或設雙電源，架空線路通常是雙電源環(huán)網(wǎng)供電方式。見圖2這種配電方式結構簡單，布置形式靈活，設備都集中在戶外式安裝，受環(huán)境條件的影響較深，正常條件下R0為開路運行，B1、B2分別供電。當異常情況下向另一端自動供電，采用柱上重合器或自動開關來實現(xiàn)。分支線采用分段器與主干線的配電開關相配合。用來隔離支線上的永久性故障。這種方案在一次和二次設備配合上，完成自動隔離故障功能。4.3輻射型配電網(wǎng)輻射性配電網(wǎng)是在市郊和農村配電網(wǎng)絡以單電源供電，控制設備由變電站主開關作保護，配電線路可根據(jù)需要設多級重合器和分段器保護，達到自動隔離和恢復供電的條件。在我國現(xiàn)有的經(jīng)濟能力條件和配電網(wǎng)的實際情況下，大量采用斷路器(重合器)作為配電網(wǎng)線分支線自動開關，尚不具備充足的資金條件，以分段器更為合適。見圖3注：定值的整定值應IR2〈IR1〈IB1動作次數(shù)MR2〈MR2分段器的動作次數(shù)由需要定為一或二次5基于GIS平臺進行配網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)勢配電GIS是利用計算機技術、網(wǎng)絡技術將配電網(wǎng)絡的分布、屬性及實時信息按其實際地理位置描述在地理背景上，形成的集查詢、統(tǒng)計、運行、維護、分析、管理等多種功能于一體的應用軟件系統(tǒng)。利用GIS強大的空間數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡分析的拓補功能來處理配電系統(tǒng)與空間有關的信息，不僅能夠極大地方便規(guī)劃數(shù)據(jù)的獲取、處理，提高規(guī)劃人員的效率，而且規(guī)劃過程和結果也更加直觀、更具交互性。以下是GIS平臺上進行配電網(wǎng)規(guī)劃的主要優(yōu)勢：5.1配電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)采集優(yōu)勢面對越來越密集的電網(wǎng)、復雜的電力設備、時刻變化的負荷信息、不斷變遷的道路和建筑，GIS為我們提供了各種圖形、地圖、數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一共享的平臺。GIS數(shù)據(jù)庫存儲了用于進行系統(tǒng)各部分分析和顯示的空間及屬性數(shù)據(jù)，對于配網(wǎng)規(guī)劃中所需的配電網(wǎng)、變電站及設備、用戶等大量數(shù)據(jù)，如果結合地理環(huán)境，采用空間數(shù)據(jù)結構存儲，可以使數(shù)據(jù)管理更加直觀、有效，規(guī)劃結果更具實際意義，從而大大減輕規(guī)劃人員的工作量。5.2配網(wǎng)規(guī)劃運行情況分析優(yōu)勢科學的決策在某種程度上依賴于決策者所掌握的信息量的大小。GIS可以最大限度地將有關信息集成起來，從而為電力系統(tǒng)決策人員提供一個多元化的決策依據(jù)。在規(guī)劃地址及預測中涉及諸多關聯(lián)因素，如資源、人口、經(jīng)濟發(fā)展、負荷情況、用戶報裝情況等，它們都與地理系統(tǒng)有關。將GIS作為實現(xiàn)配電網(wǎng)規(guī)劃的數(shù)據(jù)分析、管理功能的工具，通過與其他系統(tǒng)，如SCADA、MIS、用電營業(yè)系統(tǒng)、配變監(jiān)測儀等接口有效地組織數(shù)據(jù)信息，從而方便運行數(shù)據(jù)的整理、分析，使規(guī)劃更貼近實際。5.3配網(wǎng)網(wǎng)絡優(yōu)化、自動布線優(yōu)勢地理信息系統(tǒng)是配網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化得以實現(xiàn)的重要前提：在GIS平臺上采用人工智能的搜索算法以求解網(wǎng)架優(yōu)化問題，由于GIS空間分析功能，在變電站選址尋優(yōu)過程中，可以有效避開障礙物；另一方面，利用GIS進行配電網(wǎng)規(guī)劃可以實現(xiàn)配電網(wǎng)規(guī)劃的可視化、自動化，而且能直接得到網(wǎng)絡規(guī)劃方案的地理接線圖，從而將網(wǎng)絡優(yōu)化與圖形輸出緊密結合。6各階段時間安排，應完成的工作量1、配電網(wǎng)的基本概念、國內外發(fā)展現(xiàn)狀第1～3周2、配電網(wǎng)規(guī)劃的基本思路和各種目標第4～5周3、配電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化