电网规划课件

中压配电网接线模式分析中压配电网接线模式分析1中压配电网接线模式分析1标题添加点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容总体概述点击此处输入相关文本内容标题添加点击此处输入相关文本内容2标题添加点击此处输入相点击此处输入总体概述点击此处输入标题添 10kV 10kV 10kV 10kV配电网接线模式配电网接线模式 配电网接线模式分析基本配电网接线模式分析基本思路思路 配电网的可靠性评估配电网的可靠性评估 配电网的经济性分析配电网的经济性分析 最优分段数计算模型最优分段数计算模型 配电网接线模式识别配电网接线模式识别 310kV配电网接线模式3研究背景网架结构是城市电网规划与改造工作中的一个重点。接线模式是网架结网架结构是城市电网规划与改造工作中的一个重点。接线模式是网架结构的基本反映，它不仅牵涉到电网建设的经济性和可靠性，而且对于整个电构的基本反映，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。力工业发展具有重要意义。目前，有关接线模式的优劣主要是定性的分析，还缺乏系统的基于科学目前，有关接线模式的优劣主要是定性的分析，还缺乏系统的基于科学计算的量化分析比较，因此，对中压配电网的各种接线模式进行综合的定量计算的量化分析比较，因此，对中压配电网的各种接线模式进行综合的定量经济技术比较分析计算，从而得出一些规律性的结论是非常必要，也是很有经济技术比较分析计算，从而得出一些规律性的结论是非常必要，也是很有意义的。意义的。第一章第一章第一章 前言前言前言第一章 引言4研究背景第一章前言第一章引言4郑东新区概况 郑东新区属于规划新区，总体规划面积郑东新区属于规划新区，总体规划面积150km150km150km150km2 2 2 2，目前三环以内的市区面，目前三环以内的市区面积为积为133km133km133km133km2 2 2 2。郑东新区进行高起点规划和高品位建设，在国际知名的郑东新区进行高起点规划和高品位建设，在国际知名的6 6 6 6家规划设计单家规划设计单位的规划招标中，最后采用了日本黑川方案。该方案将位的规划招标中，最后采用了日本黑川方案。该方案将“新陈代谢新陈代谢”、“共共生城市生城市”及及“环形城市环形城市”的理念应用于郑东新区，体现了新颖的创意和独到的理念应用于郑东新区，体现了新颖的创意和独到的风格；构建了颇具匠心的的风格；构建了颇具匠心的“西南西南-东北走向历史文化生态发展轴东北走向历史文化生态发展轴”，汇聚，汇聚了整个城市的精华；并对原郑州市总体规划进行了合理修正，结合京广、陇了整个城市的精华；并对原郑州市总体规划进行了合理修正，结合京广、陇海两大铁路干线，提出了城市工业布局呈海两大铁路干线，提出了城市工业布局呈“V”“V”“V”“V”字形扩展的设想；郑东新区字形扩展的设想；郑东新区未来将建设成为集商贸、行政办公、居住、仓储、物流、教育科研等多种城未来将建设成为集商贸、行政办公、居住、仓储、物流、教育科研等多种城市功能于一体的综合城区。市功能于一体的综合城区。5郑东新区概况郑东新区属于规划新区，总体规划面积150第一章第一章第一章 引言引言引言qq对国内外对国内外10kV10kV10kV10kV接线模式的应用情况进行调查、收集资料，接线模式的应用情况进行调查、收集资料，并就其特点、适用条件进行分析和论述。并就其特点、适用条件进行分析和论述。qq在一定的边界条件下，对各接线模式的在一定的边界条件下，对各接线模式的可靠性可靠性和和经济性经济性等等进行定量的分析计算，得出不同接线模式的使用条件。进行定量的分析计算，得出不同接线模式的使用条件。qq提出一种识别城市中压配电网接线模式的方法。利用该方提出一种识别城市中压配电网接线模式的方法。利用该方法对郑东新区远景中压配网接线模式进行识别，得到郑东法对郑东新区远景中压配网接线模式进行识别，得到郑东新区变电站间的联络关系以及所采用的各种接线模式所占新区变电站间的联络关系以及所采用的各种接线模式所占比例情况。比例情况。研究内容 6第一章引言对国内外10kV接线模式的应用情况进行调查、收第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述 10kV10kV10kV10kV中中压压配配电电网网由由110kV110kV110kV110kV变变电电站站的的10kV10kV10kV10kV配配电电装装置置、开开闭闭所所、配配电电站站和和架架空空线线路路或或电电缆缆线线路路等等部部分分组组成成，其其功功能能是是将将电电力力安安全全、可可靠靠、经经济济、合合理理地地分分配配到到用用户户。一一般般城城市市的的网网络络由由架架空空线线和和电电缆线混合组成缆线混合组成。第二章 10kV10kV配电网接线模式综述 在在研研究究一一个个特特定定的的供供电电区区域域内内的的10kV10kV10kV10kV配配电电网网的的网网络络结结构构时时，我我们们采采取取架架空空线线路路和和电电缆缆线线路路分分开开进进行行分分析析研研究究的的方方法法，这这样也不失一般性。样也不失一般性。7第二章10kV配电网接线模式综述10kV中压配第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述2.1 架空线路接线模式q单电源线辐射接线模式单电源线辐射接线模式特点：特点：比较经济，新增负荷较方比较经济，新增负荷较方便。但故障影响范围较大，供电便。但故障影响范围较大，供电可靠性较差。可靠性较差。适用场合：适用场合：城市非重要负荷和郊城市非重要负荷和郊区季节性用户。区季节性用户。q不同母线出线的环式接线不同母线出线的环式接线特点：特点：可靠性较高，接线清晰、可靠性较高，接线清晰、运行比较灵活。但线路投资有所运行比较灵活。但线路投资有所增加。增加。适用场合：适用场合：负荷密度较大且供电负荷密度较大且供电可靠率要求高的城区。可靠率要求高的城区。8第二章10kV配电网接线模式综述2.1架空线路接线模第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述特特点点：网网络络中中有有三三个个电电源源，在在正正常常运运行行时时，每每条条线线路路均均应应留留有有50%50%50%50%的的裕裕量量。单单从从经经济济角角度度分分析析时时，这这种种接接线线模模式式和和不不同同母母线线出出线的环式接线一样。线的环式接线一样。q不同母线三回馈线出线的环式接线不同母线三回馈线出线的环式接线 9第二章10kV配电网接线模式综述特点：网络中有三个电源，q两分段两联络接线模式两分段两联络接线模式特特点点：每每条条线线路路的的故故障障范范围围缩缩小小，提提高高了了可可靠靠性性和和架架空空线线的的利利用用率率，但但由由于于需需要要在在线线路路间间建建立立联联络络线线，从从而而加加大大了了线路投资。线路投资。适适用用场场合合：可可应应用用于于城城网大部分地区。网大部分地区。第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述q三分段三联络接线模式三分段三联络接线模式10两分段两联络接线模式特点：每条线路的故障范围缩小，提高了可靠2.2 电缆线路接线模式q单电源线辐射接线模式单电源线辐射接线模式特点：特点：比较经济，新增负荷较方比较经济，新增负荷较方便。但故障停电时间长，影响范便。但故障停电时间长，影响范围较大，供电可靠性较差。围较大，供电可靠性较差。适用场合：适用场合：城市非重要负荷和郊城市非重要负荷和郊区季节性用户。区季节性用户。特点：特点：可靠性较高，接线清晰、可靠性较高，接线清晰、运行比较灵活。但线路投资有所运行比较灵活。但线路投资有所增加。增加。适用场合：适用场合：负荷密度较大且供电负荷密度较大且供电可靠率要求高的城区。可靠率要求高的城区。q不同母线出线的环式接线不同母线出线的环式接线第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述112.2电缆线路接线模式单电源线辐射接线模式特点：比较经济第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述q双电源双辐射接线双电源双辐射接线特点：特点：可以使客户同时得到两个可以使客户同时得到两个方向的电源，因此供电可靠性很方向的电源，因此供电可靠性很高。高。适用场合：适用场合：城市核心区，重要负城市核心区，重要负荷密集区域等。荷密集区域等。12第二章10kV配电网接线模式综述双电源双辐射接线特点：可q双双接线模式接线模式 特点：特点：这种接线即所谓的双环网，这种接线即所谓的双环网，双环网中可以串接多个开闭所。双环网中可以串接多个开闭所。（1 1 1 1）中串接）中串接2 2 2 2座座开闭所，每条线路开闭所，每条线路的最大负载率为的最大负载率为50505050；（；（2 2 2 2）中串接）中串接3 3 3 3座座开闭所，线路开闭所，线路1 1 1 1和线路和线路4 4 4 4最大负载最大负载率为率为67676767，线路线路2 2 2 2和线路和线路3 3 3 3最大负载最大负载率为率为33333333，线路负荷分配不均；线路负荷分配不均；（3 3 3 3）中串接）中串接4 4 4 4座座开闭所，每条线路开闭所，每条线路的最大负载率为的最大负载率为67676767，类似于架空类似于架空线路的线路的分段两联络接线分段两联络接线模式，当其模式，当其中一条线路故障时，整条线路可以中一条线路故障时，整条线路可以划分为若干部分被其余线路转供，划分为若干部分被其余线路转供，供电可靠性较高，运行较为灵活。供电可靠性较高，运行较为灵活。适用场合：适用场合：城市核心区、繁华地区，城市核心区、繁华地区，负荷密度发展到相对较高水平的区负荷密度发展到相对较高水平的区域。域。（1 1）（2 2）（3 3）13双接线模式特点：这种接线即所谓的双环网，双环网中可以串接q不同母线连接开闭所接线不同母线连接开闭所接线模式模式 q不同母线环网接线（三座开闭所）模式不同母线环网接线（三座开闭所）模式 特特点点：可可以以有有效效的的解解决决变变电电站站出出线线间间隔隔和和路路径径缺缺乏乏问问题题,接接线线方方式式灵灵活活，适适应应性性强强,便便于于10kV10kV10kV10kV电电网网分分区区分分片片,在在故故障障状状态态下下或或检检修修时时便便于于较较大规模的负荷转移。大规模的负荷转移。适适用用场场合合：负负荷荷中中心心距距电电源源较较远远，或或出出线线较较多多、线线路路走走廊廊困困难难时时。适适合合于于成成片片开开发发的的工工业业区区、居居住住区区、商商业业区区等等城城市市新新区区，或或成成片片改改造造的的城市旧区。城市旧区。第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述14不同母线连接开闭所接线模式不同母线环网接线（三座开闭所）模q“N-1”“N-1”“N-1”“N-1”主备接线模主备接线模式式第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述vv“3-1”“3-1”“3-1”“3-1”接线模接线模式式vv“4-1”“4-1”“4-1”“4-1”接线模接线模式式特特点点：供供电电可可靠靠性性较较高高，线线路路的的理理论论利利用用率率也也较较高高，如如“3-1”“3-1”“3-1”“3-1”和和“4-“4-“4-“4-1”1”1”1”模模式式的的线线路路利利用用率率分分别为别为67%67%67%67%和和75%75%75%75%。适适用用场场合合：城城市市核核心心区区、繁繁华华地地区区，负负荷荷密密度度发发展展到到相相对对较较高高水水平平，而而且且存存在在大大规规模模公公用用网网的的情况下。情况下。15“N-1”主备接线模式第二章10kV配电网接线模式综述“第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述vv末端末端“3-1”“3-1”“3-1”“3-1”环网接线模式环网接线模式vv互为备用的主备接线模式互为备用的主备接线模式优点：优点：避免了建设较长的专用联避免了建设较长的专用联络电缆。也避免了两条线路满载络电缆。也避免了两条线路满载而一条线路空载的运行情况。而一条线路空载的运行情况。缺点：缺点：故障时线路之间的负荷转故障时线路之间的负荷转移较复杂，并且只适合于移较复杂，并且只适合于“3-1”“3-1”“3-1”“3-1”主备模式。主备模式。特点：特点：该模式相当于电缆线路的该模式相当于电缆线路的分段联络接线模式，每条馈线的分段联络接线模式，每条馈线的最高负荷可以控制在该电缆安全最高负荷可以控制在该电缆安全载流量的载流量的67%67%67%67%。适用场合：适用场合：架空线路逐渐发展成架空线路逐渐发展成电缆网的情况。电缆网的情况。16第二章10kV配电网接线模式综述末端“3-1”环网接线模2.3 国外接线模式简介香港中华电力公司的典型闭环网（电缆）香港中华电力公司的典型闭环网（电缆）第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述172.3国外接线模式简介香港中华电力公司的典型闭环网（电 新加坡环式接线（电缆）新加坡环式接线（电缆）第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述18新加坡环式接线（电缆）第二章10kV配电网接线模式综述3 3 3 3分段分段4 4 4 4连接方式（日本）连接方式（日本）第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述193分段4连接方式（日本）第二章10kV配电网接线模式综述巴黎中压仿垂形电网接线巴黎中压仿垂形电网接线第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述20巴黎中压仿垂形电网接线第二章10kV配电网接线模式综述2伦敦中压网孔型接线伦敦中压网孔型接线第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述21伦敦中压网孔型接线第二章10kV配电网接线模式综述21美国纽约双回线接线美国纽约双回线接线第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述22美国纽约双回线接线第二章10kV配电网接线模式综述22美国美国“46”“46”“46”“46”网络接线网络接线第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述23美国“46”网络接线第二章10kV配电网接线模式综述2第二章第二章第二章 10kV10kV10kV10kV10kV10kV配电网接线模式综述配电网接线模式综述配电网接线模式综述vv架空线路架空线路单电源线辐射接线单电源线辐射接线不同母线出线的环式接线不同母线出线的环式接线不同母线三回馈线出线的环式接线不同母线三回馈线出线的环式接线 分段联络接线分段联络接线 vv电缆线路电缆线路单电源线辐射接线单电源线辐射接线不同母线出线的环式接线不同母线出线的环式接线双电源双辐射接线双电源双辐射接线 双双接线模式接线模式 不同母线环网接线（三座开闭所）不同母线环网接线（三座开闭所）不同母线出线连接开闭所接线不同母线出线连接开闭所接线主备接线模式主备接线模式接线模式小结接线模式小结24第二章10kV配电网接线模式综述架空线路接线模式小结24第三章 配电网接线模式分析基本思路接线模式分析的基本假设 配电网技术经济分析的总体思路各种接线模式的供电方案图第三章第三章第三章 配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路25第三章配电网接线模式分析基本思路接线模式分析的基本假设3.1接线模式分析的基本假设 为为了了使使研研究究更更具具有有意意义义，在在进进行行分分析析之之前前需需要要确确定定一一些些边边界条件界条件。对本次研究有影响的一些计算条件如下：。对本次研究有影响的一些计算条件如下：110kV/10kV110kV/10kV变变电电站站主主变变容容量量为为50MVA50MVA，每每个个变变电电站站配配有有2 2台台或或3 3台台主变；主变；变变电电所所的的负负载载率率取取为为高高负负载载率率，即即2 2台台主主变变的的变变电电站站负负载载率率取取为为65%65%，3 3台台主变的变电站负载率取为主变的变电站负载率取为87%87%；计算中计算中功率因数功率因数统一取为统一取为0.90.9；第三章第三章第三章 配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路263.1接线模式分析的基本假设为了使研究更具10kV10kV电电缆缆线线路路的的截截面面统统一一取取为为400400，架架空空线线路路的的截截面面统统一一取取为为240240；电压允许偏差范围电压允许偏差范围为为-3%-3%+7%+7%；各各种种接接线线模模式式均均取取其其最最高高负负载载率率，如如单单电电源源线线辐辐射射接接线线模模式式负负载率取为载率取为100%100%；供电区域内的供电区域内的负荷点均匀分布负荷点均匀分布，并适当加入人工干预。，并适当加入人工干预。计计算算经经济济性性和和可可靠靠性性时时分分别别考考虑虑了了负负荷荷密密度度为为1.01.01.01.0，5.05.05.05.0，20.020.020.020.0，40.040.040.040.0，60.060.060.060.0，80.080.080.080.0，120.0120.0120.0120.0（MW/kmMW/kmMW/kmMW/km2 2 2 2）的的情情况况，基基本本能能够够适应郑东新区近期和未来的负荷发展。适应郑东新区近期和未来的负荷发展。第三章第三章第三章 配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路2710kV电缆线路的截面统一取为400，架空线路的截面统一取为3.2配电网技术经济分析的总体思路 由于配电网是直接面向用户的，所以在实际分析时，认为配电网是由若干小区组成的，且每个小区都由110kV110kV变电站、10kV10kV线路、开关设备等构成；同时为了研究方便，认为每个小区都是以110kV变电站为中心、以变电站的供电半径为半径的圆形供电区域。第三章第三章第三章 配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路283.2配电网技术经济分析的总体思路由于 10kV10kV10kV10kV配配电电网网的的技技术术经经济济分分析析，主主要要比比较较经经济济性性和和可可靠靠性性两方面内容两方面内容：经济性分析主要思路经济性分析主要思路:110kV110kV110kV110kV变电站年总费用变电站年总费用10kV10kV10kV10kV线路的年总费用线路的年总费用该种接线年总费用该种接线年总费用第三章第三章第三章 配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路 在在变变电电所所供供电电区区域域内内，对对于于分分别别由由各各种种接接线线模模式式组组成成的网架计算的网架计算：接线模式间的比较接线模式间的比较二者相加 2910kV配电网的技术经济分析，主要比较经济性和可可靠性分析主要思路：可靠性分析主要思路：平均年故障率平均年故障率故障时受影响用户数故障时受影响用户数对各个不同方案考虑每个元件的：对各个不同方案考虑每个元件的：平均修复时间平均修复时间转移负荷的情况转移负荷的情况 平均用电有效度指标平均用电有效度指标（ASAIASAIASAIASAI）系统平均断电频率指系统平均断电频率指标（标（SAIFISAIFISAIFISAIFI）系统平均断电持续时系统平均断电持续时间指标（间指标（SAIDISAIDISAIDISAIDI）第三章第三章第三章 配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路30可靠性分析主要思路：平均年故障率故障时受影响用户数对各个不同3.3各种接线模式供电方案图 在在进进行行各各种种接接线线模模式式之之间间的的分分析析比比较较时时，结结合合第第二二章章的的各种接线模式，可以给出几个供电方案图如下：各种接线模式，可以给出几个供电方案图如下：单电源线辐射接线单电源线辐射接线的供电方案的供电方案第三章第三章第三章 配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路313.3各种接线模式供电方案图在进行各种接线模三分段三联络接线的供电方案（架空线）三分段三联络接线的供电方案（架空线）第三章第三章第三章 配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路32三分段三联络接线的供电方案（架空线）第三章配电网接线模式“3-1”“3-1”“3-1”“3-1”主备接线的供电方案（电缆）主备接线的供电方案（电缆）第三章第三章第三章 配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路配电网接线模式分析基本思路33“3-1”主备接线的供电方案（电缆）第三章配电网接线模式第四章 配电网的可靠性评估 配电网可靠性评估的基本方法各种接线模式的可靠性评估配电方案可靠性计算原始数据 可靠性计算结果分析第四章第四章第四章 配电网的可靠性评估配电网的可靠性评估配电网的可靠性评估34第四章配电网的可靠性评估配电网可靠性评估的基本方法第四4.1配电网可靠性评估的基本方法 可靠性是与供电质量有关的一项基本指标；可靠性是与供电质量有关的一项基本指标；本本次次研研究究采采用用配配电电网网可可靠靠性性评评估估的的传传统统方方法法：故故障障模模式式后果分析法后果分析法进行各种接线模式的可靠性计算进行各种接线模式的可靠性计算 ；本文主要计算了三个指标：本文主要计算了三个指标：系统平均用电有效度系统平均用电有效度ASAIASAI 系统平均断电频率系统平均断电频率 SAIFISAIFI系统平均断电持续时间系统平均断电持续时间 SAIDISAIDIASAI用户用电小时数/用户需电小时数SAIDI用户断电持续时间总和/用户总数SAIFI用户断电总次数/用户总数第四章第四章第四章 配电网的可靠性评估配电网的可靠性评估配电网的可靠性评估354.1配电网可靠性评估的基本方法可靠性是与供电质量有关4.2各种接线模式的可靠性评估 以以单单辐辐射射和和手手拉拉手手接接线线模模式式为为例例，分分析析具具体体的的可靠性计算思路：可靠性计算思路：母线故障母线故障断路器故断路器故障障线路故障线路故障由于手拉手接线模式可以转带负荷，因此可靠性比单辐射的情况有所提高；同种接线模式，分段数增多会使停电损失的用户数减少，从而使可靠性提高；第四章第四章第四章 配电网的可靠性评估配电网的可靠性评估配电网的可靠性评估364.2各种接线模式的可靠性评估以单辐射和手4.3 4.3 配电方案可靠性计算原始数据设备设备故障率平均修复时间（小时/次）母线0.03(次/台年)2架空线路0.02961(次/km年)5.98电缆线路0.00128(次/km年)6.89 断路器的拒动率断路器的拒动率取取2.11%2.11%2.11%2.11%，每次故障的平均等效开关操作时间每次故障的平均等效开关操作时间（倒闸（倒闸时间）取时间）取1.51.51.51.5小时。小时。在计算中使用的可靠性基础数据如下表所示。在计算中使用的可靠性基础数据如下表所示。第四章第四章第四章 配电网的可靠性评估配电网的可靠性评估配电网的可靠性评估374.3配电方案可靠性计算原始数据设备设备故障率平均修复时间4.3可靠性计算结果分析可靠性负荷密度曲线 第四章第四章第四章 配电网的可靠性评估配电网的可靠性评估配电网的可靠性评估qq针针对对七七种种不不同同负负荷荷密密度度（1.01.0，5.05.0，20.020.0，40.040.0，60.060.060.060.0，80.0,120.080.0,120.080.0,120.080.0,120.0，单单位位MW/kmMW/km2 2）下下的的各各种种接接线线模模式式的的可可靠靠性性情情况况进进行行了了计计算算并并对对结结果果进进行行了了分分析析，作作出出了了在在典典型型变电站容量下的变电站容量下的可靠性可靠性负荷密度曲线负荷密度曲线。qq可可靠靠性性负负荷荷密密度度曲曲线线是是指指在在一一定定的的变变电电站站容容量量下下，配电网的可靠性指标配电网的可靠性指标ASAIASAI和负荷密度之间的关系图。和负荷密度之间的关系图。384.3可靠性计算结果分析可靠性负荷密度曲线第四章第二篇第二篇第二篇 规划成果介绍规划成果介绍规划成果介绍u在同一接线模式下，配电网的可靠性随供电区域负荷密度的增加而增加。v从配电网可靠性评估的结果来看，架空线的分段三联络接线模式为最优。电缆线路的双接线（3 3）和“N-1”-1”接线模式最优。w电缆的双接线（3 3）和“N-1”接线之间，架空线的手拉手接线和分段联络接线之间的可靠性数值相差不多，主要是未充分考虑线路的多重故障和联络开关的故障。不同负荷密度下电缆线路的可靠性不同负荷密度下电缆线路的可靠性 不同负荷密度下架空线路的可靠性不同负荷密度下架空线路的可靠性 39第二篇规划成果介绍在同一接线模式下，配电网的可靠性随供电第五章 配电网的经济性分析 配电方案经济计算的基本方法 配电网经济性基本参数的计算 中压10kV线路停电损失计算 配电方案的经济计算原始数据各接线模式经济性比较和结果分析 第五章第五章第五章 配电网的经济性分析配电网的经济性分析配电网的经济性分析40第五章配电网的经济性分析配电方案经济计算的基本方法第5.1配电网经济计算的基本方法 在变电站容量一定的情况下，对不同负荷密度：在变电站容量一定的情况下，对不同负荷密度：确定变电所的供电区域；确定变电所的供电区域；在此区域内，考虑各种接线模式的网架结构；在此区域内，考虑各种接线模式的网架结构；对每一种方案计算其年总费用；对每一种方案计算其年总费用；根据年总费用的大小判断其经济性。根据年总费用的大小判断其经济性。第五章第五章第五章 配电网的经济性分析配电网的经济性分析配电网的经济性分析415.1配电网经济计算的基本方法在变电站容量一5.2配电网经济性基本参数的计算变电站变电站变电站综合投资变电站综合投资变电站运行费用变电站运行费用变电站年总费用变电站年总费用线路线路线路的综合投资线路的综合投资线路年运行费用线路年运行费用线路的年总费用线路的年总费用线路年停电损失线路年停电损失现值转年值法 现值转年值法 第五章第五章第五章 配电网的经济性分析配电网的经济性分析配电网的经济性分析425.2配电网经济性基本参数的计算变电站变电站综合投资变电需要注意的是：在在经经济济性性计计算算时时，需需要要考考虑虑货货币币的的时时间间价价值值，因因此此采采用用动动态经济比较法态经济比较法，即将所有费用均折算为年费用进行比较。，即将所有费用均折算为年费用进行比较。计计算算中中还还需需要要考考虑虑变变电电站站的的一一些些基基本本特特征征参参数数：变变电电站站最最大负荷、供电半径、单条出线最大负荷、变电站出线总数等。大负荷、供电半径、单条出线最大负荷、变电站出线总数等。$所采用的基本参数以所采用的基本参数以郑东新区郑东新区的数值为准。的数值为准。所有线路的所有线路的末端电压末端电压必须符合相关规定。必须符合相关规定。第五章第五章第五章 配电网的经济性分析配电网的经济性分析配电网的经济性分析43需要注意的是：在经济性计算时，需要考虑货币的时间价值，因此采5.3中压10kV10kV线路停电损失计算电网供电总成本投资成本运行成本缺电成本缺电成本缺电成本即停电损失，是供电可靠性水平高低的直接经济体现。5.3.1用户停电损失 指指电电力力供供应应不不完完全全可可靠靠或或预预期期不不完完全全可可靠靠时时（即即由由于于电电力力供供应应中中断断或或不不足而发生断电或限电时）社会所承担的全部经济损失。足而发生断电或限电时）社会所承担的全部经济损失。停停电电损损失失又又可可分分为为直直接接损损失失和和间间接接损损失失。其其中中直直接接损损失失较较易易确确定定，并且大部分可用货币估算出其损失；而间接损失造成的影响则不好估计。并且大部分可用货币估算出其损失；而间接损失造成的影响则不好估计。在电力市场机制下第五章第五章第五章 配电网的经济性分析配电网的经济性分析配电网的经济性分析445.3中压10kV线路停电损失计算电网供电总成本投资成本5.3.2停电损失的计算 产电比计算法 产电比产电比 国民生产总值国民生产总值(GDPGDPGDPGDP)/所消耗电能所消耗电能 第五章第五章第五章 配电网的经济性分析配电网的经济性分析配电网的经济性分析455.3.2停电损失的计算产电比计算法产电比国民生产第五章第五章第五章 配电网的经济性分析配电网的经济性分析配电网的经济性分析 配配电电系系统统的的停停电电损损失失计计算算分分为为两两个个部部分分，即即直直接接经经济济损损失失的的计计算算和和间接经济损失的计算。间接经济损失的计算。直接经济损失直接经济损失 电力部门因电力部门因为系统停电而少创造为系统停电而少创造的经济效益。的经济效益。间接经济损失间接经济损失总停电损失总停电损失 通过产电比计通过产电比计算而得的考虑停电所造算而得的考虑停电所造成的社会影响的经济损成的社会影响的经济损失。失。46第五章配电网的经济性分析配电系统的停电损失5.4 5.4 配电方案的经济计算原始数据功率因数0.9电力工业投资收益率(%)10平均售电价(元/千瓦时)（含税）0.374综合售电收益(元/千瓦时)0.12每个断路器的投资(万元)6每个负荷开关投资(万元)5 表5-2 5-2 变电站综合造价变电站容量(MVA)投资费用(万元)变电站容量(MVA)投资费用(万元)25039003504700表5-3 110kV5-3 110kV双绕组变压器数据变压器容量(MVA)空载损耗(kW)短路损耗(kW)阻抗电压(%)空载电流(%)5051.921610.50.7表5-6变电站及配电线路检修维护率项目经济使用年限(年)检修维护率()变电站120MVA以上202.260120MVA4.2架空线路503.8电缆线路302.6本文进行经济性计算时所取的参数数值如表本文进行经济性计算时所取的参数数值如表5-15-15-15-1表表5-65-65-65-6所示。所示。表5-1 5-1 基本参数表格第五章第五章第五章 配电网的经济性分析配电网的经济性分析配电网的经济性分析475.4配电方案的经济计算原始数据功率因数0.9电力工业投资表5-4 10kV5-4 10kV线路技术数据导线型号电阻(/km)电抗(/km)电纳(S/km)每公里造价(万元)载流量(A)LGJ-2400.1320.3570.00000256642573YJV-34000.0820.0930.000000001796452表5-5 5-5 不同负荷性质的电价情况负荷性质售电价(元/千kWh)售电所占比例大工业（变压器315kVA及以上工业）416.2139非工业，普通工业（变压器315以下工业）476.747.6居民419.759.8商业610.934.5表5-6 5-6 变电站及配电线路检修维护率项目经济使用年限(年)检修维护率()变电站120 MVA以上202.260120 MVA4.2架空线路503.8电缆线路302.6第五章第五章第五章 配电网的经济性分析配电网的经济性分析配电网的经济性分析48表5-410kV线路技术数据导线型号电阻电抗电纳每公里造价5.5各接线模式经济性比较和结果分析 下下面面针针对对七七种种不不同同的的负负荷荷密密度度下下的的各各种种接接线线模模式式的的经经济济性性情情况况进进行行了了计计算算和和分分析析，作作出出了了在在典典型型变变电电站站容容量量下下的的总总费用费用负荷密度曲线负荷密度曲线。第五章第五章第五章 配电网的经济性分析配电网的经济性分析配电网的经济性分析495.5各接线模式经济性比较和结果分析下面针u在同一种接线模式下，架空网和电缆网的总费用都随供电区域负荷密度的增加而下降。v负荷密度较小时，各种接线模式的费用差异比较大，随着负荷密度的增大，各种接线模式的总费用差距逐渐减小。w当负荷密度较低时，采用单辐射接线模式最经济。当负荷密度较大时，架空网采用可靠性和导线利用率较高的分断联络接线模式会更好，电缆网采用可靠性和导线利用率较高的双接线（3 3）和“N N-1”1”接线模式会更好。不同负荷密度下的电缆网总费用不同负荷密度下的电缆网总费用不同负荷密度下的架空网总费用不同负荷密度下的架空网总费用第五章第五章第五章 配电网的经济性分析配电网的经济性分析配电网的经济性分析50在同一种接线模式下，架空网和电缆网的总费用都随供电区域负荷密5.6郑东新区接线模式选择分 区负荷密度（MW/km2）接线模式龙湖地区龙湖北区安置区10100双环网接线高档居住区30120以双环网为主，靠近龙湖环路的居住区采用主备接线 龙湖城心区内环10400主备、双环网接线 外环10600主备接线龙湖西区居住区10100双环网接线龙湖中区居住区10100双环网接线商住区320主备、双辐射接线龙湖东区居住区1064双环网接线起步区龙湖南区居住区1060双环网接线商住区320双辐射、主备接线CBD新城中心区内环240、600双环网、双辐射接线外环800主备接线中央环形商业街区200由内环、外环的开闭所供电会展中心100双辐射接线艺术中心50双辐射接线会展宾馆1200双辐射接线拓展区居住、商业、仓储混合区1090双环网接线东开发区工业区2060双环网、双辐射接线龙子湖中心区高校区820双辐射、主备接线居住区1060双环网接线515.6郑东新区接线模式选择分区负荷密度（MW/km2第六章 最优分段数计算模型线路最优分段数计算的必要性和基本原理最优分段数分析思路最优分段数计算结果分析第六章第六章第六章 最优分段数计算模型最优分段数计算模型最优分段数计算模型52第六章最优分段数计算模型线路最优分段数计算的必要性和基本6.1线路最优分段数计算的必要性和基本原理&在城网干线中为了使线路灵活运行；在城网干线中为了使线路灵活运行；&能适应负荷的发展和线路的分割；能适应负荷的发展和线路的分割；&为了减少停电用户的数量和进行必须的相互的连接；为了减少停电用户的数量和进行必须的相互的连接；提提出出在在线线路路上上需需要要进进行行相相应应的的分段，因因此此就就需需要要对对各种接线模式的分段情况进行各种接线模式的分段情况进行具体的分析具体的分析。第六章第六章第六章 最优分段数计算模型最优分段数计算模型最优分段数计算模型536.1线路最优分段数计算的必要性和基本原理在城网干线中为 当当然然，这这也也需需要要和和成成本本的的问问题题结结合合起起来来相相平平衡衡。因因为为经济性经济性与与可靠性可靠性这两个因素是这两个因素是相互矛盾相互矛盾的。的。分段数增多经济性变差停电损失减小可靠性增加 因因此此我我们们需需要要找找出出一一个个最最优优的的分分段段 情情况况，使使得得在在一一定的边界条件下，定的边界条件下，总的经济性总的经济性为最好。为最好。投资增加线路总费用第六章第六章第六章 最优分段数计算模型最优分段数计算模型最优分段数计算模型54当然，这也需要和成本的问题结合起来相平衡。因为经供电可靠率供电可靠率总费用曲线总费用曲线 D D D D点点是总费用是总费用最小的点，它所对应最小的点，它所对应的线路分段数即为该的线路分段数即为该接线模式的接线模式的最优分段最优分段数数！第六章第六章第六章 最优分段数计算模型最优分段数计算模型最优分段数计算模型55供电可靠率总费用曲线D点是总费用最小的点因此，各种接线模式的比较步骤如下：找找出出在在不不同同的的边边界界条条件件下下的的各各接接线线模模式式的的最优分段数情况；情况；经经计计算算得得到到各各接接线线模模式式在在最最优优分分段段情情况况下下的的经济性和和可靠性指标的数值；指标的数值；进行接线模式之间的综合分析和比较。进行接线模式之间的综合分析和比较。得出最后结论。得出最后结论。第六章第六章第六章 最优分段数计算模型最优分段数计算模型最优分段数计算模型56因此，各种接线模式的比较步骤如下：找出在不同的边界条件下的各6.2最优分段数分析思路在在不同的负荷密度不同的负荷密度下，确定变电所的供电区域；下，确定变电所的供电区域；在此区域内考虑不同分段情况的某一接线模式的网架结构；在此区域内考虑不同分段情况的某一接线模式的网架结构；对每一种分段情况计算其对每一种分段情况计算其年费用年费用；根据各种方案年费用的大小选择出根据各种方案年费用的大小选择出分段数最优分段数最优的情况。的情况。变电站容量负荷密度供电半径最优分段数第六章第六章第六章 最优分段数计算模型最优分段数计算模型最优分段数计算模型576.2最优分段数分析思路在不同的负荷密度下，确定变电所的当当线线路路的的供供电电半半径径取取值值一一定定时时，最最优优分分段段数数的的值值会会随随着着分分段段开开关关造造价价、产产电电比比、线线路路修修复复时时间间和和故故障障率率、线线路路的的线线型型和和综综合合售售电电收收益益等等因因素素的影响而变化，不同的参数对最优分段数的影响程度不同。的影响而变化，不同的参数对最优分段数的影响程度不同。各各种种接接线线模模式式的的最最优优分分段段数数会会随随着着各各项项参参数数的的取取值值不不同同而而发发生生相相应应的的变化变化，这一点正好体现了最优分段数计算模型的，这一点正好体现了最优分段数计算模型的良好的适应性良好的适应性。不不同同地地区区的的电电力力系系统统的的具具体体情情况况不不同同，则则线线路路的的最最优优分分段段情情况况应应该该是是不同不同的。的。对对于于一一个个特特定定的的地地区区来来说说，以以上上的的几几个个基基本本参参数数都都是是一一定定的的，因因此此计计算所得的最优分段情况也是算所得的最优分段情况也是一定的一定的，是，是适应这个地区的实际情况适应这个地区的实际情况的。的。通过具体计算和说明可以看出通过具体计算和说明可以看出:第六章第六章第六章 最优分段数计算模型最优分段数计算模型最优分段数计算模型58当线路的供电半径取值一定时，最优分段数的值会随着分段开关造价配网接线模式识别的提出 配网接线模式识别原理及方法 配网接线模式识别结果 结论 第七章第七章第七章 配电网接线模式识别配电网接线模式识别配电网接线模式识别 第七章 配电网接线模式识别59配网接线模式识别的提出第七章配电网接线模式识别第七章 接线模式识别是指对实际的城市中压配电网识别出存在有哪些典型接线模接线模式识别是指对实际的城市中压配电网识别出存在有哪些典型接线模式，统计出各接线模式在整个中压配电网接线中所占的比例。模式识别作为一式，统计出各接线模式在整个中压配电网接线中所占的比例。模式识别作为一种工具，可以对现有的网络或规划网络进行识别，有助于配电网规划设计人员种工具，可以对现有的网络或规划网络进行识别，有助于配电网规划设计人员理解该中压配电网的特征，从而实现对中压配电网网架结构的完整分析。理解该中压配电网的特征，从而实现对中压配电网网架结构的完整分析。实际的中压配电网网络结构复杂，数据量非常大，要识别出网络的接线模实际的中压配电网网络结构复杂，数据量非常大，要识别出网络的接线模式，人工方法不可取。基于此，本次研究提出了一种基于网络拓扑分析和模式式，人工方法不可取。基于此，本次研究提出了一种基于网络拓扑分析和模式识别理论的城市中压配电网接线模式识别方法。识别理论的城市中压配电网接线模式识别方法。7.1 7.1 配网接线模式识别的提出第七章第七章第七章 配电网接线模式识别配电网接线模式识别配电网接线模式识别 60接线模式识别是指对实际的城市中压配电网识别出存在有哪 本本文文的的识识别别方方法法基基于于网网络络拓拓扑扑分分析析和和模模式式识识别别理理论论。网网络络拓拓扑扑分分析析是是把把用用电电气气设设备备描描述述的的物物理理模模型型转转换换为为用用节节点点和和支支路路描描述述的的数数学学模模型型，为为接接线线模模式式的的识识别别提提供供配配电电网网各各组组成成部部分分之之间间的的电电气气联联系系信信息息，即即为为接接线线模模式式的的识识别别提提供供样样本集。模式识别理论则用于接线模式的识别。本集。模式识别理论则用于接线模式的识别。7.27.2配网接线模式识别原理及方法 7.2.1算法基础第七章第七章第七章 配电网接线模式识别配电网接线模式识别配电网接线模式识别 7.2.2识别方法模式识别系统框图61本文的识别方法基于网络拓扑分析和模式识别理论。网络拓vv预处理预处理 建立接线模式识别系统的预处理主要包括以下三个方面：建立接线模式识别系统的预处理主要包括以下三个方面：（1 1）数据的完整性和一致性校验）数据的完整性和一致性校验分析的数据从分析的数据从AM/FM/GISAM/FM/GISAM/FM/GISAM/FM/GIS中提取，有可能出现数据丢失现象，中提取，有可能出现数据丢失现象，这时需要进行完整性和一致性校验，以保证后续工作的正确性。这时需要进行完整性和一致性校验，以保证后续工作的正确性。第七章第七章第七章 配电网接线模式识别配电网接线模式识别配电网接线模式识别 62预处理建立接线模式识别系统的预处理主要包括以下三个方面：（2 2）网络拓扑分析）网络拓扑分析 采用采用传统的网络拓扑分析方法传统的网络拓扑分析方法。（3 3）联络分析）联络分析 通过对联络开关的定位来实现联络分析。通过对联络开关的定位来实现联络分析。建立接线模式模型的目的在于为接线模式识别确立研究对象，整合原建立接线模式模型的目的在于为接线模式识别确立研究对象，整合原始数据，为特征提取作准备。始数据，为特征提取作准备。第七章第七章第七章 配电网接线模式识别配电网接线模式识别配电网接线模式识别 63（2）网络拓扑分析第七章配电网接线模式识别63vv特征提取特征提取 提取提取接线模式的结构特性接线模式的结构特性作为接线模式的特征。作为接线模式的特征。通通过过对对城城市市中中压压配配电电网网各各典典型型接接线线模模式式的的分分析析，从从中中抽抽取取接接线线模模式式的的电电源源点点特特征征、联联络络线线特特征征和和导导线线类类型型特特征征作作为为各各接接线线模模式式的的典典型型特特征。征。第七章第七章第七章 配电网接线模式识别配电网接线模式识别配电网接线模式识别 64特征提取提取接线模式的结构特性作为接线模式的特征vv识别识别 在在接接线线模模式式的的典典型型特特征征提提取取出出来来后后，采采用用一一定定的的模模式式识识别别方方法法进进行行识识别别，根根据据配配电电网网典典型型接接线线模模式式结结构构特特征征比比较较明明确确、易易于于确确定定的的特特点点，建建立立规规则则库库，采采用用特特征征匹匹配配的的方方法法来来识识别别城城市市中中压压配配电电网网的的典典型型接线模式。接线模式。第七章第七章第七章 配电网接线模式识别配电网接线模式识别配电网接线模式识别 65识别在接线模式的典型特征提取出来后，采用一 根根据据郑郑东东新新区区远远景景中中压压配配电电网网络络规规划划结结果果，该该网网络络共共有有42424242座座变变电电站站、664664664664条条中中压压线线路路，将将其其录录入入模模式式识识别别系系统统中中进进行行计计算算，可可以以得到郑东新区中压配网接线模式识别结果得到郑东新区中压配网接线模式识别结果.7.3 7.3 配网接线模式识别结果第七章第七章第七章 配电网接线模式识别配电网接线模式识别配电网接线模式识别 66根据郑东新区远景中压配电网络规划结果，该网络共有42第七章第七章第七章 配电网接线模式识别配电网接线模式识别配电网接线模式识别 郑东新区110kV变电站10kV线路接线模式统计 变电站名称10kV线路变电站名称10kV线路变电站名称10kV线路接线模式条数接线模式条数接线模式条数安庄双环网18三里河双环网10开发双环网10双辐射1双辐射4双辐射0主备5主备6主备0唐庄双环网8新区双环网8安玻双环网18双辐射1双辐射0双辐射4主备7主备0主备0魏庄双环网14东环双环网6芙蓉双环网16双辐射0双辐射11双辐射0主备3主备13主备0禄庄双环网18航南双环网10茉莉双环网14双辐射0双辐射6双辐射0主备2主备12主备0申庄双环网10银河双环网4紫薇双环网10双辐射0双辐射2双辐射0主备3主备8主备0少室双环网18祭城双环网12碧水双环网6双辐射0双辐射2双辐射8主备5主备0主备4诚信双环网2太行双环网18蓝天双环网6双辐射2双辐射0双辐射4主备15主备0主备667第七章配电网接线模式识别郑东新区110kV变电站10k第七章第七章第七章 配电网接线模式识别配电网接线模式识别配电网接线模式识别 郑东新区110kV变电站10kV线路接线模式统计 变电站名称10kV线路变电站名称10kV线路变电站名称10kV线路接线模式条数接线模式条数接线模式条数龙湖双环网2泰山双环网12艳阳双环网2双辐射0双辐射0双辐射8主备15主备0主备2林场双环网22庐山双环网10和风双环网0双辐射0双辐射0双辐射6主备0主备3主备5兴隆双环网8古城双环网22密林双环网6双辐射4双辐射2双辐射0主备6主备0主备4海河双环网6榆林双环网16合欢双环网12双辐射4双辐射0双辐射0主备6主备0主备2淮河双环网8珠江双环网12梧桐双环网8双辐射0双辐射0双辐射0主备0主备0主备2新港双环网8螺湖双环网20白杨双环网10双辐射0双辐射0双辐射0主备0主备0主备4广河双环网6南岗双环网12松柏双环网6双辐射5双辐射2双辐射0主备0主备0主备468第七章配电网接线模式识别郑东新区110kV变电站10k第七章第七章第七章 配电网接线模式识别配电网接线模式识别配电网接线模式识别 郑东新区10kV线路接线模式统计 接线模式线路条数所占比例（）双环网44466.87 双辐射7611.45 主备接线14421.68 由上述表中数据可知，郑东新区远景中压配电网共采用了由上述表中数据可知，郑东新区远景中压配电网共采用了3 3 3 3种种接线模式，其中以接线模式，其中以双环网双环网为主，所占比例为为主，所占比例为66.8766.8766.8766.87，其它两种，其它两种接线方式接线方式为主备和双辐射为主备和双辐射，所占比例分别为，所占比例分别为21.6821.6821.6821.68、11.4511.4511.4511.45,各变电站间以各变电站间以禄庄、少室、三里河、东环、航南和古城禄庄、少室、三里河、东环、航南和古城变站间联变站间联络较多。络较多。69第七章配电网接线模式识别郑东新区10kV线路接线模式统第八章 结论 1 1 1 1随着负荷密度的增大，各种接线模式因供电距离的缩短而使可靠性提高。随着负荷密度的增大，各种接线模式因供电距离的缩短而使可靠性提高。负荷密度最大时，相应的供电可靠性最高。负荷密度最大时，相应的供电可靠性最高。2 2 2 2对于完全由架空线组成的电网，可靠性由低到高的顺序依次是对于完全由架空线组成的电网，可靠性由低到高的顺序依次是单辐射接线单辐射接线模式、手拉手接线模式、分段两联络接线模式和分段三联络接线模式模式、手拉手接线模式、分段两联络接线模式和分段三联络接线模式。3 3 3 3对于完全由电缆线组成的电网，可靠性由低到高的