系统化的台区改造策略及方案研究

第35卷第11期

浙江电力

ZHEJIANG ELECTRIC POWER

27

系统化的台区改造策略及方案研究

陈

杰

\\

姜念2袁卞玉2

(1.国网浙江临海市供电公司，浙江临海317000;2.天地电研(北京)科技有限公司，北京102206)

摘要：作为电力供应的末端环节，中低压配电网直接与用户相联，其安全可靠地运行将直接影响到

千家万户的生活，因此，中低压配网规划研究具有十分重要的意义。在对典型问题分析的基础上，提 出相应的解决策略，并制定了相应的原则，首次将台区问题映射到整个片区或村庄，采用了“微观一宏 观一微观”的方案制定思路，从而避免了传统规划的孤立性，并通过具体算例对该方法进行了阐述。实 践证明，该方法具有可行性及实用性，对中低压配网规划具有一定的应用价值。

关键词：中低压配电网；规划；台区；策略中图分类号：TM715

文献标志码：B

文章编号院1007-1881(2016)11-0027-04

Research on Systematic Transformation Strategy and Plan of Distribution Transformer Area

CHEN Jie'，JIANG Nian2, BIAN Yu2

(1. State Grid Linhai Power Supply Company，Linhai Zhejiang 317000，China；

2. Beijing T&D Power Research Co.，Ltd.，Beijing 102206，China)

Abstract: As an end link of power supply，the medium and low voltage distribution network connects with the users directly and its operation safety and reliability affect thousands of families. Therefore，medium and low voltage distribution network planning and research are very important. Based on the analysis of typical prob­lems， corresponding solutions are proposed， and relevant principles are worked out to map the distribution transformer area to the whole district or village for the first time. The \"micro-macro-micro\" idea is adopted to prevent the isolation of traditional planning. The method is expounded through a specific calculation. Practice has proved that the method is feasible and practical，which has certain application value of the medium and low voltage distribution network planning.

Key words: medium and low voltage distribution network； planning； transformer area； strategy

0引言

作；另一方面，现存台区优化方案较为粗放，规

划孤立，缺乏系统性。

针对上述问题，国网临海市供电公司运维检 修部组织开展了临海配电台区诊断分析及改造方 案研究项目，实现了台区改造的精细化和科学化。 通过对区域内公用台区的综合评估，实现了精确 定位台区存在问题的目标，并提出了系统性的解 决方案，以提高台区建设投资效益，切实保证供 电质量。

1

在电力系统“发、输、配、用”4个环节中，用 电环节的可靠优质是供电服务的落脚点，直接与 用户相联[11。随着农村经济社会的快速发展，农 村用电负荷不断增长，用户对供电可靠性的要求 也越来越高，农村配电网的建设越来越受到重 视，“美丽乡村规划”开始逐步登上建设舞台[2]。 如何建设一个“安全可靠、结构合理、技术先进、 环保节能和经济高效的配电网”，已经成为电力 企业战略发展的重要组成部分。

国网临海市供电公司在配电网网架规划方面 的工作开展较多，但在配电变压器（以下简称配 变）及低压层面的规划少且笼统。一方面是由于 配变及以下层面，设备体量较大，不易于开展工

台区改造方案的制定研究

1.1台区典型问题分析及相应的解决策略 1.1.1低电压问题

供电质量的好坏直接影响用户用电体验。而 供电质量问题以低电压问题最为突出，临海农村

28浙江电力

2016 年

第35卷第11期

电网以及老城区电网存在着不同程度的低电压问 题，因此消除低电压台区是台区改造升级的重点。

低电压台区产生的原因有很多，有台区供电 半径过长、线路线径小、变压器容量小等。因此， 对台区进行现状分析的同时，必须摸清低电压的 具体原因，从而提出有针对性的解决方案。具体 的措施有缩短供电半径、变压器增容、变压器新 增布点、低压线路截面改造等。

1.1.2线损问题

供电的经济性是供电公司效益水平高低的体 现，节能降耗是供电公司的一大任务。临海市配 电网存在一定程度的低压线损高问题。对于此类 问题，主要的解决措施有3类，分别为经济运 行、设备改造和无功补偿[3]，即优化变压器或低压 线路的运行水平、对老旧或小截面设备进行改造、 无功功率的及时补偿等。

1.1.3重载问题

重载或过载问题体现的是供电能力不足的问 题，也是电网适应性的一个重要表现方面。对于 该类问题，在临近台区轻载的情况下可以将台区 负荷进行就近转移及调整，在附近无其他台区或 其他台区也无供电裕度的情况下，则需要按照一 定的原则进行增容改造或新建布点。

1.1.4三相负荷不平衡

低压电网三相负荷不平衡不仅影响用户的用 电质量渊低电压冤，还影响供电企业的运行效益(线 损冤，在后期改造过程中应重点关注。产生该类问 题的主要原因有各相负荷分配不均或三相负荷的 性质相差较大等[4]。因此，可通过对三相负荷的 调整优化来解决。

1.2改造方案制定原则 1.2.1有的放矢

建立问题清单，以问题和需求为导向。台区 方案制定以村庄或小区为单位，统筹考虑，告别 传统意义上的以台区为单位、“头痛医头，脚痛医 脚”所造成的弊端，避免重复建设、重复投资。着 力解决公用变低电压、三相负荷不平衡、低压线 路“卡脖子”、低压台区重载等问题，加快户均容 量小于1.5kVA的配变台区升级改造工作，降低 低压设备故障率，减少配网故障用户投诉。

1.2.2有序推进

在确定整体建设改造方案的基础上，充分考

虑近期负荷的增长情况，同时结合现状诊断分析 出问题，统筹考虑，按照轻重缓急，有序推进的

原则，合理安排改造建设时序，避免“零敲碎打”、 “修修补补”，最终达到“改造一片，固化一片”的 效果。

1.2.3提高配网供电质量

针对配变增容布点，采取“小容量、密布点、 短半径”原则，即城市供电半径不宜超过250 m， 城镇不宜超过400 m，农村不宜超过500 m。逐步 解决长距离供电引起的末端电压偏低问题。推进 低压电网改造，加大农村台区改造力度，最终建 成结构合理、技术实用、供电质量高、电能损耗 低的中低压配电网。

1.3方案制定思路

综合考虑上述方案制定原则，提出方案制定 思路如图1所示。

由远及近

图1方案制定思路

图1所示方案制定的思路主要分为2步：首先是“微观一宏观”的转变，即先将分析得出的微 观意义上的问题台区对应到所在村庄的宏观概念 上，结合相应的村庄规划定位村庄供区类型及用 电水平，根据《国家电网公司配电网规划导则(2013) 999》(以下简称导则)要求确定该村庄台区的供电 半径，从而确定该村庄整体的用电需求，系统性 地把握整个村庄建设方向；在此步聚完成的情况 下，实现第2步“宏观一微观”的回归，即在宏观 规划的大背景下制定问题台区的建设改造方案， 从而保证整个方案的前瞻性与系统性。

2016 年

第35卷第11期

1.4方案关键问题

陈杰，等：系统化的台区改造策略及方案研究

2.2.1村庄概况

29

对于配变及以下层面方案的制定，解决问题 的关键在于台区布点及容量选择这2个方面。为 此，在本次方案的制定过程中，这2个指标计算 的约束条件如式(1)所示：

n双桥村位于临海市经济开发区以东，左临大

田镇，紧靠临大路北边，距市区约6 km，由3个 自然村组成，村庄面积约12 km2。全村共有800 户，人口超过2 800人。现有企业15家，年产值 达10亿，山林面积6 600亩。

2.2.2现状分析

，

⑴

目前双桥村公用配变有4台，配变台账及台 区评估指标详细情况见表1。

2.2.3问题汇总

,X B^cosip-P^

j=l

式中：B为某1配电变压器容量；K为某1变压 器的负载率；cos渍为某一变压器的功率因数；R 为某一变压器的供电半径曰为该区域总的用电需求。

根据导则，一般1个村庄仅对应1种类型的

供电区域，在此条件下的供电半径R也明确唯一； 另外，由于中压配变设备多、规模大，导致数据 量也较为庞大，在规划层面，很难对各数据进行 准确的逐一预测。因此，为了简化计算，本方案 采用各指标值的平均值，新的约束条件如式(2) 所示：

n 仔R2=S浦

为村庄面积；Pdl

由表1数据分析可知院双桥村配变供电能力

紧张，配变台区年最大负载率平均值达75%，4 台配变中，2台已经重载，另外2台也处于较高 负载水平。

根据浙江省电力公司指标审核要求，三相不 平衡度应不超过15%，因此，4台配变三相不平 衡度均不满足要求；1号台区户均容量低于1.5 kVA/户，且供电半径超标；1号与4号台区存在 低电压情况。

2.3方案制定

2.3.1重载、低电压、供电半径超标

(2)

对于这几个问题，通过分析问题成因及相应 的解决策略，可知新增布点是解决各项问题的最 佳手段。新增布点决策过程如下：

(1) 配变台数的确定。

按照相应的村庄规划及其发展定位，定义双 桥村为D类供区。为满足末端电压质量的要求， 导则规定供电半径不宜超过500 m。为此，选择 该区域的供电半径R为500 m。

该村总面积为12 km2，扣除6 600亩(4.4 km2) 的山林面积(无效供电面积），实际供电面积约7.6 km2。按照台区供电面积全覆盖原则，计算得到所 需的配变台数为9.68台，取10台。

(2) 配变台区容量需求确定。

通过调研临海市成熟村庄负荷情况，计算得 到临海市人均负荷饱和水平，详见表2。

nBK cos 渍=Paii

2

案例应用及分析

2.1案例选取

本次研究案例的选取，主要以“典型”为原则： 对于城镇及市域等地，由于其行政级别较高，往

往都有相应的片区规划，台区的布点及容量一般 均根据远景饱和年负荷预测值一次匹配，规划及 近期改造方案的制定已具有前瞻性，规划方法较 为成熟；但是对于农村等偏远地区而言，由于其 面积大且用电需求较小，电力规划方式较为粗放， 存在着一定的随意性。综合考虑上述情况，选取 杜桥镇大洋街道双桥村作为典型案例进行分析。

2.2案例分析

表1

配变名称双桥村1号双桥村2号双桥村 3 号双桥村 4号

型号S11-400/10S11-315/10S11-500/10S11-250/10

投运时间2002/8/52002/8/52002/8/52002/8/5

负载率/%84.2268.6557.2987.85

大洋街道双桥村台区运行情况统计表

线损率/%5.084.345.924.71

单相重载 三相不平衡 频次/次

2038

度/%60.4453.0973.5870.05

户均容量 /kVA1.182.171.821.52

供电半径

/m512385483398

用户数/户338145274164

低电压户数

/户3002

30

浙江电力

2016 年

第35卷第11期

表2

不同类型农村人均负荷饱和水平统计表

村庄名称村庄性质村庄人口 /人

人均负荷

/(kW•人-|)

绚珠村工业村1 6481.4花街村居住4840.5前江村

商业

501

1.1

双桥村在远期以居住为主，因此对应的人均

负荷按照0.5kW/人计取。至远景年，双桥村负荷 将达到1.6MW。按照配变平均负载率40%计算， 需配变容量4MVA。

(3)单台配变台区容量的确定。

《浙江省10kV配电网典型供电模式技术规 范》中规定：变压器布置应尽量靠近负荷中心，容 量根据负荷需要选取100, 200, 315, 400 kVA。 为进一步推进新增城农网改造升级工程建设，浙 江省公司运维检修部组织专家在国家电网公司典 型设计和标准物料的基础上，优化简化设备种类， 编制了《国网浙江省电力公司新增城农网改造升级 工程设备选型和配置要求》，进一步对柱上配电 变压器的容量进行了规定：柱上配电变压器容量 应采用400 kVA。为此，新增及增容改造后的单 台柱上配变容量优先考虑为400 kVA。

需要注意的是，本方案所指的400 kVA为后 期建设改造过程中新增单台配变容量的优先选 择，具体情况还需结合前面所求得的台区数量进 行校验：当容量总需求与400 kVA的比值小于台 区数量下限值时(10台），可将负荷分散点处的布 点设定为2台或2台以上小容量的台区结合，最 终确保整体供电半径与容量需求均能满足技术条 件要求。

2.3.2三相不平衡、单相重载

该类问题，主要是由于单相用户用电的不均 衡造成的。以问题最为严重的双桥村4号台区为 例，A，B，C三相所接用户数分别为72户、36 户、56户，A相所接用户过多，从而导致三相不 平衡度超标，单相重载频繁。为此，解决此类问 题只需及时调整线路所带负荷的分配比例，尽量 使三相负荷平衡。

2.3.3方案确定

综合上述方案制定的流程及相应的方案制定

策略，该村台区方案具体如表3所示。

2.4成效分析

通过对双桥村配变进行建设改造，区域供电

表3

方案汇总表

名称问题汇总

解决方案

1号配变重载；三相不平衡； 新增布点400 kVA配变1 台区单相重载；户均容量低； 台；调整线路负荷，优化线 供电半径超标；低电压路负荷供区

2号 台区

三相不平衡；单相重载

调整线路负荷， 优化线路负 荷供区

3号三相不平衡；单相重载

调整线路负荷， 优化线路负 台区荷供区

4号配变重载；三相不平衡； 增容至400 kVA;调整线路

台区

单相重载；低电压

负荷， 优化线路负荷供区能力明显提升。与此同时，为着重体现本次台区 系统化改造的优势，特与临海市近期滚动规划有

关双桥村台区改造方案进行对比。对比结果如下：

(1) 传统改造方案问题解决不全面，列人改 造对象的仅1号和4号台区，三相不平衡、单相 重载等问题未予解决。

(2) 传统改造方案只考虑近期，未能结合整 个村庄远景方案进行布局布点。(3) 传统改造方案共新增200 kVA配变新增的200 kVA容量不是最优选择。

3结语

通过实际案例应用结果表明，本文提出的台 区改造方案将单独的台区问题与整个片区、村庄 结合在一起，加强了台区改造方案的深度，使低 压电网改造方案更加系统，具有较强的可操作性， 对于其他台区改造工程也具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] 吴劲.电力市场条件下的中低压配网规划方法研究[D].长沙:湖南大学，2010.

[2]

GB32000-2015美丽乡村建设指南[S].北京：中国标准

出版社，2015.

[3] 周强.中低压配电网线损计算方法与降损措施的研究[D].

关P州：郑州大学，2011.[4]

张学臣.低压电网三相负荷不平衡的原因及危害[J].技资讯，2012(28):107-109.

收稿日期：2016-10-12

作者简介：陈杰（1979)，男，工程师，从事电力系统规划计

划管理工作。

(本文编辑院赵晓明）

2台，

科