第一篇:印刷版中低壓配網技術原則
無錫市中低壓配網規劃技術原則 總則
1.1 為使無錫市中低壓配電網規劃、設計、建設和供用電技術業務實現規范化、標準化,達到優化電網結構、保持電網安全穩定運行、保證電能質量、提高供電可靠性、降低電網損耗、改善電網經濟性、合理使用資金、滿足環保要求、促進技術進步、以信息化帶動無錫電網的發展、提升自動化程度和勞動生產率的目標,更好地為客戶服務,建設與無錫市經濟社會發展相適應的現代化電網,特制訂無錫地區電網規劃與建設有關技術原則的規定(以下簡稱規定)。
1.2 本規定系根據國家、江蘇省、無錫市人民政府和電力行業管理的有關法律、法規、標準、規程、規范和導則,并結合無錫電網的具體實際和發展而制訂。
1.3 本規定適用于無錫市中低壓配電網內所有的輸、變、配、用電工程的規劃、設計、基建、改造以及電網運行、用電管理和供電技術業務。無錫供電公司所屬的各部門、單位都應遵照執行。1.4 本規定所引用的各有關技術標準,均應是有效版本。1.5 本規定的解釋權屬無錫供電公司發展策劃部。對個別特殊情況需要改變本規定所明確的技術原則時,應向無錫供電公司發展策劃部說明情況,報請公司分管領導批準。2 規范性引用文件
下列文件中的條款通過本導則的引用而成為本導則的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(包括勘誤的內容)或修改版均不適用于本導則。但鼓勵根據本導則達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本導則。
無錫地區電網規劃與建設的有關技術原則 城市電網規劃導則
江蘇省0.4kV~220kV電網建設技術導則 GB 50052 供配電系統設計規范 GB 50053 10kV及以下變電所設計規范 GB 50054 低壓配電設計規范
GB 50061 66kV及以下架空電力線路設計規范 GB 50217 電力工程電纜設計規范
DL/T 5221-2005 城市電力電纜線路設計技術規定 DL/T 814-2002 配電自動化系統功能規范 DL/T599-1996 城市中低壓配電網改造技術導則 3 名詞術語
3.1 中、低壓配電網范圍
中、低壓配電網是指由10kV及以下的架空線路、電纜、各類配電站、桿架變壓器等組成分布面廣的公用電網。3.2 供電可靠性
供電系統對用戶持續供電的能力及可靠程度。3.3 中性點接地裝臵
用來連接電力系統中性點與大地的電氣裝臵,由電阻、電感、電容元件或復合型式構成。3.4 配電網自動化
利用現代電子技術、通信技術、計算機及網絡技術,采集并處理配電網數據、用戶數據、電網結構和地理信息,實現配電系統正常及事故狀態下的監測、保護、控制以及配電管理功能。3.5 配電所
中低壓配電網中,用于變換電壓、集中電力和分配電力的供電設施,也稱為變電所。配電站一般是將10kV電壓變換為0.38kV電壓。3.6 開閉所
用于接受并分配電力的供配電設施,也稱為開關站。中壓配電網中的開閉所一般用于10kV電力的接受與分配。3.7 環網柜
環網供電單元(負荷開關和熔斷器等)組合成的組合柜,稱為環網供電柜,簡稱環網柜。3.8 電纜分接箱
完成配電系統中電纜線路的匯集和分接功能的專用電氣連接設備。常用于城市環網、輻射供電系統中分配電能及終端供電。3.9 配電變壓器
指將10kV及以下電壓等級變壓成為400V電壓等級的配電設備,簡稱配變,按絕緣材料可分為油浸式配電變壓器(簡稱油變)、干式配電變壓器(簡稱干變),按鐵心材料可分為非晶合金、卷鐵心配電變壓器等。4 電壓等級
無錫城市中低壓配電網的標準電壓等級如下: 中壓配電網 10kV 低壓配電網 380/220V 5 中性點接地
5.1 10kV系統接地方式為:線路以電纜線路為主的采用經接地電阻接地方式;線路以架空線路為主的采用可自動跟蹤的消弧線圈接地方式。
5.2 380V/220系統采用直接接地方式,且應多點重復接地。6 供電可靠性
供電可靠性應滿足下列目標中的具體規定:(1)電網供電安全準則。(2)滿足用戶安全用電的程度。
供電系統用戶供電可靠率≥99.90(全口徑),城市電網用戶供電可 靠率≥99.99% 6.1 供電安全準則
無錫城市中壓配電網的供電安全一般采用N-1準則,個別特殊重要地區采用N-2準則。6.2 滿足用戶用電程度
電網故障造成用戶停電時,允許停電的容量和恢復供電的目標時間如下:
(1)兩回路供電的用戶,失去一回路后應不停電。(2)三回路供電的用戶,失去一回路后應不停電,再失去一回路后應滿足50-70%用電。
(3)一回路和多回路供電的用戶電源全停時,恢復供電的目標時間為一回路故障處理的時間。
(4)閉環回路開環運行的用戶(包括N供一備回路中的用戶)環網故障時需通過倒閘操作恢復供電的,其目標時間為操作所需時間。
(5)考慮具體目標時間的原則是:負荷愈大的用戶,目標時間應愈短。當配備自動化裝臵時,故障后的負荷應自動轉供。
特殊客戶對電能質量可靠性要求超出電網現有可能條件時,應自行采取相關措施解決。6.3無功補償與電壓調節 6.3.1無功補償
(1)無功補償應根據就地平衡和便于電壓調整的原則,采用 分散與集中相結合方式。
(2)集中補償在高壓變電站內,有利于控制電壓水平。(3)分散補償在用戶側,一般在用戶低壓側集中補償;對容量較大,負荷平穩且經常使用的用電設備宜單獨就地補償。用戶無功補償(電容器)應能隨負荷大小按功率因數自動投切。高壓供電用戶其功率因數應達到0.9以上,且無功不得倒送。6.3.2電壓調節
(1)配電網的電壓偏移允許值 10kV:±7% 380V:±7% 220V:-10%~+7%(2)電壓合格率
10kV電壓合格率目標為:≧99% 低壓用戶電壓合格率為:≧98%(3)通過在高壓變電站10kV母線上投切無功補償電容器、調節變電站變壓器有載調壓開關來進行電壓調節。
(4)通過對架空線路進行電纜化改造或加大導線截面、縮短供電距離、平衡三相負荷、改變配變電壓分接頭等措施來減小電壓降。6.4短路容量
應采取措施對短路容量的增長嚴加控制,使變電站10kV母線短路電流控制在20kA以下。6.5諧波控制
對含有諧波源的用電設備,應采取措施使其諧波滿足國標GB/T 14549-93的規定。7 中低壓配電網網架結構
中、低壓配電網結構應具有較強的適應性,開關站所、環網柜、電纜分支箱、主干網導線截面等應按配電網中長期規劃一次建成,并留有擴充接口或擴建余地。7.1供電半徑
7.1.1 中壓供電半徑根據實際情況按以下三種情況控制:(1)主城區、省級及以上開發區供電半徑≦1-1.5公里(2)其他城市建設用地區域≦3公里
(3)非建設用地(如基本農田、山地、水面、生態綠化區等)
根據負荷實際情況核算電壓降,供電半徑可以適當放大,一般不宜超過6-8公里。7.1.2 低壓供電半徑
(1)城市建成區≤150米。(2)城郊結合部、鎮區≤250m,(3)鄉村≤400m,目前各區域線路根據負荷的發展以及投資情況,逐步分年度改造達到上述標準。
7.2 線路分段:配電線路應根據線路的長度、負荷的密度和線路接入裝機數量進行分段,一般分為3-4段。城市建成區線路按每分段≤6~8個接入點進行分段;其余線路按2~3公里長度進行分段。原則上每個分段控制接入裝機容量在2000—3000kVA。
支線接入點超過10個或線路接入總容量超過3000kVA的支線應裝設分支斷路器;接入戶數較少或支線長度超過1.5公里,原則上應裝設支線斷路器。
7.3 線路聯絡:聯絡線路的選擇順序如下:(1)不同變電所;(2)同一變電所不同母線;(3)同一變電所同一母線。按照上述順序選擇聯絡線路應同時考慮選擇不同負荷性質的線路。新建10kV線路原則上應和其他線路形成環網。7.4 配網結構要求: 7.4.1 中壓配電網應依據高壓配電變電所的位臵和負荷分布分成若干相對獨立的分區。分區配電網應有大致明確的供電范圍,盡量按照行政轄區、道路網進行分區供電,一般不交錯重疊(客戶雙電源線路除外)。分區配電網的供電范圍將隨新增加的高壓配電變電所及負荷的增長而進行調整。
7.4.2中壓主干網架要清晰可靠,應有較強的適應性并規范化,新建主干線路和環網設備應按長遠規劃一次建成,隨負荷的發展而插入新的電源點,網架的結構應基本不變。
7.4.3相鄰變電站之間的配電網主干線,通過線路分段和聯絡設備形成環形網絡,正常時開環運行,變電設備檢修時線路一般能通過操作不對外停電,故障時能轉移負荷,縮小停電范圍。7.5 中壓配電網具體結構選擇 7.5.1 中壓架空線區域
中壓架空線區域近期實現手拉手接線(附圖1),根據需要逐步過渡到多分段多聯絡(附圖2)。同時根據區域內供電可靠性以及負荷發展的要求,最終向網格式(四電源井字網架)(附圖3)或N供一備(附圖4)方式過渡。
部分供電可靠性要求比較高,大用戶末端集中負荷的區域適用多回路平行供電(附圖4)的方式。以上各接線結構中,手拉手接線結構一般適用于負荷密度較低(線路負荷率低于50%)的區域,如農村區域以及負荷增長未到位新建城區。多回路平行供電適用于供電可靠性較高,同時10kV大用戶末端集中負荷的區域。多分段多聯絡(二分段二聯絡)接線適用于供電可靠性較高,負荷密度較高(線路負荷率高于50%,低于67%)的區域。網格式(四電源井字型)結構主要適用于供電可靠性要求高,負荷密度比較高(線路負荷率高于50%,低于75%)的區域。
根據規劃無錫地區中壓配電網應逐步形成環網,開環運行的原則。當環網線路負荷率低于50%時,環網形式一般采用雙電源手拉手接線形式、三電源環網或平行線路供電的形式。其中平行線路供電尤其適用于線路末端存在大用戶的情況。
當環網線路負荷低于50%,根據網絡條件,為提高供電可靠性雙電源手拉手形式可向三電源環網形式過渡。
當環網線路負荷達到高于50%、低于75%時,雙電源手拉手形式、三電源環網根據區域實際情況逐步向多分段多聯絡(二分段二聯絡)、網格式(四電源#字型)結構過渡,或者根據區域實際情況決定向N供一備形式過渡或者分成兩個環供電。7.5.2 中壓電纜區域
中壓電纜區域根據負荷密度、供電可靠性要求、近期采用單環(附圖5)或雙電源雙輻射接線(附圖6)為主。
遠景逐步過渡到雙環網接線模式(附圖7)以及多回路平行供電模式、N供一備的模式供電。具體應用條件:單環網及雙電源雙輻射接線負荷密度、供電可靠性要求類同前述的手拉手接線形式,雙環網模式負荷密度、供電可靠性要求類同前述的網格式(四電源井字型)。
根據規劃無錫地區中壓配電網應逐步形成環網,開環運行的原則。當環網線路負荷率低于50%時,環網形式一般采用單環網接線形式或多回路平行線路供電的形式。環網線路負荷達到高于50%、低于67%時,單環網形式根據區域實際情況逐步向雙環網接線模式過渡,環網線路負荷率高于67%、低于80%,根據區域實際情況決定向N供一備、平行線路形式過渡或者分成兩個環供電。8 配電網建設原則:
配電網建設遵循根據一次規劃,分步實施的原則。配網建設一方面考慮滿足用戶不斷提高的可靠性、電能質量要求,規劃達到全地區滿足N-1要求,重要用戶滿足N-2要求;一方面與地區經濟發展情況、城市建設情況、配網投資、用戶容量的實際情況相結合,確定以下由高到底三個層次滿足用戶供電可靠性要求,最終逐步過渡達到規劃目標。
1、網絡結構應對所有配電設施滿足N-1安全準則,檢修不引起非檢修段的停電,所有線段的故障可隔離,非故障段可短時恢復送電。
2、主干網絡應滿足N-1安全準則,主干線段故障可隔離,非故障段可短時恢復送電,支線故障可隔離。
3、網絡結構應滿足檢修不引起線路全停,故障可分段隔離。8.1 中壓配電網的組網原則 對環網結線方式,每一環網回路最大電流不宜超過250A(約4000kVA)。根據不同的負荷性質,在考慮變壓器負載率及同時系數后,單回線路配電變壓器安裝容量可適當提高。8.2 具體線路容量控制: 8.2.1 10kV輻射型終端線路:
10kV單回路供電用戶:客戶裝機容量160kVA以上至8000kVA。10kV多回路供電用戶:客戶裝機容量超過4000 kVA的10kV用戶應盡量采用多回路平行供電模式。用戶總裝機容量必需≤80000 kVA,回路數不得超過10回線路。
10kV輻射型終端線路:單一客戶線路裝機容量不超過8000 kVA;多客戶線路裝機容量不超過12 MVA。多客戶線路當線路負載率超過75%時,無論裝機容量是否超過均需劃供負荷。8.2.2 10kV環網線路:
雙電源手拉手結構、三電源環網結構:線路負荷率必須控制50%(即電流250A)以下,一旦線路負荷率超過50%,必須進行負荷劃割或網絡變換。在此負荷率控制的基礎上,線路容量控制如下:
單一客戶裝機容量原則上不超過4000kVA;多客戶裝機容量原則上不超過6000kVA。
如果環網線路裝機容量不超過4000kVA,且負荷率預計在2年內≤50%(即電流125A),允許在正式方案實施前,臨時過渡裝機容量可分別控制到6000kVA、8000kVA。一旦負荷率超過75%(即電流187A),必須進行相應的劃供或網絡結構調整。雙環網:線路負荷率必須控制67%(即電流333A)以下,一旦線路負荷率超過67%,必須進行負荷劃割或網絡變換。在此負荷率控制的基礎上,線路容量控制如下:
線路裝機容量原則上不超過8000kVA,且每一分段的裝機容量均需控制在3000kVA以內。如線路負荷率預計在2年內≤50%(250A),允許在正式方案實施前,整條線路臨時過渡裝機容量控制到10000kVA以內,在線路總裝機控制的基礎上,其中分段的裝機容量可臨時控制到4000kVA以內。
網格式(四電源#字型):線路負荷率必須控制75%(即電流375A)以下,一旦線路負荷率超過75%,必須進行負荷劃割或網絡變換。在此基礎上,其線路容量控制與雙環網相同。
N供一備形式:單一客戶線路裝機容量原則上不超過8000kVA;多客戶線路裝機容量原則上不超過12000kVA。多客戶線路當線路負載率超過75%時,無論裝機容量均需劃供負荷。
在組網過程中,放射形型線路形成雙電源手拉手、三電源環網結構時,如有條件進行適當的負荷分割,應達到上述容量控制要求。同時如線路負荷率超過前述的變化范圍必須進行網絡轉化或負荷劃供。
對環網結線方式,電纜線路區域內:
對新用戶電源安排組網時,應注意盡可能避免環網回路線路迂回。已投運的“手拉手”環網供電的環網柜間、用戶間出現新用戶時,若線路容量未滿,可采用電纜解口方法將新用戶接入,但不宜過多地解口,以限制電纜中間頭數量。應用N供一備2形式的區域,每一環網回路的主環網節點一般不 超過6個,每一節點變壓器裝機容量控制在1500-2000kVA左右。環網主節點原則應為大用戶或公用環網開關柜。
單臺小變壓器用戶較多的供電區域,應適當設臵公用環網柜作為環網回路的主環網節點,由主環網開關引出的分支回路可適當設臵電纜分支箱供終端小用戶。8.3 400V低壓配電網
400V裝機容量開放:居民小區16kW—250kW及以下,其余16kW—160kW及以下。
8.3.1 低壓配電網力求接線簡單,安全可靠,一般采用放射型接線。規劃形成以柱上變壓器和配電所為中心,采用一條線放射式、兩條線放射式以及樹枝狀放射式結構。
8.3.2 低壓配電網實行分區供電的原則,以臺架變壓器為單元,應有明確的供電范圍,低壓架空線路不得超過中壓架空線路的分段開關。低壓線路的供電半徑原則上按前述5.1.2控制,并保證末端電壓在國標規定允許范圍內。
8.3.3 市中心區低壓線路應采用低壓絕緣線(銅芯),主干線截面采用120mm2。舊城區成片改造時,宜采用低壓絕緣線沿墻敷設方式或采用排管敷設電纜。新建小區原則上均采用排管敷設電纜。8.3.4 市區中、低壓配電架空線路為充分利用通道資源,應同桿架設,并做到同桿架設的線路為同一電源。
8.3.5 低壓系統均采用三相四線制供電,零線截面必須與相線相同。低壓架空干線和分支末端零線必須重復接地,接地電阻不允許超過10Ω。9 10kV開閉所
9.1 10kV開閉所布點原則
10kV開閉所主要運用在電纜區域內,原則上在負荷密度較高的主城區、高新技術開發區沿主干道兩側每隔500米左右設一座。9.2 10kV開閉所選址原則
10kV開閉所宜建于負荷中心和兩個變電站供電范圍分界之處,原則上設臵在主要道路的路口及附近。10kV開閉所的建設應爭取結合城市建設及有關用戶的建設同時進行,為滿足運行和檢修條件一般設臵在地面上。
在個別負荷密集、占地條件受到嚴格限制的地區可根據用戶負荷特點、環網要求,嚴格控制使用小型化的箱式環網柜、電纜支接箱。9.3 10kV開閉所設計原則
10kV開閉所原則上采用典型設計,無人值班。
9.3.1 二進二環四出,單母線分段。初期單列一次建成,遠景相同規模雙列布臵。開閉所電源來自兩個變電所或同一變電所的兩段母線,可結合規劃設臵環網分段點。開閉所進線、聯絡開關采用可切除故障電流的開關,出線開關可采用配網自動化功能,實現配網自動化。9.3.2 三進二分段。每回母線出線4-6回,正常2條主供線路,1條備供線路。該類開閉所適用在負荷水平很高的區域,開閉所所址取得難度較大的區域,10kV出線困難的區域。10 導線選擇 10.1 10kV:
干線架空線:鋁導線185。絕緣線240 支線架空線:鋁導線120,70,絕緣線150、95; 干線電纜:400(銅芯),500(鋁芯); 支線電纜:240,150,95(銅芯)。10.2 400V:
干線架空線:120(銅芯);支線:95(銅芯)。干線電纜:185 支線:70 220V接戶線:新建或改造為銅芯50、35、16。11 配電自動化原則
11.1配電系統自動化定義及其目標
配電系統自動化:采用計算機、通信及網絡技術,將配電網在線和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形數據進行信息集成,實現配電網及其設備正常運行及事故狀態下的監控、用電和配電管理的系統。
配電自動化的近期目標是減少停電時間、提高供電可靠性。最終目標是為用戶提供高可靠性的優質、高效服務。11.2 配電系統自動化的規劃設計原則
堅持貫徹科技創新,近期、遠期結合,考慮升級和發展,統一規劃,局部試點,分步實施。
配電自動化的實施條件:電源容量及分布點合理;10kV主網架已規劃確定或基本形成,網絡結構形成后不會被輕易打破;負荷增長基本穩定,線路供電能力可滿足規劃期負荷增長和負荷轉帶的需要。11.3 配電自動化優先實施區域:負荷性質重要,環網供電電纜結構、分段合理的架空線網絡或上述兩者的混合網絡為主。優先考慮在對供電可靠性要求較高的城市中心區、外資集中的工業園。
11.4 配電自動化實施方式:針對不同的可靠性、區域和供電方式,實施不同的自動化方案。可先實施效益比較明顯的配網GIS、饋線自動化、遠方自動抄表功能,選用模塊化設計的產品,采用分層結構及就地自動控制,便于功能擴展和現場升級。
11.5 一次開關設備應滿足高可靠性、免檢修、少維護(免維護)、可電動操作、能多次合分及預留與終端設備接口等要求。
11.6 通信通道原則上采用光纖。原則上新建電纜線路,特別是電纜線路供電的大用戶,應在敷設電纜同步敷設一定芯數的光纖。附件一:線路接線方式 附圖1:手拉手接線方式
線路1母線1線路2母線2
附圖2:三電源環網接線方式(架空線)
附圖3:二分段二聯絡接線方式
附圖4:網格式(四電源#字型)接線方式
出線母線1分段聯絡分段聯絡出線母線3母線2出線分段分段出線母線4附圖5:N供一備模式中三供一備接線方式
附圖6:多回路平行供電網絡接線方式
注:多回路平行供電分為2種:
1、考慮線路之間互為備用既1供1備模式、N供1備模式。線路之間考慮互為備供容量。
2、線路之間不考慮備用情況,即其中聯絡開關取消。
附圖7:單環模式1接線方式
線路1母線
1線路2母線2
單環模式2接線方式
線路1母線1線路2母線2
附圖8:雙電源雙輻射接線(電纜)方式
線路1母線1
線路2母線2 附圖9:雙環網(電纜)接線方式
線路1母線1線路2線路3母線3母線2線路4母線4 附圖10:N供一備接線形式1接線方式
線路1母線1線路2母線2線路3母線3開關站N供一備接線形式2接線方式 附件二:開閉所接線方式:
附圖11: 二進二環四出開閉所接線方式
10kV開閉所二進二環四出
附圖12:二供一備開閉所接線接線方式
線路1母線1線路2母線2線路3母線3開關站注:線路1、3為主供線路,線路2為備供線路
第二篇:供電公司中低壓配網規劃主要特點
**供電公司中低壓配網規劃工作總結
2013年,在省公司的正確領導和關心下,**公司按照“大規劃”體系相關工作要求,結合中低壓配網規劃特點,認真貫徹精益化管理理念,創新思路,扎實工作,中低壓配網規劃工作逐步邁向規范化、標準化。現將**公司直供區中低壓配網規劃工作總結如下:
一、規劃項目基本情況
2014年、2015年**供電公司直供區中低壓配網規劃項目共計**項,其中2014年**項,涉及資金**億元,2015年**項,涉及資金**億元。2014年項目主要是滿足負荷增長的變電站配出項目和適應城市發展建設,提升線路絕緣化水平,解決供電 “卡脖子”問題的絕緣化改造及臺區改造項目。2015年項目一是滿足網架調整和負荷切改的變電站配出和新建線路項目,二是解決設備老化和降低負載率的臺區改造及新建項目。
二、中低壓配網規劃工作開展情況
1、深入開展中低壓配網發展診斷,準確掌握地區配網發展現狀。為切實做好中低壓配網規劃工作管理,提升中低壓配網供電可靠性和負荷轉供能力,**公司發展部會同運檢部組織調控中心、經研所和各營銷服務室深入開展地區中低壓配網運行情況診斷,從線路運行年限、導線截面、分段、聯絡及轉供能力方面認真梳理、深入研究。結合供電分區分類和可靠性需求,對現狀中低壓配網存在的問題和薄弱環節,制定目標配網規劃建設標準和發展重點,明確市中心區及田村、蒿泊等區域以提升裝備水平,滿足高可靠性需求為重點,溫泉、張村等區域以完善配網結構,提高轉帶互供能力為重點,崮山、泊于等區域以解決電網聯系薄弱、供電質量不高為重點。
2、遵從三個原則,重新梳理界定各變電站供電范圍。由于歷史原因,**公司各變電站不同程度存在供電區域重疊、交叉、迂回供電情況,配網接線及運行操作較為復雜,阻礙了配網供電能力和供電可靠性持續提升。為進一步提升配網供電能力和供電可靠性,簡化配網接線和運行操作,**公司按照《配電網規劃設計導則》和相關規范、標準要求,遵從三個原則,重新梳理界定各變電站供電范圍。一是供電半徑合理性原則,根據供電分區類別,認真校核區內各線路供電半徑,確保各線路半徑合理,滿足電壓合格率要求;二是供電能力匹配性原則,根據各變電站供電能力確定具體供電范圍,避免供電區內變電站供電能力不足、較多過剩和線路交叉、迂回問題;三是供電邊界適應性原則,通過現狀梳理,對變電站供電邊界要從行政區劃、業擴報裝、負荷切改等方面進行適應性校核,盡量以鎮、街道邊界確定各變電站供電范圍。
3、明確責任,主動溝通
二、中低壓配網規劃特色和亮點
1、地區中低壓配網中各變電站均有目標供電區域。基于配網GIS拓撲分析,對地區中壓配網現狀進行認真梳理診斷,逐條繪制地區中壓配網干線、支線,掌握了各變電站現狀供電區域、線路交叉、聯絡、迂回供電問題。以目標市政道路為邊界,以區域負荷密度ó和變電站供電能力作校核,重新確定各變電站目標供電區域,避免線路出現重疊、交叉和迂回供電問題。
2、地區中低壓配網網架構建思路清晰,目標明確。一是根據中低壓配網梳理診斷結論和《配電網規劃設計導則》相關要求,明確**地區各類供電區域中低壓配網建設、改造標準。二是根據負荷增長預期和設備全壽命周期管理原則,以更好滿足新增負荷用電需求和解決現狀配網“卡脖子”問題為主,結合各變電站目標供電區域(中低壓配網目標網架),按照輕重緩急合理構建2014年、2015年中低壓配網規劃項目庫。
3、規劃庫項目信息完整,圖例一目了然,清晰可讀。嚴格按照省公司規劃庫構建要求填報項目信息,打包項目工程量與項目明細嚴格對應。創新思路,項目圖例繪制采用標準地圖色譜法,中低壓配網規劃項目接線型式、分段、聯絡情況一目了然,清晰可讀。
三、存在問題及下一步工作打算
(一)存在問題
一是部分農村臺區低壓線路較長,建議結合負荷增長情況適當新增臺區布點;二是規劃項目庫中部分低壓線路型號標注不準確,建議認真核對。
(二)下一步工作打算
一是持續開展地區中低壓配網梳理診斷,針對存在的問題和負荷增長預期,滾動優化調整中低壓配網規劃,逐步向目標網架過渡;二是認真學習掌握《配電網規劃設計導則》和相關專業技術知識,確保地區中低壓項目規劃建設項目符合相關技術標準、規范要求,較好滿足區域用電需求;三是根據本次評審暴露出的問題進一步整改完善規劃項目庫。
第三篇:中低壓管道安裝技術總結
中低壓管道安裝技術總結
前言
管道作為工業生產和人民生活不可或缺的一部分,對現代社會起著越來越重要的作用。從電廠發電到西氣東輸,從生活飲水到農業灌溉,無一不是利用管道來達到人們的需求。在管道建設高潮來臨時,一支支優秀的管道安裝隊伍也隨之建立起來,并為社會的發展貢獻各自的力量。
隨著社會的不斷進步,新技術、新工藝不斷出現,管道的材料也從以前比較單一轉向多樣化,特別是一些在特殊環境下工作的管道,扮演著越來越重要的角色。比如,現在為我國環保事業而建的脫硫裝置管道,采用了大量的襯膠管道和各種不同類型的不銹鋼管。
比起高壓管道和特殊管道,中低壓管道的應用更加管飯,在施工過程中不斷改進施工方法和工藝,提高生產效益,是每個建設者的心愿。
作為一名從事電力工程管道安裝的施工人員,知道自己肩負使命。不但要求自己能夠精益求精,還要求把自己所掌握的施工方法和經驗拿出來和別人交流,使得我們自身得到進步,也使我們的施工隊伍的整體素質得到提升。
管道安裝最終目的就是達到人們生產生活需要。下面對中低壓管道安裝的一般工藝做一介紹,并電廠循環水管安裝為例,闡述實際施工過程。
一、中低壓管道安裝的一般方法和技術要求
火力發電廠中低壓管道安裝,是指設計壓力小于8Mp及一下的汽水管道、壓縮空氣管道、氧乙炔等管道及其附件的安裝。
管道安裝的基本步驟為:施工前的準備→支吊架的配制→支吊架安裝→管道安裝→外觀驗收、試驗(無損檢測、水壓)、管道系統清洗。
1、施工前準備
管道施工錢,應對管道材料進行檢驗。首先,管道材質和閥門規格、型號要符合設計要求;其次,管道表面應無裂紋、縮孔、夾渣、折疊、重皮的缺陷,彎頭、三通與管道的壁厚是否相符,不得有超過壁厚負公差的銹蝕或凹坑,管道法蘭密封面應平整光潔,不得有毛刺及徑向溝槽。
2、支吊架配制和安裝
支吊架配置應按設計要求進行配制,也課直接向外采購。支吊架配制要特別注意形式和加工尺寸,要考慮到滑動支架、導向支架、固定支架等,是有本質的區別,并將對工藝產生不同的影響,管部安裝時要符合設計要求且不妨礙管道自由膨脹。固定支架要生根牢固并與管子結合良好;華東支架要求滑動面潔凈、接觸良好;導向支架要求支座與導向板兩側間隙均勻;滾動支架支座面必須與板底滾珠接觸良好;吊架吊桿無彎曲,吊環焊接牢固,螺紋完整與螺母配合良好;彈簧支架安裝時的預壓縮高度符合設計要求。因支吊架承載著管道運行中的靜載荷和動載荷,焊接質量的好壞將直接影響管道的安全性,股支吊架焊接必須符合設計要求。因現場情況和設計不符,需對支架進行改動,也只能改變形式而不能改變型式,支架的作用不能改動。
3、管道安裝
3.1管道定位
現場管道定位要按設計圖紙進行,如果設計沒有給出定位圖的小口徑管道,則在現場按實際情況布置,避開通道及其它設施,并盡量節約路線,保持美觀、和諧。
管道定位,一般采用經緯儀和水準儀進行。經緯儀確定管道走向,而水準儀
則確定管道標高,如果架空管道標高較高,架水準儀有困難時,我們采用水平管
(U型管原理),線垂、鋼尺將標高引至設計標高位置。管道安裝時要隨時檢查,管道標高、中心線等必須滿足設計要求。
3.2管道的對口及焊接
管道的對口,對焊接的質量的影響是至關重要。對口前必須先檢查對口管內
是否有雜物,如有,應立即清除。對口處必須保持平直,以確保管線安裝正確。
為防止焊接應力過大,焊縫與開孔的間距、直管段兩個焊縫的間距、焊縫與支吊
架邊緣的間距均要符合規范要求。
管道很接必須符合設計要求。丁字形交點處是焊接質量的薄弱部位,應特別
注意,焊條使用錢先確認規格型號是否符合設計要求,并確定已按要求烘干。因
管道焊接難度大,焊工必須經過相應的焊接培訓,并取得資格證書。
4、管道驗收
我們所安裝的管道要經得起驗收,只有經得起驗收的含品才能保證質量合格
或者優良。管道驗收,主要對工藝和安裝質量兩方面進行檢查。我們在管道安裝
完成,保證質量的情況瞎,必須自己先對照系統圖紙檢查管線上的附件是否遺漏。
5、水壓試驗
試壓壓力一般不小于設計壓力的1.25倍,但不得大于任何非隔離元件的最
大允許試驗壓力,且不小于0.2Mp,直埋地下壓力管不小于0.4Mp。水壓試驗的水質應清潔,環境溫度要在5℃以上,介質溫度不高于70℃,系統內空氣在管道
進水過程中要通過管道最高點的排氣閥排盡,直至排氣閥有水溢出。當壓力達到
試驗壓力后保持10min,然后降至工作壓力進行全面檢查。如有缺陷,應降至大
氣壓,消缺后,再次進行水壓試驗,整個系統不得有滲水或泄露的痕跡,且目測
各管線部位無變形,即認為合格。
二、現場安裝中的問題處理
作為工程施工,在現場施工過程中會碰到設計預先沒有考慮到的問題,或者
事先已考慮到,但考慮不充分而造成現場施工困難等情況,這就需要我們現場施
工人員結合設計要求和本身的施工經驗,來保證完整順利完成。現以電廠循環水
管安裝為例,做一論述。
循環水管是大口徑低壓管道,口徑一般為1800mm以上。因各電廠地理位
置、地質條件不同,對循環水管材質要求、地基處理要求都存在很大的差別。比
如溫州、蘭溪電廠土質松軟且處于低洼地帶,使得基坑開挖后無法避免的存在積
水,還會使安裝后的管道發生沉降,給安裝、焊接及成品維護都帶來一定的難度。
1、循環水管安裝流程:
循環水管安裝的一般方法與一般中低壓管道安裝方法相同,因其口徑大,水壓試驗水量大,供應和排放困難,且工作壓力不高,故很多電廠的循環水管設計修改取消了水壓試驗,而增加無損探傷數量來保證焊接的質量(砼管除外)
2、施工測量
根據設計提供的廠區控制點,按照設計平面圖紙的要求,測出循環水管溝中心線。為確保開挖后中心線精度要求,從每個轉角點引出四個控制點,控制樁點布置在不易遭受施工破壞的地點。水準點布置在適當的施工區域內,具體位置根據現場來選擇。每隔一定時間,或發現有變動的可能時,應及時糾正高程值。施工期間的控制點和高程觀測點,經相關單位復核檢查,用砼加以妥善進行保護,并設明顯標志。
3、管道基礎鋪設及管道安裝后的回填要求
根據相關測量控制點,對基礎鋪設的中心線、標高進行復核,確認基本尺寸沒有偏差。在沒有得到砂墊層密實度報告前,不得進行管道臨拋,以免造成返工或對以后的安裝質量產生影響。管道防腐結束并經檢驗合格后方可進行隱蔽回填,回填前需將基坑內積水清理干凈,管道基礎及管道兩側部分的回填土應均與回填上升,并進行分層砼實,必要時可以灑水密實。管道回填時必須確保管道不移位、不被破壞,回填注意區分道路位置和一般位置的區別,回填密實度復核合計要求。
4、循環水管安裝過程實際碰到的問題處理和注意事項
4.1施工前要對現場進行實地了解,確定施工方案(包括吊車的行走路線、大的設備的進場等);管道安裝人員作業前必須 熟悉圖紙,對每道工序進行控制,并要清楚各工序之間的相互影響,以便后續工作順利開展。
4.2 確定中心、標高時,關鍵點一定要控制好,不可遷就。這樣對以后作業順利開展很有幫助;在兩家施工單位接口處,要根據實際情況進行作業,并核對兩份圖紙是否有出入。
4.3 因管道安裝的難度在彎頭位置,彎頭找準就顯得比較重要,應要求在管道制作時做好找準點標記(中心線),以便安裝時對口準確,提高安裝質量。
4.4基坑墊層及工作坑處理要人員充分配合,并連續抽水(若有水),確保焊接工作正常進行,也防止安裝好的鋼管因基礎原因下沉;
為減少下沉可采取一下措施:a、管道安裝時標高稍高于設計值;b、分段回填時管道端口留處1-2節管段不回填;c、管道端口處基坑中要連續排水,不可長期積水;d、施工作業的連貫性要好,分段施工間歇時間要短。
4.5為確保安裝質量,安裝完一段,項目質檢必須先行檢查,發現問題馬上消除,技術人員平時要與安裝工程監理、業主保持現場溝通,對其提出的建議虛心接受。
三、管道安裝班組的管理
隨著現在管道安裝手段的提高,為提高工作效率,先進的管理必不可少。管理工作的好換將直接影響施工進度、安裝質量、生產安全等重要環節,所以現代安裝企業對生產管理重視程度也越來越高,在這種形勢下,把班組管理推向了前
沿。
目前管道安裝中此案去內部承包責任制。企業對項目考核,項目對班組考核,班組對組員考核來進行分配的鏈式反應機制,打破了大鍋飯,提高工作效率,為社會、企業創造財富的同時也提高了自身的收入水平。
以下是在班組管理過程中總結的一些經驗:
1、按章作為班組負責人,各方面素質都需要加強。對本班負責施工的系統必須非常熟悉,并且了解本班人員的施工能力和特點,這樣才能合理的安排勞動力,達到提高施工效率的目的。
2、每個施工階段都有明確的目標。這樣大家的工作才有了方向,才會通過班組內部的相互協調,朝一個方向努力,最終實現目標。
3、建立一些激勵機制來激勵每個人的工作積極性。獎罰分明,獎勵不在多,而在于是否恰當;處罰不在重,而在于過失的影響和教訓。
4、不斷的學習。學習可以提高人的修養,提高施工水平,使人更加自信。在工作不太緊的時候,可以安排一點時間,請技術員、安全員、質量員等管理人員給班組人員講一些相關知識,進行必要的溝通。不但是施工人員本身有了提高,也讓管理人員更了解班組狀況,有利于工作溝通,減少質量、安全事故,提高生產率。
5、我們企業的管理是人性化的管理。人性化的管理是團體更有凝聚力,同事之間分工合作、相互關心,會使關系更加融洽,對工作產生積極的影響。
結束語
以上對管道安裝的一般過程和現場實際安裝過程中的問題解決辦法做了簡單的論述,并對班組管理的工作提了幾點經驗,以資對以后的安裝工作有幫助。管道安裝工程還任重道遠,需要我們每一個在這個崗位上的人們通過不斷的辛勤勞動,才能換取豐碩的成果,造福人類。
第四篇:配網調度
隨著智能電網的建設,太供配網的成立,配網調度運行管理系統成為調度中心必不可少的關鍵應用系統。配電網作為連接終端用戶的重要組成部分,其管理水平,直接影響用戶的供電可靠性,不僅關系電網企業的社會形象,也直接關系電網企業的經濟效益。該項目是進一步推進配電網調度信息化,與主網MIS進行信息共享,實現調度操作票管理,配網信息發布,配網資源共享,提高配網管理的規范化程度,降低了配網調度工作人員的勞動強度,而且提高了配網調度的管理水平。
項目以配網運行、檢修、事故處理為應用主線,對配網調度、運行、服務等方面的功能進行一體化設計,實現對配網日常工作全程跟蹤、資源信息共享和管理的智能化。項目的建立實現了配網調度全過程信息化管理,實現了配網運行情況監視、故障停電和供電可靠性管理、運行管理、安全管理、兩票管理、配電檔案維護管理、設備臺帳、數據接口等功能,實現了對配網運行工作的監控和管理。
第五篇:配網低電壓治理技術最新版
第6章
配網低電壓治理技術
6.1 配網低電壓產生原因 6.1.1 低電壓特征分類
依據低電壓發生和持續的時間特點,大致可分為3類:長期性、季節性和短時性。①長期性低電壓指用戶低電壓情況持續3個月或日負荷高峰低電壓持續6個月以上的低電壓現象;②季節性低電壓是指度夏度冬、春灌秋收、逢年過節、烤茶制煙等時段出現的具有周期規律的低電壓現象;③短時性低電壓主要是指由農村居民臨時性掛接負荷或建筑用電負荷引起的不具有長期性和季節性特點的階段性不規律低電壓現象。
6.1.2 低電壓發生時段分布
1)農村集中排灌期間。每年1~3月份、6~9月份和11~12月份,農業排灌負荷較為集中,用電量較大,部分帶有排灌負荷的公用配電變壓器短時間出現滿載、過載現象,造成處于低壓線路末端負荷的供電電壓較低。
2)日用電高峰時段。由于農村經濟發展迅速,農戶生活水平逐步提高,家用電器保有量快速增加,農村配電臺區用電負荷快速增長,農村日用電高峰時段相對集中,具體情況見表1。表1 日用電高峰時段
Tab.1 Daily peak load time 季節 月份 時段 備注
夏季 7,8 中午:11:00~15:00 晚上:19:00~22:00 地方特色經濟作物加 工季節,如南方春季 采茶期等
冬季 12,1 晚上:19:00~22:00
6.1.3 低電壓產生的管理層面原因
1)供配電設施運維管理粗放。中低壓供電設備臺賬不健全或更新不及時,網架和設備的基礎性資料不完善。營銷、配電、調度數據資源信息不能充分共享,變電站、線路、配電變壓器(簡稱配變)和低壓用戶之間沒有建立有效的聯調管理機制,未依照季節性負荷情況和用電峰谷狀況及時調整配變分接頭位置和投切無功補償設備,設備管理人員對設備運行狀態和補償效果不清楚、不了解、不掌握,對損壞或缺陷設備發現、處理、更換不及時。2)部分地區營銷管理不精細。個別地區農村用戶
報裝接電管理較為松散,存在較大集中負荷接于公用配變用電或農村居民用戶生產負荷報小用大的現象,造成配變過負荷低電壓情況;配電臺區管理人員對臺區單相用戶未均衡分配接入A、B、C相,大量農村用電負荷集中在農忙時節,如春耕秋收和排灌期間,用電負荷分布不均,造成配變低壓側用電負荷三相嚴重不平衡,導致重載相中后段用戶低電壓。
3)中低壓配電網電壓監測不全面。按照電壓監測點一般配置要求,農村電網每百臺配變設置1個電壓監測點配置,城市電網每百臺配變設置2個電壓監測點進行配置。農村居民用戶點多面廣,客戶端電壓監測不全面;個別電壓監測點代表性不強,依據監測數據難以準確掌握農村電壓質量真實情況;配電臺區監測、用戶用電信息采集的運行和狀態數據質量參差不齊、可用率低,通過系統性關聯分析定位低電壓問題原因難度大。
4)低壓需求側管理工作不到位。對用戶用電性質
掌握不全面,對臺區負荷發展的預見性不夠,高峰負荷時造成臺區配變過負荷運行,未得到有效監測和及時處理;對用戶用電知識宣傳不夠,部分用戶的戶內線未根據實際用電負荷增長情況同步進行增容改造,超年限超負荷使用,線路老化嚴重,電壓過低致使家用電器無法正常使用;對類似農產品加工的季節性負荷缺乏有效的調峰措施;對大負荷用戶錯峰用電宣傳和引導不力,負荷過于集中,未能及時轉移負荷,造成用戶低電壓問題。
6.1.4 低電壓產生的技術層面原因)農村配電網供電能力不足。農村用電負荷相對城市負荷密度小,部分農村特別是丘陵、山區等地居民居住比較分散,變電站布點不足,缺乏合理規劃,配變布點和線徑配置憑經驗,缺少必要的電壓降落校驗;個別新上或改造的配電臺區設計時超合理負荷距供電,配變容量配置不足,低壓線路供電半徑大。2)中低壓配電網電壓調控能力弱。農村未改造的部分變電站中的無載調壓主變壓器還占據一定比例,高峰負荷期間無法保證10kV饋線出口電壓質量;對長期存在低電壓問題的中低壓配電線路未加裝自動調壓裝置。配變主要為無載調壓型,調壓范圍基本為±2.5%或±5%,無載調壓型配變因需要停電進行調壓操作,一般只做季節性調整或不做調整,對于日負荷波動較大的配電臺區無法滿足電壓調節頻度技術需求。
3)無功補償配置不足或不合理。農村用電負荷具有季節性和時段性波動特性,高峰負荷時幾近滿載或過載,低谷負荷時接近空載,對農村配電網各層級的無功補償配置、調控能力提出較高的要求。農村電網無功電源建設嚴重滯后,普遍存在無功補償容量不足或不合理等問題。部分地區對變電站無功補償配置較為重視,10kV線路與配變無功補償配置不科學,一般按照標準容量配置,裝置的投運率和可用率較低,電網末端無功缺乏,所需無功功率由發電廠或上級變電站遠距離輸送到電力終端用戶,造成較高的電網損耗和較大幅度的電壓降落。
4)農村配電網自動化和信息化程度低。農村電網電壓無功在線監測與可控、能控和在控設備相對較少,通信網絡建設也相對滯后,自動化和信息化基礎薄弱,已有的監測和可控設備多為分散型和就地型,無法及時了解和掌握低電壓問題情況、發生原因,無法實現電壓無功多級聯調和全局性優化控制,依靠運維人員的巡視、抽測等方式查找與解決處理問題的準確性和實時性差,中低壓配電網規劃、建設、改造方案的形成往往缺乏電網各層級的運行數據支撐和科學決策依據。
6.2 現有的治理措施介紹 6.2.1 綜合治理管理措施)提升低壓用戶負荷需求管理。通過加強低壓用戶報裝接電管理和強化營銷數據分析,合理確定用戶負荷裝接容量,在營銷業務系統中標注單相用戶所接相別,統計分析分相用電量,輔之以現場測量,及時調整單相用戶所接相別,控制低壓配電網三相負荷不平衡度。結合用戶用電信息采集或集抄系統建設,全面收集配變和低壓用戶用電負荷數據,并進行負荷特性分析,為中低壓配電網規劃、建設、改造及運行管理提供依據。對無法及時改造的低電壓配電臺區,實施用戶錯峰用電管理,引導和鼓勵小型加工等較大負荷用戶錯峰用電。2)加強中低壓供配電設施運維管理。建立健全中
低壓供配電設備臺賬信息,嚴格遵照電壓無功設備運行維護管理制度,及時處理電壓無功設備存在缺陷,提高設備完好率和可用率;結合不同季節、不同時段負荷曲線和電壓曲線,制定電壓無功協調控制策略,確定配變分接位置,及時投退電壓無功設備。
3)建立健全配電網低電壓監測網絡。構建城鄉配
電網電壓質量監測網絡和管理平臺,在還未普及智能配電臺區和用戶用電信息采集系統建設的區域,增加電壓監測點數量,加強電壓監測儀日常維護和檢查,發現運行異常的監測儀及時進行維修或更換;依據低壓用戶典型日電壓波動規律,不定期開展“低電壓”情況普查和抽查,跟蹤低電壓事件處理過程,及時有效解決低電壓問題。
6.2.2 綜合治理技術措施
3方面問題,即電網運維管控問題、設備配置問題和電網結構問題。可采取的技術手段主要包括優化控制、建設模式和評估決策等,具體分析見圖1。隨著大數據時代 的來臨,數據、信息成為電力
圖1 低電壓產生原因分類及綜合治理技術手段
Fig.1 Classification of causes of low voltage problem and its
comprehensive treatment measures 行業創新發展的最重要構成元素,數據將成為電網規劃、設計、建設、改造、運維管理相關科學決策的重要基礎。國家電網公司企業級大數據平臺建設已初見成效,依據頒布的《關于應用用電信息采集系統開展用戶電壓數據采集的指導意見》,正加快推進用電信息采集系統建設和配變、典型低壓用戶的電壓數據采集,推進營配貫通和信息化建設,實現信息資源共享,為中低壓配電網建設、改造、運維控制提供了基礎條件[8-10]。
6.2.1 優化控制技術
1)配電網電壓無功優化控制。結合變電站、中壓線路、配電臺區中可控設備的運行狀態,綜合利用現代通信技術、計算機技術、自動控制技術以及短期負荷或超短期負荷預測技術,實現同層的多項和不同層的多級電壓無功協調控制。配電網電壓無功優化控制對降低網絡綜合損耗、提高電壓合格率、提升經濟運行水平以及為用戶提供優質電能的意義重大。
2)自適應負荷有載調壓。配電網有載調壓包括變
電站層級的有載調壓主變壓器、中壓饋線層級的線路自動調壓器、配電臺區層級的有載調壓配變以及低電壓補償裝置等,可通過智能控制部分判斷輸出電壓值與基準電壓值的偏差,如大于允許范圍并延續一定時間后,控制有載分接開關調節輸出電壓;低電壓補償裝置可直接串聯在低壓線路中,通過自動跟蹤電網電壓調節升壓幅度,保障低壓用戶電壓質量。
3)低壓負荷在線換相。在配電臺區合理配置適量 的低壓負荷在線自動換相裝置,通過綜合控制終端實時監測配變低壓側三相電流不平衡情況,進行分析、判斷、優化計算,發出最優換相控制指令,按照設定的換相流程執行換相操作,實現帶載情況下用電負荷的相序調整,A、B、C 三相負荷平衡分配,解決三相負荷嚴重 不平衡造成的重載相低電壓問題。
6.2.2 建設模式應用技術
1)單三相混合供電模式。針對不同用電性質、負荷大小、用戶/區塊分布情況,在一個供電區域內采用單相配變與三相變壓器混合進行供電的配電方式,使中壓線路深入負荷中心減少低壓線路的綜合損耗。
2)3 5 k V 配 電 模 式。包 括 3 5 k V 線 路 輕 型 化 和35~0.4kV變配電集成化設計2部分。按照10kV電壓等級線路的標準優化設計35kV線路,降低線路造價,提高遠距離供電能力;按照10/0.4kV配電臺區模式集成化設計35/10/0.4kV配電變電站、35/0.4kV直配臺區,大幅度降 低變配電環節造價,保障用戶供電可靠性和供電質量。
3)智能配電臺區建設模式。從配變到用戶的供電區域,應用智能配變終端、智能電能表等設備,以及通信、信息等技術手段,實現供用電的綜合監控、管理與雙向互動功能,并具有“信息化、自動化、互動化”的智能化特征。
6.2.3 評估決策技術
1)配電網優化規劃技術。在配電網網架參數和運行數據分析及負荷增長預測的基礎上,以滿足未來用戶容量和電能質量要求為目標,尋求一個最優或次優的設備選型、容量配置、接線模式、饋線回路數量方案作為規劃、建設與改造方案,使建設投資、運行維護、綜合損耗及可靠性損失費用之和最小。2)供電能力在線評估技術。針對中低壓配電網設
備拓撲關系和運行數據進行潮流分析,分析當前電網供電的健康程度和供電能力水平,修改相應設備屬性、調節相應負荷,仿真分析在不同負荷特性下的供電能力變化情況,仿真評估電網運行指標情況。
3)低電壓在線治理仿真和輔助決策支持技術。依據各監測點的電能質量指標進行判斷與決策,其順序為:用戶層監測點電壓—配電臺區低壓側監測點電壓—中壓線路監測點電壓—變電站母線監測點電壓,針對低電壓改變電網設備參數實施仿真治理并給出效果分析對比,為實際低電壓治理工作提供決策支持。
6.3 含儲能裝置的低電壓治理方法
(1)電池模型
電池儲能系統主要由電池組和變流器兩部分組成,首先介紹電池模型的研究 現狀。電池模型是用來描述電池工作時的電壓特性與電池工作電流、荷電狀態等 參數間的數學關系,為電池內部狀態與外部特性之間架起一座橋梁。目前國內外 的學者已經建立了多種單體電池模型,并逐步開展對串并聯電池組模型的研究。比較常見的電池動態模型有電氣模型、電化學模型和神經網絡模型【21。
1)電氣模型
電氣模型(即等效電路模型)是指電池的等效電路由電氣元件組成,包括電
容、電感、電阻、電壓源和電流源等。電氣模型使用了電氣元件,可以結合電路
進行仿真分析,模擬電池的動態工作特性,計算結果也可以通過數學關系式來表 示,因此多用于電池特性的仿真與分析。此外,電氣模型還可以根據模型的精確
度要求選擇電氣模型的復雜程度。2)電化學模型
電化學模型是根據電池內部的電化學反應機理,采用數學方法描述這一復雜 過程,可以較全面的反應電池的動態工況。該模型多用于電池結構的優化,最經 典的模型是Peukert方程,反應電池的可用電量與放電電流的關系。不過這類模型 往往結構復雜,并且模型參數與電池的材料、重量、形狀等關聯,不易計算,在 電池儲能系統模型中很少見到。Peukert方程如公式(1.1)所示:
Ip×t=constant 理單元相互連接而形成復雜的網絡系統,在系統辨別、模式辨別和智能控制領域 應用較多。由于電池工作過程中的物理和化學變化難以準確描述,一些學者提出 了用于研究電池動態性能的神經網絡方法。文獻【3】建立的電池神經網絡模型,利 用神經元代替狀態變量,從而可以更好的估算電池的放電終止狀態,具有較高的 精度。文獻【4】利用電池神經網絡模型來預測電池在充放電過程中的表面溫度變化,并通過設定的算法進行訓練,最終實現對鋰電池表面溫度的預測。神經網絡模型 的不足是模型準確性與樣本電池的訓練數據與訓練方法密切相關,選擇不當會造 成很大的誤差,因此適用范圍比較窄,很少應用于電池儲能系統模型之中。(2)整流器模型
由于電池組的電壓等級經常與配電網交流電壓等級不匹配,因此需要變流器 來連接電池組與電網側,進行電壓匹配、充放電功率控制以及電壓隔離。根據當 下儲能技術的發展現狀和要求,電池儲能的變流器需要實現功率的雙向流動、低 諧波污染和高功率因數,并且可以控制電池組的充放電。本文進行的是仿真實驗 研究,忽略了變流器實際工作中對配電網電能質量的影響,選擇電池組與PWM整 流器配合組成電池儲能系統,目的是簡化變流器模型,提高仿真速度。
1.2.2電池儲能系統對配電網電壓的影響
配電網系統的主要職能是進行電能輸送時的分配工作,主要由架空線與電纜、配電變壓器、隔離開關以及接入用戶的設備組成,一般根據電壓等緣分為高壓/中
壓/f氐壓配電網三種。配電網按照接線方式進行分類的話,主要有樹干式/放射式和 環網式三種,根據對供電可靠性的不同要求選擇不同的接線方式。在儲能系統接入配電網的仿真研究中,常見的低壓配電網模型有以下3種
圖1.1所示配電網結構比較簡潔,饋線上的節點也比較少,系統的具體參數容 易得到,因此適合用于不太復雜的電力系統研究與仿真。
圖1—2所示配電網共有33個節點,配電網結構較為復雜,在儲能系統優化配 置研究領域經常選擇該配電網進行仿真研究,本文在最優化模型的仿真環節采用 的便是IEEE33節點的配電網結構圖。
圖1.3所示為歐洲標準低壓配電網模型(A benchmarklow voltage microgrid network),該模型最大的優點是適用于分布式配電網的仿真分析和研究,因為配電 網絡包含實際工程的主要技術特征,并合理的省掉了其中繁瑣的部分,可以保證 配電網的建模與仿真過程順利和有效進行。
電池儲能系統接入配電網后改變了配電網的潮流分布,對配電網的電壓分布 帶來重大影響,國內外的學者對該方面的研究有很多,例如:
文獻【5】以雙母線模型為例,討論了儲能系統接入配電網后對電壓分布的影響,不過由于沒有進行含多個節點的放射狀配電網電壓分布表達式研究,文章討論內 容僅適用于只含單個儲能系統的配電網。
文獻[6】從電網的短路比和剛性率兩方面入手,分析了儲能系統對配電網電壓 質量的影響,同時提出了在短路容量大、用戶負荷集中的城市應該重點考慮逆變 型的儲能系統和分布式電源。
文獻[7]研究了儲能系統不同的接入位置和接入容量對配電網系統電壓和線路 損耗的不同影響,同時采用前推回代的潮流計算方法展開配電網電壓和網損的計 算,從而評估儲能系統的使用效果。
通過文獻的查閱可以得出,電池儲能系統接入配電網會對配電網的電壓分布造成 較大影響。接入容量和接入位置合適時,改善了配電網的電壓分布;接入不 合適時,會引起某些節點的電壓越限,對系統的安全穩定運行造成影響。因此在 討論儲能系統優化配置時,應該重點考慮配電網電壓分布的變化,因此本文將電 壓偏移作為優化配置研究的目標之一。
6.3.4儲能系統接入對配電網的影響
配電網作為電力系統的末端直接與用戶相連,對系統供電的可靠性、電能的 質量和成本有很大影響,因此保證配電環節的安全穩定運行是重中之重。我國的 傳統配電網都是指向負荷的單向潮流模式,但隨著對分布式發電技術的深入研究,越來越多的電池儲能系統接入到配電網之中,傳統配電網逐漸升級為主動配電網,漸升級為主動配電網,饋線中電流的流動方向和節點的電壓分布都會隨之發生變化。但是如果電池儲能的接入位置不合理,或者配置的電池容量過大,可能會引 起逆向潮流,功率發生逆向傳輸,造成配電網中個別節點的電壓抬升效果過大而 引起電壓越限現象,對配電網的安全穩定運行造成影響。因此,為了保證配電網 系統電壓質量的可靠性,需要研究電池儲能系統對配電網電壓分布的影響。本章 首先羅列電池儲能系統對配電網的主要影響,然后選擇電池儲能對配電網電壓分 布的影響為研究內容,理論理論計算電池儲能系統對的影響,然后選擇具體的配 電網模型進行仿真分析,并得到電池儲能系統接入位置的選擇方法
(1)儲能系統對配電網的主要影響
儲能系統即可以作為各種分布式發電單元的儲能模塊,也可以作為電源直接 接入配電網之中。隨著儲能技術的提高,各種類型儲能的成本均開始不斷降低,同時主動配電網的研究也逐漸成熟,電力市場的公平競爭也慢慢得到完善,因此將有越來越多的儲能系統接入到配電網。儲能系統可以降低配電端用戶的負載峰 值,改善電網的電壓水平,減少電路損耗等,但儲能系統的接入同時也改變了電 網中的潮流分布,這會對傳統配電網結構帶來沖擊。這里介紹一下儲能系統帶給 配電網的主要影響【23】:
1)電壓分布
配電網中的潮流會在線路上引起電壓損耗,傳統的樹狀配電網中潮流由母線 向負載流動,節點上的電壓也是依次降低。電池儲能系統接到配電網之后,影響 了電網中原來的潮流方向與大小,饋線上各節點的電壓也因此發生了變化。儲能 系統接入配電網的位置和容量對電壓分布的影響是不同的,具體的分析在小節4.3 中詳細討論。
2)電網損耗
低壓配電網的電壓等級比較低,饋線中的電流比較大,因此會產生比較大的
電網損耗。儲能系統接入配電網之后,影響了電網的潮流分布,必然也會對電網損耗帶來影響,儲能系統不同的接入位置和接入容量帶來的網損變化是不同的。
一般來說,在配電網中接入小容量的儲能系統(配電網可以完全的“吸收’’),可 以減小配電網的網絡損耗,帶來一定的經濟效益;但接入的儲能容量過大時,有 可能增大配電網的網絡損耗。
3)繼電保護模塊
儲能系統接入配電網之前,繼電保護模塊都是根據傳統的單源輻射狀結構設 計的,采用的是比較簡單的速斷和過流方法。接入儲能之后,配電網的結構不再
是單電源的輻射結構,對原有的繼電保護造成巨大的影響:如果電池組接入在電網故障點與繼電保護之間,故障電流在電池組的作用下減小,引起保護拒動;如
果與電池組相鄰的支路發生故障,電池組會產生反向的電流,若該電流大于故障 支路的保護動作電流,就會引起繼電保護的誤動。因此接入儲能系統的配電網,一定要對繼電保護進行重新設定。
4)電能質量
儲能系統接入配電網后,可以一定程度的改善配電網的電能質量,例如抬高
配電網饋線上的節點電壓,使它們接近了額定的電壓值,同時降低了電網損耗,提高了配電網系統中用電設備的壽命和效率。同時在系統負荷快速增大的時候,可以通過接入電池倉儲能系統來降低系統故障的概率,提高了配電網的穩定性。不過由于儲能系統需要與變流器連接后接入電網,電力電子器件會帶給配電網大 量的高次諧波,從而污染了電網系統。
5)電網系統可靠性
儲能系統接入配電網后有可能提高系統的可靠性,也有可能降低電網的可靠 性。儲能系統為接入點附近的負荷提供電能,降低輸配電線路的負荷壓力,增加
系統的輸電裕度,提高電網供電的可靠性;當電網系統電源發生故障時儲能系統可以繼續為客戶提供電能,提高電網系統的穩定性。不過儲能系統接入配電網后
對原來的繼電保護帶來影響,如果二者配合不當可能造成電閘的誤動或者拒動,降低電網系統的可靠性.6.3.5.理論分析儲能系統對配電網電壓分布的影響
析儲能系統接入配電網后的電壓分布時,需要對配電網進行一定的簡化處
理。配電網中的負載有多種類型,依次描述每個負載不容易做到,因此將它們簡化為靜態恒功率模型。文獻【24】提出了含儲能系統的配電網的節點電壓計算方法,以饋線為基本單位進行主動配電網的潮流計算,然后單獨進行儲能系統作用下的壓數值,最后采用疊加原理進行整理,得到配電網中接入儲能系統后各節點電壓的最終結果。進行配電網各節點的電壓計算,可以構建一個如圖4.3所示的簡單主動配電 網,為了更方便的表示配電網各節點的電壓特性,將饋線中的每個集中負載作為一個節點進行編號【251,并假設饋線中有N個節點,各個節點間的線路阻抗均為
州X各個負載的功率均勻分布在線路各點,數值為£斗j Q,接入配電網的儲能系統的功率為只。
以圖4—1所示簡單配電網為例,在系統電源單獨作用時,線路中任意-『點的電 壓降為:
以圖4—1所示簡單配電網為例,在系統電源單獨作用時,線路中任意-『點的電 壓降為:
其中指的是點J之前的等效負荷帶來的電壓差,+指的是點j『之后的
等效負荷帶來的電壓差。由公式(4—1)和(4.2)得到配電網傳輸線上的電壓降為:
在儲能系統電源單獨作用進行計算時,可以將系統電源進行短路處理【261。由 于配電網的線路阻抗比負載小很多,所以儲能系統對配電網各節點電壓的影響主
要在儲能系統與系統電源之間;對接入點之后的各個節點來說,儲能系統的接入可能會造成各點電壓的抬高。因此節點J的電壓降落為(4—5)與(4-6),負號表示分布 式電源對節點處的電壓降的作用為負。
然后根據疊加定理,計算配電網中任意J點處接入儲能系統后出現的電壓降 為:
從公式(4—7)和(4.8)可以看出配電網中接入儲能系統后,節點7之前支路的電壓 損耗均減少,但對節點,之后支路的電壓損耗幾乎沒有影響。不過由于儲能系統接 入點處的電壓被太高,這點之后的各點電壓也有所提高,因此整個電網的節點電
壓都會獲得提升。設該簡單主動配電網的端電壓為“,那么線路中任一,點的電壓如公式(4.9)和公式H—lo)所示:
由公式(4.9)和公式(4.10)可以看出,儲能系統的接入點位置對配電網電壓分布 存在一定的的影響。接入電池儲能的節點電壓首先被抬高,其余節點距離儲能接 入點的電氣距離越遠,線路阻抗越大,節點電壓的抬升效果越弱。
由公式件9)和公式件10)還可以得到電池儲能配置的容量對配電網電壓分布
有很大的影響,電池儲能可以抬高配電網各個節點的電壓值,改善饋線的電壓分 布水平。電池儲能配置的容量越大,抬升效果越明顯,但如果配置的容量過大的 話,一些節點的電壓可能出現越限
文獻【27】指出,當儲能系統接入接入位置選擇不合理時,造成電流的逆向流動,從而在某個節點(位于0.j之間)形成功率分點G。沿著電流逆向流動的方向,由
O節點到G節點上的電壓降低,由G節點到節點f的電壓提升,而從f節點到配電網最后節點N,各節點電壓隨電流流動方向降低。因此需要合理的選擇電池儲能 的接入位置。因此必須限制儲能系統的容量,優化接入位置,否則可能出現節點 電壓過高的現象,對配電網的安全穩定運行造成影響。6.3.6儲能系統接入配電網的優化配置
由第4章的分析得到電池儲能不同的配置容量和接入節點對配電網電壓分布 的影響效果不同,為了保證電池儲能的接入效果,需要進行儲能系統的節點選擇 和容量優化配置。
(1)儲能接入節點的選擇
配電網的節點電壓分布情況來分布儲能節點,接入點的選擇思路是將儲能接入到饋線節點電壓最低處,抬升系統電壓的最小值,改善電壓分布質量,滿足配電網的運行要求。
如果儲能的數量比較少,可以利用“窮舉法”來選擇儲能接入的最佳位置,判斷的標準根據具體算例來確定
果配電網中含有分布式電源的話,可以按照分布式電源的節點來分布儲能
節點,目的是利用儲能來緩和分布式電源的隨機性和波動性帶給配電網的不良影響。(2)儲能接入容量優化配置
電池儲能的容量優化配置是一個非線性的多目標規劃問題,可以選擇電壓可
靠性、配電網損耗、經濟效益等不同角度進行優化配置建模,目的是在約束條件 的范圍內使配電網的技術指標和經濟效益得到優化,保證配電網的安全、穩定和
經濟運行。本文從配電網電壓偏移和電網損耗兩個角度出發建立電池儲能的容量 優化配置模型。
6.4工程示范案例介紹
6.4.1 試點基本情況
某供電公司10kV農用線供電半徑為24.594km,配 變 5 4 臺。主 要 以 農 村 生 產、生 活 用 電 為 主,呈 現出 季 節 性 高 負 荷(春 節、迎 峰 度 夏)和 日 早、晚 高峰 負 荷 等 明 顯 特 征,線 路 末 端 電 壓 偏 低,線 路 功 率因 數 偏 低,用 戶 低 電 壓 現 象 比 較 嚴 重,具 體 情 況 見表2。
表2 饋線低電壓治理前電壓情況表
Tab.2 Voltage before the governance of feeder low voltage problem
饋線名稱 供電半徑/km 配變數量
/臺 高峰期末端 電壓/kV
10kV農用線 24.594 54 9.51 6.4.2 低電壓現狀分析
本文采用專門針對低電壓綜合治理研發的“電能質量監控與輔助管理決策支持平臺”系統,主要包括電能質量監測、統計、治理和輔助決策支持等功能模塊,實施低電壓在線治理仿真和輔助決策支持。10kV農用線低電壓問題現狀分析與輔助決策支持情況,具體見圖2。
圖2 低電壓問題現狀分析與輔助決策支持
Fig.2 Status analysis and decision support of low voltage problem 6.4.3 低電壓治理效果
依據低電壓綜合治理試點區域基本情況和問題現狀分析,采用提出的輔助決策支持策略進行低電壓治理仿真,治理前后效果分析見圖3。
圖3 低電壓仿真治理效果對比分析
Fig.3 Comparison and analysis of governance effect of low voltage
problem