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【摘 要】配电网是电力系统的重要组成部分，负责将电能资源分配给用户，其稳定运行关系到用户用电的可靠性和稳定性。本文以城市中压配电网为例，分析其网络优化规划的技术原则，并从设备和技术两个方面分析其优化规划思路。
【关键词】中压配电网；优化规划；原则；优化措施
配电网位于电力系统的末端，将变电站转换成适当的电压等级，并将电能资源配送到户。从电压等级上来说，配电网分成高压配电网、中压配电网和低压配电网，其中中压配电网的的电网电压有6kV、10kV、20kV、35kV几种，其中的开关设备电压有7.2kV、12kV、24kV和40.5kV这几种。中压配电网在城市居民的正常用电中起到决定性作用，必须优化中压配电网络结构。
1 中压配电网络规划概述
城市中压配电网络规划具有复杂性、离散性、多目标性、动态性、非线性等特点。网络规划中需要考虑的因素多，涉及的设备也多，线路功率、网损等电气量与线路参数之间的关系是非线性的，负荷曲线、设备的有效性存在一定的不确定性。在规划目标上，既要考虑中压配电网络规划带来的经济效益和社会效益，还要考虑环境效益和政治政策。
与发达国家相比，我国当前的中压配电网具有网络架构简单、主次网架不清晰、线损严重、电压质量没有保障、高峰期设备负荷严重等问题。随着社会经济的快速发展，电力需求越来越大，而配电网的问题也将日益突出，逐渐成为制约社会经济发展的重要因素。因此，必须根据中压配电网络规划的特点入手，充分考虑多方面因素，建构优化规划模型，从经济性和可靠性角度对配电网络规划进行综合分析，优化规划方案。
2 城市中压配电网络优化规划的技术原则
2.1 电压等级序列
合理配置电压等级序列有利于节约配电网占用的土地资源，提高供电的可靠性和安全性，便于做好维护工作，降低电网损坏，满足经济性要求，提高经济效益。在配电网络优化规划中，电压等级序列的配置应满足以下几个要求：有利于降低整个配电网建设投资费用，能降低配电网运行的损耗，能节约站址或通道资源，适应性强，能兼顾远近地区用户的用电需求，能提高供电能力和供电的可靠性。
2.2 供电可靠性
当某些设备发生故障时，电网依然能给用户供电的可靠程度就是所谓的供电可靠性，在这个方面，配电网络优化规划应满足两个要求，一是符合电网规划的安全准则，一是满足用户用电的程度。我国中压配电网络的负荷转移能力需要N-1准则，这是判断配电网安全性的一种准则，又被称为单一故障安全准则。按照这一准则，配电网中的N个元件中的任何一个独立的元件如发电机、输电线路、变压器发生故障被切除后，其他线路的负荷增加，但不致于因过度负荷而发生用户停电现象，不会发生电压崩溃等故障现象。当无法满足这一安全准则时，必须采取增加发电机或输电线路等措施，确保配电网满足N-1准则。N-1安全准则是一种非常简单的安全检查准则，它无需收集大量的配电网元件运行原始数据，在欧美等发达国家已得到普遍应用。在中压配电网络优化规划中，可采用N-1准则进行可靠性分析。
另一个要求是满足用户用电的程度，当配电网发生某些故障而造成用户停电现象时，允许停电的容量和恢复供电的目标时间应满足以下几个要求：两回路供电的用户失去一回路后不停电；三回路供电用户失去一回路后不停电，再失去一回路后应保证供电容量50%～70%的用电；一回路和多回路供电的用户全部停电时，恢复供电的目标时间就是一回路故障处理的时间。
2.3 变压器容载比
变压器容载比是反映配电网供电能力的重要技术指标，是变电容量与最高负荷的比值。合理的容载比能提高配电网供电安全性，设计时需要考虑到网络结构、负荷增长率等因素，一旦出现容载比不合理，就有可能导致配电网无法满足N-1安全准则，无法提高供电安全性。
3 中压配电网络优化规划建议
3.1 技术优化措施
中压配电网络优化规划的重点在配电自动化方面，它是提高容载比的技术保证，能提供配电运行的实时数据资料，充分挖掘数据中有价值的信息。推广配电自动化以及扩大配电自动化的覆盖率有利于提高配电网供电可靠性和变电器的容载比。要实现配电自动化，首先要做好馈线自动化工作，其是配电自动化运行中的主要设备，需要适应环境变化、人为操作、负荷变化和自动化控制等的需要。其次，运用先进技术做好故障监测、判定工作，在配电过程中，忽视测量工作就会影响到配电的可靠性。必须获取可靠的源头数据资料，努力优化配电网规划，采用先进技术测量精确的数据资料，努力实现配电自动化。
另外一点，中压配电网络技术优化必须重视无功功率的优化。配电网传输线路上的功率因数低会导致配电损失和电压损失增加，造成严重的资源损耗，所以必须优化无功功率，加强用户的监控管理，在变电站、变压器的低压侧设置无功设备。
3.2 设备优化措施
设备的可靠运行是配电网可靠运行的基础，同时也是减少维护量和降低维护难度的重要保障，所以说，必须重视配电网设备的优化，选择高可靠性、免维护的设备，选择占地面积小、运行稳定可靠的设备。做好设备的绝缘工作，增强设备的自我防护水平。比如说，在架空线路的绝缘优化上，应采用配套的绝缘改造工艺、装备、附件等来进行全面的绝缘改造，抵抗外界环境的不良影响，提高线路自身的防御能力以及抵御恶劣天气的能力。提高线路的绝缘水平有利于保证输电线路的正常稳定运行，有利于减少检修任务。配电变压器是主要的能源消耗设备，不仅数量多，且分布广。为提高配电网的节能效果，应积极推广使用节能型变压器，比如说：卷铁芯变压器、非晶态变压器就是典型的节能变压器，设计人员可根据中压配电网的负荷需求选择合适的节能变压器。对于负荷昼夜变化大、环境保护要求高的地区来说，选择卷铁芯变压器能取得较好的经济性和配电网稳定性效果。对于负荷变化不大的地区应采用铜损较小的变压器。将信息技术、网络技术、自动控制技术等充分应用到配电网络优化规划中，建立全面监控系统，减少事故的发生率，提高事故分析能力，减少事故的影响范围，提高供电可靠性。
4 结束语
中压配电网在电力系统具有重要作用，关系到用户用电的安全和稳定。由于中压配电网的节点直接与用户相连，因而规划设计面临的不确定因素多，需要涉及多方面的内容。随着科学技术的发展，我国的配电网络优化规划将会越来越成熟，配电网可靠性、经济性、安全性也会大大提高，为老百姓带来稳定的电能供应。
参考文献：
[1]金鹏，徐啸.对城市中压配电网络优化规划的探讨[J].广东科技，2013（1）.
[2]郭鹏.包头市中压配电网网架优化的研究[D].华北电力大学，2010.
[3]顾赵明.城镇中压配电网络规划及应用[J].上海电力，2007（5）.
[4]刘云.基于序优化理论的配电网络优化规划[D].华中科技大学，2007.
【关键词】中压配电网；优化规划；原则；优化措施
配电网位于电力系统的末端，将变电站转换成适当的电压等级，并将电能资源配送到户。从电压等级上来说，配电网分成高压配电网、中压配电网和低压配电网，其中中压配电网的的电网电压有6kV、10kV、20kV、35kV几种，其中的开关设备电压有7.2kV、12kV、24kV和40.5kV这几种。中压配电网在城市居民的正常用电中起到决定性作用，必须优化中压配电网络结构。
1 中压配电网络规划概述
城市中压配电网络规划具有复杂性、离散性、多目标性、动态性、非线性等特点。网络规划中需要考虑的因素多，涉及的设备也多，线路功率、网损等电气量与线路参数之间的关系是非线性的，负荷曲线、设备的有效性存在一定的不确定性。在规划目标上，既要考虑中压配电网络规划带来的经济效益和社会效益，还要考虑环境效益和政治政策。
与发达国家相比，我国当前的中压配电网具有网络架构简单、主次网架不清晰、线损严重、电压质量没有保障、高峰期设备负荷严重等问题。随着社会经济的快速发展，电力需求越来越大，而配电网的问题也将日益突出，逐渐成为制约社会经济发展的重要因素。因此，必须根据中压配电网络规划的特点入手，充分考虑多方面因素，建构优化规划模型，从经济性和可靠性角度对配电网络规划进行综合分析，优化规划方案。
2 城市中压配电网络优化规划的技术原则
2.1 电压等级序列
合理配置电压等级序列有利于节约配电网占用的土地资源，提高供电的可靠性和安全性，便于做好维护工作，降低电网损坏，满足经济性要求，提高经济效益。在配电网络优化规划中，电压等级序列的配置应满足以下几个要求：有利于降低整个配电网建设投资费用，能降低配电网运行的损耗，能节约站址或通道资源，适应性强，能兼顾远近地区用户的用电需求，能提高供电能力和供电的可靠性。
2.2 供电可靠性
当某些设备发生故障时，电网依然能给用户供电的可靠程度就是所谓的供电可靠性，在这个方面，配电网络优化规划应满足两个要求，一是符合电网规划的安全准则，一是满足用户用电的程度。我国中压配电网络的负荷转移能力需要N-1准则，这是判断配电网安全性的一种准则，又被称为单一故障安全准则。按照这一准则，配电网中的N个元件中的任何一个独立的元件如发电机、输电线路、变压器发生故障被切除后，其他线路的负荷增加，但不致于因过度负荷而发生用户停电现象，不会发生电压崩溃等故障现象。当无法满足这一安全准则时，必须采取增加发电机或输电线路等措施，确保配电网满足N-1准则。N-1安全准则是一种非常简单的安全检查准则，它无需收集大量的配电网元件运行原始数据，在欧美等发达国家已得到普遍应用。在中压配电网络优化规划中，可采用N-1准则进行可靠性分析。
另一个要求是满足用户用电的程度，当配电网发生某些故障而造成用户停电现象时，允许停电的容量和恢复供电的目标时间应满足以下几个要求：两回路供电的用户失去一回路后不停电；三回路供电用户失去一回路后不停电，再失去一回路后应保证供电容量50%～70%的用电；一回路和多回路供电的用户全部停电时，恢复供电的目标时间就是一回路故障处理的时间。
2.3 变压器容载比
变压器容载比是反映配电网供电能力的重要技术指标，是变电容量与最高负荷的比值。合理的容载比能提高配电网供电安全性，设计时需要考虑到网络结构、负荷增长率等因素，一旦出现容载比不合理，就有可能导致配电网无法满足N-1安全准则，无法提高供电安全性。
3 中压配电网络优化规划建议
3.1 技术优化措施
中压配电网络优化规划的重点在配电自动化方面，它是提高容载比的技术保证，能提供配电运行的实时数据资料，充分挖掘数据中有价值的信息。推广配电自动化以及扩大配电自动化的覆盖率有利于提高配电网供电可靠性和变电器的容载比。要实现配电自动化，首先要做好馈线自动化工作，其是配电自动化运行中的主要设备，需要适应环境变化、人为操作、负荷变化和自动化控制等的需要。其次，运用先进技术做好故障监测、判定工作，在配电过程中，忽视测量工作就会影响到配电的可靠性。必须获取可靠的源头数据资料，努力优化配电网规划，采用先进技术测量精确的数据资料，努力实现配电自动化。
另外一点，中压配电网络技术优化必须重视无功功率的优化。配电网传输线路上的功率因数低会导致配电损失和电压损失增加，造成严重的资源损耗，所以必须优化无功功率，加强用户的监控管理，在变电站、变压器的低压侧设置无功设备。
3.2 设备优化措施
设备的可靠运行是配电网可靠运行的基础，同时也是减少维护量和降低维护难度的重要保障，所以说，必须重视配电网设备的优化，选择高可靠性、免维护的设备，选择占地面积小、运行稳定可靠的设备。做好设备的绝缘工作，增强设备的自我防护水平。比如说，在架空线路的绝缘优化上，应采用配套的绝缘改造工艺、装备、附件等来进行全面的绝缘改造，抵抗外界环境的不良影响，提高线路自身的防御能力以及抵御恶劣天气的能力。提高线路的绝缘水平有利于保证输电线路的正常稳定运行，有利于减少检修任务。配电变压器是主要的能源消耗设备，不仅数量多，且分布广。为提高配电网的节能效果，应积极推广使用节能型变压器，比如说：卷铁芯变压器、非晶态变压器就是典型的节能变压器，设计人员可根据中压配电网的负荷需求选择合适的节能变压器。对于负荷昼夜变化大、环境保护要求高的地区来说，选择卷铁芯变压器能取得较好的经济性和配电网稳定性效果。对于负荷变化不大的地区应采用铜损较小的变压器。将信息技术、网络技术、自动控制技术等充分应用到配电网络优化规划中，建立全面监控系统，减少事故的发生率，提高事故分析能力，减少事故的影响范围，提高供电可靠性。
4 结束语
中压配电网在电力系统具有重要作用，关系到用户用电的安全和稳定。由于中压配电网的节点直接与用户相连，因而规划设计面临的不确定因素多，需要涉及多方面的内容。随着科学技术的发展，我国的配电网络优化规划将会越来越成熟，配电网可靠性、经济性、安全性也会大大提高，为老百姓带来稳定的电能供应。
参考文献：
[1]金鹏，徐啸.对城市中压配电网络优化规划的探讨[J].广东科技，2013（1）.
[2]郭鹏.包头市中压配电网网架优化的研究[D].华北电力大学，2010.
[3]顾赵明.城镇中压配电网络规划及应用[J].上海电力，2007（5）.
[4]刘云.基于序优化理论的配电网络优化规划[D].华中科技大学，2007.