CN105375465A - 城市中心区配电网及负荷转供方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种城市中心区配电网，第一开关站母线、第二开关站母线和第三开关站母线的母线分别预设联络专线仓位；第一开关站母线、第二开关站母线和第三开关站母线的联络专线仓位通过联络线两两电路连接；第一变电站母线、第二变电站母线、第三变电站母线、第四变电站母线形成两主两备架构。本发明配电网采用网格化的设计思路，建立相应的目标接线负荷转供策略分析模型，满足重要用户的供电容量以及可靠性的要求，提高调控员和运方人员制定转供方案的效率。

Description

城市中心区配电网及负荷转供方法

技术领域

本发明涉及一种城市配电技术，具体涉及一种城市中心区配电网及负荷转供方法。

背景技术

随着人们生活质量的提高，传统配电网规划逐渐暴露出一些新的问题：城市中心区变电站母线趋于饱和；设备负载水平偏高；线路转供能力差；现状站母线点布局混乱；电力管道拥堵；配电自动化发展滞后等。

基于上述问题，提出配电网网格化规划理念。即对配电网以网格为单位进行管理，包括配电网的规划、建设和运行维护等。这种管理方法能为配电网业扩接入，项目储备，可靠性管理、线损管理、基础台账管理及运行维护管理等方面提供决策依据及参考。

目前网格化规划已在某些城市配电网规划中广泛应用，如图1所示，以一种城市中心区配电网为例，其包含第一变电站母线110、与第一变电站母线110电路连接的第一开关站母线131、第二变电站母线120、与第二变电站母线120电路连接的第二开关站母线140、第三变电站母线150、第四变电站母线160、与第三变电站母线160和第四变电站母线170电路连接的第三开关站母线150。上述第一变电站母线110、第一开关站母线130、第二变电站母线120、第二开关站母线140、第三变电站母线160、第四变电站母线170、第三开关站母线150都采用10kV母线。

第一变电站母线110分段为：第一变电站母线一段111和第一变电站母线二段112；第一变电站母线一段111电路连接第一开关站母线130；第一变电站母线二段112电路连接第二开关站母线140。

第二变电站母线120分段为第二变电站母线一段121和第二变电站母线二段122；第二变电站母线一段121电路连接第一开关站母线130；第二变电站母线二段122电路连接第二开关站母线140。

第一开关站母线130分段为：通过第一开关站母线分段开关连接的第一开关站母线一段131和第一开关站母线二段132；第一开关站母线一段131电路连接第一变电站母线一段111，第一开关站母线二段132电路连接第二变电站母线一段121。

第二开关站母线140分段为：通过第二开关站母线分段开关连接的第二开关站母线一段141和第二开关站母线二段142；第二开关站母线一段141电路连接第一变电站母线二段112，第二开关站母线二段142电路连接第二变电站母线二段122。

第三开关站母线150分段为：通过第三开关站母线分段开关连接的第三开关站母线一段151和第三开关站母线二段152；第三开关站母线一段151电路连接第三变电站母线160，第三开关站母线二段152电路连接第四变电站母线170。

但由于城市配网网架结构较一般地区更加复杂，为满足重要用户的供电容量以及可靠性的要求，不同电源间的联络增多。随着联络线增多，调控员和运方分析制定转供方案的时间相应增长，在事故处理的情况下必然延长停电时间；转供路径增多造成转供方案分析的工作量剧增，容易导致调控员和运方人员方案制定出现错误以及负载率计算失误，这就给系统的正常运行增加了风险。

发明内容

本发明提供一种城市中心区配电网及负荷转供方法，满足重要用户的供电容量以及可靠性的要求，提高调控员和运方人员制定转供方案的效率。

为实现上述目的，本发明提供一种城市中心区配电网，其特点是，该配电网包含：第一变电站母线、与第一变电站母线电路连接的第一开关站母线、第二变电站母线、与第二变电站母线电路连接的第二开关站母线、第三变电站母线、第四变电站母线、与第三变电站母线和第四变电站母线电路连接的第三开关站母线；

上述第一开关站母线、第二开关站母线和第三开关站母线的母线分别预设联络专线仓位；第一开关站母线、第二开关站母线和第三开关站母线的联络专线仓位通过联络线两两电路连接；第一变电站母线、第二变电站母线、第三变电站母线、第四变电站母线形成两主两备架构。

上述第一开关站母线中设有第一开关站母线分段开关、第一开关站母线一段和第一开关站母线二段；第一开关站母线一段电路连接第一变电站母线，第一开关站母线二段电路连接第二变电站母线。

上述第二开关站母线中设有第二开关站母线分段开关、第二开关站母线一段和第二开关站母线二段；第二开关站母线一段电路连接第一变电站母线，第二开关站母线二段电路连接第二变电站母线。

上述第一开关站母线与第二开关站母线之间的联络线设有第一站间联络开关；第一开关站母线与第三开关站母线之间的联络线设有第二站间联络开关；第二开关站母线与第三开关站母线之间的联络线设有第三站间联络开关。

一种上述城市中心区配电网的负荷转供方法，其特点是，该方法包含：

正常运行时，相邻开关站母线通过联络线电路连接，开关站母线分段开关和设置于联络线上的站间联络开关热备用；

若开关站单一进线发生故障，则将开关站母线故障进线的开关断开，闭合开关站母线分段开关；

若开关站两路进线发生故障，则将开关站母线两路进线的开关断开，闭合站间联络开关；

若开关站进线停电检修，则断开开关站母线故障进线的开关，闭合站间联络开关和/或开关站母线分段开关。

上述第一开关站母线两路进线发生故障时，采用的转供方法为：

闭合第一开关站母线与第三开关站母线之间的第二站间联络开关，恢复第一开关站母线一段的供电；

或者，闭合第一开关站母线与第二开关站母线之间的第一站间联络开关，恢复第一开关站母线二段的供电；

或者，闭合第一开关站母线分段开关和第二站间联络开关，恢复第一开关站母线整段的供电。

上述第一开关站进线停电检修时，第一开关站母线分段开关初始状态为闭合；

第一开关站母线二段进线故障时，断开第一开关站母线二段进线开关，转供策略包含：第一站间联络开关闭合，恢复第一开关站全站供电；或者，第二站间联络开关闭合，恢复第一开关站全站供电；或者，断开第一开关站母线分段开关，闭合第一站间联络开关和第二站间联络开关，恢复第一开关站母线全段供电；

第一开关站母线一段母线故障时，转供策略为：断开第一开关站母线分段开关，仅对第一开关站母线二段出线供电；

第一开关站母线二段母线故障时，断开第一开关站母线二段的进线开关，转供策略包含：第一站间联络开关跳闸断开，第一开关站母线分段开关断开，闭合第二站间联络开关，维修第一开关站母线二段。

上述第二开关站母线两路进线发生故障时，采用的转供方法为：

闭合第二开关站母线与第三开关站母线之间的第三站间联络开关，恢复第二开关站母线二段的供电；

或者，闭合第二开关站母线与第一开关站母线之间的第一站间联络开关，恢复第二开关站母线一段的供电；

或者，闭合第二开关站母线分段开关和第三站间联络开关，恢复第二开关站母线整段的供电。

上述第二开关站进线停电检修时，第二开关站母线分段开关初始状态为闭合；

第二开关站母线二段进线故障时，断开第二开关站母线二段进线开关，转供策略包含：第一站间联络开关闭合，恢复第二开关站全站供电；或者，第三站间联络开关闭合，恢复第二开关站全站供电；或者，断开第二开关站母线分段开关，闭合第一站间联络开关和第三站间联络开关，恢复第二开关站母线全段供电；

第二开关站母线二段母线故障时，转供策略为：断开第二开关站母线分段开关，仅对第二开关站母线一段出线供电；

第二开关站母线一段母线故障时，断开第二开关站母线一段的进线开关，转供策略包含：第一站间联络开关跳闸断开，第二开关站母线分段开关断开，闭合第三站间联络开关，维修第二开关站母线一段。

本发明城市中心区配电网及负荷转供方法和现有技术的城市中心区配电技术相比，其优点在于，本发明配电网采用网格化的设计思路，建立相应的目标接线负荷转供策略分析模型，满足重要用户的供电容量以及可靠性的要求，提高调控员和运方人员制定转供方案的效率。

附图说明

图1为城市中心区配电网结构示意图；

图2为城市中心区配电网的负荷转供接线图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

基于图1中所示的一种城市中心区配电网，本实施例公开一种城市中心区配电网的负荷转供的接线方案。

如图2并结合图1所示，本实施例中城市中心区配电网包含：第一变电站母线110、与第一变电站母线110电路连接的第一开关站母线131、第二变电站母线120、与第二变电站母线120电路连接的第二开关站母线140、第三变电站母线150、第四变电站母线160、与第三变电站母线160和第四变电站母线170电路连接的第三开关站母线150。上述第一变电站母线110、第一开关站母线130、第二变电站母线120、第二开关站母线140、第三变电站母线160、第四变电站母线170、第三开关站母线150都采用10kV母线。第一开关站母线130、第二开关站母线140和第三开关站母线150下都电路连接有负载。

第一变电站母线110分段为：第一变电站母线一段111和第一变电站母线二段112；第一变电站母线一段111电路连接第一开关站母线130；第一变电站母线二段112电路连接第二开关站母线140。

第二变电站母线120分段为第二变电站母线一段121和第二变电站母线二段122；第二变电站母线一段121电路连接第一开关站母线130；第二变电站母线二段122电路连接第二开关站母线140。

第一开关站母线130分段为：通过第一开关站母线分段开关211连接的第一开关站母线一段131和第一开关站母线二段132；第一开关站母线一段131电路连接第一变电站母线一段111，第一开关站母线二段132电路连接第二变电站母线一段121。

第二开关站母线140分段为：通过第二开关站母线分段开关212连接的第二开关站母线一段141和第二开关站母线二段142；第二开关站母线一段141电路连接第一变电站母线二段112，第二开关站母线二段142电路连接第二变电站母线二段122。

第三开关站母线150分段为：通过第三开关站母线分段开关213连接的第三开关站母线一段151和第三开关站母线二段152；第三开关站母线一段151电路连接第三变电站母线160，第三开关站母线二段152电路连接第四变电站母线170。

其中，第一变电站母线一段111与第一开关站母线一段131之间设有进钱开关201、202；第一变电站母线二段112与第二开关站母线一段141之间设有进线开关203、206；第二变电站母线一段121与第一开关站母线二段132之间设有进线开关205、204；第二变电站母线二段122与第二开关站母线二段142之间设有进线开关207、208；第三变电站母线160与第三开关站母线一段151之间设有进线开关209；第四变电站母线170与第三开关站母线二段152之间设有进线开关210。

第一开关站母线130、第二开关站母线140和第三开关站母线150的母线分别预设联络专线仓位，从而使相邻开关站之间通过站间联络专线建立连接，即第一开关站母线130、第二开关站母线140和第三开关站母线150的联络专线仓位通过联络线两两电路连接，使得第一变电站母线110、第二变电站母线120、第三变电站母线160、第四变电站母线170形成两主两备架构。

具体的，第一开关站母线二段132通过联络线连接第二开关站母线一段141，第一开关站母线二段132与第二开关站母线一段141之间设有第一站间联络开关215；第一开关站母线一段131通过联络线电路连接第三开关站母线一段151，第一开关站母线一段131与第三开关站母线一段151之间设有第二站间联络开关219；第二开关站母线二段142通过联络线电路连接第三开关站母线二段152，第二开关站母线二段142与第三开关站母线二段152之间设有第三站间联络开关217。

优选的，变电站母线与开关站母线之间的连接线都设置纵差保护，开关站母线之间的联络线设有纵差保护并且由主站遥控。

基于上述相邻开关站之间通过联络专线建立连接的城市中心区配电网，本发明还公开了一种城市中心区配电网的负荷转供方法，具体方法包含四种状态，分别是：正常运行状态、开关站单一进线发生故障、开关站两路进线发生故障和开关站进线停电检修，以下分别该四种状态下的负荷转供方法：

一、城市中心区配电网正常运行状态：

将相邻开关站母线通过联络线电路连接，即第一开关站母线130、第二开关站母线140和第三开关站母线150的联络专线仓位通过联络线两两电路连接，开关站母线分段开关热备用，分段备自投投入，设置于联络线上的站间联络开关热备用。

二、开关站单一进线发生故障，负荷转供方法可分四种情况，分别为：

1）开关站单路10kV进线故障时，进线两端10kV开关断开，分段开关备自投动作，合上10kV分段开关，恢复失电母线供电。

以第一开关站为例，第一开关站母线一段131进线故障时，断开进钱开关201、202，第一开关站母线分段开关211备自投动作，合上第一开关站母线分段开关211，由第一开关站母线二段132为第一开关站母线一段131供电，从而恢复第一开关站母线一段131供电。

2）开关站出线故障时，需断开10kV出线开关，按不同接线模式策略向外转供。例如第一开关站下出线故障，则断开第一开关站母线130的出线开关，通过接线由其他开关站或变电站对第一开关站下接的负载进行供电。

3）开关站某段母线故障时，该母线进线上级开关断开，需按不同接线模式策略向外转供。例如，第一开关站母线一段131故障时，将进钱开关201、202断开，通过接线由其他开关站或变电站对一开关站母线一段131下接的负载进行供电。

4）开关站间联络专线故障时，则需断开，无需转供。

三、开关站两路进线发生故障，负荷转供方法可采用：开关站母线两路进线的开关断开，闭合站间联络开关。

以第一开关站母线130为例，可采用以下a）、b）、c）三种转供方法：

a）闭合第一开关站母线130与第三开关站母线150之间的第二站间联络开关219，通过第三开关站母线150为第一开关站母线130供电，恢复第一开关站母线一段131的供电。

b）闭合第一开关站母线130与第二开关站母线140之间的第一站间联络开关215，通过第二开关站母线140为第一开关站母线130供电，恢复第一开关站母线二段132的供电。

c）闭合第一开关站母线分段开关211和第二站间联络开关219，恢复第一开关站母线130整段的供电。

以第二开关站母线140为例，可采用以下d）、e）、f）三种转供方法：

d）闭合第二开关站母线140与第三开关站母线150之间的第三站间联络开关217，以第三开关站母线150为第二开关站母线140供电，恢复第二开关站母线二段142的供电。

e）闭合第二开关站母线140与第一开关站母线130之间的第一站间联络开关215，以第一开关站母线130为第二开关站母线140供电，恢复第二开关站母线一段141的供电。

f）闭合第二开关站母线分段开关212和第三站间联络开关217，恢复第二开关站母线140整段的供电。

四、开关站进线停电检修情况下，负荷转供方法可采用：断开开关站母线故障进线的开关，闭合站间联络开关和/或开关站母线分段开关。

以第一开关站为例，当第一开关站进线停电检修时，第一开关站母线分段开关211初始状态为闭合，具体负荷转供方法可分为三种情况：

1）第一开关站母线二段进线故障时，断开第一开关站母线二段进线开关，转供策略包含g）、h）、i）三种方法：

g）第一站间联络开关215闭合，恢复第一开关站全站供电；

h）第二站间联络开关219闭合，恢复第一开关站全站供电；

i）断开第一开关站母线分段开关211，闭合第一站间联络开关215和第二站间联络开关219，恢复第一开关站母线130全段供电。

2）第一开关站母线一段131母线故障时，转供策略为：断开第一开关站母线分段开关211，仅对第一开关站母线二段132出线供电。

3）第一开关站母线二段132母线故障时，断开第一开关站母线二段132的进线开关，转供策略包含：第一站间联络开关215跳闸断开，第一开关站母线分段开关211断开，闭合第二站间联络开关219，维修第一开关站母线二段132。

以第二开关站为例，第二开关站进线停电检修时，第二开关站母线分段开关212初始状态为闭合，具体负荷转供方法可分为三种情况：

1）第二开关站母线二段进线故障时，断开第二开关站母线二段进线开关，转供策略包含j）、k）、l）三种方法：

j）第一站间联络开关215闭合，恢复第二开关站全站供电；

k）第三站间联络开关217闭合，恢复第二开关站全站供电；

l）断开第二开关站母线分段开关212，闭合第一站间联络开关215和第三站间联络开关217，恢复第二开关站母线140全段供电。

2）第二开关站母线二段142母线故障时，转供策略为：断开第二开关站母线分段开关212，仅对第二开关站母线一段141出线供电。

3）第二开关站母线一段141母线故障时，断开第二开关站母线一段141的进线开关，转供策略包含：第一站间联络开关215跳闸断开，第二开关站母线分段开关212断开，闭合第三站间联络开关217，维修第二开关站母线一段141。

本发明是在网格化理念的基础上，提出城市中心区配电网网格目标接线负荷转供方法。为满足重要用户的供电容量以及可靠性的要求，提高调控员和运方人员制定转供方案的效率。建立城市中心区配电网网格目标接线模式，基于典型城市配电网网格目标接线模型，从负荷转供路径条件及负荷转供路径校验两方面着手考虑，建立城市配电网网格目标接线负荷转供策略分析模型，选择最优负荷转供方案，确保重要用户用电可靠性。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种城市中心区配电网，其特征在于，该配电网包含：第一变电站母线、与第一变电站母线电路连接的第一开关站母线、第二变电站母线、与第二变电站母线电路连接的第二开关站母线、第三变电站母线、第四变电站母线、与第三变电站母线和第四变电站母线电路连接的第三开关站母线；

所述第一开关站母线、第二开关站母线和第三开关站母线的母线分别预设联络专线仓位；第一开关站母线、第二开关站母线和第三开关站母线的联络专线仓位通过联络线两两电路连接；第一变电站母线、第二变电站母线、第三变电站母线、第四变电站母线形成两主两备架构。

2.如权利要求1所述的城市中心区配电网，其特征在于，所述第一开关站母线中设有第一开关站母线分段开关、第一开关站母线一段和第一开关站母线二段；第一开关站母线一段电路连接第一变电站母线，第一开关站母线二段电路连接第二变电站母线。

3.如权利要求1所述的城市中心区配电网，其特征在于，所述第二开关站母线中设有第二开关站母线分段开关、第二开关站母线一段和第二开关站母线二段；第二开关站母线一段电路连接第一变电站母线，第二开关站母线二段电路连接第二变电站母线。

4.如权利要求1或2或3所述的城市中心区配电网，其特征在于，所述第一开关站母线与第二开关站母线之间的联络线设有第一站间联络开关；第一开关站母线与第三开关站母线之间的联络线设有第二站间联络开关；第二开关站母线与第三开关站母线之间的联络线设有第三站间联络开关。

5.一种如权利要求1至4中任意一项权利要求所述城市中心区配电网的负荷转供方法，其特征在于，该方法包含：

正常运行时，相邻开关站母线通过联络线电路连接，开关站母线分段开关和设置于联络线上的站间联络开关热备用；

若开关站单一进线发生故障，则将开关站母线故障进线的开关断开，闭合开关站母线分段开关；

若开关站两路进线发生故障，则将开关站母线两路进线的开关断开，闭合站间联络开关；

若开关站进线停电检修，则断开开关站母线故障进线的开关，闭合站间联络开关和/或开关站母线分段开关。

6.如权利要求5所述的负荷转供方法，其特征在于，所述第一开关站母线两路进线发生故障时，采用的转供方法为：

闭合第一开关站母线与第三开关站母线之间的第二站间联络开关，恢复第一开关站母线一段的供电；

或者，闭合第一开关站母线与第二开关站母线之间的第一站间联络开关，恢复第一开关站母线二段的供电；

或者，闭合第一开关站母线分段开关和第二站间联络开关，恢复第一开关站母线整段的供电。

7.如权利要求5所述的负荷转供方法，其特征在于，所述第一开关站进线停电检修时，第一开关站母线分段开关初始状态为闭合；

第一开关站母线二段进线故障时，断开第一开关站母线二段进线开关，转供策略包含：第一站间联络开关闭合，恢复第一开关站全站供电；或者，第二站间联络开关闭合，恢复第一开关站全站供电；或者，断开第一开关站母线分段开关，闭合第一站间联络开关和第二站间联络开关，恢复第一开关站母线全段供电；

第一开关站母线一段母线故障时，转供策略为：断开第一开关站母线分段开关，仅对第一开关站母线二段出线供电；

第一开关站母线二段母线故障时，断开第一开关站母线二段的进线开关，转供策略包含：第一站间联络开关跳闸断开，第一开关站母线分段开关断开，闭合第二站间联络开关，维修第一开关站母线二段。

8.如权利要求5所述的负荷转供方法，其特征在于，所述第二开关站母线两路进线发生故障时，采用的转供方法为：

闭合第二开关站母线与第三开关站母线之间的第三站间联络开关，恢复第二开关站母线二段的供电；

或者，闭合第二开关站母线与第一开关站母线之间的第一站间联络开关，恢复第二开关站母线一段的供电；

或者，闭合第二开关站母线分段开关和第三站间联络开关，恢复第二开关站母线整段的供电。

9.如权利要求5所述的负荷转供方法，其特征在于，所述第二开关站进线停电检修时，第二开关站母线分段开关初始状态为闭合；

第二开关站母线二段进线故障时，断开第二开关站母线二段进线开关，转供策略包含：第一站间联络开关闭合，恢复第二开关站全站供电；或者，第三站间联络开关闭合，恢复第二开关站全站供电；或者，断开第二开关站母线分段开关，闭合第一站间联络开关和第三站间联络开关，恢复第二开关站母线全段供电；

第二开关站母线二段母线故障时，转供策略为：断开第二开关站母线分段开关，仅对第二开关站母线一段出线供电；

第二开关站母线一段母线故障时，断开第二开关站母线一段的进线开关，转供策略包含：第一站间联络开关跳闸断开，第二开关站母线分段开关断开，闭合第三站间联络开关，维修第二开关站母线一段。