CN112036690A - 一种围垦区供电网络构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种围垦区供电网络构建方法，其包括如下过程：资料收集与分析阶段：收集围垦区市政规划、现状地块开发以及电网资料；通过上述资料得出电网现状问题清单、围垦区发展阶段、电网建设阶段及围垦区分类；负荷分析与预测阶段：利用负荷预测模型及其规范，对不同类型围垦区进行远景预测和近中期预测；目标网架构建阶段：提出布点需求，确定远景设备规模，形成电力通道规划，选择接线方式，确定设备标准，进行组网。本发明形成了不同类型围垦区的负荷预测规范，依据不同功能定位、不同负荷性质、不同建设阶段，提出了围垦区典型组网模式和技术原则，并提供了含分布式电源接入的配电网电力平衡、接线方式和自动化配置的技术方案。

Description

一种围垦区供电网络构建方法

技术领域

本发明涉及电网建设技术领域，具体涉及一种围垦区供电网络构建方法。

背景技术

沿海地区的滩涂开发历史悠久，近年来，滩涂围垦走上了法制化、规范化、 科学化的轨道，滩涂围垦培育了新的经济增长点，沿海围垦区发展进入了新时 期和关键阶段。围垦区的产业具有类型丰富、开发程度不高以及气象条件恶劣 等特点，发展定位主要分为城镇型、园区型、商贸型、港口型和农业型五类， 用地类涵盖了居住、工业、商业、行政办公、休闲旅游、港口物流、农业与养 殖业等。

在围垦区建设开发过程中，供电网络建设是十分重要的一项工作。沿海围 垦区作为电网建设的外延区域，围垦区电网比较薄弱，在电网建设上面临着较 为严峻的形势与挑战。当前，没有分析基于围垦区负荷增长特性的网络建设时 间，没有形成基于沿海围垦区特点的设备选型和网架构建等原则，存在围垦区 电力建设与负荷发展匹配性不高、网络架构对围垦区发展适应性不强等问题。

围垦区现状电网发展普遍不够成熟，电网规模较小，存量资产较少，很多 围垦区电网处于起步建设阶段。多数围垦区配电网采用10kV供电，少量采用 20kV或采用10kV、20kV混合供电。

现状围垦区供电区域涵盖A、B、C三类，以B类为主，可见围垦区的电网 定位处于中等及偏上水平。

现状围垦区中压馈线设备水平参差不齐，电缆化率普遍较低，架空绝缘化 率普遍较高。

现状围垦区110kV网架以辐射接线为主，链式接线为辅。10(20)kV网架 各地差异明显，标准不一。但总体看来围垦区环网率普遍较低，辐射问题严重， 主要原因是缺少上级电源点，构建联络困难。

关于现状围垦区电网运行情况，处于开发初期的围垦区主变及中压馈线负 载率较低，供电能力十分充裕；处于半成熟或较成熟状态的围垦区，其主变及 中压馈线负载率相对比较适中，供电能力相对适中；少数围垦区高压或中压供 电能力已紧张。

另外，沿海围垦区还面临着新的形势和挑战。随着气候、环境问题的日益 严重，传统能源消耗与经济社会发展之间的矛盾十分突出，积极发展新能源、 推动能源转型已成为共识。沿海围垦区还面临大量分布式电源接入的挑战，以 光伏和风力发电为代表的分布式电源发展迅速，配电网中分布式电源渗透率将 越来越高。

发明内容

本发明提供一种围垦区供电网络构建方法，其包括如下过程：

资料收集与分析阶段：收集围垦区市政规划、现状地块开发以及电网资料； 通过电网现状分析得出电网现状问题清单；通过开发建设分析得出围垦区发展 阶段以及电网建设阶段；通过经济社会分析得出基于发展规划的围垦区分类；

负荷分析与预测阶段：利用负荷预测模型及其规范，对不同类型围垦区进 行远景预测和近中期预测；所述远景预测的结果用于构建目标网架，所述近中 期预测的结果用于制定过渡方案；

目标网架构建阶段：提出布点需求，确定远景设备规模，形成电力通道规 划，选择接线方式，确定设备标准，进行组网。

本发明着眼一个起点，从围垦区负荷着手，开展了围垦区负荷增长特性调 研，分析不同类型围垦区负荷发展情况，建立近中期、远期负荷预测模型及规 范，把握围垦区远景负荷水平和近中期发展脉络，形成了不同类型围垦区的负 荷预测规范。

本发明紧扣两个重点，立足“安全、可靠、经济”三大目标，紧扣“组建 什么样的网架”和“选用什么样的设备”两个重点，依据不同功能定位、不同 负荷性质、不同建设阶段，研究围垦区典型组网模式和技术原则；针对围垦区 地理气象环境，研究围垦区防灾减灾原则，重点回答“建设中压电缆网还是中 压架空网”的问题。开展围垦区负荷增长特性调研，建立近中期和远景负荷预 测模型，形成不同类型围垦区的负荷预测规范。分析不同类型沿海围垦区电网 建设特点，基于不同类型围垦区的供电要求，给出典型沿海围垦区电网组网模 式，制定电源、网架、设备、运行等方面相关技术原则。特别是采用基于资产 全寿命周期的效益成本比法，对变电站的最佳投运时间作了研究。结果表明， 第一座变电站最佳投运时间是围垦区负荷增长到变电站容量的10％时。本发明 还开展沿海围垦区防灾减灾研究，分析自然灾害对电网的影响，制定沿海围垦 区电网防灾减灾技术原则，重点对提高沿海围垦区电力线路建设标准的经济性 展开分析。结果表明，随着投运时间的增长，电缆线路全寿命费用与架空线路 越来越接近；对于城镇型、商贸型围垦区，优先建设电缆线；其他类型围垦区 视运行环境建设电缆线。

本发明面向两个热点，针对长期分布式电源的大量接入，研究不同类型电 源的出力特性及其与负荷特性的相关性，分析大量分布式电源接入配电网的影 响，研究含分布式电源接入的配电网电力平衡、接线方式、自动化配置；针对 新电改形势下的增量配售电市场，分析围垦区配售电市场的竞争环境，研究应 对市场竞争的策略。开展分布式电源出力特性分析，并从电能质量、运行控制 等角度分析分布式电源接入对配电网的影响；研究基于网损最小的分布式电源 最佳接入位置和容量；研究有源配电网的电力平衡原则、中压配电网结构设计 原则、自动化配置原则等。开展增量配售电市场竞争环境分析，明确市场竞争 潜在风险，研究适应增量配售电市场的应对策略。

附图说明

图1为实施例一的围垦区供电网络构建方法流程图；

图2为电缆网双环式接线示意图；

图3为电缆网单环式接线示意图；

图4为架空网多分段适度联络接线示意图；

图5为架空网多分段单联络接线示意图；

图6为电缆网双射式接线示意图；

图7为混合网单联络接线示意图；

图8为架空网多分段两联络接线示意图；

图9为电缆网“双环回型”接线示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实 施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很 多细节描述是为了使得本发明能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫 不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他 元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本发明相关的一些操作并没有在说 明书中显示或者描述，这是为了避免本发明的核心部分被过多的描述所淹没， 而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据 说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合 形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技 术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各 种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有 说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的 对象，不具有任何顺序或技术含义。而本发明所说“连接”、“联接”，如无特别说 明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

本发明的围垦区供电网络构建方法包括规划阶段和项目规划可研设计及项 目施工阶段两个过程，其中，围垦区供电网络建设技术路线的源头及核心在规 划阶段。本发明立足围垦区现状，依据围垦区规划，结合围垦区面临的形势与 挑战，制定围垦区供电网络建设技术路线，如图1所示为本实施例的围垦区供 电网络构建方法流程图，其包括如下过程：

规划阶段：

St1、资料收集与分析阶段：

本阶段收集围垦区市政规划、现状地块开发以及电网资料，对围垦区展开 经济社会分析、电网现状分析和开发建设分析。相关文件、标准、导则及规范 例如可以是《配电网规划设计技术导则》(DL/T5729-2016)、《配电网技术导则》 (Q/GDW 10370-2016)和《配电自动化规划设计技术导则》(Q/GDW 11184-2014)等。相关市政规划资料例如可以是《海宁市尖山新区总体规划 (2004—2020)》和《杭州湾上虞经济开发区总体规划(2014—2030)》(2015年) 等。

在收集上述资料的基础上，通过电网现状分析得出电网现状问题清单。

通过开发建设分析得出围垦区发展阶段以及电网建设阶段，主要分为空白、 起步期、半成熟和成熟等阶段。

通过经济社会分析得出基于发展规划的围垦区分类结果，主要包括城镇型、 园区型、商贸型、港口型和农业型等类型。

St2、负荷分析与预测阶段：

本阶段调研不同类型围垦区的负荷发展特性，收集近期客户需求清单，利 用负荷预测模型及其规范，对不同类型围垦区进行远景预测和近中期预测；远 景预测的结果用于构建目标网架，近中期预测的结果用于制定过渡方案。

St3、目标网架构建阶段：

本阶段根据主网规划、负荷预测结果及围垦区定位信息，提出110kV布点 需求，进行110kV组网。根据围垦区远景负荷规模及其空间分布，确定远景设 备规模，包括10kV馈线数量、环网单元数量。根据110kV布点、现状电网、路 网以及规划路网，形成电力通道规划，特别是电缆通道预留。根据围垦区类型、 供电分区等级(A/B/C)、供电可靠性及电能质量要求，选择接线方式，进行10kV 组网。根据围垦区地理气象、综合供电可靠性与建设经济性，确定设备标准。

St3.1、组网过程：

不同类型围垦区电网建设目标其组网模式及设备水平存在显著差异，各具 特色。如表1所示为浙江省不同围垦区的典型类型及其远景网络建设目标。

表1现状围垦区远景网架建设目标

从组网模式看，远期110kV目标网架与围垦区类型无明显关联，主要取决 于220kV布点。远期10(20)kV目标网架与围垦区类型则存在显著关联，城 镇型、商贸型、港口型以电缆双环网、单环网为主，园区型、农业型以架空多 分段单联络、架空多分段适度联络为主。

从设备水平看，城镇型、商贸型、港口型围垦区主要建设电缆网，电缆化 水平一般在90％以上。园区型、农业型主要建设架空网，电缆化水平一般在40％ 以下。架空绝缘化水平无差异，均为100％。

不同类型围垦区因其发展定位、构成负荷等的不同，对供电可靠性、电能 质量的要求也有所不同，如表2所示。

一般地，城镇型、商贸型和港口型围垦区一旦长时间停电，将造成较大的 社会影响及经济损失，对供电可靠性的要求高。相比之下，园区型围垦区对供 电可靠性要求低一些，但某些集聚高新技术或危化制造产业的围垦区供电可靠 性要求比一般园区高。农业型围垦区对供电可靠性要求一般。除了集聚高端、 精密制造业的围垦区对电能质量要求十分高以外，其他类型围垦区无特殊要求。

表2不同类型围垦区的供电要求

对于高压配电网，根据差异化的供电要求和配电网规划设计技术导则，结 合现状围垦区电网调研结果，对不同类型围垦区，规定了技术原则、组网模式 和设备选型。

围垦区高压配电网供电安全准则如表3所示。城镇型、园区型、商贸型和 港口型围垦区应满足N-1供电安全准则；农业型围垦区宜满足N-1供电安全准 则。当围垦区110kV本级电网负荷转移能力受限时，应加强中压线路站间联络。

表3高压配电网供电安全准则

围垦区类型	供电安全准则
		城镇型	应满足N-1
园区型	应满足N-1
		商贸型	应满足N-1
港口型	应满足N-1
		农业型	宜满足N-1

高压配电网组网模式的目标接线参照如表4所示的不同类型围垦区110kV 远景目标组网推荐表。城镇型(A类)、商贸型围垦区应尽量实现链式组网，确 保上级电源点有2个。城镇型(B类)、园区型、港口型围垦区优先采用链式组 网；在上级电源点不足时，可采用双辐射结构，此时应确保220kV电网较为坚 强且中压配电网站间联络较强。农业型围垦区一般采用双辐射结构。

表4 110kV电网远景组网模式推荐表

围垦区110kV网络典型目标接线模式包括双辐射接线和链式接线。双辐射 接线为上级电源2回出线带1座变电站，不能倒换负荷，适用于电源点偏少的 围垦区。链式接线方式供电可靠性高，满足同杆检修状态下“N-2”准则。变电站 主接线采用内桥接线或线变组接线，接线模式适用于远期3台主变且低压侧为 20kV的110kV变电站。高压配电网组网模式的过渡接线要求为，在围垦区开发 初期或电网过渡期，110kV电网应根据供电安全准则与目标组网模式，选择合 适的过渡电网结构，分阶段逐步建成目标网架。过渡网架应留有拓展余地，便 于条件许可时向目标组网完善。

围垦区110kV网络典型过渡接线模式包括“双辐射”接线和链式接线。“双辐 射”接线为上级电源2回出线带2座变电站，不能倒换负荷，供电可靠性较差， 适用于电源点偏少的围垦区，变电站主接线一般采用内桥接线或线变组接线。 链式接线供电可靠性较高，适用于上级电源点充足、但上级电源点出线间隔不 足或围垦区负荷尚未发展起来的阶段。

高压配电网设备选型要满足如下要求。

电压等级要求：远景规划为20kV供电的区域主变电压等级选择110/20kV， 其他区域主变电压等级选择110/10kV。

容量规模要求：110kV变电站近期设计一般为2台主变，最终规模一般按3 台主变规划。10kV供区变电站主变容量选择50MVA，20kV供区变电站主变容 量选择80MVA。

导线截面要求：考虑到沿海围垦区地理气象条件，高压配电网一般选用具 备防腐能力的架空线路，必要时可选用电缆线。导线截面及分裂数应结合远景 组网模式、区内负荷需求、供电安全准则等因素一次选定。架空线截面一般选 用300mm²或400mm²；电缆线截面应参照该区域架空线的选型截面，确保载流 量的匹配协调。

目标网架构建阶段中，变电站的建成投运时间对于围垦区供电网络的建设 至关重要。然而变电站应在什么时间或在围垦区负荷发展到何种规模的时候投 运，现有技术并未提供求解方案。本发明基于设备资产全寿命周期，采用投资 效益成本比法对此问题展开研究。

本发明的高压配电网定量评估变电站投运时间的方法包括如下过程：

过程一：采用成本效益分析法对变电站投运时间进行定量评估。成本效益 分析的过程包括求解初始投资、运维费用、增供电量效益、可靠性提升效益和 降损效益。为了使电网投资和效益具有可比性，将相关指标值折算为年值。

初始投资为电网在建设、改造和调试期间内、正式投入运行前所付出的全 部投资成本；利用年值折算系数，将电网初始投资折算成年值，初始投资计算 公式如下：

式中，Cf(A)为初始投资的年值，Cf(P)为初始投资的现值，n为经济使用寿 命，取20年，a为折现率，取10％。

运维费用为年度电网运行中产生的自营材料费、外包材料费、外包检修费 和其他运行费用，此费用每年均会发生。

增供电量效益为由于供电能力增加导致的售电量增加值；增供电量收益能 在多大程度上实现取决于两个因素：首先有没有足够的负荷增长，如果没有负 荷增长，再大的供电能力也不能实现收益的增加；其次，有没有合适的供电能 力，没有供电能力的支撑，大量负荷增长会使得电网处于不安全供电状态，超 出安全供电部分的电量也不能计算成增供电量收益。

供电能力为在满足电网安全可靠性供电的前提下电网能够供应的最大负 荷；变电站供电能力取决于变电站本体的变电容量和变电站进线传输能力，两 者取最小值。供电能力计算方式为：

计算变电站本体的供电能力

P_SUT＝C_det+max(12,1/3×C_det)(5.2)

式中，P_SUT为变电站本体的供电能力，C_det为扣除最大的主变容量后的变电 容量。

计算变电站进线供电能力

P_SUL＝C_del+max(12,1/3×C_del)(5.3)

式中，P_SUL为变电站进线供电能力，C_del为扣除最大的进线容量后的进线容 量。

供电能力和负荷应该协调发展，但在实际电网发展中存在三种状态：供电 能力超前负荷发展、供电能力同步负荷发展以及供电能力滞后负荷发展。

以项目投运第一年为第0年，对运行后的第i年，增供负荷计算公式如下：

式中，ΔPi为第i年的增供负荷，C₀为投运前供电能力，C₁为投运后供电能 力；(min(P_i，C₁)-min(P₀，C₀))为第i年增加的安全负荷；

(C₁-C₀)/(C₁-min(P₀，C₀))为新增加的供电能力占供电能力总裕度的分摊 系数。

增供电量效益年值为：

式中，BQ(A)为增供电量效益的年值，ΔPi为第i年的增供负荷，n为经济使 用寿命，a为折现率，T_max为最大负荷利用小时数，kq为增供电量效益系数，表 示单位电量的效益，公式为：

式中，Δt为售购电价差，k％₁₁₀为110kV电网的分摊系数。

变电站投运的可靠性提升效益表现为通过缩短供电半径提高中压网的供电 可靠性。

第i年可靠性提升效益为：

k_r＝(k_jz+k_dz)×ks (5.8)

式中，B_ri为第i年可靠性提升效益，Qi为投资后相关电网安全电量，若i 小于供电能力释放年份，则取预测值，否则取供电能力对应的电量。

为投产 前的线路平均供电半径，

为投产后的线路平均供电半径，k_r为可靠性效益系数， 即单位电量供电半径每缩短1公里带来的效益，k_jz为架空线路主干线故障损失 系数，k_dz为电缆线路主干线故障损失系数，ks为单位电量停电损失。

可靠性提升效益年值为：

式中，Bri为第i年相关电网可靠性提升效益年值，a为折现率，n为经济使 用年限。

变电站投运的降损效益为下级电网由于供电半径降低带来的降损效益；降 损效益年值为：

式中，Bs(A)为降损效益年值，Pb为相关电网内中压线路的平均负荷，kbf 为降损效益系数，

为投资前相关电网中压线路的平均供电半径，

为投资后相 关电网中压线路的平均供电半径，r为中压线路的电阻率，tg为地区单位电量平 均购电单价，τ_max为相关电网最大负荷损耗小时数。

投资效益比(B/C)则为投资效益年值(B)比电网项目投资年值(C)，进一步地， 等于(增供电量效益年值+可靠性效益年值+降损效益年值)/(初始投资年值+运维 费用年值)，即增供电量效益年值、可靠性效益年值、降损效益年值之和比初始 投资年值、运维费用年值之和。

过程二：选定研究对象；

本实施例中，令某围垦区远景年饱和负荷为110MW。按照远景容载比为1.8 考虑，该围垦区需新建2座110kV变电站，容量为2×50MVA，每座初始投资 (现值)为4500万。以2017年为基准年，设定从2018年开始，该围垦区才开 始建设，负荷逐年增长。

当其为城镇型围垦区时，每年负荷数值如表5所示。2018～2024年为开发 初期，负荷增长缓慢；2025～2030年为快速发展期，负荷增长很快；2031～2035 年为发展后期，负荷增长速度下降；2035年以后为成熟期，负荷趋于饱和。

表5围垦区为城镇型时负荷表单位：MW

2017年	2018年	2019年	2020年	2021年	2022年	2023年	2024年	2025年	2026年
										0.00	5.56	6.67	7.78	10.00	13.33	17.78	23.33	31.11	38.89
2027年	2028年	2029年	2030年	2031年	2032年	2033年	2034年	……	远景年
										48.89	58.89	67.78	75.56	82.22	88.89	94.44	98.89	……	110

当其为园区型围垦区时，每年负荷数值如表6所示。2018～2020年为开发 初期，负荷增长缓慢；2021～2025年为快速发展期，负荷增长很快；2026～2029 年为发展后期，负荷增长速度下降；2030年以后为成熟期，负荷趋于饱和。

表6围垦区为园区型时负荷表单位：MW

2017年	2018年	2019年	2020年	2021年	2022年	2023年	2024年	2025年	2026年
										0.00	5.56	11.11	18.89	28.89	41.11	55.56	66.67	75.56	82.22
2027年	2028年	2029年	2030年	2031年	2032年	2033年	2034年	……	远景年
										88.89	93.33	97.78	101.11	104.44	106.67	108.89	110.00	……	110

过程三：计算第一座变电站至第N座变电站的投资效益比从而确定各个变 电站的最佳投运时间，其中，N为大于1的整数。

具体地，对于第一座变电站，当该围垦区为城镇型围垦区时，不同年份投 产时的投资效益比计算结果如表7所示。由表可知，当第一座变电站在2021年 投运时，投资效益最佳。此时围垦区开发建设进入第四个年头，负荷为10MW， 投运后主变平均负载率为10％。

表7城镇型第一座变电站投资效益比单位：万元

当该围垦区为园区型围垦区时，不同年份投产时的投资效益比计算结果如 表8所示。由表可知，当第一座变电站在2019年投运时，投资效益最佳。此时 围垦区开发建设才进入第二个年头，负荷为11MW，投运后主变平均负载率近 似为10％。

表8园区型第一座变电站投资效益比单位：万元

对于第二座变电站投运，以第一座变电站投运(假设负荷增长到50MW) 为基础，计算第二座变电站在不同年份的投运效益。

当围垦区为城镇型围垦区时，第一座变电站负荷增长到50MW时为2027 年，因此第二座变电站需在2027年以后投运，其投资效益比计算结果表9所示。 由表可知，第二座变电站在2027年投运时，投资效益最佳，越往后投资效益越 差。

表9城镇型第二座变电站投资效益比单位：万元

当围垦区为园区型围垦区时，第一座变电站负荷增长到50MW时为2023 年，因此第二座变电站需在2023年以后投运，其投资效益比计算结果如表10 所示。由表可知，第二座变电站在2023年投运时，投资效益最佳，越往后投资 效益越差。

表10园区型第二座变电站投资效益比单位：万元

对于即将开发的围垦区，不论何种类型，第一座变电站最佳投运时间是当 其负荷增长到10MW左右时。此时，园区型围垦区的投资效益比城镇型围垦区 高一些。负荷未增长到10MW前，考虑从区外引进电源供电。

不论对于何种类型围垦区，当第一座变电站负载率达到50％后再考虑投运 第二座变电站时，投运时间越早越好。

对于中压配电网，围垦区中压配电网供电安全准则如表11所示。城镇型、 园区型B类、商贸型和港口型围垦区应满足N-1供电安全准则，园区型C类围 垦区宜满足N-1供电安全准则，在条件实在不具备时，允许部分线路不满足N-1。 对农业型围垦区中压线路N-1不做强制要求，在具备条件时可通过组网使其满 足。

表11中压配电网供电安全准则

中压线路供电半径应满足表12要求。

表12中压线路供电半径

中压配电网线路挂接容量要求为：10kV线路挂接配变容量宜控制在 10000kVA以内；20kV线路宜控制在16000～20000kVA。

中压配电网用户接入要求为：受电变压器总容量在50kVA～20MVA之间的 用户，供电电压等级宜选择10kV或20kV。

在用户接入前，应统筹考虑电网廊道资源和变电站间隔资源，合理控制专 线数量，提高电网利用效率。

关于中压配电网的组网模式，根据围垦区开发建设程度、现状电网覆盖程 度等现实条件，应采取不同的中压网架建设策略。

对于开发初期、电网尚未覆盖的围垦区，具备条件的应根据目标网架将网 架一次建成，避免反复改造；暂不具备条件的应选择便于向目标网架过渡的接 线方式。

对处于发展期、电网处于半成熟状态的围垦区，应分区进行网架构建。尚 未覆盖电网的分区，应根据目标网架将网架一次建成，暂不具备条件的应选择 便于向目标网架过渡的接线方式；已有电网覆盖的分区应分析现状网架的标准 化率，对不符合目标组网的线路逐步向目标网架改造。

对处于发展后期、电网处于较成熟状态的围垦区，应分析现状网架的标准 化率，对不符合目标组网的线路逐步向目标网架改造。

中压配电网的目标网架为：城镇型、商贸型围垦区应优先采用电缆双环式、 单环式组网。对于城镇型围垦区部分区块(如工业区块)，也可考虑架空多分段 适度联络组网。园区型围垦区优先采用架空多分段适度联络、单联络组网，必 要时可采用电缆单环式、双环式组网，特别是对于供电可靠性要求高的企业， 应使用电缆供电。港口型围垦区宜采用电缆双环式、单环式和架空多分段适度 联络组网。农业型围垦区宜采用架空多分段单联络接线，条件不具备时也可采 用辐射式。

不同类型围垦区10(20)kV远景目标组网推荐如表13所示。

表13 10(20)kV电网远景组网模式推荐表

围垦区10(20)kV网络典型目标接线模式包括双环式、单环式、多分段适 度联络、多分段单联络和辐射式。

自同一供电区域的两个变电站的不同中压母线各引出一回线路，构成如图2 所示的双环式接线方式。图2至图8中，第一母线01、第二母线02、第三母线 03和/或第四母线04之间的线路上连接有若干出口断路器10、分段开关20和/ 或联络开关30。

自同一供电区域的两个变电站的中压母线(或一个变电站的不同中压母线) 引出一回线路构成如图3所示的单环式接线方式。

如图4所示，多分段适度联络接线方式是通过在主干线上加装分段开关， 将主干线分为3～4段，每分段根据需要再通过联络线与其他线路相连接。

如图5所示，多分段单联络接线方式通过一个联络开关，将来自不同变电 站中压母线或相同变电站不同中压母线的两回中压馈线连接起来。

中压配电网组网模式的过渡接线要求为：在围垦区开发初期或电网过渡期， 10(20)kV电网应根据供电安全准则与目标组网模式，选择合适的过渡网架， 分阶段逐步建成目标网架。

围垦区10(20)kV网络典型过渡接线模式包括双射式、多分段单联络、辐 射式、架空电缆混合单联络接线和架空多分段两联络接线。

如图6所示的电缆网双射接线可向电缆双环网过渡，架空网多分段单联络 接线可向架空网多分段适度联络接线过渡，架空网辐射式接线可向架空网多分 段单联络接线过渡。如图7所示的架空电缆混合单联络接线方式可向电缆单环 网过渡。如图8所示的架空多分段两联络接线方式可向架空多分段适度联络接 线或架空多分段单联络接线过渡。

中压配电网的架空线路主干线截面采用240mm²或185mm²，分支线截面采 用150mm²、120mm²或70mm²；电缆主干线铜芯电缆截面采用400mm²或 300mm²，分支线铜芯电缆截面采用185mm²、150mm²或70mm²。

中压配电网的配电设备包括开关站、环网柜、环网室、环网箱、配电室、 箱式变电站和柱上变压器。配电网设备的选择应遵循设备全寿命周期管理的理 念，坚持安全可靠、经济实用的原则，采用技术成熟、少(免)维护、低损耗、 节能环保、具备可扩展功能的设备。配电网设备要有较强的适应性。变压器容 量、开关遮断容量应留有合理的裕度，保证在负荷波动或转供时满足运行要求。

开关站一般由上级变电站直供、出线配置带保护功能的断路器、对功率进 行再分配的配电设备及土建设施的总称，相当于变电站母线的延伸。开关站进 线一般为两路电源，设母联开关。开关站内必要时可附设配电变压。开关站适 用于上级变电站10(20)kV间隔资源紧缺的负荷密集区域，10(20)kV母线 采用单母或两个单母线接线，宜配置1～2路进线、4～8路出线，采用负荷开关， 一分二开关站出线侧应配置断路器。

环网柜用于10kV电缆线路环进环出及分接负荷的配电装置。环网柜中用于 环进环出的开关采用负荷开关，用于分接负荷的开关采用负荷开关或断路器。 环网柜按结构可分为共箱型和间隔型，一般按每个间隔或每个开关称为一面环 网柜。

环网柜宜采用空气、气体或固体绝缘方式，宜优先采用环保型开关设备， 户外布置的环网柜应采用气体绝缘。

环网柜柜内开关设备可选用负荷开关、断路器、负荷开关－熔断器组合电 器及隔离开关等。环网宜采用负荷开关，出线可采用负荷开关或断路器。变压 器单元保护一般采用负荷开关-熔断器组合电器，出线间隔接入变压器容量超过 800kVA时宜配置断路器及继电保护。

负荷开关型环网柜一般选用额定电流630A，额定短时耐受电流应不小于 20kA/4s，额定峰值耐受电流不小于50kA。

断路器型环网柜一般选用额定电流630A，额定开断电流应不小于20kA， 短时耐受电流不小于20kA/4s，额定峰值耐受电流不小于50kA。

负荷开关-熔断器型环网柜的负荷开关一般选用额定电流630A，额定短时耐 受电流应不小于20kA/4s，额定峰值耐受电流应不小于50kA；熔断器一般选用 额定电流不大于125A，额定开断电流不小于31.5kA，转移电流应符合相关标准。

采用SF6气体绝缘的环网柜每个独立的SF6气室应配置气体压力指示装置， 采用气体灭弧的开关设备应具有低气压分合闸闭锁功能。

出线柜应设置接地刀闸，便于检修和防止人身触电事故；负荷开关应选用 三工位型式；进出线柜应加装故障指示器和带电显示装置(带二次核相孔、按 回路配置)，能满足验电、核相的要求。

实施配电自动化的环网柜应具备手动和电动操作功能，配置具备手动储能 和电动机储能的弹簧操作机构，具备紧急跳闸功能。

环网柜应设计有压力释放通道，能够防止故障引发内部电弧造成箱外人员 伤害，泄压通道应设置明显的警示标志。

环网柜应具有可靠的“五防”功能，连锁装置强度满足操作的要求，并配 套提供操作工具。

环网柜的柜体应采用采用阻燃、防锈、具有足够的机械强度的材料，柜门 关闭时防护等级应不低于IP4X，柜门打开时防护等级不低于IP2XC。

环网室由多面环网柜组成，用于10kV电缆线路环进环出及分接负荷、且不 含配电变压器的户内配电设备及土建设施的总称。

环网箱安装于户外、由多面环网柜组成、有外箱壳防护，用于10kV电缆线 路环进环出及分接负荷、且不含配电变压器的配电设施。

配电室10(20)kV母线宜采用单母线接线或两个单母线接线，配置1～2 回进线、1～2台变压器，单台容量可选用400kVA、630kVA、800kVA或 1000kVA，10(20)kV侧采用负荷开关，采用双接入方式时还应配置双向投切 负荷开关。

箱式变电站一般用于配电室建设改造困难区域，如架空线路入地改造地区、 配电室无法扩容改造的场所，以及施工用电、临时用电等，其单台变压器容量 可选用400kVA、500kVA或630kVA。

柱上变压器布置应尽量靠近负荷中心，容量根据负荷需要选取100kVA、200 kVA、315kVA或400kVA，10(20)kV侧采用跌落式熔断器开关，采用双接入 方式时还应配置双向投切负荷开关。

城镇型围垦区典型供电方案例如玉环漩门二期围垦区，其位于玉环本岛与 楚门半岛之间，主体围垦工程于2005年底全面完成。发展定位是现代化、国际 化海岛新城。漩门二期建设用地面积12.04km²，以二类居住用地为主。根据各 地块用地性质及负荷密度指标，采用空间负荷密度法进行负荷预测，得到远景 年负荷为149.61MW，负荷密度为12.43MW/km²。玉环漩门二期围垦区现状有1 座110kV明珠变，近期无新建变电站。至远景年，围垦区内新建110kV南区变 和新城变。至远景年，110kV明珠变为双链接线，南区变与新城变因地形所限 为双辐射接线。远景年，共有74回中压线路对围垦区供电，形成7组单环网和 19组双环网。

园区型围垦区典型供电方案例如瑞安市丁山产业园，其位于瑞安市东海岸， 飞云江北岸，距瑞安市区12km。发展定位是以新材料、新能源汽车、港口物流 等为主导的海滨产业新区。丁山产业园规划用地面积12.01km²，以工业用地为 主。根据各地块用地性质及负荷密度指标，采用空间负荷密度法进行负荷预测， 得到远景总负荷为166.02MW，负荷密度13.82MW/km²。丁山产业园现状无 110kV明珠变，2018年新建110kV围垦二变。至远景年，围垦区内新建110kV 丁山一变和110kV丁山二变。至远景年，围垦二变和丁山一变为链式接线，丁 山二变为双辐射接线。远景年，共有56回中压线路对围垦区供电。其中，用户 专线10回。46回公线形成14组架空多分段单联络、4组电缆双环网和1组电 缆单环网。

目标网架构建阶段中，电力设施布局包括对变电站站址、高压电力廊道、 中压电缆通道和环网单元站址的布局。

110kV变电站规划选址应根据负荷分布、目标网架、供电半径要求等信息， 参照上级电网布局规划进行布点，并纳入围垦区市政发展规划。变电站站址预 留应遵循下列原则：符合围垦区总体规划用地布局要求；便于进出线布置，并 尽量靠近负荷中心；节约用地，合理使用土地，尽量利用荒地、劣地，不占或 少占耕地及经济效益高的土地；应避开易燃、易爆区；减少对周围环境的影响， 如对城市景观、居住区、通信设施、油库、危险品厂房、地下设施等的影响； 应有良好的地质条件，避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和易发 生滚石场所等不良地质构造。

110kV高压电力廊道应根据目标网架、上级电源布点及相关技术要求进行 预留，并纳入围垦区市政发展规划。110kV电力廊道预留应遵循下列原则：在 用地条件允许、不影响城市景观前提下应预留110kV线路架空走廊。110kV架 空线在道路绿化带上建设时，绿化带宽度不小于6m。；架空线路应根据城市地 形、地貌特点和城市道路规划要求，沿山体、河渠、绿化带、道路架设，路径 选择宜短捷、顺直，减少同水渠、道路、铁路的交叉；架空线路不宜沿山脊线 架设，应避开易燃易爆危险区；新建架空线路走廊位置不应选择在极具发展潜力的地区，应尽可能避开现状发展区、公共休憩用地、环境易受破坏地区或严 重影响景观的地区；当围垦区土地资源紧缺，开辟走廊困难时，可考虑预留电 缆通道；高压廊道应预留足够廊道宽度和高度。各电压等级电力线之间预留足 够间距。架空线路与邻近设施预留足够的保护间距，与建筑物之间的距离不小 于最小垂直净距和水平净距。

中压电缆通道(即电缆线路路径)应考虑从电源点到受电点的电缆线路地 下通道在技术上、经济上最合理的方案，不但要满足近期工程的需要，而且要 符合城市和电力远景发展规划要求。电缆路径选择需考虑电缆安装方式、电缆 类型和路径的道路结构等方面。通道预留原则英遵循：在电网建设中需要根据 城市电网中使用电缆的电压等级、容量和所供电用户的设备形式等要求，在城 市配电网中逐步建成浅层与深层结合的专用电缆通道网络；经过技术经济比较 后，可优先采用电缆排管或电缆隧道方式，结合电缆过路管、电缆桥等形成全 部电缆通道网络化，并保证通道容量留有适当的裕度以适应电网规划发展要求； 架空线入地改造工程中建设的电缆通道，应按电网整体规划安排并同步进行建设；在建设电缆通道网络时，对电缆通道路径、通道出口、通道埋设深度、通 道位置与其它各类管线的水平间距、垂直间距以及与建筑物、构筑物、树木等 的间距应满足规程的规定；电缆隧道的通风照明、排水、通信、防火设施所建 设采用的技术要求，应按照国家有关技术标准执行；原则上考虑每条道路上均 需设置电缆通道，在道路交叉口的四个方向均需设置过路通道，沿路每隔120～ 160m需设置一过路通道；预留2～4孔左右的管孔作发展备用，预留2孔通信 通道；电缆在排管内从上到下的排列顺序应统一，可按下述方式：从高压到低压，从强电到弱电，从主回路到次要回路，从近处到远处；除规划区边界道路 将电缆布置在靠近负荷侧，一般情况下，东西向道路，电缆通道置于东侧；南 北向道路，电缆通道置于北侧。

关于通道孔数的预留，双环网电缆通道孔数预留计算公式为：

S＝2X+4N+D+C (5.12) 单环网电缆通道孔数预留计算公式为：

S＝X+2N+D+C (5.13)

式中，S为电缆通道规模；X为双环网个数；N为环网单元出线同向敷设， 取值为2，环网单元出线双向敷设取值为1；D为备用孔数，通常取2；C为通 信预留孔数，通常取2。

例如对于一个双环网通道，在考虑环网室(两段母线，每段环进环出2个 间隔，出线4个间隔)最大限度进出线情况下，计算需要预留的电缆孔数。分 以下两种情形：当环网室8回出线双向敷设时，一侧各4回，两侧线路可分别 占用同一个通道。环网室进线占用2孔，出线共占用4孔，考虑2孔备用、2孔 通信，计算得到所需电缆孔数为：S＝2+4+2+2＝10孔。当环网室8回出线同向敷 设时，环网室进线占用2孔，出线共占用8孔，考虑2孔备用、2孔通信，计算 得到所需电缆孔数为：S＝2+8+2+2＝14孔。综上，一个双环网通常需要10～14孔电缆通道。

环网单元站址应根据街区负荷分布、目标网架等信息进行布点，且应积极 与围垦区市政发展规划对接。环网单元应便于进出线布置，并尽量靠近负荷中 心。

St3.2、围垦区配电网防灾技术建设过程：

沿海围垦区配电网主要自然灾害有台风、雷击、内涝、腐蚀和污闪等，故 目标网架构建阶段还对目标网架构配备防风、防雷、防内涝、防腐蚀、防污闪 和防灾修复技术。

台风风速过大，可能直接造成线路、电杆损坏；树枝受台风影响挂接到配 电线路上，可能造成线路相间短路；树木倾倒压断电线，可能造成线路损坏； 广告牌坠落可能压断线路；施工的铁皮等杂物被大风刮到电杆及导线上可能导 致电杆被压断；电杆倾倒可能导致“电杆串倒”，造成中压电网停电。

雷击架空线路可能造成绝缘导线断线、裸导线断股、线路绝缘子击穿或爆 裂、开关击穿、配电变压器烧毁等；雷击线路周边树木可能由于树枝搭挂线路 造成短路，树木倾倒压断线路可能引起大范围停电。

暴雨引起内涝，部分中压线路及配电设备对地高度低于洪水水位，被水淹 泡，可能造成线路、设备跳闸；部分配电室建在地下最底层，可能由于内涝倒 灌配电室造成故障停电；内涝水泡电杆造成地基松软，可能导致电杆倾倒。

沿海围垦区配电网遭受的腐蚀主要为大气腐蚀和土壤腐蚀。大气腐蚀主要 是盐雾腐蚀。配电网中的柱上开关、配电变压器、线路金具等金属类材料长期 裸露在空气中，被潮湿、盐雾重的空气氧化腐蚀，大大缩短设备使用寿命。特 别是强腐蚀地区，配电线路及设备的外露金属壳体腐蚀严重，使用寿命不到设 计寿命的1/10。土壤腐蚀使得以角钢和圆钢为主的接地装置两三年就被腐蚀到 原尺寸的1/3。

沿海围垦区空气中的盐雾在中压配电网造成的污闪主要发生在线路的绝缘 子，可能造成线路跳闸，引起大范围停电。

沿海围垦区配电网相对于内陆配电网所遭受的自然灾害更为突出和严重， 因此应从规划设计、施工建设、运行检修等多个方面着手，针对围垦区类型以 及供区定位，采取差异化的防灾减灾技术原则。

防风技术原则应遵循：保障重要用户，沿海围垦区重要地块或重要用户宜 电缆供电，保障供电可靠性。装设防风拉线，在一般情况下，优先采用加装防 风拉线进行加固，或在综合加固实施前，加装拉线作为临时性防风措施。加固 电杆基础，不具备拉线条件的，更换电杆并配置基础；对其他没有加固的直线 电杆，其埋深不满足要求时，应加固基础。缩短耐张段长度。统筹考虑整条线 路，增设耐张杆塔，缩短耐张段长度，将各个耐张段长度控制在适当范围内。 采用“弃线保杆”技术，在风力不大时，可保杆保线；在线路无法抵御强台风袭击时，可保杆弃线，保障极端天气后快速复电。

防雷技术原则应遵循：重要区块、旅游区块宜电缆供电。空旷并有雷击断 线记录的地区架空线路加装避雷器。降低接地电阻，改善接地极。雷击密度高 的地区架空绝缘线装设防雷绝缘子。空旷地区使用架空裸导线，避免雷击断线。

防内涝技术原则应遵循：新建或改造的线路宜选择地势较高的地方，避免 在低洼处建设新的线路走廊。新建开关站、环网柜、配电室不建在建筑物最底 层。对曾被水淹的配电室进行防涝建设，对曾被水淹的地势低洼地区中压线路 等设备逐步迁移改造。

防腐蚀技术原则应遵循：盐害地区配电线路应尽量选择有树木、建筑物等 有遮蔽的路径，避免选择直接遭受含盐分的海风吹扫的区域、直接遭受到海水 飞沫的区域和含盐海风聚集的区域。盐害地区的高压导线可采用铜导线，不宜 使用钢芯铝绞线。原则上重盐害地区不使用裸导线，若使用裸导线必须将导线、 各引接点、终端或跳线完全密封(防水护盖或防水胶带)，确保水(雾)气及盐 分无法侵入，并应定期巡视检查各检测点有无松脱情形。绝缘导线终端装置、 跳线连接处等需要剥除导线绝缘层时，尽量缩短剥除长度。高压绝缘导线引下 处、相互接续处(连接处)、与柱上开关连接处及导线末端处(使用绝缘罩)等均需做密封处理，并使用自粘防水胶带严密包扎。低压线采用PVC线，其接头 采用C型压接套管压接并需以绝缘塑料袋严密包扎。

防污闪技术原则应遵循：对于盐雾污秽严重区域的高压柱式绝缘子，应视 盐、尘害情形定期清洗盐尘附着物或更换绝缘子。增加悬垂绝缘子个数，以增 长爬电距离，并定期巡视清洗盐尘附着物。在安装杆线及绝缘子时，应考虑海 风及季节风吹袭方向，以背对风向为原则。高压线路可考虑采用瓷横担，三相 线路全部采用横担梢(不使用顶梢)。

防灾修复技术原则应遵循：线路受灾故障后，避免原址原样修复，应按照 防灾原则进行修复。台风灾害后，分析或结合电网正常运行时存在的问题和不 足，修复的同时完成线路正常改造和消缺工作。配合配电自动化，对配电网进 行实时监控，及时发现并消除隐患和故障。

目标网架构建阶段中，还需要进行线路建设经济性分析，从纯费用角度评 估沿海恶劣自然条件下的配电网总费用支出情况。经济性评估流程为：分析影 响线路选型主要因素(如供区类型、负荷情况和自然灾害等)，形成线路选型备 选方案，建立评估模型(确定指标构成与指标计算方法)，设定边界条件和相关 参数，进行计算分析，进行灵敏度分析(包括初始投资、运维系数、线路负荷 和设备使用寿命)，进行综合评估。

10kV线路建设典型方案分为架空和电缆两类，具体分为电缆线、架空绝缘 线和架空裸导线三种方案。从项目全寿命周期角度出发，评估每种方案的总费 用。在全寿命周期内，总费用越小的方案经济性越合理。全寿命周期费用包括 初始静态投资、运行维护费用、电能损耗费用和停电损失费用，停电损失费用 进一步包括直接损失费用和间接损失费用。

根据计算分析，从技术经济角度对沿海围垦区线路的建设可知，对于负荷 密度较低、线路供电半径较大、运行环境尚好的区域，优先建设架空线，如园 区型(C类)围垦区、农业型围垦区。对于线路供电半径小、运行环境差、供电 可靠性要求高的区域，优先建设电缆线。城镇型围垦区、商贸型围垦区优先建 设电缆线。如果政府不承担电缆沟建设，则电缆费用和架空线的差距会拉大， 从经济性来看不宜建设电缆。

St3.3、分布式电源接入过程：

目标网架构建阶段还对目标网架构进行分布式电源接入。当围垦区现状已 有分布式电源，或近期已有分布式电源报装，或在发展规划中已明确发展分布 式电源时，在电网建设中必须增加考量分布式电源因素，提高电网的适应性， 促进对分布式电源的消纳。近年来，分布式电源迅速发展，大量分布式电源接 入电网后，其出力特性对电网的影响就不可忽略。

对光伏出力特性进行分析需要考察其年出力特性和日出力特性，对风电出 力特性进行分析需要考察其年出力特性和日出力特性，对用电负荷特性进行分 析需要考察年负荷特性和典型日负荷特性。

分布式电源出力与负荷具有一定的相关性，体现在年出力特性与负荷相关 性以及日出力特性与负荷相关性。

随着大量分布式电源(DER)的大量接入，配电网在很多方面受到了深刻 的影响。本发明主要从规划、运行、控制、继电保护等角度，分析分布式电源 接入后的影响。

分布式电源在负荷预测、电力平衡和网架规划发明均会对接入对电网规划 产生影响。

分布式电源接入在电压偏差、电能质量(包括电压波动和闪变、电力谐波)、 网络损耗、短路电流和供电可靠性方面均会对电网运行产生影响。分布式电源 接入对电网控制以及继电保护(包括引起保护拒动、引起保护误动、影响故障 定位、影响重合闸成功率、影响备用电源自投)也会产生影响。

如表14所示，本实施例分布式电源接入的并网电压等级与容量根据《配电 网规划设计技术导则》(DL/T5729-2016)进行设置。

表14分布式电源并网电压等级

电源容量范围	并网电压等级
		8kW及以下	220V
8kW～400kW	380V
		400kW～6MW	10kV
6MW～50MW	20kV、35kV、66kV、110kV

根据2013年4月国家电网公司发布的《分布式电源接入系统典型设计》， 分布式电源接入的方式包括单点接入和多点接入。

接入10kV配电网的分布式电源可采用专线接入变电站低压侧或开关站的 出线侧，在满足电网安全运行及电能质量要求时，也可采用T接方式并网。

接入0.38kV配电网的分布式电源可接入公共电网配电室或箱变低压母线， 也可接入配电箱或T接至低压线路。

在不考虑潮流倒送的情形时，根据《分布式电源接入电网技术规定 Q/GDW480-2010》，分布式电源总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内 最大负荷的25％。如果主变容量为50MVA，最大负载率取50％，则该主变下所 能允许接入的分布式电源总容量为6.25MW。

对于专线接入变电站母线的情形，分布式电源总容量控制在6.25MW以内。

对于“T”接于公用电网的情形，参照《光伏电站接入电网技术规定 Q/GDW617-2011》，分布式电源总容量宜控制在所接入的公用电网线路最大输送 容量的30％内。一般地，10kV线路的最大输送容量在8MW左右，则该线路下 所能允许接入的分布式电源总容量在2.5MW左右。

以下从网损最小的角度计算分布式电源在10kV馈线中的最优接入容量及 最优接入位置。

令负荷沿馈线均匀分布；线路长度为L，单位长度的电阻为ρ；分布式电 源接入前的线路首端电流为I；分布式电源接入点为x₀，注入电流为I_g，消纳范 围限于馈线内。线路网损ΔP函数由两部分组成，一部分为母线至分布式电源接 入点的损耗

另一部分为分布式电源接入点至馈线末端的损耗

计算 公式为：

对ΔP函数求导得到：

令

可得

下面分两种情形计算网损最小情况下的最优接入位置及容量。

情形一：I_g方向往馈线末端。

此时，分布式电源出力不大于接入点之后的负荷，可得约束条件：

可见这种情形下，当

时，ΔP最小。如果线路负荷和分布式 电源出力已经确定，那么最优接入位置也随之确定。一般地，可得出如表15所 示的结果。该表仅适用于情形一，即分布式电源接入后，其出力不大于接入点 之后的负荷；根据该表，10kV馈线的最大负荷为3MW。

表15情形一下的分布式电源最优接入位置及对应的接入容量

由上表可看出，在情形一下，单条馈线的最优接入容量为0～3MW，且随 着接入位置的后移，最优接入容量越来越小。

情形二：I_g往两个方向流。

此时，分布式电源不仅可以完全消纳接入点之后的负荷，而且还有剩余， 可得约束条件：

可见这种情形下，当

时，ΔP最小。一般地，可得出如表16 所示的结果。该表仅适用于情形二，即分布式电源接入后，其出力大于接入点 之后的负荷；根据该表，10kV馈线的最大负荷为3MW。

表16情形二下的分布式电源最优接入位置及对应的接入容量

由上表可看出，在情形二下，单条馈线的最优接入容量为0～3MW，且随 着接入位置的后移，最优接入容量越来越小。

含有分布式电源的配电网电力平衡，应在传统“网-荷”电力平衡的基础上， 考虑负荷特性、分布式电源出力及置信区间，实现“源-网-荷”三位一体的电力 平衡。分布式电源接入的电力平衡过程包括如下过程：

步骤一：调研分析地区负荷特性和分布式电源出力特性。不同地区、不同 类型的负荷特性差异可能很大，如有些地区一天中负荷高峰发生正午，有些则 发生在夜间。不同类型的分布式电源出力特性差异明显，不同地区的同类型分 布式电源在相同的置信水平下出力区间也可能不同。如有些地区正午时刻光伏 出力可达到装机容量的80％，有些地区只能达到装机容量的50％。

步骤二：利用电力平衡公式计算考虑分布式电源出力后的网络容量需求。 下面给出高、中压配电网电力平衡计算公式：

110kV网供负荷＝全社会用电负荷-厂用电-220kV及以上电网直供负荷 -110kV电网直供负荷-220kV直降35kV负荷-220kV直降10kV负荷-35kV及以 下上网常规电源发电负荷-分布式电源90％可信出力(即110kV网供负荷等于全 社会用电负荷减去厂用电、220kV及以上电网直供负荷、110kV电网直供负荷、 220kV直降35kV负荷、220kV直降10kV负荷、35kV及以下上网常规电源发电 负荷、分布式电源90％可信出力)。

10kV网供(公用)负荷＝220kV直供10kV负荷+110kV直供10kV负荷+35kV 直供10kV负荷+10kV分布式电源90％可信出力-10kV专线用户负荷-0.38kV分 布式电源90％可信出力(即10kV网供负荷等于220kV直供10kV负荷加上110kV 直供10kV负荷、35kV直供10kV负荷、10kV分布式电源90％可信出力，再减 去10kV专线用户负荷、0.38kV分布式电源90％可信出力)。

步骤三：对分布式电源出力作不确定性分析。考虑分布式电源出力后，网 络容量需求将有所降低。如果按照分布式电源最大出力水平进行电力平衡，所 得出的结果可使得主网容量需求值最小，然而这没有考虑到分布式电源出力只 能达到置信区间下限甚至不出力的情形。为了规避这种极端情形发生的风险， 还需对电力平衡作不确定性分析，从而预留一定的风险裕度。

步骤四：综合分析结果，确定主网需求容量或建设规模。

目标网架构建阶段中，有源配电网网架规划的建设规模在网供负荷不变和 不考虑潮流倒送(越变或越线)的情形下，分布式电源的接入可减少对主网的 容量需求，而对中压馈线建设规模的影响则需具体分析确定。分布式电源可集 中在线路首端(或变电站母线)接入，或者，分散在线路中段或末端接入

当分布式电源集中在线路首端(或变电站母线)接入时，中压馈线的建设 规模不受影响，与分布式电源接入前一致，因为线路传输的功率没有变化。

当分布式电源分散在线路中段接入时，线路传输的功率减小。在相同负载 率的情形下，单回馈线可接入的负荷变大，线路的利用率得到提高，中压馈线 的需求数量减少。

当分布式电源分散在线路末端接入时，除去分布式电源出力等于或接近线 路负荷的情形，中压馈线的需求数量也减少。

综上可知，当分布式电源分散接入线路中、末端时，中压馈线的需求数量 减少，具体数量由实际负荷和分布式电源出力确定。

关于分布式电源的的接线方式，在传统配电网规划中，电缆网的典型接线 方式有双环式和单环式，架空网的典型接线方式有多分段适度联络、多分段单 联络和辐射式。在不考虑分布式电源接入时，这五种接线方式只要选取得当， 能很好地实现区域供电的安全性、可靠性、经济性和灵活性。考虑分布式电源 接入后，这些接线方式已经不完全适应有源配电网的控制与管理，因为有源配 电网的控制与管理必须以坚强灵活的网络为基础。

对于分布式电源集中接入变电站母线的情形，当相邻的两个(或多个)变 电站供区内，分布式电源均以集中接入变电站母线的方式并网时，馈线潮流与 以往相比无显著变化。此时，接线方式选取仍然参照典型组网原则。

对于分布式电源分散接入中压馈线或配变的情形，当相邻的两个(或多个) 变电站供区内，分布式电源主要以分散接入中压馈线或配变的方式并网时，馈 线潮流相比以往具有显著变化。电缆单环网和双环网、架空多分段单联络本质 上都是“单联络”，任凭联络点位置的变化，其网络拓扑仍然是“线型”，不 是“网状”。只有架空多分段适度联络是“网状”拓扑，满足有源配电网对于 潮流优化的需要。而在电缆双环网基础上衍变而来的“双环回型”接线也能较 好地实现有源配电网的控制与管理。

架空网多分段适度联络如图4所示，分段与联络数量根据用户数量、负荷 分布、分布式电源容量和位置、线路长度等因素确定，一般将线路分为3～4段， 建立2～3个联络。优先采取线路末端联络，根据负荷发展，逐步实现对线路大 分支的联络。该接线方式的优点主要体现在两个方面：正常运行时，根据电压 调整或控制的需要，可灵活调整网络结构；根据网损最小或分布式电源最大消 纳等目标，可在多种网络拓扑中找到最优方案。另外，由于联络较多，线路的 利用率得以提高，两联络和三联络接线模式的负载率可分别达到67％和75％。 故障状态下，任何一段线路发生故障，均可通过操作开关恢复非故障段供电， 且不影响其他线路段的正常供电。

电缆网“双环回型”接线如图9所示，第一母线01、第二母线02、第三母 线03和第四母线04之间的线路上连接有若干分段开关20和联络开关30。环网 室均为双母线不设分段开关，但第一母线01和第二母线02之间通过一段电缆 联络，从而增加运行灵活性，便于主动管理模式下的网络重构。这种接线方式 的主要优点是可靠性高，灵活性好。

分布式电源接入的有源配电网自动化包括终端、通信和主站功能。为了实 现对有源配电网的主动管理，发挥分布式电源接入的优势，尽量避免分布式电 源接入的危害，有源配电网自动化在终端、通信和主站功能上均比传统配电自 动化提出了更多、更高的要求。

在终端建设方面，为满足有源配电网全覆盖式的可观可控需求，除了建设 FTU、DTU、TTU实现对馈线、站所、配变的信息采集和远程控制，还应建设 分布式电源终端。10kV并网分布式电源应配置分布式电源终端，实现“四遥” 功能(遥测、遥信、遥控、遥调)；380V并网光伏点应用现有智能采集终端， 实现“二遥”功能。

分布式电源终端位于主站和分布式电源系统各采集点之间，基本功能是汇 集分布式电源系统中的各个采集点的数据上行传送至主站。同时，主站可向分 布式电源终端下行传送主站控制命令，分布式电源终端将控制命令对10kV进线 开关进行遥控，对逆变器进行遥控及遥调。在“主站—10kV光伏终端分布式电 源终端—采集点”的三层通讯结构中，采集点对主站是不可见的，主站只对光 伏终端分布式电源终端进行交互。

在通信技术方面，基于有源配电网潮流和故障电流的不确定性(大小和方 向)，集中式控制和分布式保护相结合的馈线自动化模式应运而生。本馈线自动 化模式将故障隔离功能下放，由馈线终端单元就地直接处理馈线故障，减少对 控制主站的依赖，提高故障处理的可靠性和快速性。终端之间能利用快速共享 故障信息，保证动作的选择性和可靠性。同时，终端上传信息至主站，由主站 进行恢复非故障断供电。通过分布式快速保护，实现故障定位与隔离；通过主 站集中控制实现非故障区域的恢复供电。

智能分布型终端以EPON组网为基础，实现终端信息交互。终端通过传输 面向通用对象的变电站事件GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event， GOOSE)机制上传信息给相邻的终端，并采用IEEE 1588对时方式实现采样同步， 实现快速可靠的分布式保护通信。

在主站建设方面，有源配电网的核心价值在于对配电网能源进行主动管理， 通过引入分布式电源及其他可控资源(无功补偿、可控负荷、可控开关等)，加 以灵活有效的协调控制技术和管理手段，实现配电网对现存资源的高效利用和 对分布式电源的高度兼容，最大程度地发挥分布式电源的价值。

为了实现对有源配电网的主动管理，在配电自动化主站功能基础上需考虑 建设主动控制功能，采集源、网、荷的实时状态，利用系统的可控资源和分布 式资源，分析计算最优调度运行策略。在上级电网容量允许范围内，对可控的 源网荷资源进行协调控制，使得配电网达到最优运行状态，实现源网荷综合效 益的最大化。

St3.4、增量配售电市场分析过程：

目前的增量配售电市场竞争环境中，现有的除电网企业存量资产外的配电 资产，都视为增量配电业务。围垦区类型中，产业园区(包括产业集聚区、开 发区、特色产业园等)占比最大。产业园区一般具有相当大的地域和用户规模， 且用户类型相对集中，以优质电力用户(如大工业、商业等)为主。同时，围 垦区电网基础比较薄弱，部分区域甚至为空白，为组建独立配售电主体创造了 天然条件。因此，围垦区很有可能成为各类配售电公司重点争夺的市场。

增量配售电市场分析中，政策层面上，市场具有售电主体多元化、配电业 务开放化、电力价格市场化等特点。公司层面上，需要进行竞争对手分析、自 身优势与劣势分析。

制定适应增量配售电市场的应对策略，需要考虑建立电网规划快速响应机 制，例如及时化的规划计划响应、一体化的规划可研设计模式和协同化的电网 规划管理。还需要建立电网建设改造快速响应机制，例如政企联动的电网建设、 主配营协同的电网建设和快速响应的业扩配套工程建设。另外，在建立客户服 务快速响应机制发明，例如可以采取“一站式”业扩报装服务、“管家式”售 后增值服务、多元化便捷式智能互动服务或个性化定制服务。

本领域技术人员应当理解，St3.2、St3.3和St3.4过程可以互换顺序。

St4、过渡方案制定阶段：

根据目标网架和围垦区大小，按照一定规则将围垦区划分为若干网格。围 绕现状问题清单和客户需求清单，充分考虑项目必要性，以现状网架为基础， 以供电网格为边界，制定过渡方案。过渡方案应注重可行性和衔接性，可落地， 能开工，并逐步向目标网架靠近。根据围垦区开发建设程度、现状电网覆盖程 度等现实条件，应采取不同的过渡策略，实现又好又快地建设电网。

St5、项目库形成与优化阶段：

分网格归集整理，形成初步规划项目库；以网格为边界，对同一网格内初 步方案进行整合优化(如解决线路重载问题的方案可能延伸一点线路，便可同 步解决网架问题)，形成正式规划项目库。

St6、项目规划可研设计及项目施工阶段，该阶段待上述规划阶段完成之后 实施具体为项目可研、项目设计和项目施工三个过程。

本发明为了更好地建设围垦区电网，应对分布式电源接入和增量配售电市 场竞争，形成沿海围垦区供电网络建设路线，提出了围垦区供电网络构建方法， 提升了围垦区电网的安全性、可靠性、经济性和适应性。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不 用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想， 还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种围垦区供电网络构建方法，其特征在于，包括：

资料收集与分析阶段：

收集围垦区市政规划、现状地块开发以及电网资料；

通过电网现状分析得出电网现状问题清单；

通过开发建设分析得出围垦区发展阶段以及电网建设阶段；

通过经济社会分析得出基于发展规划的围垦区分类结果；

负荷分析与预测阶段：

利用负荷预测模型及其规范，对不同类型围垦区进行远景预测和近中期预测；所述远景预测的结果用于构建目标网架，所述近中期预测的结果用于制定过渡方案；

目标网架构建阶段：

提出布点需求，确定远景设备规模，形成电力通道规划，选择接线方式，确定设备标准，进行组网。

2.如权利要求1所述的围垦区供电网络构建方法，其特征在于，

所述目标网架构建阶段为：

根据主网规划、负荷预测结果及围垦区定位信息，提出布点需求，进行组网；

根据围垦区远景负荷规模及其空间分布，确定远景设备规模；

根据布点、现状电网、路网以及规划路网，形成电力通道规划；

根据围垦区类型、供电分区等级、供电可靠性及电能质量要求，选择接线方式，进行组网；

根据围垦区地理气象、综合供电可靠性与建设经济性，确定设备标准。

3.如权利要求1所述的围垦区供电网络构建方法，其特征在于，

所述目标网架构建阶段中，

高压配电网供电安全准则为：城镇型、园区型、商贸型和港口型围垦区应满足N-1供电安全准则；农业型围垦区宜满足N-1供电安全准则；

高压配电网组网模式的目标接线要求为：城镇型A类、商贸型围垦区采用链式组网；城镇型B类、园区型、港口型围垦区优先采用链式组网，在上级电源点不足时采用双辐射结构；农业型围垦区采用双辐射结构；

高压配电网组网模式的过渡接线要求为：在围垦区开发初期或电网过渡期，110kV电网根据供电安全准则与目标组网模式，选择合适的过渡电网结构，分阶段逐步建成目标网架，过渡网架留出拓展余地，便于条件许可时向目标组网完善；

高压配电网设备选型的电压等级要求为：远景规划为20kV供电的区域主变电压等级选择110/20kV，其他区域主变电压等级选择110/10kV；容量规模要求为：110kV变电站近期设计为2台主变，最终规模按3台主变规划，10kV供区变电站主变容量选择50MVA，20kV供区变电站主变容量选择80MVA；导线截面要求为：导线选用具备防腐能力的架空线路或电缆线；架空线截面选用300mm²或400mm²，电缆线截面参照该区域架空线的选型截面；

中压配电网供电安全准则为：城镇型、园区型B类、商贸型和港口型围垦区应满足N-1供电安全准则，园区型C类围垦区宜满足N-1供电安全准则；

中压配电网组网模式的目标接线要求为：城镇型、商贸型围垦区优先采用电缆双环式、单环式组网；园区型围垦区优先采用架空多分段适度联络、单联络组网，必要时可采用电缆单环式、双环式组网，对于供电可靠性要求高的企业则采用电缆供电；港口型围垦区宜采用电缆双环式、单环式和架空多分段适度联络组网；农业型围垦区宜采用架空多分段单联络接线，条件不具备时可采用辐射式组网；

中压配电网组网模式的过渡接线要求为：在围垦区开发初期或电网过渡期，电网应根据供电安全准则与目标组网模式，选择合适的过渡网架，分阶段逐步建成目标网架；

中压配电网的架空线路主干线截面采用240mm²或185mm²，分支线截面采用150mm²、120mm²或70mm²；电缆主干线铜芯电缆截面采用400mm²或300mm²，分支线铜芯电缆截面采用185mm²、150mm²或70mm²；中压配电网的配电设备包括开关站、环网柜、环网室、环网箱、配电室、箱式变电站和柱上变压器。

4.如权利要求3所述的围垦区供电网络构建方法，其特征在于，

所述目标网架构建阶段中，高压配电网定量评估变电站投运时间包括如下过程：

过程一：采用成本效益分析法，所述成本效益分析法的分析包括求解初始投资、运维费用、增供电量效益、可靠性提升效益和降损效益；

所述初始投资为电网在建设、改造和调试期间内、正式投入运行前所付出的全部投资成本；利用年值折算系数，将电网初始投资折算成年值，所述初始投资计算公式如下：

式中，Cf(A)为初始投资的年值，Cf(P)为初始投资的现值，n为经济使用寿命，a为折现率；

所述运维费用为年度电网运行中产生的自营材料费、外包材料费和外包检修费；

所述增供电量效益为由于供电能力增加导致的售电量增加值；供电能力为在满足电网安全可靠性供电的前提下电网能够供应的最大负荷；所述供电能力计算方式为：

计算变电站本体的供电能力，公式为：

P_SUT＝C_det+max(12,1/3×C_det) (5.2)

式中，P_SUT为变电站本体的供电能力，C_det为扣除最大的主变容量后的变电容量；

计算变电站进线供电能力，公式为：

P_SUL＝C_del+max(12,1/3×C_del) (5.3)

式中，P_SUL为变电站进线供电能力，C_del为扣除最大的进线容量后的进线容量；

以项目投运第一年为第0年，对运行后的第i年，增供负荷计算公式如为：

式中，ΔPi为第i年的增供负荷，C₀为投运前供电能力，C₁为投运后供电能力；(min(P_i，C₁)-min(P₀，C₀))为第i年增加的安全负荷；(C₁-C₀)/(C₁-min(P₀，C₀))为新增加的供电能力占供电能力总裕度的分摊系数；

增供电量效益年值为：

式中，BQ(A)为增供电量效益的年值，ΔPi为第i年的增供负荷，n为经济使用寿命，a为折现率，T_max为最大负荷利用小时数，kq为增供电量效益系数，表示单位电量的效益，公式为：

式中，Δt为售购电价差，k％₁₁₀为110kV电网的分摊系数；

所述可靠性提升效益用于体现通过缩短供电半径提高中压网的供电可靠性的程度；

第i年可靠性提升效益为：

k_r＝(k_jz+k_dz)×ks (5.8)

式中，B_ri为第i年可靠性提升效益，Q_i为投资后相关电网安全电量，若i小于供电能力释放年份，则取预测值，否则取供电能力对应的电量，

为投产前的线路平均供电半径，

为投产后的线路平均供电半径，k_r为可靠性效益系数，即单位电量供电半径每缩短1公里带来的效益，k_jz为架空线路主干线故障损失系数，k_dz为电缆线路主干线故障损失系数，ks为单位电量停电损失；

可靠性提升效益年值为：

式中，B_r(A)为可靠性提升效益年值，B_ri为第i年相关电网可靠性提升效益年值，a为折现率，n为经济使用年限；

所述降损效益为下级电网由于供电半径降低带来的降损效益；降损效益年值为：

式中，Bs(A)为降损效益年值，P_b为相关电网内中压线路的平均负荷，k_bf为降损效益系数，

为投资前相关电网中压线路的平均供电半径，

为投资后相关电网中压线路的平均供电半径，r为中压线路的电阻率，tg为地区单位电量平均购电单价，τ_max为相关电网最大负荷损耗小时数；

过程二：选定研究对象；

过程三：计算第1座变电站至第N座变电站的投资效益比从而确定各个变电站的最佳投运时间，其中，N为大于1的整数。

5.如权利要求1所述的围垦区供电网络构建方法，其特征在于，

所述目标网架构建阶段中，电力设施布局包括对变电站站址、高压电力廊道、中压电缆通道和环网单元站址的布局。

6.如权利要求1所述的围垦区供电网络构建方法，其特征在于，

所述目标网架构建阶段还对目标网架构配备防风、防雷、防内涝、防腐蚀、防污闪和防灾修复技术。

7.如权利要求1所述的围垦区供电网络构建方法，其特征在于，

所述目标网架构建阶段还对所述目标网架构进行分布式电源接入；

所述分布式电源接入的方式包括单点接入和多点接入；

所述分布式电源接入的最优接入位置及容量根据网损最小的情况进行计算求解；

所述分布式电源接入的电力平衡过程包括：调研分析地区负荷特性和分布式电源出力特性；利用电力平衡公式计算考虑分布式电源出力后的网络容量需求；对分布式电源出力作不确定性分析；综合分析结果，确定主网需求容量或建设规模；

所述分布式电源集中在线路首端或变电站母线接入，或者，分散在线路中段或末端接入；

所述分布式电源接入的有源配电网自动化包括终端、通信和主站功能；所述终端为分布式电源终端，用于汇集分布式电源系统中的各个采集点的数据并上行传送至主站，并接收主站传送的主站控制命令；所述通信的方式采用集中式控制和分布式保护相结合的馈线自动化模式；所述主站具有主动控制功能，用于采集源、网、荷的实时状态，利用系统的可控资源和分布式资源，分析计算最优调度运行策略。

8.如权利要求1-7任一项所述的围垦区供电网络构建方法，其特征在于，

所述目标网架构建阶段之后，还包括过渡方案制定阶段：

根据目标网架和围垦区大小，按照一定规则将围垦区划分为若干网格，以现状网架为基础，以供电网格为边界，制定过渡方案。

9.如权利要求8所述的围垦区供电网络构建方法，其特征在于，

所述过渡方案制定阶段之后，还包括项目库形成与优化阶段：

分网格归集整理，形成初步规划项目库；

以网格为边界，对同一网格内初步方案进行整合优化，形成正式规划项目库。

10.如权利要求9所述的围垦区供电网络构建方法，其特征在于，

所述项目库形成与优化阶段之后，还包括项目规划可研设计及项目施工阶段。

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