配网系统

配电网的发展,在今后将会越来越重要。目前的国网的投资预算也反映了这点,这是符合潮流的,欧美的电力基本都是在搞配网,这方面我国确实差些。所以这块知识要恶补,故作总结。

配网系统概述

定义

配电网 :在电力网中主要起分配电能作用的网络就称为配电网。

配电网按电压等级来分类,可分为高压配电网(35—110KV),中压配电网(6—20KV),低压配电网(220/380V);根据配电线路的不同,分为架空配电网、电缆配电网、以及架空电缆混合配电网。

配网的一些设备就不一一介绍了,比较琐碎。配网接线方式(目标网架分析)会单开总结,这里也不介绍了。

配电网的特点

  • 开环运行。这是由配电网建设的性价比决定的
  • 配电网的故障和异常处理是配电网运行的首要工作
  • 保证配电网运行经济性是配电网运行的重要工作
  • 配电网运行中存在大量的谐波源、三相电压不平衡和电压闪变等问题

配电网接地

我国中低压电网一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地的小电流接地方式。

这种运行方式具有供电可靠性高的优点:小电流接地系统发生单相接地故障时,不形成短路回路,没有量值很大的短路电流,且三相线间电压依然为对称电压,不影响负载的正常工作,可以继续运行一段时间。

但是在发生单相接地故障后,非接地相对地的电压会升高,而且断续性电弧接地时还会产生弧光过电压,长期运行可能会损坏其绝缘,引发严重的相间故障。所以,当系统出现单相接地故障后,应该立即设法排除故障,找出故障线路和故障点,选线困难是此接地方式的一个缺陷。

配电网诊断分析

推荐的分析方法如下图所示。

传统分析方法(红框)作为配电网分析的基本手段,但不作为问题诊断的主要手段。给出配电网现状基本情况表,给出高损配变、残旧线路、残旧开关和复杂接线列表。

  • 缺供负荷计算:
    按照供电安全标准,计算供电能力、缺供负荷和供电裕度,累加形成系统供电裕度和系统缺供负荷。
  • 差服务用户计算:

法国ERDF定义:电压低于额定电压10%;持续性停电大于6次;短时停电大于35次

ERDF还规定电压低于额定电压10%的用户占比大于3%,持续性停电大于6次或短时停电大于35次的用户占比大于5%的线路需要投资提高供电服务质量。

差服务用户计算以馈线为单元。

比如湖北电网和浙江电网的对比分析。

配电网供电可靠性

各国配电网可靠性介绍

日本配电网

供电可靠性指标居世界领先地位;可靠性管理指标宏观、微观结合;强调可靠性技术的系统闭环应用。

日本减少故障停电频率和时间的规范措施:

  • 法国配电网

配电系统按中压和低压网分别统计计算故障停电、工程停电和输电系统停电造成的用户平均停电时间,故障率,电量不足,损坏设备和故障原因分布等。

对停电损失采取一定的惩罚措施。

我国配电网可靠性

  • 大多网架结构薄弱:10kV配网不少线路存在线路长、供电面广、"T"接多的特点
    ;特别是农网线路,线路接线也基本上是单电源树状结构,而且线路开关数量少,线路保护设备简陋
  • 设备老化严重,事故频发:老旧设备众多,用户供电中断有80%是配网故障造成的
  • 损耗严重:据不完全统计,70%的损耗来自配电网
  • 可靠性管理水平还有很大的提升空间:与发达国家供电可靠性水平还有较大差距

智能配电网

应该说,智能电网的“新意”主要体现在配电网上(欧洲这块较为领先)。

  • 可再生能源发电(分布式电源)主要在配电网接入。
  • 支持需求侧响应,实现与用户互动,创新用户服务的着眼点在配电网。

智能配电网特征-可靠

  • 最大可能地减少瞬时供电中断
  • 具备自愈功能实时检测故障设备并进行纠正性操作,最大程度地减少电网故障对用户的影响。
  • 主要技术措施:

环网供电、电缆化、不停电作业;采用小电流接地,自动补偿接地电流,提高熄弧率;配电自动化、快速自愈、无缝自愈;应用分布式电源微网,在大电网停电时维持重要用户供电。

智能配电网特征-优质

  • 供电电压合格率超过99%
  • 最大程度地减少电压骤降
  • 主要技术措施:电压、无功优化控制;配电自动化;柔性配电设备/DFACTS/定制电力。

智能配电网特征-高效

  • 提高供电设备平均载荷率,不低于50%
  • 减低线损率,不超过4%
  • 主要技术措施:配电自动化:减少变电站备用容量;动态增容;实时电价、需求侧管理、需求侧响应。

智能配电网特征-兼容

  • 支持分布式电源的大量接入,即插即用
  • 主要技术措施:配电自动化:有源网络技术;分布式电源保护控制技术;虚拟发电厂技术:分布式电源集中调度。

智能配电网特征-互动

  • 用电信息互动:实现用电信息在供电企业与用户间即时交换,创新用户服务
  • 能量互动:支持实时(动态)电价;支持用户自备DER并网
  • 主要技术措施:高级量测体系,需求侧响应(DR)。

目录
1.
配网系统概述
2.
配电网诊断分析
3.
配电网供电可靠性
4.
智能配电网
讨论