縣域供電區配電網規劃設計的方法

李方圓

一、引言

現代化社會建設中，電力是不可忽略的重要能源，在生產、經營等方面的重要性日益凸顯。在此背景下，縣域供電區配電網科學規劃設計成為了重點關注的對象。合理規劃的配電網可以提高電力供應的可靠性，降低電能損耗，促進可再生能源的集成，減少環境影響，提升電網安全性，并實現資源的優化配置。因此，縣域供電區的配電網規劃設計應該綜合考慮多種因素，以滿足不斷增長的電力需求，并在可持續發展的背景下保障電力供應。本文以某縣為研究對象，探討縣域供電區配電網規劃設計的方法。

二、研究對象概述

本文研究的縣域地區位于我國中部，臨近武漢市。雖然地區轄區面積較小，但獨特的地理位置為當地經濟發展提供良好的發展空間。某縣整體呈現丘陵地勢，大體北高南低，縣域內有多條河流經過，屬大別山脈，部分區域存在山區地貌。目前，某縣中南部地區由于地勢平緩，更容易建設和開發，基礎建設強于北部地區。

如何支持該地區經濟發展和社會建設，電力工程是一項重點內容。在多年發展中，某縣基礎設施日益完善，開展多次電網改造工程，且政府等部門為其投入大量資金。目前，研究區域有7座110 千伏公用變電站，11 臺主變，變電容量為491.5 兆伏安。電網采取雙射式和單鏈式結構進行架構。同時，該區域還有12 座35 千伏公用變電站，主變20 臺，變電容量為123.15 兆伏安，該類型電網采取單環網、單鏈式和單射式結構進行架構?，F有電力系統難以滿足日益增長的電力需求，局部地區存在明顯的供電能力不足問題，且容載比區域分布不均衡問題日益突出，導致主變重載現象頻發。該地區的110 千伏容載比為2.08，但中南部的城區、園區110 千伏容載比低于1.8 下限，而較偏遠的鄉鎮110 千伏縣域供電網的容載比最高超過2.5。除此之外，還存在電網結構不合理等問題，如局部地區的電網和主網之間連接薄弱、部分電網結構不完整、供電半徑長等，對當地電力供應的安全性和可靠性造成影響。

三、縣域配電網存在的問題

結合整體來看，研究的縣域地區配電網建設存在以下問題。第一，高壓網架結構不合理，供電能力無法滿足需求。城鎮化進程加快，縣域經濟發展也受到廣泛關注，工業等領域的持續建設進一步增大了配電網負荷，導致縣域配電網傳統架構已經無法滿足需求。目前，110 千伏網架結構多為單回路形式，這種設計方法使得電網結構安全性和可靠性偏低，也容易出現主變容量不足等問題，從而導致在用電高峰時期，很多區域面臨設備過載。第二，供電可靠性差。局部區域電力設備建設時間較早，在多年應用中，出現線路老化問題，且部分線路依據以往標準進行設計，不滿足當前線路標準，無法承載當前的電力需求，更容易導致故障發生，影響供電質量。同時，之前修建的電力網絡自動性較差，而更新改造后也存在局限，很難保證滿足預期需求。第三，配電網損耗率較高。為了滿足現代化社會需求，高耗能變壓器數量逐漸增加，無形中導致部分區域負荷增長加快，電壓質量受到影響。

四、縣域供電區配電網規劃設計方法

（一）配電網規劃設計流程

配電網規劃設計主要整體流程如圖1 所示。

（二）負荷預測實現方法

針對縣域配電網規劃設計時，負荷預測是一項重點內容，也是整體規劃的基本出發點。實現方法包括以下五方面：

1.對負荷增長點進行系統調查。從2013 年開始，研究的縣域地區對各公司負荷增長情況持續開展調查，結合電力企業的相關資料，編制完善的縣域負荷調查報告。

2.鑒于電力工業的特點，著重對需電量預測和負荷預測兩項內容進行分析。結合當地實際情況，需電量預測以部門分析法、自然增長率法和平均增長率法為基礎展開調查。部門分析法是以國民經濟行業劃分為依據的電量需求預測方法，也就是通過行業類型，依次判斷各行業需電量，然后累加得到總體需求，該方法準確率較高。自然增長率法是依托年度大用戶電量需求展開的蓄電量預測方法，通過對該地區用電量較大用戶的線損等電量進行調查，得出總和，再加上其他一般用戶的需電量，便是總體數據。平均增長率法是以歷史數據和國民經濟發展規劃為依據的預測方法，部分行業由于多種原因影響，難以預測產值時，可以以歷史數據等為基礎，確定其年度需電量的平均增長率，最終得出總體結果。

3.預測電力負荷時最常用的方法包括平均增長率法和年最大負荷利用小時數法兩種。其中平均增長率法以歷史數據為基礎，明確需電量和最大負荷增長之間的關系，然后結合未來需電量增長速度，確定未來負荷結構變化，從而科學調整兩者之間的關系，此時便可以得到相應的年度最大負荷。年最大負荷利用小時數法則是按照“年最大負荷=年需電量/年最大負荷利用小時數”這一公式計算所得的方法。

4.變電站數量預測方法。一般情況下，采用公式（1）確定新建變電站的數量。

公式（1）中：P代表規劃區內的負荷需求；k代表容載比；S∑代表現有配電網變電容量；SN代表每座便點亮的標準容量。

5.配電網網架規劃。需要結合規劃地區負荷大小、變電站設計方案、計算的容量信息等，以及參考研究的縣域區域已有的線路，遵循安全、科學原則進行規劃。

（三）規劃設計方法

為了便于分析，本文將研究的縣域劃分為南部區域和北部區域兩部分，以此為基礎，詳細闡述規劃設計方案。

1.配電網規劃目標

基于研究區域現狀和未來發展趨勢，配電網建筑主要規劃效果是提升供電可靠性、綜合電壓合理率，以及確保110 千伏及以下綜合線損率等指標符合要求。

研究的縣域地區未來七年發展目標如表1所示。

表1 ××縣配電網未來七年主要發展目標

與此同時，隨著當地工業發展和城鎮化進程加快，針對當地農村區域電網供電半徑大、部分地區電力系統建設不完善等問題，提出針對性方案，全方面保證客戶生產生活用電需求。另外，加快當地智能電網建設，以現代化技術為基礎，確保綜合性供電系統建設實現全覆蓋，全面提升客戶滿意度。

2.網架發展目標

為了實現配電網規劃目標，預計圍繞規劃目標，在當地建設110 千伏變電站等內容。當地網架發展目標如表2 所示。

表2 ××縣網架發展目標

3.供電能力目標

結合當地具體情況，對農村電網改進是重點項目，研究的縣域地區在未來七年內供電能力目標如表3 所示。

表3 ××縣供電能力目標

4.用電負荷預測

采取自然增長率方法對用電負荷進行預測。該預測方法如公式（2）所示。

公式（2）中：A、An分別代表規劃區基礎年電量和規劃區第n年電量；代表年均增長率；n代表年份。

通過該方法對區域未來幾年內用電負荷情況進行預測，從中可以具體數值。

（四）整體方案闡述

圍繞上文幾個主要目標進行分析，整體規劃設計方案如下：到2030 年，該地區全縣最大用電負荷將達到380 兆瓦，其中南部地區用電負荷為271 兆瓦，北部地區用電負荷為109 兆瓦。對于110 千伏網供負荷而言，應按照網供負荷公式“110 千伏網供負荷=全社會用電負荷-廠用電-220 千伏及以上電網直供負荷-110 千伏電網直供負荷-220 千伏直降10 千伏負荷-35 千伏及以下網切參與電力平衡發電負荷”進行計算，對于10 千伏網供電負荷需要按照“10 千伏網供負荷=10 千伏總負荷-10 千伏專線用電負荷-接入公用電網的400伏電源”公式進行計算。最終發現，研究的縣域在2030 年應確保110 千伏網供負荷達到352 兆瓦，其中南部地區為246 兆瓦，北部地區為106 兆瓦；10 千伏網供負荷應達到368 兆瓦。圍繞上述內容，需要增設110 千伏變電站，到2030 年之前，需要達到110 千伏變電站增設7座等目標，其配套的10 千伏出線增量應不低于34 條。

五、縣域供電區配電網科學規劃設計的優勢

縣域供電區配電網科學規劃設計具有多重優勢：第一，能夠充分考慮實際電力負荷的需求，確保電力供應的可靠性，減少停電和電壓不穩定的發生。第二，可以確保各種能源來源的最佳利用，包括可再生能源和傳統能源，以提高能源利用效率。第三，可以靈活擴展和升級電力設施，以滿足不斷增長的電力需求。第四，通過科學規劃，可以減少電力系統的能源浪費，減少溫室氣體排放，有助于環境保護和應對氣候變化。第五，科學規劃充分考慮了電力項目的經濟性，包括成本效益分析和長期運營成本的評估，以確保資源的有效利用。

六、結語

縣域供電區配電網規劃設計是一個復雜而關鍵的工程，直接影響到電力供應的質量。通過科學合理的規劃，可以提高電力供應的可靠性，減少能源浪費，減輕環境負擔，并為縣域經濟社會的可持續發展提供有力支持。希望本文可以為我國縣域地區配電網規劃設計提供有益參考。