网络结构规划

4.3.5　网络结构规划

1．网络规划

有了对上述高压网络接线模式的了解和分析，就可以对规划区进行高压网架方案规划，规划过程可以概述如下:

(1)目标年高压网架规划。

根据目标年高压变电站的规划结果和高压网络接线模式的分析，对规划区不同区域的具体情况进行具体分析，在保证供电可靠性的前提下，根据实际建设的可行性，不同区域采用与之相适应的接线模式，得到目标年高压输电和配电网架规划方案。

算例4-3:某规划区目标年高压网架规划

该算例主要是为了说明220kV高压网规划方案、中心城区110kV高压网架以及非中心城区高压网架是如何结合地区情况选择接线模式形成最终的高压网架方案。

某规划区220kV高压网规划方案见图4-3。该地区主要由500kV站点作为电网主要电源点，220kV变电站为地区电网的电源支撑，考虑该地区电压等级的定位，该地区220kV高压网架沿城市外围形成环网供电，500kV的穗西站及其220kV的配套线路投产将进一步优化电网结构，西侧长链供电接线结构将得到解决，同时穗西站与广南站和狮洋站均建立一定联络通道，南部电网供电能力得到大幅提升。凫洲站的投产将形成狮洋－凫洲－珠江电厂－鱼飞双回闭式环网接线，同时该环网通过乌洲－珠江电厂线路与广南片网保持联络，局部网架结构进一步加强，保证了电网的供电安全、可靠，运行灵活。

下面举例说明某地区中心市区的110kV高压网规划方案如何结合地区情况选择接线模式形成最终的高压网架方案，某地区规划方案见图4-4。

该地区中心市区外网已形成6个220kV站点的布局，而且220kV站点位置比较合理，便于形成不同220kV站间的110kV接线方案，同时考虑中心城区作为该地区的核心，其发展速度和用地紧张情况，110kV变电站供电范围相对较小，变电站之间距离短，10kV配电网更容易形成站间联络，可以通过10kV网络对110kV变电站的供电起到一定的支撑作用，110kV电网接线方式优先选用了T接方式，以减少线路走廊占用，简化110kV变电站的高压侧主接线结构，减少变电站占地面积，同时鉴于中心市区的重要性，保证了电网的供电安全、可靠，采用了不同电源侧的双T或3T接线。

鉴于中心市区负荷水平较高，220kV变电站布点多，布局合理，容易形成统一典型的110kV电网网架。下面再举一个算例说明非中心市区的110kV高压网规划方案如何结合地区情况选择接线模式形成最终的高压网架方案，该地区规划方案见图4-5。

该区域外网所形成的220kV站点集中在中南部，在东北部缺少220kV变电站布点，不容易形成不同220kV站间的110kV接线方案，故目标年在北部新建一座220kV变电站，形成110kV电网单链或不完全双链的接线方式，灵活性较好，可靠性相对较高。

图4-3　某城市南部220kV目标年高压网架

(2)中间年高压网架规划

根据中间年各级变电站建设的过程，结合高压网现状及目标年高压网络结构，逐步建设中间年的高压网络，并向目标年过渡。在规划中间年高压网络的时候，做到既可满足中间年负荷发展的需求，又可解决上阶段高压网络存在的问题，并尽量减少重复建设和浪费。

算例4-4:某规划区中间年高压网架规划

该地区目标年与中间年有5年的差距，负荷发展和网架变化较小，通过图4-6与图4-3比较可以发现，该地区的220kV目标年新增变电站主要通过在已有的双环结构中插入变电站来实现的。

对于中心市区的110kV电网过渡可以考虑根据双T接线的特点，中间年实现不同220 kV变电站间的双回供电线路，110kV变电站随着发展可逐渐双T接入供电线路;3T接线方式可以通过中间年双T接线过渡到3T接线。

2．高压网络综合分析

各阶段的高压网络规划方案确定后，通过对其进行综合分析比较，不断进行修正，最终可以确定各阶段的最优高压网络规划方案。

高压网络的综合分析主要是指技术分析和经济分析两方面。高压网络的规划一般要求在保证满足技术指标的基础上尽量降低投资，从而保证电网规划结果的经济性。

图4-4　某地区中心市区110kV目标年高压网架

(1)高压网络技术分析。

高压网络的技术分析即为电气分析，主要是根据高压网络的接线模式、运行方式及其中的高压变电站所带负荷大小，利用软件对高压网络进行潮流计算和短路计算。根据潮流(直流潮流、交流潮流)和短路计算结果分析线路负载率、节点末端电压水平、系统网损、短路电流等技术指标，不断修正高压网络规划方案。

各种技术指标具体要求可以总结如下:

①线路负载率。

线路负载率是通过对系统进行直流潮流计算得到。

两座变电站之间的线路数一般在1回至4回之间，线路数目的不同，为满足线路的“N －1”供电要求，每回线路允许的负载率也就不同。

若是某些线路负载率不能满足要求，可以通过改变相应部分网络的运行方式进行调整。

②节点末端电压水平。

节点末端电压值是通过对系统进行交流潮流计算得到的。

根据导则要求，为保证各类用户受电端的电压质量，容许电压波动的范围如下:

220kV:－3%～+7%

110kV、35kV:－3%～+7%

系统软件中计算出来的各节点末端电压均为标幺值，根据导则规定要求，最低电压标幺值为0.97，最高标幺值为1.05(平衡节点电压一般设为1.05，因此高压网络中其他节点的电压标幺值不能超过1.05)。

各节点末端电压若不满足上述范围值，则可以通过调节变压器分接头位置或节点的功率因数两种方法进行调整。

图4-5　某地区县级区域110kV目标年高压网架

③系统网损。

系统网损包括各级变压器损耗和各级线路上的损耗。

系统网损率=有功损耗总和/有功负荷总量。有功损耗总和、有功负荷总量均可以通过对系统进行交流潮流计算的结果得到。

④短路电流。

为取得合理的经济效益，电网各电压等级的短路电流应该从网络的设计、电压等级、主接线、变压器的容量、阻抗的选择、运行方式等方面进行综合控制，使各级电压断路器的开断电流与设备的动热稳定电流得到配合。

⑤“N－1”校验。

考虑到规划区供电的可靠性，还要对高压网络规划方案进行“N－1”校验。“N－1”校验分线路停运和220kV变压器停运两类。线路停运是指断开110kV或35kV任意一回线路后，进行转电操作，对失电负荷恢复供电，再进行潮流计算，如果没有过流支路，并且各节点电压满足导则规定的要求，则说明满足线路“N－1”供电要求。220kV变压器停运是指任一220kV变电站2台或3台主变中的一台停运，进行适当的倒闸操作(一般由该220kV变电站内其他主变带停运主变的负荷)，对所有失电负荷供电，再进行潮流计算，如果所有线路都不过负荷，且相应站内的另一台变压器负荷在容许的短时过负荷范围内，则满足220 kV变压器“N－1”要求。

图4-6　某城市南部220kV高压网架过渡方案

(a)现状年　(b)中间年

图4-7　某地区中心市区110kV中间年高压网架过渡方案

(a)现状年　(b)中间年

在进行高压网“N－1”校验时，主要考虑通过高压侧转带故障负荷，在实际操作时，还可以通过变电站之间相联络的10kV线路进行负荷转带，尽量使负荷平均转带给多个变电站，从而避免由于所有故障负荷全部由一个变电站转带而造成的主变负载率过高和部分节点电压偏低的情况。

(2)高压网络经济分析。

高压网络的经济分析主要是对规划区的高压网络投资进行估算，其中包括高压变电站和高压线路的投资估算。通常高压网络规划方案并不单一，不同的高压网络规划方案所需的经济投资有所不同，在选择和修正高压网络规划方案时首先要保证供电的可靠性，在此基础上需要考虑的是降低高压网络投资，保证得到的高压网络规划方案具有合理、最优的技术经济性。