縣域配電網(wǎng)供電能力分析研究

1、陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 縣域配電網(wǎng)供電能力分析研究縣域配電網(wǎng)供電能力分析研究 xxx （陜西理工學院 電氣工程學院 電氣工程及其自動化專業(yè) 電氣 084 班 陜西 漢中 723003） 指導教師：xxx 摘要摘要 隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力負荷的增長速度也明顯加快，同時電力用戶對配電網(wǎng)的供電能力提出 了更高的要求。本課題介紹了容載比法、最大負荷倍數(shù)法、試探法、圖論法、目標規(guī)劃法、模糊評估法等方法 的概念、特點及不同，通過對縣域配電網(wǎng)目前運行狀態(tài)的深入了解，以及對容載比法、電壓合格率、負載率、 線損率、 “n-1”校驗率等歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析，采用了容載比法對配電網(wǎng)的供電能力進行了詳細的研究，

2、 以此來查找配電網(wǎng)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，最后給出了配電網(wǎng)近、遠期規(guī)劃建設(shè)、建議，對今后提升整個城市配電 網(wǎng)的供電能力和供電可靠性有一定的借鑒意義。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字 供電能力；容載比法；影響因素；研究 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 i research of supply capability evaluation of county distribution network xxx (grade08,class4,major engineering analogy method; influence factors; research 目錄 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 ii 1 1 概述概述.1 1.1 研究背景

3、 .1 1.2 國、內(nèi)外發(fā)展趨勢 .1 1.3 研究的意義 .2 2 配電網(wǎng)供電能力的研究方法.4 2.1 主要的研究方法 .4 2.2 幾種主要研究方法的特點 .5 2.3 其他研究方法 .6 2.4 各種研究方法的比較 .7 3 配電網(wǎng)供電能力的影響因素.8 3.1 容載比對配電網(wǎng)的供電能力的影響 .8 3.2 線損率對配電網(wǎng)的供電能力的影響 .8 3.3 電壓合格率對配電網(wǎng)的供電能力的影響 .8 3.4 負載率對配電網(wǎng)的供電能力的影響 .9 3.5“n-1”校驗合格率對配電網(wǎng)的供電能力的影響.9 4 容載比的分析方法的研究.10 4.1 容載比簡介 .10 4.2 容載比的概念 .10

4、4.3 容載比的特點 .10 4.4 農(nóng)網(wǎng)容載比的取值 .10 4.5 容載比的研究現(xiàn)狀 .11 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 iii 5 容載比法在縣域配電網(wǎng)供電能力分析中的應用.12 5.1 縣城 10kv 配電網(wǎng)現(xiàn)狀 .12 5.1.1 10kv 干線現(xiàn)狀.12 5.1.2 10kv 支線現(xiàn)狀.12 5.1.3 縣城 10kv 電網(wǎng)運行方式.12 5. 2 縣城 6 條 10kv 干線供電能力分析.13 5. 3 縣城 10kv 主要支線供電能力分析.17 5.4 規(guī)劃建議 .18 5.4.1 近期規(guī)劃建議.18 5.4.2 遠期規(guī)劃建議 .18 6 供電能力模糊評估的原理和方法.19 6.1

5、模糊理論簡介 .19 6.2 模糊概率的概念 .19 6.3 供電能力模糊評估的方法 .19 6.4 評估因素的模糊處理 .20 7 供電能力最大負荷倍數(shù)法的原理和方法.22 7.1 最大負荷倍數(shù)法的原理 .22 7.2 最大負荷倍數(shù)法的概念及其模型 .23 7.3 最大負荷倍數(shù)法潮流計算的方法比較 .23 7.4 回路電流法流程 .24 8 總結(jié)與展望.26 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 iv 8.1 總結(jié) .26 8.2 展望 .26 結(jié)束語.27 致謝.28 參考文獻.29 附錄.30 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 0 頁 共 35 頁 1 概述 1.1 研究背景研究背景 配電網(wǎng)在電網(wǎng)中起到分配電能

6、的作用，是電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、配電中的最后一個環(huán)節(jié)，配 電系統(tǒng)主要由饋線、變壓器、斷路器、分段開關(guān)以及繼電保護、自動化儀表等設(shè)備構(gòu)成。對于配電 網(wǎng)供電能力的評價，一般包括對配電網(wǎng)的物理現(xiàn)狀、運行現(xiàn)狀和負荷發(fā)展進行評價。當前的中國， 電力負荷迅速增長， 隨著我國城市建設(shè)不斷發(fā)展，城市用電負荷日益增長，人們對電能質(zhì)量和供 電可靠性的要求越來越高，電力用戶對配電網(wǎng)的供電能力提出了更高的要求。同時城市配電網(wǎng)供電 能力的評估對準確評價現(xiàn)狀，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)供電的安全性和可靠性，提高企業(yè)的經(jīng)濟效 益和社會效益具有很大的現(xiàn)實意義。目前全國縣級行政區(qū)劃有2861個，縣域經(jīng)濟面積占國土面積的 94%以上

7、，人口占全國總?cè)丝诘?3%以上，gdp占全國gdp的52%以上。 由于過去我國電網(wǎng)的建設(shè)滯后，配電網(wǎng)在供電能力這個方面存在著不少問題與隱患：配電網(wǎng)建 設(shè)和發(fā)展滯后于發(fā)輸電系統(tǒng)以及城市的發(fā)展；網(wǎng)架薄弱，供電結(jié)構(gòu)不合理，有些地方存在“有電送 不出”的現(xiàn)象；供電可靠性差，損耗高。針對這些棘手的問題，我國已經(jīng)逐漸加大投資來建設(shè)和改 造配電網(wǎng)，但資金的投入只有在科學合理地指導下才能產(chǎn)生期望的效果，其中，對配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè) 前后的供電能力評價是一個重要方面。 西鄉(xiāng)自古有“秦嶺南麓小江南”美譽，山川秀美，氣候宜人，土地肥沃，物產(chǎn)豐富，文化昌明， 被聯(lián)合國科教文衛(wèi)組織譽為“最適合人類居住的地方之一”,是全國商品

8、糧基地縣，茶葉基地縣、 高優(yōu)高農(nóng)業(yè)示范縣、牧草綜合開發(fā)示范縣、瘦肉豬基地和烤煙生產(chǎn)基地縣。隨著西鄉(xiāng)縣城“十二五” 的快速發(fā)展，縣委、縣政府以構(gòu)建和諧茶鄉(xiāng)為目標，積極推進“農(nóng)業(yè)穩(wěn)縣、工業(yè)強縣、資源富縣、 旅游活縣、開放興縣”戰(zhàn)略，由于城鎮(zhèn)化建設(shè)速度的不斷加快，縣城規(guī)模的迅速擴大，城市功能的 日臻完善，城市品位的不斷提升。這些都對縣城的電網(wǎng)供電能力、供電可靠性、供電持續(xù)性提出了 更高、更嚴的要求，現(xiàn)有的配電網(wǎng)系統(tǒng)隨著負荷的增長，已經(jīng)無法滿足城鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展的需要，主要 存在以下幾個問題：1.供電電源形式單一，供電質(zhì)量較差，隨著負荷的增加配電網(wǎng)的供電能力不足， 電網(wǎng)安全運行存在一定隱患；2.電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)

9、構(gòu)不合理，供電能力不足，電能質(zhì)量較差，電網(wǎng)整體 運行水平不高；3.配電網(wǎng)自動化程度不高，設(shè)備陳舊，服務(wù)質(zhì)量和用電管理水平跟不上電力時代發(fā) 展的需要。因此，對現(xiàn)有縣城區(qū)域電網(wǎng)的供電能力進行評估就成為亟待解決的社會問題。本文基于 西鄉(xiāng)縣的歷史數(shù)據(jù)采用容載比法和模糊評估法對其配電網(wǎng)供電能力進行分析研究。進行它不僅可以 發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，而且也為今后電網(wǎng)的規(guī)劃提供了理論指導。 1.2 國、內(nèi)外發(fā)展趨勢國、內(nèi)外發(fā)展趨勢 國內(nèi)外科技工作者在對配電網(wǎng)供電能力的研究過程中，有的是通過分析配電網(wǎng)線路和變電站負 荷情況以及系統(tǒng)和用戶的用電情況，進行統(tǒng)計、分析和計算后，得出相應的指標來評估配電網(wǎng)各個 方面的供

10、電情況，提出改進措施和建議；也有的是根據(jù)影響配電網(wǎng)供電能力的各項指標，按照其重 要性建立相應的隸屬度和權(quán)重，通過模糊理論綜合評估配電網(wǎng)的供電能力。 國外科技工作者在對配電網(wǎng)供電能力的研究過程中，根據(jù)自己的現(xiàn)狀：國外電網(wǎng)由于發(fā)展時間 較長，而且區(qū)域面積相對不大，基礎(chǔ)設(shè)施比較完備。因此各個國家的發(fā)展的重點有所側(cè)重，美國在 全國范圍內(nèi)存在多個交流輸電網(wǎng)，人員年齡老化，事故較為頻繁，需要防止大停電。因此改造基礎(chǔ) 電網(wǎng)設(shè)施，提升電網(wǎng)自動化水平，提高電網(wǎng)運行的安全可靠性、降低電網(wǎng)損耗是目前電網(wǎng)發(fā)展的重 點。在電網(wǎng)建設(shè)中更加關(guān)注電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的升級更新，以提高電網(wǎng)運行水平和供電可靠性，有 效接入可再生能源

11、，同時最大限度地利用信息技術(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)智能對人工的替代。 國內(nèi)由于電網(wǎng)發(fā)展的區(qū)域不均衡，電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展滯后于經(jīng)濟的快速增長，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，電網(wǎng) 改造力度不大，電網(wǎng)運行經(jīng)濟性較差，全國統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度自動化水平不高，在一定程度上存在用戶 斷電或限電的情況。目前各個區(qū)域電網(wǎng)關(guān)注較多的是供電可靠性、供電連續(xù)性及智能電網(wǎng)的建設(shè)， 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 共 35 頁 區(qū)域型電網(wǎng)供電能力的評估只限于部分供電企業(yè)和部分地區(qū)，在供電能力評估中它們更多的是研究 降壓變電站的供電能力、配電網(wǎng)最大供電能力計算方法、供電能力某種因素的模型研究、配電網(wǎng)供 電能力評估體系計算機程序的實現(xiàn)等，很少有把縣城供電能力評估

12、體系作為一個影響因素較多、因 素相互制約的綜合復雜系統(tǒng)來對待，現(xiàn)有的配電網(wǎng)評估體系考慮的評估因素較少，其評估結(jié)果不能 完整、準確的反應城市配電網(wǎng)實際的供電能力，對今后配電網(wǎng)的改造、重構(gòu)、再建不能起到真正的 指導作用。 對于配電網(wǎng)最大供電能力的計算方法問題，已有不少研究者提出采用線性規(guī)劃法、內(nèi)點法、嘗 試法和最大負荷倍數(shù)法等進行計算。但在這些方法中，有的用于配電網(wǎng)時誤差較大，如線性規(guī)劃法； 有的雖然計算結(jié)果準確性較高，但過程復雜，計算時間過長，如內(nèi)點法；有的方法的計算結(jié)果的準 確性沒有辦法保證，如嘗試法；有的方法的計算速度雖較快，但準確性欠缺，如最大負荷倍數(shù)法。 因此，還需要針對配電網(wǎng)特點，提出

13、既能夠保證計算快速性，又能夠保證結(jié)果準確性的配電網(wǎng)最大 供電能力計算方法。 因此，考慮縣域配電網(wǎng)的眾多影響因素，對縣域配電網(wǎng)的綜合供電能力評估體系研究就成為亟 待解決的現(xiàn)實問題。在進行供電能力分析之前，需要收集大量有關(guān)的歷史數(shù)據(jù)，并對這些信息加以 分析，完全依靠工作者的經(jīng)驗規(guī)劃不僅會造成大量的時間和人力資源的浪費，而且傳統(tǒng)的規(guī)劃方法 已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化建設(shè)的要求。因此計算機技術(shù)的應用既是我國現(xiàn)代電網(wǎng)建設(shè)當前的迫切需要， 也是今后長期發(fā)展必要的科學手段。目前國內(nèi)外的一些電力部門和軟件公司已經(jīng)共同開發(fā)研制出了 一些電網(wǎng)規(guī)劃軟件，為計算機技術(shù)的應用積累了寶貴的經(jīng)驗。近幾十年來，對電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化方法的

14、研究已取得了很大的進展，國內(nèi)外有很多文獻報道了各種優(yōu)化方法在規(guī)劃工作中的應用，這些方法 大致可分為啟發(fā)優(yōu)化方法、傳統(tǒng)數(shù)學優(yōu)化方法和智能優(yōu)化算法等。多目標電網(wǎng)規(guī)劃是將電網(wǎng)規(guī)劃的 經(jīng)濟型和可靠性有機的結(jié)合，使優(yōu)化方案的綜合效益達到最佳，適應了現(xiàn)代電網(wǎng)規(guī)劃的實際需要。 不確定性條件下的規(guī)劃已在電力系統(tǒng)各領(lǐng)域的研究取得了一定的進展。隨著時間的推移和計算機技 術(shù)的更新?lián)Q代，優(yōu)化問題的主要矛盾不在于運行速度而在于建立問題的數(shù)學模型和求解算法，不確 定規(guī)劃理論的建立和發(fā)展正是當前這一方面的國際研究潮流的具體體現(xiàn)。目前，不確定性條件下輸 電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃還未有深入的研究，這也是一個非常值得研究的課題。 1.3 研

15、究的意義研究的意義 改革開放之后，我國國民經(jīng)濟進入了快速發(fā)展時期，電力負荷持續(xù)增長，社會對于電力系統(tǒng)供 電能力的要求更是與日俱增，尤其是配電網(wǎng)供電能力。配電網(wǎng)供電能力指的是配電網(wǎng)將經(jīng)輸電網(wǎng)傳 輸過來的電能安全、可靠、經(jīng)濟地輸送到用戶的能力，是衡量配電網(wǎng)合理性的重要標準，其重要性 具體體現(xiàn)在以下三個方面：1）配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中聯(lián)系電源與用戶的最后一個環(huán)節(jié)，直接與用戶 相聯(lián)，一旦配電網(wǎng)出現(xiàn)了故障，用戶的供電就會受到影響，所以配電網(wǎng)供電能力是整個電力系統(tǒng)供 電能力安全性的直接體現(xiàn)；2）配電網(wǎng)的節(jié)點數(shù)量非常大，且大多數(shù)采用輻射型結(jié)構(gòu)，使得配電網(wǎng) 發(fā)生故障的概率要遠大于電力系統(tǒng)的其他部分，根據(jù)不完全統(tǒng)計

16、，用戶停電故障的80%以上是由配 電網(wǎng)的故障所引起的，配電網(wǎng)供電能力直接影響著電力用戶用電的可靠性；3）配電網(wǎng)擁有數(shù)量巨 大的電力設(shè)備，它的費用占到整個電力供電系統(tǒng)投資的60%及運行成本的20%，因此配電網(wǎng)的建設(shè)、 改造以及運行的經(jīng)濟性直觀反映了配電網(wǎng)供電能力的經(jīng)濟性，直接影響著整個供電系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。 近年來，國家十分重視“三農(nóng)”工作，縣域經(jīng)濟的發(fā)展對電能的需求越來越大，國家每年都要 投入大量的資金來加強電力建設(shè)，以保證用戶需求，對這些投資若能節(jié)約一個較小的百分數(shù)，其絕 對值就相當可觀,而電力系統(tǒng)是一個有機的整體，因此，做好縣域配電網(wǎng)供電能力分析研究，確保 縣域電網(wǎng)科學有序地發(fā)展，滿足農(nóng)村經(jīng)

17、濟和社會發(fā)展要求，無論從經(jīng)濟上還是技術(shù)上都具有十分重 要的意義。 本課題組通過參考國、內(nèi)外部分地區(qū)配電網(wǎng)供電能力評估體系建設(shè)的先進實踐經(jīng)驗，對西鄉(xiāng)縣 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 共 35 頁 供電分公司管轄的縣城區(qū)域配電網(wǎng)進行診斷、評估，對面臨的關(guān)鍵問題進行梳理和分析，提出科學 的縣域配電網(wǎng)供電能力評估體系，合理、可行的完成對西鄉(xiāng)城區(qū)現(xiàn)有配電網(wǎng)的評估和分析。通過評 估的結(jié)論查找配電網(wǎng)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，這樣不僅可以積極消除制約配電網(wǎng)供電能力的瓶頸，不斷 提高設(shè)備利用率和配電網(wǎng)絡(luò)供電能力，不斷適應負荷的迅速增長，努力改善電網(wǎng)電能質(zhì)量，也為今 后配電網(wǎng)的近、遠期規(guī)劃建設(shè)提供科學決策依據(jù)，而且可

18、以通過此項工程不斷優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的業(yè) 務(wù)運營模式，更新管理理念，在不斷提高縣域電網(wǎng)供電可靠性、連續(xù)性的同時不斷提高整個城市電 網(wǎng)的供電能力，采取積極、穩(wěn)健的措施深入挖掘城市電網(wǎng)的供電能力，滿足人民生活日益增長的用 電要求。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 共 35 頁 2 配電網(wǎng)供電能力的研究方法 隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力負荷的增長也明顯加快，電力用戶對配電網(wǎng)的供電能力提出 了更高的要求。配電網(wǎng)供電能力是評價配電網(wǎng)輸送電能能力的重要標準，對于電網(wǎng)規(guī)劃的決策以及 電網(wǎng)運行的安全性與經(jīng)濟性有著重要影響。同時城市配電網(wǎng)供電能力的評估對準確評價現(xiàn)狀，優(yōu)化 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)供電的安全性和可靠性，

19、提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益具有很大的現(xiàn)實意義。 本課題通過對縣域配電網(wǎng)目前運行狀態(tài)的深入了解，研究制約縣域配電網(wǎng)供電能力的因素，分別對 容載比法、電壓合格率、負載率、線損率、 “n-1”合格率等歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析，計算出不同評估 因素的量化結(jié)論，最后結(jié)合專家經(jīng)驗給出的權(quán)值，對整個配電網(wǎng)的供電能力給出量化結(jié)論，并利用 評估結(jié)果給出今后電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)建議。 目前，國內(nèi)在供電能力的評價方法和評價指標方面所做工作不多，主要采取了三種思路對供電 能力進行評價：一是評價城市電網(wǎng)供電能力的常用方法，包括容載比法、嘗試法、最大最小負荷倍 數(shù)法和網(wǎng)絡(luò)最大流法以及采用基于直流潮流的線性規(guī)劃模型和基于交流潮流的模

20、型來求解城市電網(wǎng) 最大供電能力指標；二是通過選取影響電網(wǎng)供電能力的主要影響因素，引入模糊評估算法，對城網(wǎng) 供電能力的各項指標和整體進行模糊評估；三是以主變互聯(lián)關(guān)系為基礎(chǔ)進行電網(wǎng)供電能力計算。本 文主要要求掌握配電網(wǎng)供電能力的三種研究方法容載比法、最大負荷倍數(shù)法和模糊評估法，主 要從這三個方面深入研究配電網(wǎng)供電能力。 2.1 主要的研究方法主要的研究方法 (1)容載比法：容載比就是變電容量與最高負荷之比，指城市電網(wǎng)變電容量（kva）在滿足供電 可靠性基礎(chǔ)上與對應的負荷（kw）之比，它是反映電網(wǎng)供電能力的重要技術(shù)經(jīng)濟指標之一，是宏觀 控制變電總?cè)萘亢鸵?guī)劃安排變電容量的依據(jù)。 (2)最大負荷倍數(shù)法：

21、所謂最大負荷倍數(shù)法就是根據(jù)配電網(wǎng)目前各個節(jié)點已知的負荷大小為基 礎(chǔ)，所有節(jié)點負荷均按照相同的比例速度增長，最后的負荷增長達到系統(tǒng)的線路極限時停止增長， 此時全網(wǎng)的負荷大小就是該配電網(wǎng)的最大負荷供電能力。電網(wǎng)適應負荷增長的能力可用一個線性規(guī) 劃模型表示，約束條件是滿足網(wǎng)絡(luò)潮流方程，電源出力不越限和線路不過載。目標函數(shù)是網(wǎng)絡(luò)的最 大供電負荷，即： max k k 為最大供電負荷與實際供電負荷之比，亦稱之電網(wǎng)的最大負荷倍數(shù)正 常系統(tǒng)應滿足 k1，k 越大就越能適應較高的負荷水平。 模糊評估法：客觀實際中，事物往往具有不確定性的一面，即具有隨機性和模糊性。所謂模 糊性就是沒有嚴格的界限劃分、很難用精確

22、的尺度來刻畫事物的現(xiàn)象，反映模糊現(xiàn)象的這種概念就 稱為模糊概念。在不同程度上具有某種特定性質(zhì)的所有元素的總和稱為模糊集合，用來描述一個模 糊集合中因素隸屬該集合程度的特征函數(shù)稱為隸屬度函數(shù)，隸屬度函數(shù)的取值在 ol 之間，其值 越大表示該元素隸屬該集合的程度越深。影響城區(qū)電網(wǎng)供電能力優(yōu)劣性的因素主要包括容載比、線 路的平均負載率、線路末端電壓偏移、線路線損大小、供電可靠性、 “n 一 1”校驗合格率、設(shè)備運 行年限等。首先對各個元素分別進行模糊評估，確定每個模糊事件的隸屬度函數(shù)是進行模糊評估的 關(guān)鍵。得到各個因素量化的模糊結(jié)論后，通過建立評判對象的因素集和和評語集。利用專家評定或 其他方法生成

23、評判矩陣以及合理的模糊算子等步驟來完成。最后，從宏觀角度上對整個城區(qū)的供電 能力進行模糊綜合評估，給出整體水平的量化結(jié)果。此方法通過對現(xiàn)有配網(wǎng)進行深入分析，根據(jù)專 家經(jīng)驗合理考慮并確定評估因素，對供電能力進行定性和定量地評估和分析。 試探法：即先對給定系統(tǒng)進行潮流計算，如果沒有支路發(fā)生功率越限，則增加系統(tǒng)負荷再進 行潮流計算，直到增加很小的負荷就會導致支路發(fā)生功率越限為止。就認為系統(tǒng)的最大供電能力就 為支路發(fā)生功率越限之前的值。 圖論法：圖論法就是在不考慮網(wǎng)絡(luò)元件的特性而只研究網(wǎng)絡(luò)的拓撲關(guān)系時，可將城市電網(wǎng)抽 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 共 35 頁 象成一個圖。對城市電網(wǎng)進行拓撲分析，

24、通過簡單的矩陣運算來獲取網(wǎng)絡(luò)相關(guān)數(shù)據(jù)；并引用網(wǎng)絡(luò)功 率約束條件，建立城市電網(wǎng)的最大供電能力線性規(guī)劃模型。圖是抽象支路和節(jié)點的集合，它反映圖 中所包含的各支路之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系，即節(jié)點與支路的關(guān)系。在圖論中，圖可表示為 g(v，e)，v 表 示頂點集合，e 表示邊的集合。當圖中的邊有方向時，則成為有向圖；當圖的每條支路和 1 個數(shù)字 關(guān)聯(lián)，則成為加權(quán)圖，與該邊相關(guān)聯(lián)的數(shù)字稱為該支路的權(quán)值。由于在研究城市配電網(wǎng)供電能力時， 需要考慮線路有功潮流的大小和方向，因此采用有向加權(quán)圖表示城市電網(wǎng)，各支路的權(quán)值為線路上 的有功潮流值，并采用修正的鄰接矩陣來描述有向圖，再通過對鄰接矩陣的簡單運算，獲取城市電 網(wǎng)的

25、網(wǎng)絡(luò)功率平衡方程，作為分析配電網(wǎng)供電能力線性規(guī)劃模型的等式約束方程。 目標規(guī)劃法:合理、優(yōu)化的電網(wǎng)規(guī)劃是從根本上消除網(wǎng)絡(luò)瓶頸，提高設(shè)備利用率，提高網(wǎng)絡(luò) 供電能力，適應負荷增長，改善電網(wǎng)供電質(zhì)量，提高供電可靠性的有力措施。為此在城市電網(wǎng)中任 意設(shè)備均不過負荷條件下，網(wǎng)絡(luò)所能供應的最大負荷作為配電網(wǎng)最大供電能力。 網(wǎng)絡(luò)最大流法:網(wǎng)絡(luò)最大流法采用了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的方法來計算供電能力，首先將供電網(wǎng)絡(luò)進行 化簡，將其轉(zhuǎn)化為等效網(wǎng)絡(luò)，即系統(tǒng)狀態(tài)流程圖，然后建立求解最大流問題的數(shù)學模型，再根據(jù)支 路的容量約束和等效網(wǎng)絡(luò)的最小割集容量來確定網(wǎng)絡(luò)的最大供電能力。該方法易于處理復雜的約束 條件，適用于求解局部網(wǎng)絡(luò)的最大

26、供電能力。 2.2 幾種主要研究方法的特點幾種主要研究方法的特點 容載比法 一般情況，可分別計算變電站所有出線不同電壓等級各個支線的最大負荷，然后進行相加，即 可得到該變電站的容載比。由容載比的定義可知，當容載比取值增加時，在相同負荷水平下，變壓 器總?cè)萘繉⒃黾?，使電網(wǎng)建設(shè)投資增加，也會使電網(wǎng)運行成本增加，從而使電費增加，或使電網(wǎng)企 業(yè)經(jīng)濟效益降低；相反，若容載比取值減小，可能使電網(wǎng)的適應性變差，使調(diào)度不夠靈活，甚至發(fā) 生卡脖子現(xiàn)象，因此，容載比的選取應綜合各種因素來考慮。合理的容載比與恰當?shù)木W(wǎng)架結(jié)構(gòu)相結(jié) 合，對于保障電網(wǎng)供電可靠性及經(jīng)濟性、故障時負荷的有序轉(zhuǎn)移，以及適應負荷的增長需求都是至

27、關(guān)重要的。它已逐漸被廣泛地應用于配電網(wǎng)規(guī)劃，成為宏觀控制變電站布點和容量平衡的重要指標。 最大負荷倍數(shù)法 利用最大負荷倍數(shù)法評價網(wǎng)絡(luò)供電能力的思路是以網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的負荷為基礎(chǔ)，假設(shè)各負荷點的負 荷均以相同的比例增長，求取網(wǎng)絡(luò)所能達到的最大負荷倍數(shù)。這種方法綜合了其他方法的優(yōu)點，不 但求解速度快，而且結(jié)果的準確性也有所保證。該方法不但可以計算直流潮流也可以計算交流潮流， 對于配電網(wǎng)潮流，如果能采用更好的計算方法，則速度將更快。最大負荷倍數(shù)法求解速度快，但其 假設(shè)各節(jié)點負荷均以相同比例增長，準確性會有所降低，結(jié)果的可信性度也會降低。相對試探法， 最大負荷倍數(shù)法的準確性也有很大的提高。在最大負荷倍數(shù)法中

28、，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的負荷水平及其分布是 影響最大負荷倍數(shù)的關(guān)鍵，如果能夠?qū)λ胸摵傻貐^(qū)的發(fā)展水平進行統(tǒng)計分析，分別確定各負荷的 增長比例的話，該方法將更為精確，并能夠得到廣泛使用。電網(wǎng)的供電能力還受到低負荷水平的制 約。潮流計算是求解配電網(wǎng)最大供電能力的基礎(chǔ)。主要方法有直接法、牛頓一拉夫遜法、前推回代 法t4-5 j和同路電流法。同路電流法是最有效的方法有著計算速度快和收斂性高等優(yōu)點而且有 很強的處理環(huán)網(wǎng)的能力?？墒浅Ｒ?guī)的回路電流法忽略了配電網(wǎng)線路的對地支路對結(jié)果的準確性產(chǎn) 生了一定影響。 模糊評估法 常用的供電能力評估的方法都是從反映供電能力狀況的各個因素出發(fā)，對每個單獨的因素用配 電網(wǎng)運行的約束條

29、件進行檢驗，滿足約束條件的線路越多，說明配電網(wǎng)的供電能力越好。但這種方 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 共 35 頁 法不能給出一個量化的綜合評估的標準和結(jié)果，因此不能嚴格地界定配網(wǎng)性能的優(yōu)劣程度。將模糊 理論運用到配網(wǎng)供電能力評估是一種具有很大優(yōu)越性的方法，只要選擇合理的隸屬函數(shù)，就能對城 市配電網(wǎng)供電能力的優(yōu)劣程度進行量化評價。在應用模糊評估方法進行供電能力評估的過程中，主 要有三個問題需要解決：（1）從反映供電能力狀況的各個因素出發(fā)，找到配電網(wǎng)供電能力分析的 各類指標，一般包括：線路負載率、變壓器負載率、電壓合格率、線損率、設(shè)備運行年限以及“n- 1”校驗通過率等。 （2）由于對選取的

30、各個因素不能給出嚴格的界限來評定其優(yōu)劣，因此引入模糊 處理方法，建立科學的隸屬函數(shù)評估模型，對各類指標進行定量模糊評估。 （3）考慮各因素對配電 網(wǎng)供電能力的影響，確定各個因素對應的權(quán)值，利用層次分析法進行模糊綜合評估。 試探法 試探法是評價電網(wǎng)供電能力最直接的做法。由于試探法計算過程繁瑣費時，計算過程中的負荷 節(jié)點分配系數(shù)的選取及電源出力的調(diào)整方式在很大程度上影響了最終的計算結(jié)果，并且系統(tǒng)各變量 相互影響制約，各個評估指標的權(quán)重、重要程度不能很好的體現(xiàn)出來，因此在系統(tǒng)情況比較復雜的 條件下，試探法很難得到準確的結(jié)果和定性的結(jié)論，并且計算結(jié)果的準確性很難得到保證。 圖論法 它們的目的都是從若干

31、可能的安排或是方案中尋求某種意義子下的最優(yōu)安排或方案，數(shù)學上把 這種問題稱為最優(yōu)化或優(yōu)化問題。它們都易于用圖形的形式直觀地描述和表達，數(shù)學上把這種與圖 相關(guān)的結(jié)構(gòu)稱為網(wǎng)絡(luò)。 目標規(guī)劃法 目標規(guī)劃算法比容載比法能更科學地表示網(wǎng)絡(luò)實際供電能力，避免了嘗試法繁瑣的迭代計算， 克服了最大負荷倍數(shù)法對網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有負荷的依賴，彌補了網(wǎng)絡(luò)最大流法只適用于求解局部網(wǎng)絡(luò)最大供 電能力的不足。 網(wǎng)絡(luò)最大流法 最大潮流法首先將供電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為等效網(wǎng)絡(luò)，即系統(tǒng)狀態(tài)流程圖，再根據(jù)支路的容量約束和等 效網(wǎng)絡(luò)的最小割集容量來確定網(wǎng)絡(luò)的最大供電能力。該方法適用于求解局部網(wǎng)絡(luò)的最大供電能力和 易于處理復雜的約束條件，具有一定的局限性

32、。 2.3 其他研究方法其他研究方法 基于直流潮流模型和交流潮流模型的計算方法 這種方法將求解城市電網(wǎng)供電能力的問題表示為以網(wǎng)絡(luò)功率平衡（直流潮流或交流潮流） 、各 支路（線路、變壓器）的額定容量、電源點和負荷點的功率約束為基本約束條件，在上述條件下使 網(wǎng)絡(luò)中所有負荷點的有功負荷之和最大。提出用最初作為一種可靠性指標的 lsc（load supplying capability）指標來評價網(wǎng)絡(luò)的最大供電能力，使用基于直流潮流的線性規(guī)劃模型來求解上述問題， 該方法只需通過 1 次優(yōu)化計算即可求得網(wǎng)絡(luò)的最大供電能力，因此可以避免算法的復雜性，但也使 算法不能考慮無功與電壓的影響，與傳統(tǒng)的潮流計算方

33、法的結(jié)果相比有一定的偏差，并且這種模型 只適用于輕負荷、低阻抗的網(wǎng)絡(luò)。針對上述問題提出了一個基于嚴格的交流潮流模型的評價算法， 并且把對節(jié)點電壓及無功功率的約束包含到約束條件中。 基于主變互聯(lián)關(guān)系的供電能力計算方法 城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導則規(guī)定，城網(wǎng)規(guī)劃需滿足 n-1 供電安全準則，提出的供電能力計算 方法正是基于 n-1 安全準則。該文獻指出電網(wǎng)供電能力是指一定供電區(qū)域內(nèi)或以某一變電站為單位， 電網(wǎng)供電設(shè)備滿足 n-1 條件下最大能滿足用戶用電的能力，電網(wǎng)供電能力的大小取決于變電站站內(nèi) 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 共 35 頁 供電能力和電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)移能力。以上述供電能力的定義為基礎(chǔ)，提出

34、的供電能力計算分析的思路是 基于配電系統(tǒng)各臺主變之間的互聯(lián)關(guān)系的，即若某臺主變所帶負荷在 n-1 情況下可以通過聯(lián)絡(luò)開關(guān) 動作轉(zhuǎn)移到另一臺主變，即可以說這兩臺主變之間存在聯(lián)絡(luò)關(guān)系。這種計算方法首先將配電系統(tǒng)簡 化為一系列以各主變?yōu)橹行牡穆?lián)絡(luò)單元；然后對各個聯(lián)絡(luò)單元逐一進行 n-1 分析，計算得到與該中 心主變聯(lián)絡(luò)的各臺主變的最大負載率；最后綜合各個聯(lián)絡(luò)單元的主變負載率計算結(jié)果得到各臺主變 的最大容許負載率，從而計算得到整個配電系統(tǒng)的最大供電能力。 基于主變互聯(lián)關(guān)系的供電能力計算方法主要是從變電站容量滿足用戶負荷的角度對配電網(wǎng)供電 能力進行了計算，主要存在以下一些不足： 1）僅僅考慮了在一定的聯(lián)

35、絡(luò)關(guān)系下和滿足 n-1 安全準則的條件下主變的最大容許負載率，沒 有考慮中壓饋線和聯(lián)絡(luò)開關(guān)等設(shè)備的容量約束。 2）沒有考慮配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即主變之間的聯(lián)絡(luò)關(guān)系是在理想的情況下進行分析的，即某 主變與相鄰主變之間存在饋線聯(lián)絡(luò)即表示該主變的負荷能通過線路順利轉(zhuǎn)移至與之聯(lián)絡(luò)的各臺主變， 并沒有考慮聯(lián)絡(luò)線路和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的數(shù)目。 2.4 各種研究方法的比較各種研究方法的比較 傳統(tǒng)的評價城市電網(wǎng)供電能力的主要方法有容載比法、試探法、最大負荷倍數(shù)法和網(wǎng)絡(luò)最大流 法等。容載比法采用評價網(wǎng)絡(luò)宏觀供電能力的容載比指標來考察網(wǎng)絡(luò)供電能力，并以網(wǎng)絡(luò)的變電能 力來評價網(wǎng)絡(luò)供電能力，當網(wǎng)絡(luò)發(fā)輸電能力不足時，該方法評價結(jié)果

36、的準確性較差。嘗試法是通過 給定某系統(tǒng)負荷，并按照一定的負荷分配系數(shù)將負荷分配到各個負荷點，再對其進行潮流計算，如 果沒有支路發(fā)生功率越限，則增加系統(tǒng)負荷，進行潮流計算，直到增加很小的負荷就會導致支路發(fā) 生功率越限為止。該方法評價結(jié)果的準確性取決于負荷分配系數(shù)的合理性，計算過程比較繁瑣，具 有一定的隨機性。最大負荷倍數(shù)法以網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有負荷為基礎(chǔ)，通過計算網(wǎng)絡(luò)所能達到的最大負荷倍數(shù) 來評價網(wǎng)絡(luò)供電能力。該方法的評價結(jié)果很大程度上受到網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有負荷分布狀況的影響。最大潮流 法首先將供電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為等效網(wǎng)絡(luò)，即系統(tǒng)狀態(tài)流程圖，再根據(jù)支路的容量約束和等效網(wǎng)絡(luò)的最小 割集容量來確定網(wǎng)絡(luò)的最大供電能力。該方法適用

37、于求解局部網(wǎng)絡(luò)的最大供電能力，具有一定的局 限性。 基于城市電網(wǎng)的整體性和連續(xù)性，根據(jù)電網(wǎng)實際運行情況，具體可分為直流潮流和交流潮流的 最大負荷供應模式，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的發(fā)電、輸電、變電、用電等各個環(huán)節(jié)，以網(wǎng)絡(luò)所能供應的最大 負荷為目標函數(shù)，以網(wǎng)絡(luò)的功率平衡、各支路(線路、變壓器)的額定容量、電源點和負荷點的功率 約束為基本約束條件。通過建立線性規(guī)劃、二次規(guī)劃、半定規(guī)劃、0-1 規(guī)劃、隨機規(guī)劃、模糊規(guī)劃 等目標規(guī)劃算法能夠優(yōu)化計算準確地獲取網(wǎng)絡(luò)最大供電能力指標。 目標規(guī)劃算法比容載比法能更科學地表示網(wǎng)絡(luò)實際供電能力，避免了試探法繁瑣的迭代計算， 克服了最大負荷倍數(shù)法對網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有負荷的依賴，彌補了網(wǎng)

38、絡(luò)最大流法只適用于求解局部網(wǎng)絡(luò)最大供 電能力的不足。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 共 35 頁 3 配電網(wǎng)供電能力的影響因素 根據(jù)實際情況可知，影響配電網(wǎng)供電能力優(yōu)劣性的因素很多，本課題重點對西鄉(xiāng)縣供電分公司 管轄的縣城區(qū)配電網(wǎng)的容載比、電壓合格率、負載率、線損率、 “n-1”合格率等這些影響因素的歷 史數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析。 配電網(wǎng)供電能力的常用評價方法大多通過配電網(wǎng)的潮流計算來校核網(wǎng)絡(luò)所能 負載負荷的能力，這種評價方法以正常供電情況下電網(wǎng)中任意設(shè)備均不過負荷為條件，雖然可以從 整體上考察配電網(wǎng)的最大供電能力水平，但沒有考慮 n-1 安全準則，并且難以根據(jù)評價結(jié)果得到電 網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)以及供電

39、“瓶頸” ；模糊評估方法雖然可以從某些側(cè)面反映配電網(wǎng)的綜合供電能力， 但是仍然沒有給出一種適合的供電能力計算方法；基于主變互聯(lián)關(guān)系的供電能力計算方法是在 n-1 準則下提出的，該方法提出的將電網(wǎng)供電能力劃分為變電站站內(nèi)供電能力和電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)移能力是一 種比較實用有效的供電能力計算思路，但是文中的計算方法是在假定配電網(wǎng)絡(luò)負荷轉(zhuǎn)移通暢和設(shè)備 容量充足的前提下進行的，計算過程過于理想化。因此需要綜合來考慮各種因素對于配電網(wǎng)供電能 力的分析研究。 3.13.1 容載比對配電網(wǎng)的供電能力的影響容載比對配電網(wǎng)的供電能力的影響 配電網(wǎng)容載比是指某一供電區(qū)域內(nèi)，變電設(shè)備總?cè)萘浚╧va）與對應的總負荷（kw）的比

40、值。 合理的容載比與恰當?shù)木W(wǎng)架結(jié)構(gòu)相結(jié)合，對于保障電網(wǎng)供電可靠性及經(jīng)濟性、故障時負荷的有序轉(zhuǎn) 移，以及適應負荷的增長需求都是至關(guān)重要的。它已逐漸被廣泛地應用于配電網(wǎng)規(guī)劃，成為宏觀控 制變電站布點和容量平衡的重要指標。在配電網(wǎng)規(guī)劃中，容載比取值是否合理決定了規(guī)劃水平年電 網(wǎng)的經(jīng)濟性是否合理。容載比過大，則會導致電網(wǎng)建設(shè)早期投資增大；容載比過小，則會使電網(wǎng)適 應性差，影響供電。合理確定配電網(wǎng)容載比對建設(shè)可靠、經(jīng)濟的配電網(wǎng)，避免電網(wǎng)過度超前或滯后 于負荷發(fā)展有較強的指導意義。 3.2 線損率對配電網(wǎng)的供電能力的影響線損率對配電網(wǎng)的供電能力的影響 供電企業(yè)的任務(wù)是將電能從發(fā)電廠輸送到各工業(yè)、農(nóng)業(yè)、居民

41、等電力、照明用戶去使用。電能 是通過各級升壓變壓器、各級輸電線路、各級降壓變壓器來輸送的。目前，在我國較多的是通過六 級變壓輸送的，才能將電能從發(fā)電廠輸送到四面八方去消費。六級變壓都是電能和磁能的相互轉(zhuǎn)化， 這兩種形式能量的轉(zhuǎn)換效率是很高的，但還是有電能損失，且服從的是能量守恒定律，此外還有電 阻中的能量損失和供電企業(yè)管理不善所造成的各種能量損失。綜上，在輸送和分配電能過程中，電 力網(wǎng)中各個元件所產(chǎn)生的功率損失和能量損失以及其他損失，統(tǒng)稱為線路損失（供電損失） ，簡稱 線損。線損電量包括從發(fā)電廠主變壓器一次側(cè)（不包括廠用電）至用戶電能表上的所有電能損失。 線損電量不能直接計量，它使用供電量與售

42、電量相減計算出來的。線損電量占供電量的百分比稱為 線路損失率，簡稱為線損率，也就是電力網(wǎng)絡(luò)中損耗的電能（線路損失負荷）與向電力網(wǎng)絡(luò)供應電 能（供電負荷）的百分數(shù)。 線損率用來考核電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，是衡量線損高低的指標，它綜合反映和體現(xiàn)了電力系 統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、生產(chǎn)運行和經(jīng)營管理的水平，是電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)的一項經(jīng)濟技術(shù)指標。各電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè) 要建立適應商業(yè)化運營的線損管理制度，將線損率降低到合理的水平，努力提高企業(yè)經(jīng)濟效益。 3.3 電壓合格率對配電網(wǎng)的供電能力的影響電壓合格率對配電網(wǎng)的供電能力的影響 電壓合格率是指在電網(wǎng)運行中，一個月中，監(jiān)測點電壓在合格范圍內(nèi)的時間總和與月電壓監(jiān)測 總時間的百分比。

43、電壓合格率分為點電壓合格率和網(wǎng)電壓合格率。電壓合格率的好壞直接影響到配 電網(wǎng)的供電質(zhì)量，而供電質(zhì)量的優(yōu)劣是評價配電網(wǎng)供電能力最為關(guān)鍵的因素。電壓是組成電能質(zhì)量 的主要因素，也是評價電力能源供應的重要指標之一。電壓質(zhì)量直接影響到電網(wǎng)的安全運行、經(jīng)濟 效益、工業(yè)生產(chǎn)、人民生活等各方面。電壓過低或者過高都會對用電設(shè)備帶來危害。電壓偏移額定 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 共 35 頁 值過大不僅對用戶的正常工作產(chǎn)生不利影響，還可能使電網(wǎng)網(wǎng)損增大，甚至危及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。 電壓合格率是指被統(tǒng)計節(jié)點或母線的實際運行電壓值在調(diào)度或規(guī)程所給電壓曲線允許電壓偏差范圍 內(nèi)的累計運行時間與對應的總運行統(tǒng)計時間

44、之比的百分數(shù)。電壓合格率是電能質(zhì)量的主要指標之一， 是電力公司優(yōu)質(zhì)服務(wù)的一項重要內(nèi)容，電壓偏差影響用電設(shè)備的性能、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 3.4 負載率對配電網(wǎng)的供電能力的影響負載率對配電網(wǎng)的供電能力的影響 負載率是指在規(guī)定時間（日、月、年）內(nèi)的平均負荷與最大負荷之比的百分數(shù)，一般是 80%左 右；負載率其是用來衡量在規(guī)定時間內(nèi)負荷的變動情況，以及考核電氣設(shè)備的利用程度?？紤]到了 配電網(wǎng)的利用率高低，我們需要評估主干線路的負載率。這也是對于配電網(wǎng)的供電能力影響較大的 一個因素。它的高低直接影響到供電能力的大小，其的值在 80%左右微動，說明電氣設(shè)備的利用程 度很高，相反，若是遠遠小于 80%，則

45、電氣設(shè)備的利用程度很低，此配電網(wǎng)的供電能力也不好。合 理調(diào)整負載率，可以合理調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟運行狀況，一方面可以降低網(wǎng)損，另一方面提高了網(wǎng)絡(luò)的 利用率，提高了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。 3.5“n-1”校驗合格率對配電網(wǎng)的供電能力的影響校驗合格率對配電網(wǎng)的供電能力的影響 n-1 準則屬于確定性行為準則，常用于輸電系統(tǒng)和發(fā)輸電系統(tǒng)中，是指在 n 個元件的系統(tǒng)中失 去一個元件后，系統(tǒng)必須正常供電，不允許因故障而導致削減用戶的電力和電能量的供應。對輸電 網(wǎng)絡(luò)而言，n-l 就是在全部 n 條線路中任意開斷一條線路后，系統(tǒng)各項運行指標仍能滿足給定要求， 當其中任意一條線路開斷后引起系統(tǒng)其它線路過負荷或系統(tǒng)解列時

46、，說明網(wǎng)絡(luò)未能滿足 n-1 準則。 是否滿足 n-1 準則除了和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)直接相關(guān)外，還與電源、負荷、運行方式等因素有關(guān)。電源的出 力、負荷的分布和比例，制約著電網(wǎng)的可靠性。隨著負荷曲線的變化，發(fā)電機組的停運與檢修，電 力系統(tǒng)的可靠性有所不同。電網(wǎng)在低負荷期滿足 n-1 規(guī)則，高負荷期不一定滿足，這反應了用電增 長與電網(wǎng)建設(shè)是否同步的問題。電網(wǎng)的運行方式，往往由于安排檢修、維護等停運工作，不是所有 的線路都處于可用狀態(tài)，所有元件的可用與不可用決定了系統(tǒng)的運行方式。而當系統(tǒng)處于某一個特 定的運行方式時，就不一定能滿足 n-1 規(guī)則了，如果再有任意一條線路發(fā)生故障，就可能出現(xiàn)線路 過載的情況。在這種

47、情況下，有 2 個或以上的元件處于不可用狀態(tài)，其實已經(jīng)等同于多重故障狀態(tài)。 雖然系統(tǒng)出現(xiàn)多重故障的幾率較低，但是除了滿足 n-1 規(guī)則外，是否滿足多重故障，也是衡量系統(tǒng) 可靠性的一個方面。n-1 規(guī)則只是一個定性的規(guī)則，它不能將系統(tǒng)的可靠性進行具體的量化工作， 并不能進行深入的可靠性評估。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 共 35 頁 4 容載比的分析方法的研究 縣域配電網(wǎng)供電能力的評估對準確評價現(xiàn)狀，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)供電的安全性和可靠性， 提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益具有很大的理實意義。常用的供電能力評估的方法都是從反映供電 能力狀況的各個因素出發(fā)，對每個單獨的因素用配電網(wǎng)運行的約束

48、條件進行檢驗，滿足約束條件的 線路越多，說明配電網(wǎng)的供電能力越好。但這種方法不能給出一個量化的綜合評估的標準和結(jié)果， 因此不能嚴格地界定配網(wǎng)性能的優(yōu)劣程度。合理的容載比與恰當?shù)木W(wǎng)架結(jié)構(gòu)相結(jié)合，對于保障電網(wǎng) 供電可靠性及經(jīng)濟性、故障時負荷的有序轉(zhuǎn)移，以及適應負荷的增長需求都是至關(guān)重要的。它已逐 漸被廣泛地應用于配電網(wǎng)規(guī)劃，成為宏觀控制變電站布點和容量平衡的重要指標。 4.1 容載比簡介容載比簡介 容載比就是變電容量與最高負荷之比。一般情況，可分別計算變電站所有出線不同電壓等級各 個支線的最大負荷，然后進行相加，即可得到該變電站的容載比。它表明該地區(qū)、該站或該變壓器 的安裝容量與最高實際運行容量的

49、關(guān)系，反映容量備用情況，在規(guī)劃設(shè)計時經(jīng)常要用到這個概念。 4.2 容載比的概念容載比的概念 容載比就是變電容量與最高負荷之比，指城市電網(wǎng)變電容量（kva）在滿足供電可靠性基礎(chǔ)上 與對應的負荷（kw）之比，它是反映電網(wǎng)供電能力的重要技術(shù)經(jīng)濟指標之一，是宏觀控制變電總?cè)?量和規(guī)劃安排變電容量的依據(jù)。 4.3 容載比的特點容載比的特點 由容載比的定義可知，當容載比取值增加時，在相同負荷水平下，變壓器總?cè)萘繉⒃黾樱闺?網(wǎng)建設(shè)投資增加，也會使電網(wǎng)運行成本增加，從而使電費增加，或使電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)濟效益降低；相反， 若容載比取值減小，可能使電網(wǎng)的適應性變差，使調(diào)度不夠靈活，甚至發(fā)生卡脖子現(xiàn)象，因此，容 載比的

50、選取應綜合各種因素來考慮。合理的容載比與恰當?shù)木W(wǎng)架結(jié)構(gòu)相結(jié)合，對于保障電網(wǎng)供電可 靠性及經(jīng)濟性、故障時負荷的有序轉(zhuǎn)移，以及適應負荷的增長需求都是至關(guān)重要的。它已逐漸被廣 泛地應用于配電網(wǎng)規(guī)劃，成為宏觀控制變電站布點和容量平衡的重要指標。 原能源部和建設(shè)部1993年頒布的城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導則對原水電部和建設(shè)部1985年頒布的城 市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導則進行了修改，其中對容載比的推薦值分別予以減少：對220kv變電所的容載 比由可取1.82.0減為1.61.9；35110kv變電所的容載比由可取2.22.5減為1.82.1.同時， 還明確規(guī)定了應加強和改善網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使之既可滿足供電可靠性要求又可降低

51、容載比。提出了減低 容載比的措施，如：變電所增加主編臺數(shù)，次級電網(wǎng)增加轉(zhuǎn)移負荷的能力，提高功率因數(shù)，提高自 動化程度，提高各變電點負荷預測精度和變電容量配置精度等。 4.4 農(nóng)網(wǎng)容載比的取值農(nóng)網(wǎng)容載比的取值 由于農(nóng)網(wǎng)負荷季節(jié)性、 、時令性強，負荷峰谷差大，負荷率低，年最大負荷利用小時數(shù)低。研 究表明，年最大負荷利用小時數(shù)低，使變壓器負載損耗比較低，因而使變壓器的經(jīng)濟負載率（經(jīng)濟 最大負荷與額定容量之比）比城網(wǎng)高。對于農(nóng)村公用配電變壓器尤為明顯。解決這一問題，一方面 是選用鐵損較低的變壓器，一方面是適當降低農(nóng)網(wǎng)的容載比。 農(nóng)村電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導則推薦的農(nóng)網(wǎng)容載比為：35110kv變電所的容載比可取

52、1.82.1，以 農(nóng)村負荷為主的變電所宜取下限值；農(nóng)村配電變壓器的容載比可取1.61.9。同時容載比可按定義 計算。 過去，農(nóng)網(wǎng)容載比偏低，甚至出現(xiàn)卡脖子的現(xiàn)象。隨著農(nóng)網(wǎng)的發(fā)展，這一狀況不斷的得到改善。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 35 頁 農(nóng)網(wǎng)改造后，局部地區(qū)出現(xiàn)了農(nóng)網(wǎng)容載比過高的現(xiàn)象。今后，農(nóng)網(wǎng)規(guī)劃應采取措施，適當控制和降 低容載比。 4.5 容載比的研究現(xiàn)狀容載比的研究現(xiàn)狀 根據(jù)經(jīng)濟增長和城市社會發(fā)展的不同階段，將對應的負荷增長速度分為較慢、中等、較快等三 種情況，并制定了各電壓等級相應的容載比。當年負荷平均增長率小于7%時，負荷屬于較慢發(fā)展， 500kv 及以上電壓等級的容

53、載比應為1.51.8，220330kv 電壓等級的容載比應為 1.61.9，35110kv電壓等級的容載比應為1.82.0；年負荷平均增長率在7%12% 時，負荷屬于 中等發(fā)展，500kv 及以上電壓等級的容載比應為1.61.9，220330kv 電壓等級的容載比應為 1.72.0，35110kv電壓等級的容載比應為1.92.1；年負荷平均增長率大于12% 時，負荷屬于較 快發(fā)展，500kv 及以上電壓等級的容載比應為1.72.0，220330kv 電壓等級的容載比應為 1.82.1，35110kv電壓等級的容載比應為2.02.2。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 共 35 頁 5 容載比

54、法在縣域配電網(wǎng)供電能力分析中的應用 西鄉(xiāng)縣城電網(wǎng)主供電源點主要是位于縣城以東的 110kv 西鄉(xiāng)變電站和位于縣城以西的 35kv 十里變電站。其中 110kv 西鄉(xiāng)變 10kv 出線 3 條分別是 117 農(nóng)堰線、120 城北線、121 城關(guān)線，35kv 十里變 10kv 出線 3 條分別是 120 城西線、115 十城線、117 電解線。這 6 條 10kv 線路承擔著整個 縣城的用戶用電。截止 2010 年底，西鄉(xiāng)縣城 10kv 饋路總配電容量 47.341mva/250 臺，全年售電量 8431 萬 kw.h，占 2010 年度全司供電量 40%。由此可見，干線和其所在的支線對于西鄉(xiāng)縣的

55、配電網(wǎng) 的供電能力的重要性。故此，我們對干線和支線的供電能力進行分析研究。 5.15.1 縣城縣城 10kv10kv 配電網(wǎng)現(xiàn)狀配電網(wǎng)現(xiàn)狀 5.1.15.1.1 10kv10kv 干線現(xiàn)狀干線現(xiàn)狀 (1)117 農(nóng)堰線、120 城西線主線自東西兩個方向經(jīng)東關(guān)街、西關(guān)街在兩條線路終端（工商局 門口）形成“手拉手”供電。其中 117 農(nóng)堰線主線路長 2.642 公里，導線型號為 lgj- 120、95、70、35 型，線路載荷配變?nèi)萘?9155kva/42 臺；120 城西線主線路長 3.776 公里，導線型 號為 lgj-120 型導線，線路載荷配變?nèi)萘?3395kva/20 臺。 (2) 12

56、1 城關(guān)線、115 十城線主線自東西方向經(jīng)縣城漢白路在兩條線路終端（建筑公司對面） 形成“手拉手”供電。其中 121 城關(guān)線主線路長 0.796 公里，導線型號為 lgj-120 型、yljv22-185 型導線和電纜，線路載荷配變?nèi)萘?1630kva/7 臺；115 十城線主線路長 5.407 公里，導線型號為 lgj-120 型導線，線路載荷配變?nèi)萘?15870kva/83 臺。 (3) 120 城北線、117 電解線主線自東西方向經(jīng)縣城鹿齡路在兩條線路終端（氮肥廠后）形成 “手拉手”供電。其中 120 城北線主線線路長 3.115 公里，導線采用為 lgj-120 型、yljv22-24

57、0 型導線和電纜，線路載荷配變?nèi)萘?15326kva/79 臺（含進站路支線）；117 電解線主線線路長 3.1 公里，導線采用 lgj-120 型導線，線路載荷配變?nèi)萘?1965kva/19 臺。 5.1.25.1.2 10kv10kv 支線現(xiàn)狀支線現(xiàn)狀 (1)進站路支線（可調(diào)整由 115 十城線 90 號桿 t 接供電、120 城北線 23 號桿 t 接供電） ，線路 全長 2.084 公里，導線采用 lgj-70 型，線路載荷配變?nèi)萘?3860kva/19 臺。 (2)金牛北路支線（120 城北線 27 號桿 t 接供電）導線采用 lgj-70、50 型，線路載荷容量 4146kva/2

58、6 臺。 (3)蓮花路支線（115 十城線 77 號桿 t 接供電）導線采用 lgj-70 型，線路載荷容量 3530kva/17 臺。 (4)梅苑路支線（115 十城線 98 號桿 t 接供電）導線采用 lgj-70 型，線路載荷容量 1715kva/9 臺。 (5)櫻花大道支線（120 城北線 44 號桿 t 接供電）導線采用 yjlv22-185 型電纜線路載荷容量 6090kva/7 臺。 5.1.35.1.3 縣城縣城 10kv10kv 電網(wǎng)運行方式電網(wǎng)運行方式 縣城 6 條 10kv“手拉手”線路無特殊情況下，采用的運行方式如下: 1、110kv 西鄉(xiāng)變電站 117 農(nóng)堰線供電至

59、45 號桿（劇團門口）帶步行街支線、南關(guān)支線、制藥 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 35 頁 廠支線等供電，35kv 十里變電站 120 城西線供電至 117 農(nóng)堰線 45 號桿（劇團門口） ，如下示意圖 5.1 所示。 圖 5.1 農(nóng)堰線和城西線供電示意圖 2、110kv 西鄉(xiāng)變電站 121 城關(guān)線供電至 115 十城線 86 號桿（三合市場處） ，帶梅苑路支線等 供電，35kv 十里變電站 115 十城線供電至 86 號桿（三合市場處） ，帶蓮花路支線、北環(huán)路分支線 等供電，如下示意圖 5.2 所示。 圖 5.2 城關(guān)線和十城線供電示意圖 3、110kv 西鄉(xiāng)變電站 120 城北線

60、供電至 34 號桿（水利局門口） ，帶進站路支線、金牛路 支線等供電，35kv 十里變電站 117 電解線供電至 120 城北線 34 號桿（水利局門口） ，帶櫻花 大道供電。 5. 2 縣城縣城 6 條條 10kv 干線供電能力分析干線供電能力分析 1 1）117117 農(nóng)堰線農(nóng)堰線 117 農(nóng)堰線由 110kv 西鄉(xiāng)變出線，主線自東向西經(jīng)東關(guān)街、西關(guān)街供電，線路長 2.642 公里， 桿塔 63 基，117 農(nóng)堰線主線導線型號 1-16 號桿為 lgj-120 型、jklyj-150 型導線、1644 號桿為 lgj-95 型導線，線路載荷配變?nèi)萘?5805kva/31 臺，4563 號桿