國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)城市配電網(wǎng)設(shè)計(jì)研究

...wd......wd......wd...國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)城市配電網(wǎng)研究北京電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院二〇一三年十一月目錄TOC\o"1-4"\h\z\u1配電網(wǎng)對(duì)標(biāo)公司，指標(biāo)選取11.1對(duì)標(biāo)公司選取11.2對(duì)標(biāo)指標(biāo)選取12配電網(wǎng)對(duì)標(biāo)12.1人均負(fù)荷水平12.1.1新加坡12.1.2巴黎22.1.3東京22.1.4北京52.1.5與世界城市電網(wǎng)開展水平比照分析62.2配電網(wǎng)電壓等級(jí)72.2.1新加坡配電網(wǎng)72.2.2巴黎配電網(wǎng)72.2.3東京配電網(wǎng)82.2.4北京配電網(wǎng)82.2.5與世界城市配電網(wǎng)電壓等級(jí)比照分析82.3配電網(wǎng)規(guī)模92.3.1新加坡配電網(wǎng)92.3.2巴黎配電網(wǎng)92.3.3東京配電網(wǎng)102.3.4北京配電網(wǎng)102.3.5與世界城市配電網(wǎng)規(guī)模比照分析112.4配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造122.4.1新加坡配電網(wǎng)122.4.2巴黎配電網(wǎng)162.4.3東京配電網(wǎng)192.4.4北京配電網(wǎng)232.4.5與世界城市配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造比照分析272.5供電可靠性282.5.1新加坡配電網(wǎng)282.5.2巴黎配電網(wǎng)292.5.3東京配電網(wǎng)312.5.4北京配電網(wǎng)312.5.5與世界城市配電網(wǎng)供電可靠性比照分析333主要結(jié)論及建議343.1北京電網(wǎng)定位343.2人均負(fù)荷水平比照分析353.3配電網(wǎng)電壓等級(jí)比照分析353.4配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造比照分析363.4.1世界城市配電網(wǎng)網(wǎng)架特點(diǎn)分析363.4.2北京市中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架設(shè)計(jì)思路373.5供電可靠性40配電網(wǎng)對(duì)標(biāo)公司，指標(biāo)選取對(duì)標(biāo)公司選取鑒于北京定位為國(guó)際大都市的開展目標(biāo)，選取新加坡、巴黎、東京為北京的對(duì)標(biāo)研究城市，這三座城市皆具有相當(dāng)?shù)膰?guó)際知名度和影響力，并在電網(wǎng)開展上處于世界領(lǐng)先水平，因此選取以上三家公司作為對(duì)標(biāo)公司，幫助識(shí)別并分析北京電網(wǎng)公司電網(wǎng)開展水平與國(guó)際水準(zhǔn)的真實(shí)差距。對(duì)標(biāo)指標(biāo)選取根據(jù)指標(biāo)的可獲取性、可比照性以及引用次數(shù)，結(jié)合建設(shè)世界一流電網(wǎng)的基本內(nèi)涵，考慮北京公司的實(shí)際，確立了以網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)為目標(biāo)的，從協(xié)調(diào)開展、電網(wǎng)構(gòu)造、裝備水平、安全可靠性四各層面上選取的能夠充分表現(xiàn)北京市電力公司電網(wǎng)水準(zhǔn)的5個(gè)核心指標(biāo)。分別為：人均負(fù)荷水平、配電網(wǎng)電壓等級(jí)、配電網(wǎng)規(guī)模、配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造、供電可靠性。配電網(wǎng)對(duì)標(biāo)人均負(fù)荷水平新加坡新加坡是一個(gè)熱帶島國(guó)，總面積為707平方公里。得天獨(dú)厚的地理?xiàng)l件使之開展成為一個(gè)主要的商業(yè)、通訊和旅游中心。新加坡目前大約有499萬(wàn)人口。新加坡的氣溫變化不大，降雨量充足，空氣濕度高，氣候溫暖而潮濕，年平均溫度在23和31攝氏度之間，溫差很小。2006年新加坡電網(wǎng)最高用電負(fù)荷5624兆瓦，負(fù)荷密度為7.95兆瓦/平方千米，人均供電負(fù)荷為1127W/人。巴黎巴黎是法國(guó)的首都和最大城市，也是法國(guó)的政治文化中心。四大世界級(jí)城市之一，屬于法蘭西島大區(qū)。其市區(qū)供電區(qū)域105平方千米，市區(qū)人口為250萬(wàn)人。2002年巴黎中心城區(qū)負(fù)荷為3010兆瓦，負(fù)荷密度為28.7兆瓦/平方千米，人均負(fù)荷為1204W/人。東京東京電力公司供電區(qū)域面積為39494平方公里，占全國(guó)總面積的10.6％。2010年區(qū)域內(nèi)供電人口有4473萬(wàn)人口，2010年?yáng)|京電力公司日最高負(fù)荷為58110兆瓦，人均供電負(fù)荷為1299W/人。東京人口變化較小，自1980年至2010年30年中人口年均增長(zhǎng)率為0.98%。東京歷史負(fù)荷增長(zhǎng)曲線如圖1-1所示。東京歷史人口增長(zhǎng)曲線如圖1-2所示。圖1東京歷史負(fù)荷增長(zhǎng)曲線圖2東京歷史人口增長(zhǎng)曲線從東京歷史負(fù)荷增長(zhǎng)可以將東京負(fù)荷開展大致分為四個(gè)階段，即：經(jīng)歷成長(zhǎng)、調(diào)整、轉(zhuǎn)型和成熟四個(gè)階段。工程組通過(guò)對(duì)東京電力60年(1951-2011)年負(fù)荷增長(zhǎng)數(shù)據(jù)的分析，解讀各開展階段的特點(diǎn)。圖3電力公司開展階段1．成長(zhǎng)期〔1951-1975〕：負(fù)荷、電量、投資規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)隨著日本戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和快速開展，1975年以前日本關(guān)東地區(qū)，特別是東京及周邊區(qū)域的GDP呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)勢(shì)頭(1975年GDP是1952年7倍)。由于鋼鐵、冶金、化工等重工業(yè)的恢復(fù)性增長(zhǎng)，東京電力的最高負(fù)荷和銷售電量保持快速增長(zhǎng)〔1975年比1952增長(zhǎng)了10倍〕。2．調(diào)整期〔1975-1995〕：負(fù)荷水平較低、資產(chǎn)規(guī)模較低、客戶數(shù)量較少、客戶電氣化水平較低。1975年以后，受兩次石油危機(jī)和環(huán)境保護(hù)運(yùn)動(dòng)影響，東京地區(qū)GDP增速開場(chǎng)減緩〔1995年的GDP是1952年的12倍〕。但是，經(jīng)濟(jì)開展模式發(fā)生轉(zhuǎn)變，用電構(gòu)造發(fā)生重大變化：工業(yè)用電的比重從52.4%下降到34%左右，商業(yè)用電的比重從7.6%增加到30%左右。用電構(gòu)造的變化既拉動(dòng)了東京電力銷售電量和最高負(fù)荷的快速增長(zhǎng)〔1995年銷售收入和負(fù)荷是1952年34倍〕，改變了東京電力的負(fù)荷特性，商業(yè)用電的快速增加帶動(dòng)夏季負(fù)荷快速增長(zhǎng)，夏季負(fù)荷超過(guò)冬季負(fù)荷。3．轉(zhuǎn)型期〔1995-2003〕：電量、負(fù)荷增長(zhǎng)穩(wěn)定，投資規(guī)?？焖傧陆?995年以后，一方面，隨著日本經(jīng)濟(jì)泡沫的破滅，東京開場(chǎng)陷入經(jīng)濟(jì)衰退；另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的完畢，東京地區(qū)的GDP增速停滯、構(gòu)造趨于穩(wěn)定。東京電力的銷售電量增長(zhǎng)緩慢，最高負(fù)荷的增長(zhǎng)呈現(xiàn)波動(dòng)(時(shí)高時(shí)低)。在負(fù)荷特性上，夜間負(fù)荷快速增長(zhǎng)，日最高負(fù)荷和最低負(fù)荷的峰谷差由上世紀(jì)80年代的56%降低到2000年的53%。這些變化迫使東京電力調(diào)整公司的總體經(jīng)營(yíng)和服務(wù)策略：一方面，加大對(duì)負(fù)荷的管理和控制力度，另一方面努力擴(kuò)大電力銷售。東京電力進(jìn)入了轉(zhuǎn)型期。4．成熟期〔2003—今〕：最高負(fù)荷、電量增長(zhǎng)停滯，電網(wǎng)投資規(guī)模穩(wěn)定。東京電力在2002年完成對(duì)公司開展戰(zhàn)略、運(yùn)營(yíng)模式和組織架構(gòu)等的一系列調(diào)整，提出了2010開展愿景規(guī)劃，強(qiáng)調(diào)投資規(guī)模控制，優(yōu)化控制成本，控制負(fù)荷增長(zhǎng)，維持公司的穩(wěn)定增長(zhǎng)。由于GDP、電量和負(fù)荷的增長(zhǎng)停滯，構(gòu)造穩(wěn)定，東京電力各項(xiàng)指標(biāo)的波動(dòng)趨于平穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)了客戶和電網(wǎng)和平衡開展。此外，2011年日本受“3·11〞地震的影響，東京負(fù)荷有明顯下降暫不考慮。北京2010年北京市電力公司供電最大負(fù)荷為16661兆瓦，電廠發(fā)電出力約為4145兆瓦，僅能滿足地區(qū)負(fù)荷需要的近26.26%，其余12285兆瓦負(fù)荷需要外網(wǎng)送入予以平衡,受電比例約為73.74%。根據(jù)“北京市電力公司“十二五〞電網(wǎng)開展規(guī)劃“預(yù)計(jì)北京2015年北京市最大負(fù)荷為27000兆瓦，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4815h。飽和年全市最大電力負(fù)荷50000兆瓦。2015年供電人口將到達(dá)2200萬(wàn)人，飽和年供電人口將到達(dá)3000萬(wàn)人。北京市電力公司電源建設(shè)規(guī)模如表1所示。表1北京市電力公司電源建設(shè)規(guī)模工程全市〔2010年實(shí)際數(shù)據(jù)〕全市〔2015年預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)〕全市〔2030年預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)〕面積〔平方千米〕164101641016410人口〔萬(wàn)人〕196122003000最高負(fù)荷〔兆瓦〕166612700050000人均負(fù)荷〔瓦/人〕85012271667負(fù)荷密度〔兆瓦/平方千米〕1.0151.6453.05與世界城市電網(wǎng)開展水平比照分析北京市電力公司與世界城市電網(wǎng)開展水平比照情況如表2、圖4所示。表2北京市電力公司與世界城市電網(wǎng)開展水平比照情況工程2010年北京2006年新加坡2002年巴黎1980年?yáng)|京1990年?yáng)|京1996年?yáng)|京2010年?yáng)|京2015年北京飽和年北京面積〔平方千米〕16410707105394943949439494394941641016410人口〔萬(wàn)人〕1961499250334641904190447322003000最高負(fù)荷〔兆瓦〕1666156243010272804785057120581102450050000人均負(fù)荷〔W/人〕8501406120481511421363129911141667負(fù)荷密度〔兆瓦/平方千米〕1.027.9628.670.691.211.451.471.493.05注：由于東京人口增長(zhǎng)較慢，1990年?yáng)|京人口按1996年人口規(guī)模選取。圖4北京市電力公司與世界城市電網(wǎng)開展水平比照情況從人均負(fù)荷指標(biāo)看，北京市電力公司2010年電網(wǎng)相當(dāng)于東京80年代初期電網(wǎng)水平，據(jù)世界城市目前電網(wǎng)水平相差較大。北京市電力公司2015年電網(wǎng)相當(dāng)于東京90年代初期電網(wǎng)水平。至飽和年要超過(guò)目前世界城市負(fù)荷水平，躋身世界領(lǐng)先行列。配電網(wǎng)電壓等級(jí)新加坡配電網(wǎng)新加坡配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)系列有22kV，6.6kV，400/230V。其中，配電網(wǎng)以22kV網(wǎng)絡(luò)為主，6.6kV網(wǎng)絡(luò)的開展已經(jīng)受到限制。巴黎配電網(wǎng)巴黎過(guò)去市區(qū)電網(wǎng)比較復(fù)雜，經(jīng)過(guò)20年的梳理改造，簡(jiǎn)化了電壓等級(jí)序列。其配電網(wǎng)絡(luò)包括高中壓變電站的主變225/20(15)kV、90/20(15)kV、63/20(15)kV及以下設(shè)施、20kV及以下電網(wǎng)。東京配電網(wǎng)隨著地區(qū)負(fù)荷的增長(zhǎng)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展，東京電力配網(wǎng)電壓等級(jí)經(jīng)過(guò)如下演變形成如今的標(biāo)準(zhǔn)序列，中壓配電從原來(lái)的3kV升壓到了6.6kV，高壓配電從原來(lái)的22kV升壓到了66kV；而在市區(qū)保存22kV，是將其作為中壓配電電壓等級(jí)來(lái)考慮的，為實(shí)現(xiàn)并列運(yùn)行等高可靠性網(wǎng)絡(luò)連接提供了很好的根基。北京配電網(wǎng)北京電網(wǎng)的開展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，為了適應(yīng)社會(huì)的開展，北京電網(wǎng)的電壓等級(jí)不斷提高，構(gòu)造同趨合理。北京電網(wǎng)開展過(guò)程中，為提高供電能力，擴(kuò)大供電范圍，滿足負(fù)荷需求，逐步提高了電壓等級(jí)。北京配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)為高壓配電網(wǎng)110kV，35kV，中壓配電網(wǎng)10kV，以及0.4kV。其中，35kV電壓等級(jí)主要在各城近郊區(qū)和遠(yuǎn)郊區(qū)縣存在應(yīng)用。與世界城市配電網(wǎng)電壓等級(jí)比照分析巴黎、新加坡配電網(wǎng)以20kV/22kV電壓等級(jí)為主，與北京中壓配電網(wǎng)10kV電壓等級(jí)相比，具備以下特點(diǎn)：在具備一樣載流容量的情況下，20kV電纜承載著兩倍于10kV電纜的電能。因此，20kV系統(tǒng)不僅能夠節(jié)省安裝空間，還能在大多時(shí)候降低電纜溫度，從而有效的解決了電纜過(guò)熱的問(wèn)題并且增長(zhǎng)了原件的使用壽命。配電網(wǎng)規(guī)模新加坡配電網(wǎng)新能源電網(wǎng)公司電網(wǎng)共有22kV變電站4190座，變壓器6290臺(tái)，變電容量12834MVA，平均每座變電站變電容量為3.06MVA，22kV電纜長(zhǎng)度5279千米；6.6kV變電站5300座，變壓器6984臺(tái)，變電容量6907MVA，平均每座變電站變電容量為1.30MVA，6.6kV電纜長(zhǎng)度3788千米。從絕緣介質(zhì)的類型來(lái)看，22kV系統(tǒng)中SF6氣體絕緣設(shè)備和空氣絕緣設(shè)備各占72%和28%。從電纜選用類型來(lái)看，22/6.6kV系統(tǒng)基本采用三芯交聯(lián)電纜，尚有局部6.6kV三芯油紙電纜。22/6.6kV系統(tǒng)中，80%的變壓器和90%的開關(guān)為投運(yùn)20年以內(nèi)的設(shè)備。表3各電壓等級(jí)下配電設(shè)備投運(yùn)情況電壓等級(jí)〔kV〕變電站數(shù)量〔座〕變壓器數(shù)量〔臺(tái)〕降壓容量〔MVA〕電纜長(zhǎng)度〔千米〕開關(guān)數(shù)量〔臺(tái)〕RMU環(huán)網(wǎng)開關(guān)〔臺(tái)〕224190629012834527921309-6.6530069846907378811305112320.41157911357-合計(jì)94901327419741206464397111232巴黎配電網(wǎng)巴黎市區(qū)有35個(gè)225kV/20kV變電站，容量4165MVA；2008年歷史最大負(fù)荷為3010兆瓦，負(fù)荷密度為28.7兆瓦/平方千米；有29條225kV電纜進(jìn)市區(qū)，變電站低壓側(cè)采用單母線分段方式；有20kV電纜800條，5432千米，電纜化率為100%，單回饋線最大負(fù)荷能力為20MVA，負(fù)載率約50%；400V低壓線路5000千米；7000多臺(tái)20kV/400V配變；電纜化率100%，自動(dòng)化率100%。東京配電網(wǎng)至1998年3月底止，東京電力公司有66kV及以下變電站1256座，線路建設(shè)規(guī)模如下表所示。表41998東京電力公司線路建設(shè)規(guī)模電壓等級(jí)架空線長(zhǎng)度〔千米〕電纜線長(zhǎng)度〔千米〕路徑長(zhǎng)度線路長(zhǎng)度路徑長(zhǎng)度線路長(zhǎng)度66kV7795149612919554455kV及以下29936713791843合計(jì)80941532842987387北京配電網(wǎng)1.110kV電網(wǎng)現(xiàn)狀截至到2010年底，北京市110kV公用變電站265座，主變651臺(tái)，總配變?nèi)萘?0750.5MVA；專用變電站52座，主變113臺(tái)，總?cè)萘?799.5MVA，110kV電網(wǎng)容載比為2.18。北京電網(wǎng)110kV主變單臺(tái)主變?nèi)萘恳?1.5MVA和50MVA為主，城市中心區(qū)局部變電站采用高容量主變，如北太平莊站采用了63MVA主變；郊區(qū)縣存在局部變電站采用低容量主變，總體分析設(shè)備選型相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。北京地區(qū)110kV公用線路共884條，總長(zhǎng)度4257公里，其中電纜線路長(zhǎng)910公里，架空線路長(zhǎng)3347公里，電纜化率21.38%。110kV架空線路截面主要為L(zhǎng)GJ-240和LGJ-400，分別占線路總長(zhǎng)度的接近60%和10%，另外就是在近幾年中得到應(yīng)用的耐熱導(dǎo)線，隨著度夏工程或?qū)Ь€更換工作的實(shí)施將得到更多的應(yīng)用?，F(xiàn)運(yùn)行電纜截面主要集中在800mm2、630mm2以及400mm2三種截面。2.35kV電網(wǎng)現(xiàn)狀截至2010年底，北京電網(wǎng)共有35kV地區(qū)變電站95座，變壓器180臺(tái)，變電容量1920.25MVA；35kV用戶變電站149座，變電容量1253.67MVA。35kV架空線路總長(zhǎng)度約為1988公里；電纜線路總長(zhǎng)度約為128公里。35kV變電站及線路主要集中在各郊區(qū)縣，市區(qū)范圍內(nèi)比例很小。3.電網(wǎng)裝備運(yùn)行年限通過(guò)電網(wǎng)工程建設(shè)和改造，設(shè)備安康水平大幅提升。110kV及以上輸變電設(shè)備運(yùn)行年限超過(guò)21年的變壓器比率缺乏1%，線路為12%。北京電網(wǎng)10kV及以下設(shè)備運(yùn)行年限超過(guò)21年的線路比率9%，配變比率4.8%。與世界城市配電網(wǎng)規(guī)模比照分析1.電網(wǎng)規(guī)模國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模如表5所示。表5國(guó)內(nèi)外配電網(wǎng)裝備運(yùn)行年限工程電壓等級(jí)北京新加坡巴黎東京66~110kV變電站臺(tái)數(shù)〔座〕31780--161容量〔兆瓦〕34550231--6068566kV以下變電站臺(tái)數(shù)〔座〕--9490--1256容量〔兆瓦〕--13274--606852.電網(wǎng)裝備情況國(guó)內(nèi)外配電網(wǎng)裝備運(yùn)行年限比照方表6所示。表6國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)裝備運(yùn)行年限電壓等級(jí)北京新加坡110kV及以上變壓器小于1%30%110kV及以上線路12%--10kV及以下設(shè)備9%10%配變4.8%20%從設(shè)備運(yùn)行年限看我國(guó)電網(wǎng)起步晚，設(shè)備的整體運(yùn)行年限低于新加坡2005年的設(shè)備水平。配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造新加坡配電網(wǎng)1．22kV配電網(wǎng)絡(luò)80年代中期，新加坡22kV配電網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)網(wǎng)連接、開環(huán)運(yùn)行模式。當(dāng)時(shí)外力破壞嚴(yán)重，電纜接頭施工工藝差，電纜故障頻繁，加之新加坡正處于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)期，電子行業(yè)迅速崛起對(duì)電能質(zhì)量提出了很高的要求。迫于社會(huì)的呼聲和政府的壓力，新加坡開場(chǎng)實(shí)施22kV電網(wǎng)改造，具體原那么為：花瓣型網(wǎng)絡(luò)的電纜截面均按300mm2考慮，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的拓展性和可適應(yīng)性，并為今后的改造、割接創(chuàng)造條件；每個(gè)花瓣型網(wǎng)絡(luò)引入第三個(gè)電源點(diǎn)，供電可靠性大大增加；每個(gè)花瓣的容量按50%考慮，確保了網(wǎng)絡(luò)的安康運(yùn)行水平；網(wǎng)絡(luò)改造從對(duì)供電可靠性要求特別高的區(qū)域開場(chǎng)進(jìn)展且成片實(shí)施，確?！盎ò戗暤囊淮谓ǔ?。22kV配電網(wǎng)絡(luò)改造自80年代中期開場(chǎng)實(shí)施，至90年代初期完成。新加坡新型22kV配電網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)網(wǎng)連接、并列運(yùn)行的模式。具體而言，在城市各分區(qū)內(nèi)的同一個(gè)雙電源變壓器并列運(yùn)行的66kV/22kV變電站中，由每?jī)苫?2kV饋線構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，形成花瓣構(gòu)造。這種構(gòu)造稱之為梅花狀供電模型，其典型供電模型如圖5所示。圖5新加坡梅花狀典型供電模型其中引自不同分區(qū)變電站的每?jī)蓚€(gè)環(huán)網(wǎng)中間又相互聯(lián)絡(luò)，開環(huán)運(yùn)行，形成花瓣式相切的形式。其網(wǎng)絡(luò)連接方式如圖6所示。其網(wǎng)絡(luò)接線實(shí)際上是由變電站間單聯(lián)絡(luò)和變電站內(nèi)單聯(lián)絡(luò)組合而成。站間聯(lián)絡(luò)局部開環(huán)運(yùn)行，站內(nèi)聯(lián)絡(luò)局部閉環(huán)運(yùn)行。通常兩個(gè)環(huán)網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)處為該環(huán)網(wǎng)最重要的負(fù)荷。圖6新加坡22kV配電網(wǎng)絡(luò)接線圖在此配電系統(tǒng)中，每個(gè)66/22kV75MVA變壓器必須并列且配對(duì)運(yùn)行，兩個(gè)變壓器所承載的最大負(fù)荷不能超過(guò)75MVA。構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的每?jī)苫仞伨€的選擇考慮N-1運(yùn)行原那么，按照正常運(yùn)行時(shí)50%負(fù)荷設(shè)計(jì)，饋線一律采用22kV，300mm2銅導(dǎo)體XLPE電纜，線路開關(guān)全部采用斷路器。每個(gè)環(huán)網(wǎng)的設(shè)計(jì)容量為15MVA，其最大負(fù)載電流不能超過(guò)400A。因此，每?jī)蓚€(gè)并列運(yùn)行的變壓器最多連接5個(gè)環(huán)網(wǎng)。其中，當(dāng)22kV母線上的變壓器臺(tái)數(shù)在三臺(tái)及以下時(shí)，采用單母線不分段接線。當(dāng)變壓器臺(tái)數(shù)大于三臺(tái)時(shí)，采用單母線分?jǐn)嘟泳€。配網(wǎng)的中性點(diǎn)采用經(jīng)小電阻接地方式，接地電阻為6.5歐姆，短路電流限制在25kA、3秒。為了確保在一條母線故障或檢修期間供電的連續(xù)性，形成環(huán)網(wǎng)始端和終端的饋電線路端點(diǎn)必須在同一變電站的不同母線上。每個(gè)環(huán)接入的配電室最好不要超過(guò)8個(gè)，并且環(huán)中的總負(fù)荷不能超過(guò)環(huán)網(wǎng)的設(shè)計(jì)容量，即15MVA。由上可見，一個(gè)變電站的一段母線引出的一條出線環(huán)接多個(gè)配電站后，再回到本站的另一條母線，便構(gòu)成一個(gè)“花瓣〞。多條出線便可構(gòu)成多個(gè)“花瓣〞，多“花瓣〞構(gòu)成以變電站為中心的一朵“花〞，每個(gè)變電站就是一朵“梅花〞。原那么上不會(huì)跨區(qū)供電，通過(guò)“花瓣〞相切的方式滿足故障時(shí)的負(fù)荷轉(zhuǎn)供，從而構(gòu)成多朵“梅花〞供電的城市整體網(wǎng)架，如圖五所示。由此，此網(wǎng)架可以實(shí)現(xiàn)單一線路事故時(shí)系統(tǒng)不停電；母線事故或同一環(huán)兩條線故障時(shí)，瞬時(shí)停電，且通過(guò)線路聯(lián)絡(luò)開關(guān)恢復(fù)供電；并顯示了良好的可擴(kuò)展性。圖7新加坡城市電網(wǎng)擴(kuò)展圖在新加坡22kV配電系統(tǒng)的主干網(wǎng)中，采用導(dǎo)引線差動(dòng)保護(hù)，過(guò)電流及接地后備保護(hù)，并配備SCADA系統(tǒng)；至客戶或變壓器的支路采用過(guò)流和接地保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)可靠靈活、簡(jiǎn)單清晰。2．6.6kV配電網(wǎng)絡(luò)6.6kV配電網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)網(wǎng)連接、開環(huán)運(yùn)行模式〔Mesh〕，每個(gè)環(huán)網(wǎng)的兩路或三路電源來(lái)自不同的22kV上級(jí)電源點(diǎn)；每個(gè)環(huán)網(wǎng)的供應(yīng)負(fù)荷控制應(yīng)在4.5MVA以內(nèi)〔環(huán)網(wǎng)的始端電纜為銅芯電纜〕或3.5MVA〔環(huán)網(wǎng)的始端電纜為鋁芯電纜〕；每個(gè)環(huán)網(wǎng)中串接的配電站數(shù)量應(yīng)控制在8個(gè)以內(nèi)。圖7新加坡6.6kV配電網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)架構(gòu)造新加坡6.6kV電網(wǎng)為逐步淘汰的電網(wǎng)。6.6kV配電網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)網(wǎng)連接、開環(huán)運(yùn)行模式。每個(gè)環(huán)網(wǎng)的兩路或三路電源來(lái)自不同的22kV上級(jí)電源點(diǎn)，環(huán)網(wǎng)上配置環(huán)網(wǎng)開關(guān)，采用過(guò)流及接地故障后備保護(hù)。新加坡方案在開展新客戶時(shí)，逐步將6.6kV配電網(wǎng)改造為22KV配電網(wǎng)。巴黎配電網(wǎng)巴黎電網(wǎng)有三層環(huán)狀電網(wǎng)構(gòu)造，外圍由400kV輸電網(wǎng)和225kV輸電網(wǎng)形成兩層環(huán)狀網(wǎng)架構(gòu)造，市區(qū)由20kV配電網(wǎng)形成環(huán)狀網(wǎng)架構(gòu)造為低壓用戶供電。其配電網(wǎng)由36座225/20kV變電站提供電源，并呈輻射狀深入負(fù)荷中心。巴黎電網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng)架構(gòu)造如圖8所示。圖8巴黎電網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng)架構(gòu)造巴黎在20世紀(jì)60年代開場(chǎng)20kV電網(wǎng)升壓改造，90年代初完成。巴黎20kV配電網(wǎng)環(huán)狀電網(wǎng)構(gòu)造示意如圖9所示。圖9巴黎20kV配電網(wǎng)環(huán)狀電網(wǎng)構(gòu)造示意巴黎20kV配電網(wǎng)中主干線網(wǎng)架使用4×6=24條20kV電纜與一個(gè)變電站相連，因此，可以確保225kV變電站在停電時(shí)的供電可靠性。每個(gè)20/0.4kV低壓變電站都有2回20kV進(jìn)線，在進(jìn)線故障的時(shí)候自動(dòng)切換。每條20kV饋線可由兩個(gè)225kV變電站供電，20kV饋線出現(xiàn)故障，在自動(dòng)切換裝置動(dòng)作時(shí)客戶會(huì)有1秒的停電；假設(shè)225kV變電站故障，在1～2分鐘內(nèi)遠(yuǎn)方手動(dòng)切換恢復(fù)供電。因此電網(wǎng)在不采取復(fù)雜保護(hù)或自動(dòng)化設(shè)備的情況下也可以提高供電可靠性。巴黎城市配網(wǎng)這種供電網(wǎng)構(gòu)造首末兩端都帶電源，雙路電源供電運(yùn)行，中間配置可遠(yuǎn)方控制的分段開關(guān)，中/低壓負(fù)荷從兩條并行供電線路同時(shí)取電，通過(guò)自動(dòng)切換裝置實(shí)現(xiàn)備用電源切換。這種供電方式供電可靠性SAIDI指標(biāo)可以做到小于15分/戶.年。圖10巴黎20kV雙環(huán)網(wǎng)示意圖在巴黎城區(qū)新建和改造的中壓配電網(wǎng)那么采用三環(huán)網(wǎng)構(gòu)造。這種構(gòu)造是由兩座變電站三射線電纜構(gòu)成三環(huán)網(wǎng)，開環(huán)運(yùn)行。每座配電室兩路電源分別T接自三回路中兩回不同電纜，其中一路為主供，一路為熱備用，其接線方式如圖11所示。圖11巴黎20kV三環(huán)網(wǎng)示意圖東京配電網(wǎng)東京配電網(wǎng)供電模式的特點(diǎn)是：配電網(wǎng)中97%為6.6kV不接地電網(wǎng)，3%為20kV小電阻接地電網(wǎng)。6.6kV架空網(wǎng)供電方式采用3分段4聯(lián)絡(luò)、6分段3聯(lián)絡(luò)的方式，6.6kV電纜網(wǎng)供電方式采用環(huán)網(wǎng)的方式；負(fù)荷密集區(qū)采用20kV電纜網(wǎng)供電方式。1．66kV配電網(wǎng)絡(luò)東京電力認(rèn)為環(huán)網(wǎng)具有可靠性較高的優(yōu)點(diǎn)，但潮流控制困難，短路電流大；而放射性網(wǎng)絡(luò)潮流控制容易，短路電流小。因此，東京電力在供電系統(tǒng)中多采用環(huán)網(wǎng)構(gòu)造、放射狀運(yùn)行〔即“手拉手〞網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造〕。輸電系統(tǒng)輸電系統(tǒng)變電站變電站變電站輸電線輸電線輸電線輸電線圖12東京電力的“手拉手〞網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造2．22kV配電網(wǎng)絡(luò)〔1〕主備線路系統(tǒng)在東京，主備接線是最為常見的22kV網(wǎng)絡(luò)接線方式。雖然與SNW〔SpotNetwork〕系統(tǒng)相比，其變壓器容量較小，但是無(wú)論從空間還是花費(fèi)上考量都更為經(jīng)濟(jì)，因此應(yīng)用廣泛。主備線路系統(tǒng)接線方式如以下列圖。正常方式下，按預(yù)定的常用主線路進(jìn)展供電。當(dāng)主線路停電時(shí)，在非用戶內(nèi)部事故，備用線路有電壓的情況下，通過(guò)自動(dòng)或者手動(dòng)切換刀閘或斷路器，可以在瞬時(shí)停電后恢復(fù)供電。圖12單線路連接配電系統(tǒng)原理圖〔a〕主備線路系統(tǒng)〔b〕SNW系統(tǒng)〔2〕SNW和RNW系統(tǒng)SNW系統(tǒng)是在城市和其他高電力需求地區(qū)最為常見的系統(tǒng)。其接線形式如圖12〔b〕所示。SNW系統(tǒng)是由兩個(gè)或者更多變壓器的二次側(cè)組成。各條配電線路全部以Ｔ接方式引入支線，經(jīng)過(guò)斷路器接入變壓器。其低壓側(cè)并列連接，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)母線。因?yàn)椴捎迷摲绞降牡蛪簜?cè)母線一般限定于同一座大樓內(nèi)，所以稱為SpotNetwork〔定點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)〕方式。當(dāng)任一條饋線停電時(shí)，通過(guò)剩下的變壓器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行以提供所需的最大電量。因此，在選擇變壓器容量時(shí)要按這個(gè)原那么進(jìn)展，其過(guò)負(fù)荷耐量一般為普通變壓器的130%。此系統(tǒng)具備較高的可靠性，可維護(hù)性和可操作性，而且高壓側(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單。SNW系統(tǒng)一般應(yīng)用于低電壓等級(jí)，即變壓器二次側(cè)低電壓供電；也可以應(yīng)用于變壓器二次側(cè)為6.6kV的情況，為單一建筑提供有效供電。RNW〔RegularSystem〕系統(tǒng)是通過(guò)多個(gè)SNW系統(tǒng)低壓側(cè)的相互連接構(gòu)成。因此，可以在其中任意系統(tǒng)故障或停電檢修的情況下，維持持續(xù)供電。RNW系統(tǒng)一般應(yīng)用于繁華購(gòu)物區(qū)，如東京銀座，新宿等。這種系統(tǒng)并沒(méi)有被廣泛應(yīng)用。其主要原因是用戶對(duì)6.6kV供電仍然有大量需求以及此系統(tǒng)在可維護(hù)性，可操作性和可擴(kuò)展性上存在缺乏?！?〕22kV/6.6kV供電系統(tǒng)此種配電系統(tǒng)是先由22kV配電網(wǎng)傳輸至靠近用戶側(cè)，再由當(dāng)?shù)匚⑿妥冸娬窘祲褐?.6kV。其接線方式如圖13所示。目前這種系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用于工業(yè)區(qū)以及人口稀疏的地區(qū)，同時(shí)正在被考慮引入人口密集住宅區(qū)。這種系統(tǒng)不僅可以為22kV用戶供電，還可以為現(xiàn)有6.6kV用戶供電。這種系統(tǒng)作為過(guò)渡系統(tǒng)在推動(dòng)22kV配電系統(tǒng)的同時(shí)，還可以大力推進(jìn)微型變電站的普及。圖13微型變電站單線路接線原理圖〔變壓器最大容量為10MVA〕3.6.6kV網(wǎng)絡(luò)東京6.6kV電纜網(wǎng)接線方式以4分段2并網(wǎng)為主。采用此方式的典型地下配電系統(tǒng)如圖14所示。此系統(tǒng)以一路進(jìn)線，多路出線的單回路開關(guān)箱形成類似單環(huán)網(wǎng)的運(yùn)行方式。不同開關(guān)箱間的線路設(shè)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)，開關(guān)為常開方式，用戶進(jìn)線采取環(huán)網(wǎng)方式。圖144分段2并網(wǎng)地下配電系統(tǒng)東京6.6kV架空配電網(wǎng)系統(tǒng)多采用6分段3并網(wǎng)的方式。此系統(tǒng)構(gòu)造如圖15所示。圖156分段3并網(wǎng)架空配電線系統(tǒng)東京采取的這種電網(wǎng)接線，可以將線路的負(fù)載率由三分段三聯(lián)絡(luò)時(shí)的75%提高到85%左右。在故障時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)，可以提高線路的互倒互帶能力。北京配電網(wǎng)1．高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造220kV電網(wǎng)樞紐變電站與500kV電網(wǎng)形成電磁環(huán)網(wǎng)，分成五個(gè)供電區(qū)域運(yùn)行；59座地區(qū)220kV變電站和256座地區(qū)110kV變電站呈放射狀網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，共同形成地區(qū)主網(wǎng)架供電構(gòu)造。2．中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造目前北京中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造較為復(fù)雜，接線方式也較多，具體分為架空線接線模式和電纜線接線模式分別介紹。〔1〕架空線路構(gòu)造架空線路主要應(yīng)用在D類區(qū)域，以及無(wú)電纜線路要求的C類區(qū)域。中壓架空線路的接線方式一般采用環(huán)網(wǎng)接線開環(huán)運(yùn)行方式和單放射方式。環(huán)網(wǎng)接線的架空線路運(yùn)行電流一般應(yīng)控制在長(zhǎng)期允許載流量的2/3以下，預(yù)留轉(zhuǎn)移負(fù)荷裕度。架空線路采用環(huán)網(wǎng)接線開環(huán)運(yùn)行方式，線路多分段、適度聯(lián)絡(luò)，分段與聯(lián)絡(luò)數(shù)量根據(jù)用戶數(shù)量、負(fù)荷性質(zhì)、線路長(zhǎng)度和環(huán)境等因素確定。每一分段的負(fù)荷容量可控制在70～120A，聯(lián)絡(luò)一般設(shè)置3個(gè)以內(nèi)。優(yōu)先采取線路尾端聯(lián)絡(luò)，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)線路大支線的聯(lián)絡(luò)。中壓架空網(wǎng)典型接線如圖16所示：圖16架空線路多分段多聯(lián)絡(luò)接線模式架空線路單放射方式僅適用于負(fù)荷密度較低的、缺少變電站電源點(diǎn)的地區(qū)，但同站線路之間應(yīng)進(jìn)展聯(lián)絡(luò)。〔2〕電纜線路構(gòu)造電纜線路主要適用于A類、B類區(qū)域，C類區(qū)域優(yōu)先選用。另外，繁華地區(qū)、重要地段、主要道路、高層建筑區(qū)等及城市規(guī)劃中有特殊要求的地區(qū)，以及狹窄街道和架空線路走廊難以解決的地區(qū)采用電纜線路供電。根據(jù)用戶負(fù)荷性質(zhì)、容量、路徑等情況，中壓電纜線路的接線方式一般為雙射接線、單環(huán)接線和雙環(huán)接線方式等。A類、B類地區(qū)由電纜雙射網(wǎng)逐步開展為電纜雙環(huán)網(wǎng)供電，進(jìn)一步提高供電可靠性；A類地區(qū)和局部B類地區(qū)在“十二五〞規(guī)劃期內(nèi)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化。1〕雙放射接線方式兩路電源一般來(lái)自不同的變電站〔開閉站〕或者同一座變電站〔開閉站〕不同母線，線路負(fù)載率不宜超過(guò)50%，見圖17所示?！瞐〕雙回電源來(lái)自同一變電站〔開閉站〕〔b〕雙回電源來(lái)自不同變電站〔開閉站〕圖17電纜線路雙放射接線方式2〕單環(huán)網(wǎng)接線方式電纜單環(huán)接線一般從開閉站接出，該方式適用于電纜化區(qū)域容量較小的用戶，一般采用異站單環(huán)接線方式，不具備條件時(shí)采用同站不同母線單環(huán)接線方式。正常開環(huán)運(yùn)行，線路負(fù)載率不宜超過(guò)50%，見圖18所示。圖18電纜線路單環(huán)網(wǎng)接線方式3〕雙環(huán)網(wǎng)接線方式雙環(huán)網(wǎng)四路電源來(lái)自同一供電區(qū)域的兩座變電站或兩座開閉站的不同段母線，見圖19所示，這種接線方式線路負(fù)載率不宜超過(guò)75%。電纜雙環(huán)網(wǎng)接線適用于重要用戶供電，可隨電纜網(wǎng)改造逐步完善實(shí)現(xiàn)。圖19電纜線路雙環(huán)網(wǎng)接線方式4〕對(duì)射線接線方式自不同方向電源的兩個(gè)變電站〔或兩個(gè)開閉站〕的中壓母線饋出單回線路組成對(duì)射網(wǎng)接線方式，一般由改造形成。圖20電纜線路對(duì)射線接線方式與世界城市配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造比照分析北京市高壓配電網(wǎng)與國(guó)際城市相似，以環(huán)網(wǎng)構(gòu)造、放射狀運(yùn)行〔即“手拉手〞網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造〕為主，可以到達(dá)國(guó)際水平；中壓配電網(wǎng)相當(dāng)于國(guó)際一流城市電網(wǎng)70年代的水平。1.國(guó)外電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造開展趨勢(shì)國(guó)外興旺地區(qū)網(wǎng)架構(gòu)造多程“啞鈴“狀開展，按照“強(qiáng)化兩頭、簡(jiǎn)化中間〞開展原那么，既保證供電的可靠性和安全性，又防止重復(fù)建設(shè)造成的浪費(fèi)。如新加坡、巴黎、東京電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造開展趨勢(shì)如圖21所示。圖21新加坡、巴黎、東京電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造開展趨勢(shì)2.北京電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造北京電網(wǎng)2010年網(wǎng)供電可靠率RS1和RS3都為99.9776%，沒(méi)有由于系統(tǒng)電源缺乏造成的限電現(xiàn)象。因此，北京主網(wǎng)較為堅(jiān)強(qiáng)，造成可靠性相對(duì)較低的主要問(wèn)題在于配電網(wǎng)網(wǎng)架顯得相對(duì)薄弱，應(yīng)該按照按照“強(qiáng)化兩頭、簡(jiǎn)化中間〞原那么，重點(diǎn)解決配電網(wǎng)薄弱的問(wèn)題，使電網(wǎng)架構(gòu)功能更加清晰、層次更加清楚。如北京電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造開展現(xiàn)狀如圖22所示。圖22北京電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造開展現(xiàn)狀供電可靠性新加坡配電網(wǎng)從新加坡電網(wǎng)供電可靠性的開展趨勢(shì)可以看出，新加坡電網(wǎng)在1993～1994年應(yīng)用的環(huán)網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)，直接導(dǎo)致平均停電時(shí)間由27.4分鐘減少到10.7分鐘。而在2003/2004年間投入狀態(tài)監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修技術(shù)后，平均停電次數(shù)從0.1次/戶降低至0.04次/戶。新加坡配網(wǎng)的供電可靠性較高，至2011年新加坡電網(wǎng)供電可靠性指標(biāo)ASAI已到達(dá)99.999941%、SAIDI為0.31min。1998～2011年新加坡電網(wǎng)系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間SAIDI變化情況如圖23所示。1998～2011年新加坡電網(wǎng)系統(tǒng)平均停電頻率SAIFI變化情況如圖24所示。圖231997～2011年新加坡電網(wǎng)系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間SAIDI變化情況圖241998～2011年新加坡電網(wǎng)系統(tǒng)平均停電頻率SAIFI變化情況巴黎配電網(wǎng)巴黎2004年供電可靠性指標(biāo)SAIDI如圖25所示，其中區(qū)域1是人口數(shù)小于1萬(wàn)人的小城鎮(zhèn)，SAIDI<2小時(shí)，供電可靠率〔RS-1〕為99.977％〔對(duì)應(yīng)我們的農(nóng)網(wǎng)〕；區(qū)域4是人口數(shù)超過(guò)10萬(wàn)人的城市中心區(qū)，SAIDI<30分，供電可靠率〔RS-1〕ASAI為99.994％〔對(duì)應(yīng)我們的中心城區(qū)〕。巴黎2007年供電可靠率ASAI為99.998%，SAIDI為10min。圖25法國(guó)2004年低壓用戶的供電可靠性指標(biāo)SAIDI巴黎歷年供電可靠性指標(biāo)SAIDI如圖26所示。巴黎1993年用戶平均停電時(shí)間為58分鐘，供電可靠率為99.99％，到2000年用戶平均停電時(shí)間縮短到13.7分鐘，供電可靠率為99.9975％。圖26巴黎歷年供電可靠性指標(biāo)SAIDI東京配電網(wǎng)1982年?yáng)|京供電可靠性指標(biāo)ASAI為99.99315%、SAIDI為36分。1986年?yáng)|京電力公司開場(chǎng)采取配網(wǎng)自動(dòng)化措施，之后供電可靠性指標(biāo)ASAI進(jìn)一步提高。至2009年?yáng)|京電力公司可靠性指標(biāo)ASAI為99.999618%、SAIDI為2min。2011年日本受“3·11〞地震的影響可靠性突然下降，因此我們暫不做參考。東京電力公司歷年可靠性變化曲線如圖27所示。圖27東京電力公司歷年可靠性變化曲線北京配電網(wǎng)1．歷史年可靠性水平2010年北京市供電可靠率RS1和RS3都為99.9776%，系統(tǒng)平均停電時(shí)間為1.93小時(shí)。自2005年以來(lái)北京市電網(wǎng)可靠性RS1和RS3均相等，主要是由于“十五〞和“十一五〞期間加強(qiáng)了主網(wǎng)建設(shè)，形成了較為堅(jiān)強(qiáng)的主網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造，消除了由系統(tǒng)電源缺乏造成的限電現(xiàn)象。近年北京市供電可靠性指標(biāo)如表7所示，近年北京市供電可靠性曲線圖28所示。表7近年北京市供電可靠性指標(biāo)工程〕200520062007200820092010RS199.896799.90499.93899.95499.98099.9776RS399.896999.90499.93899.95499.98099.9776*RS1：是計(jì)入所有對(duì)用戶的停電后得出的，平均供電可靠率指標(biāo)；RS3：是扣除系統(tǒng)電源缺乏限電的平均供電可靠率。99.896799.8967圖28近年北京市供電可靠性曲線2．可靠性開展目標(biāo)考慮到北京以建設(shè)世界城市為遠(yuǎn)景年目標(biāo)，因此局部地區(qū)規(guī)劃的電網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)略高于國(guó)家電網(wǎng)公司的推薦指標(biāo)。北京A類地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)開展水平相對(duì)成熟，與世界城市差距相對(duì)較小，同時(shí)區(qū)域電網(wǎng)根基條件相對(duì)較好，具備與世界城市電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)接軌的根基電網(wǎng)條件，因此適當(dāng)提升技術(shù)指標(biāo)，打造國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)配電網(wǎng)建設(shè)樣板模式是適宜的。北京“十二五〞期間電網(wǎng)建設(shè)可靠性指標(biāo)如表8所示。表8北京“十二五〞期間電網(wǎng)建設(shè)可靠性指標(biāo)工程A類區(qū)域B類區(qū)域C類區(qū)域D類區(qū)域供電可靠率≥99.999%≥99.99%≥99.9%≥99.8%與世界城市配電網(wǎng)供電可靠性比照分析2010年北京供電可靠性與先進(jìn)城市80、90年代可靠性比照情況如圖29所示。供電可靠性〔%〕27分鐘58分鐘36分鐘118分鐘供電可靠性〔%〕27分鐘58分鐘36分鐘118分鐘圖292010年北京供電可靠性與先進(jìn)城市80、90年代可靠性比照情況0.31分鐘2分鐘10.5分鐘2015年北京供電可靠性與先進(jìn)城市目前可靠性比照情況如圖30所示。0.31分鐘2分鐘10.5分鐘供電可靠性〔%〕118分鐘供電可靠性〔%〕118分鐘圖302010年北京供電可靠性與先進(jìn)城市目前可靠性比照情況通過(guò)分析，2010年北京市供電可靠性與東京、巴黎、新加坡等國(guó)際興旺城市近年來(lái)相比可靠性差距較大。通過(guò)對(duì)這些城市歷年可靠性分析，北京市目前可靠性水平相當(dāng)于這東京1980年代以前的可靠性水平；相當(dāng)于巴黎80年代的可靠性水平。主要結(jié)論及建議北京電網(wǎng)定位北京電網(wǎng)現(xiàn)狀定位如下表4-3-1所示。表9北京配電網(wǎng)現(xiàn)狀定位指標(biāo)水平人均供電負(fù)荷80年代水平配電網(wǎng)電壓等級(jí)21世紀(jì)初配電網(wǎng)規(guī)模領(lǐng)先水平配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造高壓配電網(wǎng)，國(guó)際水平；配網(wǎng)70年代供電可靠性70、80年代水平北京市配電網(wǎng)處于世界一流配電網(wǎng)的80年代初期水平?？傮w來(lái)看：高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造、配電網(wǎng)規(guī)模已經(jīng)到達(dá)了世界領(lǐng)先水平。中壓配電網(wǎng)、人均供電負(fù)荷水平、供電可靠性處在一流電網(wǎng)70、80年代的水平，根據(jù)新加坡、巴黎、東京的改造經(jīng)歷，需要經(jīng)過(guò)20年左右的時(shí)間，才能夠到達(dá)國(guó)際水平。人均負(fù)荷水平比照分析圖31北京與世界城市各年負(fù)荷水平從人均負(fù)荷指標(biāo)看，北京市電力公司2010年電網(wǎng)相當(dāng)于東京80年代初期電網(wǎng)水平，據(jù)世界城市目前電網(wǎng)水平相差較大。目前北京電網(wǎng)與東京電網(wǎng)人均負(fù)荷相差449W/人。北京市電力公司2015年電網(wǎng)相當(dāng)于東京90年代初期電網(wǎng)水平。至飽和年要超過(guò)目前世界城市負(fù)荷水平，躋身世界領(lǐng)先行列。配電網(wǎng)電壓等級(jí)比照分析目前隨著工業(yè)化程度的不斷提高，世界上工業(yè)興旺國(guó)家相繼建設(shè)起各自不盡一樣的電壓等級(jí)，根據(jù)資料介紹，很多國(guó)家由于現(xiàn)有電壓等級(jí)過(guò)多過(guò)密〔其中包括工業(yè)興旺國(guó)家這種現(xiàn)象較甚〕，設(shè)計(jì)上顯得十分繁雜，造成輸變電容量重復(fù)過(guò)多，電網(wǎng)線損及無(wú)功損失損耗加大，而且占用了許多有色金屬，造成了資源浪費(fèi)。世界城市配電網(wǎng)以20kV電壓等級(jí)為主，與北京中壓配電網(wǎng)10kV電壓等級(jí)相比，具備以下特點(diǎn)：在具備一樣載流容量的情況下，20kV電纜承載著兩倍于10kV電纜的電能。因此，20kV系統(tǒng)不僅能夠節(jié)省安裝空間，還能在大多時(shí)候降低電纜溫度，從而有效的解決了電纜過(guò)熱的問(wèn)題并且增長(zhǎng)了原件的使用壽命。巴黎過(guò)電網(wǎng)經(jīng)過(guò)20年的梳理改造，形成了400/225/20/0.4kV的4級(jí)電壓等級(jí)序列，可以為北京電網(wǎng)提供借鑒意義。配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造比照分析世界城市配電網(wǎng)網(wǎng)架特點(diǎn)分析北京市高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造較為合理，可以到達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架構(gòu)造與世界城市相比較為薄弱，且網(wǎng)絡(luò)接線模式復(fù)雜，難以形成標(biāo)準(zhǔn)化，需要借鑒國(guó)外中壓配電網(wǎng)先進(jìn)理念作出相應(yīng)調(diào)整。國(guó)外電力公司十分重視大城市的中壓配網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)，其中壓配網(wǎng)網(wǎng)架由統(tǒng)一的供電模型組成，標(biāo)準(zhǔn)化、模型化設(shè)計(jì)可大大減少規(guī)劃設(shè)計(jì)部門的工作量，方便配電網(wǎng)擴(kuò)展，利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，采用統(tǒng)一的控制策略，并為用戶接入提供明確的入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)估體系。通過(guò)對(duì)新加坡、巴黎、東京典型供電模型分析，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用供電模型構(gòu)建中壓配電網(wǎng)具有以下特點(diǎn)?！玻薄尘W(wǎng)架構(gòu)造清晰化、標(biāo)準(zhǔn)化采用供電模型構(gòu)建配電網(wǎng)，能夠使網(wǎng)架清晰化、標(biāo)準(zhǔn)化?？筛鶕?jù)遠(yuǎn)景年變電站布點(diǎn)設(shè)定遠(yuǎn)景年目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)造，據(jù)此制定現(xiàn)狀網(wǎng)架逐步過(guò)渡到遠(yuǎn)景目標(biāo)網(wǎng)架的平滑過(guò)渡方案，逐步梳理網(wǎng)架構(gòu)造?！玻病晨紤]了變電站間的聯(lián)絡(luò)方式接線模式僅表達(dá)了線路間聯(lián)絡(luò)關(guān)系，供電模型不僅考慮了接線模式，還考慮變電站間的聯(lián)絡(luò)方式。相較于線路，供電模型作為一個(gè)較大的供電單元，其負(fù)荷轉(zhuǎn)帶等運(yùn)行方式相對(duì)固定，易于調(diào)度操作，并利于采用統(tǒng)一的控制策略，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。(３)考慮了高中壓電網(wǎng)之間的相互協(xié)調(diào)供電模型從整體的角度考慮主變間的聯(lián)絡(luò)方式，優(yōu)化配電網(wǎng)整體供電能力，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際供電能力對(duì)線路側(cè)進(jìn)展規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)模型總體的供電能力和模型中線路的供電轉(zhuǎn)移能力的匹配，使上下級(jí)電網(wǎng)間更加協(xié)調(diào)。世界城市電網(wǎng)具有啞鈴型的特點(diǎn)，其遠(yuǎn)郊的高壓輸電環(huán)網(wǎng)保證了骨干電網(wǎng)的運(yùn)行安全和穩(wěn)定，20kV環(huán)網(wǎng)保證了對(duì)用戶供電的靈活性和可靠性，而中間電壓等級(jí)電網(wǎng)采用了相對(duì)薄弱的輻射狀構(gòu)造。這樣既滿足用戶對(duì)供電可靠性的要求，同時(shí)也降低了不必要的資金投入。我國(guó)城市電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)也應(yīng)以提高可靠性為基本原那么，促進(jìn)高、中、低壓網(wǎng)協(xié)調(diào)開展。在重視典型供電模型設(shè)計(jì)的同時(shí)，借鑒國(guó)外配網(wǎng)開展的先進(jìn)思想，不強(qiáng)求層層