文東山，何利華，何江濤，張仕焜

(國網(wǎng)重慶市電力公司市南供電分公司，重慶 400060)

配電網(wǎng)直接與電力用戶相連，是保障居民和工商業(yè)用電的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，重慶市目前中低壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)種類繁多，電纜、架空線混合，同時在山區(qū)還存在輻射型支路，造成目前配電網(wǎng)供電可靠性較低。電網(wǎng)建設(shè)一直以來都存在“重主網(wǎng)、輕配網(wǎng)”的問題[1]，主網(wǎng)規(guī)劃和配網(wǎng)規(guī)劃實施不同步，上、下協(xié)調(diào)性不佳。同時，變電站布點不盡合理，從規(guī)劃到建設(shè)實施過程緩慢，導(dǎo)致核心區(qū)域配電網(wǎng)建設(shè)水平滯后于標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)要求，部分區(qū)域配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，無法抵御如洪澇災(zāi)害和極端雷雨天氣等風(fēng)險，供電可靠性較低。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，用戶對供電可靠性的要求越來越高，因此亟須對部分核心區(qū)域的配電網(wǎng)網(wǎng)架進行改造和升級。

1 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架介紹

1.1 網(wǎng)架建設(shè)的重要性

一直以來，配電網(wǎng)建設(shè)改造的根本目的是提高供電可靠性，而網(wǎng)架建設(shè)無疑是核心，是建成堅強配電網(wǎng)的基礎(chǔ)，沒有好的網(wǎng)架，一切將無從談起。好網(wǎng)架要具備以下特點：1)結(jié)構(gòu)簡單、運行靈活，具有極強負荷轉(zhuǎn)供能力和對上級電網(wǎng)的支撐能力；2) 具有較強的抵御外界事故和自然災(zāi)害的能力；3)保護及備用電源自投裝置配置合理而可靠；4)滿足配電自動化發(fā)展需求。目前配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)規(guī)劃已有標(biāo)準(zhǔn)化的指導(dǎo)手冊作為參考。

1.2 10 kV網(wǎng)架標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)

按照《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》及《中低壓配電網(wǎng)改造技術(shù)導(dǎo)則》，電纜線路標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)架的接線方式有單環(huán)式、雙環(huán)式等方式，具體如圖1、圖2所示。

單環(huán)式： 如圖1所示，兩個變電站的中壓母線(或同一個變電站的不同中壓母線)饋出單回線路，構(gòu)成單環(huán)式接線方式，開環(huán)運行。

圖1 單環(huán)式網(wǎng)絡(luò)

圖2 雙環(huán)式網(wǎng)絡(luò)

雙環(huán)式：如圖2所示，兩個變電站的不同中壓母線各引出一回線路，構(gòu)成雙環(huán)式接線方式，開環(huán)運行。

簡單來講，雙環(huán)就是兩個單環(huán)，將兩組單環(huán)網(wǎng)中的各個環(huán)網(wǎng)節(jié)點在地理位置上分別放在一起(無直接的電氣連接)，就構(gòu)成了一組雙環(huán)網(wǎng)[2]。這里講的環(huán)網(wǎng)節(jié)點實際就是由環(huán)網(wǎng)柜組成的環(huán)網(wǎng)室或環(huán)網(wǎng)箱。

2 分區(qū)目標(biāo)網(wǎng)架建設(shè)

2.1 建設(shè)好網(wǎng)架

建設(shè)網(wǎng)架必須根據(jù)區(qū)域地形特征及經(jīng)濟發(fā)展水平，立足現(xiàn)有網(wǎng)架條件，以地塊用電需求為導(dǎo)向，以建設(shè)目標(biāo)為引領(lǐng)，根據(jù)供區(qū)等級，將供電區(qū)域劃分為供電網(wǎng)格，并進一步細化為供電單元，分層分級深入分析，開展網(wǎng)格規(guī)劃，落實項目儲備。貫徹“網(wǎng)格化”理念，按照“供電分區(qū)、供電網(wǎng)格、供電單元”三級網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)格規(guī)劃與建設(shè)運維管理的有效銜接[3]。

2.2 重慶市部分區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)格劃分

根據(jù)表1的劃分依據(jù)，重慶市目前共有A+、A、B、D 4類供電區(qū)域?，F(xiàn)根據(jù)重慶市總體用地布局規(guī)劃，結(jié)合市政功能分區(qū)、路網(wǎng)建設(shè)，考慮特殊的地形分布和負荷需求情況等，將重慶市南岸區(qū)供電區(qū)域劃分為如圖3所示的15個供電網(wǎng)格、69個供電單元。

表1 供電區(qū)域級別劃分依據(jù)

圖3 重慶市供電網(wǎng)格單元劃分示意圖

供電區(qū)域劃分：以地理特征、行政區(qū)域等為邊界劃分而成，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運維管理相對獨立的區(qū)域[4]。

供電網(wǎng)格：在供電分區(qū)內(nèi)部，按照管理界面清晰的原則，考慮變電站供區(qū)、標(biāo)準(zhǔn)化接線、可靠性要求等因素劃分的管理單元，具備2個及以上主供電源，且電源間具備一定的轉(zhuǎn)供能力。

供電單元：在供電網(wǎng)格內(nèi)部，考慮項目需求等因素，在滿足“N-1”情況下構(gòu)成的能獨立承擔(dān)正常供電任務(wù)、規(guī)模適度的接線單元[5]。

3 案例分析

3.1 網(wǎng)架改造前存在的問題

對重慶市南濱路網(wǎng)架改造進行實例分析。屬于A+區(qū)域的南濱路陽光一百片區(qū)靠近長江，“8.19洪災(zāi)”導(dǎo)致該片區(qū)大面積停電，部分用戶停電時間長達1周。事后分析，停電事故主要由以下2方面原因造成。

1)受長江上游連續(xù)強降雨疊加影響，陽光一百附近洪災(zāi)最高水位達到192.6 m，遠超預(yù)期，導(dǎo)致濱江沿線部分電力設(shè)備被淹，不得不停電避險。

2)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不盡合理。主要表現(xiàn)在2個地方：一是多個戶外環(huán)網(wǎng)柜及柱上變壓器布點在沿江海拔較低的位置，無法抵抗類似幾十年一遇的超大洪水的沖擊；二是陽光一百等大型社區(qū)的電源接入方式不合理，作為大型社區(qū)主供電源，10 kV陽光一百1#開閉所和10 kV陽光一百2#開閉所遠在洪水最高水位以上，但其所有電源點均從江邊被淹的環(huán)網(wǎng)柜T接，而不是從變電站直接接入，在出現(xiàn)類似洪水的情況下，環(huán)網(wǎng)柜必須全部停電避險，因此導(dǎo)致開閉所負荷無法倒換。

3.2 改造思路

1)在地形允許的情況下，盡量將沿江的10 kV戶外環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備往海拔高的位置搬遷，對原環(huán)網(wǎng)柜的部分出線負荷進行改接，且在滿足原有負荷全部改接的情況下，盡量減少戶外環(huán)網(wǎng)柜的數(shù)量。

2)將10 kV陽光一百1#開閉所和10 kV陽光一百2#開閉所的進線電源全部改為從變電站直供，且實現(xiàn)“異站異通道”的單環(huán)網(wǎng)雙電源，提高供電可靠性，附近戶外環(huán)網(wǎng)柜由開閉所出線供附近戶外環(huán)網(wǎng)柜。

3)讓該片區(qū)電源點及供電半徑盡量滿足目前規(guī)劃的供電網(wǎng)格和供電單元標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 方案實施及效果

網(wǎng)架改造之前如圖4所示，供陽光一百大型社區(qū)的電源10 kV陽光一百1#開閉所和10 kV陽光一百2#開閉所的直供電源均來自“8.19洪水”洪峰線以下的10 kV光陽1#(國際新城)環(huán)網(wǎng)柜、10 kV浩南4#(陽光一百)環(huán)網(wǎng)柜、10 kV浩陽1#(長航)環(huán)網(wǎng)柜和10 kV浩佰1#(陽光)環(huán)網(wǎng)柜。洪水來臨，以上環(huán)網(wǎng)柜全部被淹，導(dǎo)致陽光一百大型社區(qū)全停。

圖4 重慶市南濱路片區(qū)網(wǎng)架改造前聯(lián)絡(luò)圖

改造方案如圖5所示，從110 kV陽光XX變電站施放電纜至10 kV陽光一百1#開閉所和10 kV陽光一百2#開閉所，部分電纜利舊，同時將10 kV光陽1#(國際新城)環(huán)網(wǎng)柜和10 kV浩南3#(陽光)環(huán)網(wǎng)柜等2臺環(huán)網(wǎng)柜進行拆除，對10 kV浩南4#(陽光一百)環(huán)網(wǎng)柜、10 kV浩陽1#(長航)環(huán)網(wǎng)柜、10 kV浩佰1#(陽光)環(huán)網(wǎng)柜、10 kV浩南2#(武夷)環(huán)網(wǎng)柜和10 kV浩夷一回(慈云路)環(huán)網(wǎng)柜等5臺環(huán)網(wǎng)柜的部分進線及出線進行改接。

圖5 重慶市南濱路片區(qū)網(wǎng)架改造方案示意圖

如圖6所示，改接方案實施以后，實現(xiàn)了10 kV陽光一百1#開閉所和10 kV陽光一百2#開閉所由變電站直供的“異站異通道”單環(huán)網(wǎng)雙電源改造，且對已有環(huán)網(wǎng)柜數(shù)量進行優(yōu)化，減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，提高了供電可靠性，同時滿足電源全部來自JN TYG網(wǎng)格，以及負荷全部限于陽光一百供電單元的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)架要求。

圖6 重慶市南濱路片區(qū)網(wǎng)架改造后聯(lián)絡(luò)圖

4 結(jié)論

南濱路片區(qū)通過單環(huán)網(wǎng)為主的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)改造和建設(shè)，可以抵御重大風(fēng)險，提高供電可靠性，且減少日常運維成本。總體而言，重慶市由于特殊的地形環(huán)境，所以現(xiàn)行網(wǎng)架不標(biāo)準(zhǔn)、不清晰，供電網(wǎng)格和單元的劃分難度大。目前標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)架建設(shè)相對部分平原城市比較滯后，供電網(wǎng)格及單元目前實際只做了大致劃分。后續(xù)的改造工程宜將以單環(huán)網(wǎng)為主的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)架作為建設(shè)方向，但還需結(jié)合重慶市“兩江四岸”總體規(guī)劃要求、35 kV及以上變電站布點的“十四五”建設(shè)規(guī)劃方案，以及“一流配電網(wǎng)”建設(shè)方向，對沿江區(qū)域供電線路進行逐條梳理，對合網(wǎng)架規(guī)劃建設(shè)的具體方案進行仔細斟酌。當(dāng)然，實施要在規(guī)劃部門和運行部門充分溝通和論證后開展。

標(biāo)準(zhǔn)化的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)在可靠性方面有保證，但是也存在一定的弊端：一是在已建成區(qū)域，受限于電纜通道資源不足、占地開挖手續(xù)不好辦理等因素，工程建設(shè)存在一定難度；二是受采購策略的影響， 普遍認為戶外環(huán)網(wǎng)柜因運行環(huán)境潮濕等因素沒有室內(nèi)中置柜可靠；三是增加10 kV線路聯(lián)絡(luò)節(jié)點之后，針對同期線損管理需加裝大量聯(lián)絡(luò)關(guān)口表，加大了同期線損管理難度。