第一章 绪 论
第一章 绪 论
1.1研究意义
社会和经济的快速发展对创建国际先进供电企业提出新的挑战。按照国家电监会、网省公司有关供电可靠性管理工作指导意见，始终坚持以“提高供电可靠性”为总抓手，以客户为中心，在基础管理、规划建设、综合停电、运行维护、需求侧管理、技术进步六个领域不断提高供电可靠性管理水平，减少客户停电时间，有效支撑客户满意度。在降低用户平均停电时间和停电次数的年度目标压力下。局制定客户停电时间指标，层层分解下达到区供电局和供电所，并纳入考核。求真务实开展客户停电时间统计和分析，不断提升客户停电精细化管理水平。配电网建设按 “主干配”配网目标网架建设策略开展配网规划。统筹规划10kV出线间隔使用，科学合理划分供电分区，杜绝跨区供电现象，供电分区主干网目标网架能够满足发展需求。按主干线分段原则，在10千伏线路上合理安装分段开关、分支线开关，确保10kV线路全部分段。合理控制10kV线路供电半径，控制10kV分支线长度，规划解决10kV线路“分支再分支”情况。严格执行转供电管理有关规章制度，按照“能转必转”的原则，具备转供电条件的线路停电必须实行转供电，转供电率达到100％。深入推广10千伏线路合环转电。加强线路环网点管理，编制环网线路相序对应情况表，利用停电转供电机会确认环网两侧线路相序一致性。定期公布具备合环转电条件的线路清单。加强转供电统计分析，每月定期统计转供电率、合环转电比例和短时停电转电操作时间，通报转供电工作完成情况，分析转供电工作对供电可靠性指标的影响，同时对转供电率指标进行考核。开展供电可靠性精益化管理研究，创新综合停电时户数管理机制，促进年度时户数预控更加科学合理。每月定期召开停电协调会，合理安排月度停电计划，月度停电计划必须来源于年度停电计划，没有列入年度停电计划的，严格执行非月度计划管理流程。每月计算下月停电计划影响的时户数，做到“先算后停”。但同时，电网中运行设备的日常检修维护和各类原因造成的故障仍对供电可靠性造成严重影响。调度部门一直采用“先解环后合环”的方式进行配网间的负荷转移，这样势必会造成客户的间断性供电，导致用户停电时间和停电次数的增加，同时降低了配电网的供电可靠性。随着配电网的日益发展，配网网架日益趋于成熟，各种环网方式在配网中普遍使用、但由于系统短路阻抗受限国内配网往往采取了开环运行
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华南理工大学工程硕士学位论文
的方式，完全具备合环转电操作的实施条件。合环转电操作可大大地减少用户的停电次数，已经得到逐步应用。
佛山配电网同样面临高标准的供电可靠性和保证重要用户的不间断供电的要求，尝试合环转供电势在必行。因合环开关两侧电压差、相角差、配电线路复杂的运行参数、主网运行方式调整不可预知性等原因，可能使不停电转电操作中环路中产生过大环流，引起配电线路过流保护误动。调度人员掌握的技术分析手段也十分有限，进行不停转电操作时，只能依靠以往经验，没有系统的理论计算和评估标准，存在着一定的操作风险。为了满足佛山供电局创国际先进、国内领先供电企业对调度运行工作的发展需要，在确保电网安全运行的同时，提高供电可靠性，提升客户服务水平，佛山地区在减少用户停电次数和用户停电时间上进行积极的探索和研究。随着佛山地区配电网的日益发展，配电线路间采用“手拉手”、“N-1”以及“N供一备”等环网接线结构，平时运行时线路间又是独立的开环运行，配网现况已经具备不停电转电操作的实施条件。不停电转电操作将大大地减少用户的停电时间和停电次数，将大大的提升佛山局供电可靠性。为全面推行配电网合环操作，最大限度的保证配电网的安全，需全面进行10kV配电网合环转供电的风险评估和分析，为不停电转电操作提供理论依据以及指导，以期提高合环转电的成功率，从而有效提高供电可靠性。
1.2 研究现状
配电网是一个错综复杂的网络，它不像输电网互联互通，每一个配电网网架单元就是一个互通互联的网络，网架单元下负荷点数目分层级分配，从主干线到分支线到配变呈放射状分布[1-4]，随着地区配电网的日益发展，配电线路主干线路间采用“手拉手”、“N-1”以及“N供一备”等环网接线结构为保证系统短路阻抗可控一般采取线路间独立的运行方式。配电网不停电转电是指两个变电站或者开关站的10kV馈线之间通过分段及联络开关进行负荷转移的过程。正常运行时运行线路间的环网开关处于断开的状态，两条10kV馈线各自供供电范围的负荷；当其中某条10kV馈线的负荷由于检修以及网络受限等原因需要转移，通过合上线路间的联络开关断开分段开关的方式进行操作。传统的电力系统调度规程，合环操作一般有如下基本操作原则：转供电线路电源来自同一220kV变电站，稳态运行时线路的总电流不大于供电线路的额定载流量；相应的保护装置投退及定值更改已按方式单要求完成，确认母线电压差小于5%。如果母线电压差大于5％，联系监控调整母线电压差至5%以内。以保证合环潮流不会引起继电保护动作
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等。
在实际的不停电转电操作中，除了上述原则调度人员掌握的技术分析手段有限。主网的运行方式由于网络互联互通的特点，灵活多变，两条10kV馈线在主网方式调整前属同一片区，在主网方式调整后可能就不满足合环条件了。变电站及开关站母线负荷每日不同时段都是连续变化的，母线的电压和相位会受负荷的影响。
合环转电操作如果不按照方式单安排有计划进行可能存在较大的操作风险，设备过载、继电保护误动、短路电流超标这些情况都可能因合环潮流过大而出现合环过程中短时的电磁环网引起主网的保护误动等，合环转电失败不仅会影响电网和设备的安全稳定运行，而且会波及更多的客户供电受到影响，传统的做法是采用“先停后转”的方式进行负荷转移，虽然损失了部分可靠性，以保证电网的安全和客户的有计划供电。
目前，国网和南网以及国外的一些电力公司正在对配电网的不停电转电开展了一些探索，主要进行了理论计算和合环过程仿真研究，也开发过一些合环过程计算软件[5-14]。其中文献[5] 针对吉林配网频繁的负荷转移开发了配电网合环操作决策支持系统。文献[6]将配电网合环安全性分析系统的计算结果、电力系统分析综合程序PSASP计算结果与实际电流分别进行了比较，提出了配电网合环安全性分析系统的改进方向；文献[8]结合深圳电网特点，采用基于数据采集与监视控制(SCADA)系统的配电网合环操作风险评估系统的计算结果相对比。得出具有较高准确性的结论，并对系统的前景做了展望；文献[9]以杭州某10kV配网的合环操作为例，利用PSCAD/EMTDC软件搭建系统仿真模型，探索了几种减小合环电流的方法措施。
归纳起来，配电网的合环转电操作主要存在以下几个问题：
（1） 配电网部分运行参数通过现有的技术手段还无法获得， 不停电转电过程中通
过数据采集与监视控制(SCADA)系统仅采集到10kV母线的电压和各条馈线的电流，母线及馈线间相角数值及差值无法采集；
（2） 配电网环网点经常设置的不合理，不停电转电工作的开展对规划设计时合理
设置环网点位置提出更高的要求，不停电转电对于配网及上一级电网运行方式有着严格要求，复杂的配电网结构对合环条件也提出严格边界条件； （3） 社会经济的高速发展对供电可靠性要求仅依靠运行人员经验难以满足；
1.3本文主要研究内容
在不停电转电操作推进过程中，各地的供电企业都进行了不同程度的探索，完善的
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理论研究和操作规程尚未形成，在全网全国也未有相关的标准出台及推广。本课题主要针对网内国内现状以及佛山的实际情况进行了相关的研究，主要内容包括：
（1） 从佛山现有的配电网结构入手，分析并提出10kV不停电转电操作的模式，建立不停电转电计算模型，在实际的应用过程中将合环转电计算模型进行简化，将大量参数的定量计算转化成为简化网络的定性计算为合环转供电风险评估提供决策参考；
（2） 全面掌握佛山10kV电网合环操作情况，通过分析大量数据，提出六类合环计算方案，根据不同方案计算合环成功率，整体评估佛山10kV电网合环操作风险；
（3） 根据合环影响因素，提出10kV电网合环操作风险的个体评估方法，使本文的风险评估方法具有更丰富的应用性，极大完善了10kV合环操作的风险评估方法。
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第二章 佛山电网10kV合环转电影响因素分析
第二章 佛山电网10kV合环转电影响因素分析
高标准的供电可靠性和保证重要用户的不间断供电的要求，配电网在设计和建设中采用“手拉手”、“N-1”以及“N供一备”等环网接线结构，而在运行过程中受系统短路电流等因素的影响一般采取开环运行的方式。在这种情况下为保证对用户的可靠供电，除采取合理的结构、严把挂网运行设备质量关等措施外，仍然会遇到设备检修或负荷需要转移时，不停电转电便成了减少用户停电次数提高供电可靠性的重要措施。
变电站及开闭所10kV母线馈线之间的合环转电操作提高了供电可靠性，但由于配电网接线比较复杂，负荷随机性大等特点，10kV合环转电操作受到众多因素的影响。本章结合佛山电网对变电站及开闭所10kV母线馈线之间的合环转电操作进行了分类，分析各类方式的特点，建立10kV合环等值模型和合环冲击电流等值模型，并深入分析合环稳态潮流计算，得出10kV合环转电操作的影响因素。
2.1 10kV合环方式的分类
变电站变低母线10kV馈线之间的合环是目前降低配电网停电次数和停电时间的重要手段，准确分析10kV合环方式的类型，分析合环对电网拓扑的改变时正确计算潮流的关键。本节主要结合佛山地区变电站变低母线10kV馈线之间合环的实际情况，从拓扑结构上对10kV合环方式进行了分类，主要包括以下8种。
（1）方式一：相对独立的220kV电网，220kV主变10kV馈线与110kV主变10kV馈线之间存在环网关系。
220kV220kV110kV10kV
图2-1
（2）方式2：相对独立的220kV电网之间跨110kV主变的10kV馈线间存在环网关系
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