电网内部结构协调规划浅析
【摘要】本文着重从电网内部结构矛盾的为切入点探讨电网协调规划问题，并从可靠性与经济性的协调、合理的设备冗余容量、不同电压等级的协调等三个方面加以分析。
【关键词】电网；内部结构；规划
电网是连接电源和用户的复杂网络，是一个复杂的整体，覆盖范围广，设备种类多，设备数量大，层次多，而且需要瞬时平衡。其任务不止于在正常情况下能将所发出的电源容量全部送出，还在于它是保证电力系统安全运行的最重要物质基础。综合上述电力系统的特点，基于其特殊性，深入研究电网的协调程度，保证网络结构优化，优化综合资源，具有十分重要的意义。 1.可靠性与经济性的协调
可靠性与经济性的协调是电网运行发展过程中的一个重要问题，如果达到或接近可靠性与经济性的协调的最佳水平，将极大的促进电网的协调发展，所以电网可靠性与经济性的协调是影响电网协调发展的重要因素。
对电力用户来说，都希望有100%的可靠性。但高可靠性是由高的经济投入作保证的。图l表示了供电可靠性与由于停电造成用户损失费用之间的关系。当供电可靠性为100%
时，用户的停电损失费用为零，但为了达到这个目标供电企业增加的费用是急剧增加的，所以达到100%的供电可靠性在经济上也不一定是最好的。图中曲线3上的D点是社会费用最小时所对应的点，这个点可以用来决定供电可靠性水平。如果一个用户希望100%的安全供电，一方面在供电方案中考虑采用双电源、多电源供电回路的同时，应当考虑自己配置备用电源，一旦电力供应部分或者全部失去时，可通过自备电源来保障全部负荷或部分负荷。
从图2-1可以看出，曲线1的斜率，这说明随着可靠性的提高，用户的停电损失会越来越小，但超过一定限度（如A点）后，停电损失的减小随着可靠性的提高会变得越来越慢。曲线2的斜率，这说明随着可靠性的提高，电力公司需要投入的供电成本也越来越高，超过一定的限度（如B点）后，供电成本随可靠性要求的提高急剧增长。综合停电损失和供电成本的总成本的曲线3则近似于一个U型曲线，在可靠性小于D点可靠性时，曲线3的斜率总成本随着可靠性的提高而减小；在可靠性大于D点可靠性时，曲线3的斜率，总成本随着可靠性的提高而减小；在可靠性大于D点可靠性时，曲线3的斜率，总成本随着可靠性的提高而增加；而等于D点可靠性时，曲线3的斜率，此时供电总成本最低，此时的可靠性水平即是系统最佳的可靠性水平。 2.合理的设备冗余容量
系统设备冗余容量的多少亦是电网是否协调发展的一个方面。电网容载比是反映设备冗余容量的一个重要指标。 容载比是指电网内同一电压等级公用供电变电站的主变压器总容量（kVA）与其供电总负荷（kW）之比，是核算电网供电能力和电网规划宏观控制变电容量的重要指标。容载比过大，表示可供容量过多，反映建设变配电工程过多提前，使电网建设成本过早投入，电网建设早期投资增大，降低了电网投资的效益；容载比过小，表示冗余容量过小，将使电网适应性变差，发生调度困难，甚至引起限电现象，造成供电瓶颈，影响电网协调发展。所以各电压等级电网容载比选择是否合理，是影响电网协调发展的重要因素。 现行的电网规划设计导则对110～500kV电压等级的变电容载比取值范围作了明确的规定。实际应用中，容载比的取值与变电站的布点位置、数量、相互转供能力有关，即与电网结构有关，容载比的确定要考虑负荷分散系数、平均功率因数、变压器运行率、储备系数等复杂因素的影响，电网规划设计导则虽然规定了各个电压等级的容载比的取值范围，但是各地实际的容载比取值必须根据地区电网的特点来因地制宜，而不能生搬硬套，必须根据地区电网发展的特殊性，对主要相关因素作深入地分析，根据不同的影响因素来确定容载比的具体取值，得到合理的结果。
具体而言，影响容载比合理取值的主要因素有：容载比
的计算范围、电网结构、负荷分布的均衡度、负荷发展及电网建设的不确定性、地区电厂及用户专用变电站等。变电容载比与负荷增长速度、电网结构、电网发展不确定性、可靠性准则、供电质量要求以及电网建设改造的投资等因素都有密切的关系，所以在规划和建设过程中要因地制宜来具体确定容载比的取值，根据本地区经济结构、发展速度、负荷增长情况以及企业的投资能力，来合理确定各规划期的容载比取值。在负荷增长快的阶段可适当超前，以增强电网供需适应性；但是随着电网规模发展、网络结构的加强和改善，容载比应逐步降低，以提高投资的经济效益。根据实践经验，容载比取值的原则可归纳总结几个概念：网强取小，网小取大；负荷平稳取小，增速高取大；财紧取小，财强取大；结合实际，适度超前。 3.不同电压等级的协调
不同电压等级电网之间的匹配是电网协调发展的一个重要方面。各个电压等级变电能力相互匹配，可以消除或减少电网由于某个部分变电能力同整体变电能力不相匹配而产生卡脖子现象，保证电网的协调、可持续发展，提高电网公司的经济效益和社会效益。
各级电网应相互支援，协调优化规划，确保电网的可靠性和经济性。不同的规划部门如果不能很好的沟通协调，就可能会造成不同电压等级电网之间容量不匹配、供电能力不
协调，降低电网建设的综合效益，影响电网公司的经济利益。所以不同电压等级电网的协调是影响电网整体协调性的一个重要因素。
在各电压等级的电网中，变压器主变容量比较大且各等级主变容量相差悬殊，通常情况下220kV主变容量在120～180MVA左右甚至更大，110kV主变容量在40～63MVA左右，而且变电站主变容量通常来说都是呈跳跃式的增长方式，因此，各个电压等级总的变电容量也不可能是完全相等的，有时甚至存在比较大的偏差，需要通过总体的容量协调来尽量减少上下级变电站的容量差别，做到容量协调优化。 实现各电压等级的统一协调优化，将创造显著的效益，对当前及下一阶段的城市电网规划，具有十分重要的意义，代表了城市规划研究与实践的一种方向。
在不同电压等级的协调中，主配网协调是不同层次电网协调的突出问题。这是因为：
1、主配网之间的协调在各个电压等级的协调中最有代表性。这是因为主配网是分由不同层级的电网企业、不同部门编制的。两者在规划、运行管理等方面存在很大差别，使得两者的协调既有迫切性，又有很大的难度。
2、110kV既是主网末端，也是10kV中压配网的电源，由于电压等级较低，线损的比例较大，10kV出线的经济性、可靠性对出线长度最为敏感，因此，主配网的协调对提高电