江明纯，关健，杨炜楠

(广东电网有限责任公司汕头供电局，广东汕头， 515000)

0 引言

随着配电网建设工作的不断深入，配电网网络结构日趋复杂，电网元件“N-1”通过率作为供电可靠性的重要指标，反映了一个地区的网架结构水平和供电安全水平。这就要求规划可转供指标的测算准确、全面。

本文通过分析在编制高压电网规划指标测算中的一些常见问题，提出相应的解决方案和计算方法，基于此开发出规划可转供指标测算辅助工具[1]，为配电网分析及规划工作提供了参考。

1 简述问题现状

1.1 指标说明

在判断高压变电站供电能力时，一方面需考虑变电站容量配置、接线方式及运行情况，另一方面需对网络负荷的转移能力进行测算评估，前者表示了通常状态下的变电站负载能力，后者表示故障条件下变电站低压侧线路能够将负荷转至站外供电的能力，一般在“N-1”条件下开展配电网转供电能力测算[2]。

根据指标定义与认定标准，满足“N-1”条件即在正常运行方式下电力系统中任一元件（如线路、发电机、变压器等）故障或因断开[3]，考虑备自投、运行方式调整和下级电网转供，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，不损失负荷，其他元件不过负荷。

1.2 规划可转供指标计算过程繁琐问题

在可转供指标测算工作中，对单一馈线组的计算较为简单，而在计算全市指标时，动辄几十上百座变电站、数千回馈线，网架结构更加复杂，涉及数据量较大，依靠人工计算、判断费时费力，随着数据量的增加复核、纠错的难度相应地提高了，出现错漏的可能性也大大增加。

1.3 规划可转供指标准确率不足问题

对于中压网架规划而言，可转供线路是指有联络关系的中压线路处于最大负荷运行方式下，其中某一回线路的变电站出线开关故障或计划停运时，其全部负荷可通过转供电倒闸操作，转由其余线路供电。在计算中中压规划仅需计算是否线路全部负荷可转出，如全部可转即为可转供线路，反之无论可转出多少负荷均视为不可转供。

高压配电网规划时往往引用中低压的可转供判断结果，这就导致漏计了能够部分转出负荷的馈线。同时中压规划的分析成果无需考虑高压网架结构，如一回馈线转至同个变电站另一台主变下的站内成环线路供电也可视为可转供，这两回站内成环馈线均为可转供线路，但实则均无法对站外转出负荷，这同样将导致测算结果的准确性降低，不利于下一步开展规划分析工作。

2 研究思路及计算方法

2.1 问题解决思路

在可转供能力测算中，舍弃中压网架规划分析结论，按照高压网架结构自上而下重新构建馈线台账信息，以馈线所属站变母线、限流值、高峰电流、联络线路情况作为线路属性。设计数种中压典型接线的简易判断方法开展逻辑计算，得到全市所有10kV馈线组的转供能力（可完全转供、可部分转供、不可转供）及转供负荷量（电流值、有功值），将10kV线路可转供测算结果输出至全市高压变电站、主变负载情况表，计算在考虑下级电网转负荷情况下，变电站单台主变停运，是否造成其他元件过负荷，获得“N-1”分析结论。

2.2 馈线可转供能力测算

2.2.1 简化线路信息

将馈线信息简化为标准台账，每条馈线分别拥有5-9个值，分别为所属变电站、所属主变、所属10kV母线、高峰电流值、安全电流值、联络线路1、联络线路2、联络线路3、联络线路4。

2.2.2 逻辑判断过程

在实际生产运行中，馈线转供需要结合实际网架结构、分段联络位置和现场运行情况综合考虑，由于后续“N-1”测算是以高压变电站主变为对象开展研究，馈线转供能力的测算仅考虑中压电网网架支撑能力即可[4]，此处列举了变电站的几种常见中压网架结构，提出简化的可转供判断与计算方法。

①馈线组中均为变电站1出线，多回馈线分布于站内不同母线：以“2-1”单环网典型接线为例。

图1 “2-1”单环网典型接线示意图

每回馈线高峰负荷电流分别为Ia、Ib，安全电流分别为Ia0、Ib0，若Ib0>Ia+Ib，则馈线A可向母线外转出全部负荷，向母线外的可转出负荷量记为I1=Ia；若Ib0

②馈线组中仅有一回馈线属于变电站1，其余线路为站外联络线路：以3供一备典型接线为例。

图2 3供一备典型接线示意图

馈线D为备供线路，其余馈线高峰负荷电流分别为Ia、Ib、Ic，四回馈线安全电流分别为Ia0、Ib0、Ic0、Id0，馈线组内站外总安全电流I站外0=Ib0+Ic0+Id0，馈线组内站外总电流I站外=Ib+Ic，若I站外0-I站外>Ia，则馈线 A可向站外转出全部负荷，向站外的可转出负荷量记为I2=Ia；若I站外0-I站外

③馈线组中有两回及以上馈线属于变电站1，其余线路为站外联络线路：以“3-1”单环网（3回线路为1组）典型接线为例。

图3 “3-1”单环网（3回线路为1组）典型接线示意图

每回馈线高峰负荷电流分别为Ia、Ib、Ic，安全电流分别为Ia0、Ib0、Ic0，馈线组内站外总安全电流I站外0=Ic0，馈线组内站外总电流I站外=Ic，若I站外0-I站外>Ia+Ib，则馈线 A、馈线B可向站外转出全部负荷，可共同向站外的可转出负荷量记为I2=Ia+Ib；若I站外0-I站外

在累加全站可转出负荷时，该种多回站内线路通过同一站外联络线路向外送出的情况，应以馈线组为单位进行计算，避免重复计入可转出负荷。

④馈线组中馈线间无直接联络的复杂接线情况：以“3-1”单环网（4回线路为1组）接线为例，馈线A与馈线B、馈线C联络，与馈线D无直接联络；馈线B与馈线A、馈线D联络，与馈线C无直接联络；馈线C、馈线D同样与馈线B、馈线A无直接联络。

每回馈线高峰负荷电流分别为Ia、Ib、Ic、Id，安全电流分别为Ia0、Ib0、Ic0、Id0。在计算变电站1馈线向站外转供能力时，对馈线A、馈线B进行分类讨论，即将该馈线组拆分视作两个“2-1”单环网接线馈线组开展计算，计算方式同例①，若Ic0-Ic>Ia，则馈线A可完全转出，转出负荷量为I2=Ia；若Ic0-IcIa，则馈线 A可向母线外转出全部负荷，向母线外的可转出负荷量记为I1=Ia；若I母线外0-I母线外

图4 “3-1”单环网（4回线路为1组）典型接线示意图

尽管该种网架接线与例③同为“3-1”环网结构，但馈线A所供负荷需经数次倒闸操作方能转移至站外联络线路馈线D，转供可实施性较差，在上述计算过程中视为无法转供至馈线D。在变电站主变N-1测算时，认为馈线A、馈线C构成的“2-1”单环网与站内线路馈线B不通过同一站外联络线路转出负荷，无需以馈线组形式进行计算。

2.2.3 变电站主变N-1测算

在所有馈线组完成馈线可转供分析后，将结果导至变电站主变负荷表，校验转出负荷后变电站主变负载率满足“N-1”原则要求。

①对于单台主变110kV变电站

单台主变变电站需达到馈线站间联络率100%，可转出负荷占比100%，方可满足“N-1”要求。

②对于两台主变110kV变电站

在两台主变变电站的任意一台变压器故障时，全站负荷转由剩余主变供电，若（全站负荷-全站可转出负荷）/剩余主变容量<100%，则该变电站主变均满足“N-1”要求。

③对于三台主变110kV变电站

若该变电站10kV母线为单母线三分段接线（如图1所示），当#1主变（边侧主变）故障时，（#2主变负荷-#2主变可转出负荷）/#2主变容量<100%，且（#3主变负荷+#2主变转至#3主变供电负荷-#3主变可转至站外负荷）/#3主变容量<100%，则#1主变满足“N-1”要求；#3主变同理；当#2主变（中间位主变）故障时，根据负荷情况选择将10kV#2母线转至#1主变或#3主变中供电，考虑转出负荷后不造成变压器过载，则#2主变满足“N-1”要求。

图5 10kV单母线三分段接线接线示意图

若该变电站10kV母线为单母线四分段接线，如图所示10kV#2母线分为#2A段与#2B段，可灵活分配#2主变供电负荷。在这种接线方式下，当#1和#3主变（边侧主变）故障后负荷转移至#2主变，#2主变可将10kV2A段或2B段母线转由另一台运行主变供电；当#2主变故障后，两段10kV母线均分至剩余两台运行主变供电，测算时考虑向站外转出负荷后即可，转出负荷后不造成变压器过载，则该变电站主变满足“N-1”要求。

图6 10kV单母线四分段接线接线示意图

3 规划可转供指标测算辅助工具

本文以广东某城市高峰负荷日中部分负载数据为例，通过指定断面电网负荷数据，计算全市所有10kV馈线组的转供能力，得到全市变电站主变的转供能力，进一步考虑下级电网转负荷情况下，变电站单台主变停运，是否造成其他元件过负荷，获得“N-1”分析结论。如图7所示。

图7 规划可转供指标测算辅助工具输出结果图

经实测，本课题设计的规划可转供指标测算辅助工具可以自动计算所有中压馈线转供能力，对复杂配电网接线判断准确，方便展示全市变电站可转供负荷情况，同时便捷开展“N-1”校验分析，所用数据、表模均为现有成熟数据[5]，取值简单，人工操作少。

该工具可作为电网规划专业和调度专业的日常计算辅助工具，应用于110kV及10kV电压等级的电网运行现状分析、规划修编、规划指标分析、负荷预测及电网工程项目评审工作，可有效深化规划、调度专业人员对网架的掌握与理解，提高数据分析效率，降低工作负担。