国网湖北省电力有限公司襄阳供电公司 万奕妍 荣 乐

我国配电网在运行中存在着接线模式不规范、网架不灵活和联络关系复杂等问题，解决以上问题的关键是建设优质高效的配电网，以此提升设备利用率、减少容载比，维持良好的站间转供能力。可靠性是配电网建设水平的重要技术指标，过高或过低的可靠性目标均不符合技术经济统筹需要，因此合理设定可靠性目标的意义深远。

1 高效配电网建设策略

高效配电网是“一流配电网”建设的基础，主要涉及网架结构和配电自动化的相关内容。由于我国现阶段配电网基础网架仍存在诸如联络关系复杂、设备规模庞大、接线模式不够灵活等问题，反而难以支撑“一流配电网”的战略，因此更为有效的建设策略可以对高效配电网进行科学规划，最终实现高校配电网的目标。

1.1 相同电压等级——划分供电分区

在城镇化推动过程中，电网的规模在不断扩大，电网规模的扩大促使区域内的网络规划以及管理难度也明显升高。想要保证电网稳定，有效的配电网络规划较为重要。在实际的规划过程中，因为电网规模较大，整体规划工程量较大，所以会以“问题”为导向进行优化，虽然能够解决现阶段存在的问题，但是长效性效果并不理想，再加上现有的数字规划方案较为落后及相关实践经验不足，部分算法的应用反而无法达到预期的优化效果。

为了有效解决相同电压等级网络规划过程中存在的问题，简单、便捷的凸优化方式反而适用性更强，可以将统一电压等级的区域划根据地理及电气分别划分成相对独立的供电区域，再结合不同规模的供电规模进行分区，随后针对分区设定单独的规划方案，保证规划与区域更加相适的同时，还实现了全局范围内的科学规划，进一步增强规划的科学性和有效性。从该方向出发对相同电压等级情况下划分供电分区，须按照以下条件实施：

Nzj,gq,m、Nfzj,gq,n为第m个站间和第n个非站间供电网格单元子供区总数；为第m个站间和第n个非站间供电网格停电损失年费用和主干线路电能损耗年费用之和；Czh,n、Cfs,n为第n个非站间供电网格中辐射、自环供电单元主干线路造价；Czj,m为第m个站间供电网格主干线路总费用；ε为含折旧的投资回收系数与运行维护费用系数之和；fc为网络主干线路的费用；Nzj,m、Nzh,n、Nfs,n为第m个站间供电网格中站间、第n个非站间供电网格中自环和辐射供电单元的个数；Nzj、Nfzj为站间与非站间供电网格的总数[1-3]。

按照模型形成如图1所示的分区供电规划结果。

图1 供电分区示意图

1.2 不同电压等级——网架结构协配

不同电压等级情况下的网架结构协配，须按照以下条件实施：

式中：Ωhfh、Ωmfh、Ωtd、Ωhmw为高压变电站、中压负荷点、所有候选通道、候选协调方案编号集合。

Ptd,q、为第q个通道流过的负荷和最大允许值。

φ（Lmzg,k,i、Lmbg,k,i、Lhzg,k,i、Lhll,k,i）为通道连通性判断函数，1代表接通。

h（Lmzg,k,i、Lmbg,k,i、Lhzg,k,i、Lhu,k,i）为满足可靠性的不等式约束方程。

g（Lmzg,k,i、Lmbg,k,i、Lhzg,k,i、Lhu,k,i）为满足潮流的等式约束方程，0代表不接通。

Lhzg,k,j、Lhll,k,j为第k种网架协调方案中高压和中压组网形态的类型。

φmv（Lmzg,k,i、Lmbg,k,i）、φhv（Lhzg,k,j、Lhu,k,j）为中压、高压网架组网形态约束。

Lmzg,k,i、Lmbg,k,i、Lhzg,k,j、Lhu,k,j为第k种协调方案第i个中压负荷点和第j个高压负荷点距离其主供变电站和备供、联络变电站的线路长度；Chv,k、Cmv,k、Chmt,k、Chmw,k为第k种协调方案的高压配电网年费用、中压配电网年费用、高中压年停电损失费用和网架总费用；fhmw为配电网高中压网架结构协调方案总费用[4-5]。

2 高效配电网可靠性目标分析

2.1 可靠性目标优化思路

供电企业构建可靠配电网不仅要符合用电安全要求，还要符合经济指标。结合图2来看，可靠性目标存在理论最佳值，此值与投资费用、停电损失费用和总费用间具备一定关系，且在点Rm处，可得到最佳可靠性目标。

图2 高效配电网可靠性目标示意图

因可靠性目标实现受到多种因素影响，因此优化可靠性目标的首要步骤是确定配电网构建区域影响可靠性的因素，判断是否可独立优化，并按照改进可靠性优化目标和宏观优化目标予以分类。

宏观目标为过渡年和远景年宏观优化目标，改进优化目标为基于宏观目标，给出互斥措施和互相依赖措施后，得到可靠性目标。分别计算优化目标，获得优化值，并判断数据是否可靠。经动态和静态优化后，得到改进目标。

2.2 可靠性分类目标及优化

可靠性指标目标优化的关键在于优化馈线负荷站间转供方式、馈线长度、馈线分段数的实施措施。

首先，在馈线联络方式优化方面，考虑到高中压配电网结构分为强简弱三个等级，则中压与高压配电网的可能网架结构形式为9种。通过对可能结构形式下的主网经济性、可靠性和安全性进行分析，发现强中压、简高压的形式能够保证配电网站间转供能力处于较高水平，弱化高压电网对整体系统的可靠性影响程度，且简高压能够提升配电网经济性水平。针对走廊通道资源充足的区域，优选电缆双环网、单环网接线以及架空单联络形式，而改造难度大的通道资源紧张区域，优选复杂主备馈线和多分段多联络的接线形式。

其次，在馈线长度优化方面，通过对变电站规划个数、停电损失费用、电能损失费用和线路年投资费用与馈线长度大小间的关系进行分析后，发现停电损失费用占据较小比例的总费用组成，因此考虑到线路长度的主要影响用户停电时间，馈线长度对配电网的实际影响较为微弱，可通过独立优化长度的方式满足线路和变电站投资需求。分析设备停运影响用户停电范围，首先描述不同负荷停运事件对应的时间，对应关系为；A类——0；B类——上游复电操作、故障隔离操作和故障定位的时间总和；C类——故障隔离操作时间转供操作和故障定位时间的总和；D类——故障维修、故障隔离操作时间转供操作和故障定位时间的总和，而后通过改善停运影响用户范围优化联络线和开关配置。具体可从划分开关设备以及提高联络率两方面，优化联络线路，改变用户等级，提升成本效益。

最后，在馈线分段数优化方面，分段策略与管理水平、设备水平、馈线自动化方式和投资金额息息相关，但其直接影响配电网可靠性水平的程度较小，可采取按照独立因素予以优化的方式，配合馈线自动化指标。

3 结语

综上所述，本文针对相同电压等级和不同电压等级的配电网给出对应的建设策略模型，考虑到可靠性指标对于判定配电网高效程度的意义，提出可靠性分类目标和优化的方法，给出了相同电压等级条件下划分供电分区和不同电压等级下网架结构协配的高效配电网建设策略，并为实现配电网可靠性目标提出相对独立变量优化的措施，希望可为配电网实现高效运行提供支持。