1 当前农村配电网存在的问题
由于受到资金限制,一直以来电网规划建设存在重主网、轻配网的问题,以致于农村配电网结构薄弱、供电可靠性低、供电质量差、安全风险大等问题难以彻底消除,主要表现在如下几方面。
(1)电源点分布不均匀,供电线路半径过大,故障隐患点较多,运行方式灵活性较差。部分线路负载率较高,在设备检修或设备重载时,设备不能灵活进行调整,严重限制电网供电的可靠性和运行灵活性。
(2)部分线路走廊已不能满足日益增长的负荷发展需要,存在线房矛盾、线树矛盾现象,电网建设与城市建设矛盾凸显。部分配电网线路得不到及时改造,线路运行年限较长,在负荷高峰期,运行状况较差,设备停电事故频发。
(3)无功补偿配置不足,很多变电站无功补偿配置不足10%,配电线路无功补偿配置不足5%,特别是配电变压器低压无功补偿更是严重缺乏。
(4)配电网自动化水平相对比较落后,无法满足地方经济快速发展的需要,急需对环网柜、柱上分段断路器、配电变压器等进行技术改造。
2 农村配电网超前规划应重点关注的问题
为解决以上问题,应对农村配电网进行超前规划,从供电能力是否满足负荷增长的需要,电网供电可靠性是否满足客户要求,运行电压是否在合格范围内,网络结构和供电设备是否需要技术型升级改造等方面,找出配电网存在的薄弱环节,进行有针对性的科学超前规划。
2.1负荷预测和电力电能量平衡
电力负荷预测是指在考虑一些重要的系统运行特性、增容决策和自然条件下,利用一套系统的预测方法,在一定精度意义下,预测未来某特定时刻或某些特定时刻的负荷值。电力负荷预测内容包括对未来电力需求量的预测、对未来用电能量的预测,以及对负荷曲线的预测,负荷预测工作宜先进行电能量需求预测,再进行电力需求预测。电力负荷预测结果的准确与否直接关系到电力投资的效益,电网规划的准确性,未来供电的可靠性。
2.2站点规划
主要是供电范围的划分,线路的走向,开关站、电源点的选址等。做好这些工作,必须和城市建设规划紧密结合,将配电网规划纳入城市建设规划,作为城市建设规划中的专项规划实施。首先要以经济发展规划和城市用地规划为依据进行负荷预测,划分供电区域,确定导线截面积、开关站规模和电源容量;其次要与城市建设规划相配合,确定线路走廊、开关站和电源位置,及早预留站点和线路走廊。
2.3配电网无功优化
这里所说的配电网无功优化,是指在规划时就要充分考虑通过无功优化的手段,提高供电质量,降低供电损耗,提高供电企业的经济效益和社会效益。
(1)无功优化和补偿的原则。在无功优化和无功补偿中,首先要确定合适的补偿点。无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定。一是根据网络结构的特点,选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制。二是根据无功就地平衡原则,确定无功负荷中心,集中补偿。三是无功分层、分区和就地平衡,采用就地补偿为主,分散补偿和集中补偿相结合的方式,避免不同电压等级的无功相互流动,实现无功装置自动投切。四是合理配置适当容量的无功补偿装置,保证在最大负荷时,各线路功率因数值满足要求。
(2)配电系统无功补偿方案。一是变电站集中补偿方式。针对电网的无功平衡,在变电站进行集中补偿,补偿装置可采用压控调容式无功自动补偿,通过补偿装置的投人有效改善输电网的功率因数,提高终端变电站的电压和补偿主变压器的无功损耗。这些补偿装置一般连接在变电站的10 kV母线上,通常无功补偿装置结合有载调压分接开关调挡来调节,通过两者的协调配合来进行电压无功的控制。同时无功补偿装置容量应配置适当,无功补偿容量的配置方式与电网结构、负荷性质、受电电压等因素有关。根据供用电规则和具体情况,各级变电站电容器补偿容量选取可按主变压器容量计算,35 kV和110 kV变电站补偿容量一般可取主变压器容量的15%-20%,主要目的是保证变电站在最大负荷时中低压出线功率因数值满足规定值。二是线路补偿方式。10 kV配电线路多采用大主干、多分支的单向辐射型供电方式,完全靠变电站集中补偿远远不能填补线路上的无功缺口,需要在配电线路上加装有自动投切功能的补偿装置进行分散补偿,以改善配电线路的运行水平。配电线路分散补偿,是指把一定容量的高压并联电容器分散安装在供电距离远、负荷大、功率因数低的10 kV架空线路上,主要是补偿线路上感性电抗所消耗的无功功率和配电变压器励磁无功功率损耗,还可以提高末端电压。10 kV配电线路配置高压并联电容器的安装容量不宜过大,为线路配电变压器总容量的5%-10%即可,并且在线路最小负荷时,不应向变电站倒送无功。在补偿点设置上不宜采用多点补偿,宜采用单点补偿。无功补偿装置可以安装在距线路电源侧2/3处。如果线路较长,可根据负荷情况选择两处补偿点,一处安装在线路2/5处,另一处在4/5处。三是低压集中补偿方式。通常采用自动控制的低压并联电容器柜,容量一般为配电变压器的20%-40%,根据配电变压器负荷水平的波动投入相应数量的电容器进行跟踪补偿。四是设备随器补偿。对容量较大,负荷平稳且经常使用的用电设备无功负荷宜实行单独就地补偿。