1 繁昌县配电网现状
1.1电网现状
繁昌县位于皖南北部,国网安徽繁昌县供电公司供电面积586 km2,供电总人口27.96万人,其中农村人口21.35万人,2015年售电能量19.38亿kWh,供电可靠率99.87%、 10 kV及以下综合线损率4.53%,综合电压合格率99.717%,一户一表率100%。
依据区域划分导则,繁昌地区可分为2种供电区域类型:C类区域包含繁昌县中心城区、繁昌县城现代服务业中心、繁昌工业园区,主要分布在城市及部分乡镇;D类区域主要为繁昌县农业发展基地(农业示范区),分布在平铺镇。除110 kV专线负荷区域以及高山、水域、森林等无效供电面积,公司实际供电面积245.18 km2,全社会年用电能量270 400万kWh,全社会最大负荷426.08 MW,负荷密度1.74 MW/km2,供电可靠性99.83%,电力用户12.9万户,二级及以上重要用户26户。
繁昌县10 kV架空线路装有联络断路器4台,单联络率为14.29%,辐射式率为85.71%。因繁昌县部分10 kV线路建于上世纪七八十年代,距今已有几十年时间,杆塔、绝缘子及导线出现老化现象,已不符合配电网发展要求,急需对配电网线路进行“全面问诊”,新建或更换新线路和设备,以满足日益增长的负荷需求。
1.2存在的问题
繁昌县低压线路经过这几年的农网改造升级及低压线路达标治理,低压线路运行质量已得到很大改善,但由于投入资金及省公司项目数量批复有限等局部原因制约,台区相互交叉供电现象严重,没有明显的产权分界标志,部分低压台区容量偏小、线路未绝缘化,特别是农业生产用电,存在较大安全隐患,已严重影响到农业生产和低压用户生活的正常供电,急需寻找新的电源点及线路改造解决方案。同时,农村地区居民接户线管理混乱,也给居民生产生活带来一定隐患。
繁昌县0.4 k V线路总长度3 543 km,其中C类供电区域3 095 km、 D类供电区域448 km;架空线路裸导线1 843 km,绝缘导线1 700 km。繁昌县域10 kV线路共计58条,其中C类供电区域54条,D类供电区域4条;线路负载率平均值在0-20%的18条,线路负载率平均值在21%-40%的13条,线路负载率平均值在41%-60%的6条,线路负载率平均值在61%-80%的9条,线路负载率平均值大于81%的12条。综合来看,导线截面积不能满足负荷要求,运行年限长、负载率高的线路应为本次规划改造的重点。
2 电力需求
2.1历史负荷分析
繁昌县2005年全社会最大负荷167.5 MW、截至2015年全社会最大负荷为334.02 MW,年均增长6.4%;全社会用电能量2005年共计9.76亿kWh,截至2015年全社会用电能量增至23.87亿kWh,年均增长8.4%。经统计,繁昌县第一产业用电能量有所下降,第二产业、第三产业及居民用电总体有所增长,其中占主导因素的为第二产业。
繁昌县的供电负荷有以下特点。①第二产业用电能量占全社会用电90.74%。由于第二产业用电趋于平稳,繁昌县各月用电能量波动不大。夏季高温,冬季天气较为寒冷,所以1月、8月负荷相对较高;2月一般都会有春节假期,由于各生产厂家减产或停产,所以每年2月用电能量出现低谷。同时繁昌县负荷会因市场行情的波动而出现波动。②繁昌县负荷时间特性明显。每天用电高峰出现在夜间,白天负荷最低。此现象也是因为繁昌县为工业强县所造成的。各企业为了节省电费,用电高峰出现在电费低谷区间。
2.2用电总量预测
繁昌县全社会最大负荷从2005年的167.5 MW增长到2015年的334.02 MW,预计“十三五”期间全社会用电能量年均增长率为2.61%。对繁昌县分年度全社会用电能量及分年度全社会用电负荷进行预测,预计2020年全社会用电能量为38亿kWh,全社会最大负荷为600 MW。
3 配电网规划
3.1技术原则
中低压配电网规划面临许多不确定因素,包括负荷中心的不确定性、电源点选择的不确定性等,所以,配电网规划应力求简单、安全可靠。配电变压器容量应根据负荷需要选取,不同类型供电区域的配电变压器容量选取应参照表1。
高、低压主干线是电网传输的中枢,在配电网规划中要求比较严格,主干线宜考虑中、长期电力负荷增长因素统筹选择,主干线一般宜一次建成,10-20年依然满足运行需求。目前中低压配电网宜采用架空绝缘线或电力电缆,安全稳定性高。10 kV架空配电线路及低压线路导线截面积应结合地区配电网规划要求来选择,要具有较强的适应性,主变压器容量要与10 kV出线间隔及线路导线截面积相配合。
3.2技术经济分析
综合以上原则,根据全寿命周期内年费用大小判定其经济性。图1所示为中压配电网全寿命周期费用构成。
年费用的计算公式为
式中Ca----年费用,即平均分布在。年内的中压线路年总费用,万元;
C1----中压线路初次投入费用,即建设投资,万元;
C0----中压线路年运行费用,万元;
CFF----中压线路年停电损失费用,万元;
N----线路经济使用年限,年;
RO----折现率。
(1)线路初次投人费用CI。中压线路的初次投入费用一般可用下式进行估算:
C1=L× CT+Cf式中L----中压线路长度,km;
CT----单位长度的线路投资,万元/km;
CF----环网开关设备(断路器、负荷开关、环网柜等)的投资,万元。
(2)年运行费用C0。年运行费用包括线路损耗费
用、线路检修维护费用。计算公式如下:
C0=a△A×10-4+U1式中U1----线路检修、维护费,万元;
a----10 kV电能综合电价,元/kWh;
△A----线路全年电能损失总值,kWh。
并且有
△A=△PL×τ式中△PL----线路最大负荷损耗,kW;
τ----最大负荷损耗小时数,h。