在城市电网布局与建设过程中,应关注当前的用电需求,并科学预测未来一段时间内的电源增长,使配电网在标准负荷下稳定、安全运行,满足社会各界的用电需求。近年来,工业园区配电网络负荷激增,但电网建设未及时跟进,高压变电站数量少,缺乏超高压输电换网,现存在输电变电设备存在老化等问题,难以满足工业园区的用电需求,且易引发电力系统安全故障。科学预测工业园区配网负荷、采取针对性处理措施,成为目前电力公司的重要任务。1城市工业园区配电网络负荷预测1.1负荷率取值在配网负荷预测时,影响负荷率的因素较多,影响较大的为配网中变压器的额定容量、布置数量、最大负荷。除此之外,如电网结构、电压波动等,均会影响负荷率的计算结果。负荷率计算:T=VmaxV×100% (1)式中:T——负荷率(%);Vmax——变压器的最大负荷(kVA);V——变压器额定容量(kVA)。在配网规划中,选取较高的T值,可提升配网中电力设备的利用率,降低变压器的运行损耗。1.2负荷预测要求在明确负荷预测要求的基础上,按照要求和标准收集相关资料,保证预测结果的准确性。(1)全面掌握负荷预测需要的材料。包括城市总体规划、电力系统规划、全市及各分区的电压等级与历年用电量等。(2)运用相关负荷资料。根据掌握的负荷资料,进行汇总、归类、统计、分析,明确城市工业园区历年用电负荷的变化曲线,根据短、中期发展计划,预测未来用电负荷增长情况。1.3负荷预测的方法(1)仿真法。仿真法是先预测城市或城市某个分区的总负荷,再将某个地区往年的电量消耗、历年负荷增长率等作为评价指标,对总负荷进行划分,得到每个地区的负荷预测结果。为了预测工业园区的配网负荷,可根据该工业园区前3年或前5年的实际消耗电量、连续几年负荷增长率等,计算得到城市中的占比。根据城市总预测负荷量,按照比例进行分配,预测工业园区的负荷。仿真法具有操作方便等特征,且基于往年真实数据,可保证负荷预测结果具有较高的准确率。(2)负荷密度法。负荷密度法可计算用电负荷与土地面积的比值,得到平均负荷。在实际计算时,为了减轻工作量,通常采取分区统计的方式,选取城市的某个区域,计算得到该区域的总面积、特定时间段内该区域总的用电负荷,相除后得到负荷密度。例如,可将城市的工业园区作为测量区域,保证得到的结果更精确。负荷密度法存在较大不足,如样本数量偏少的情况下,会干扰负荷预测的准确性,因此,此法更适合用于大型工业园区。2城市工业园区配电网处理措施2.1变电站负载现阶段,大多数城市的工业园区,=配套电力设施比较老旧,变电站、配电网普遍存在负载率较高的现象。缺乏高压变电站,在工业园区的用电高峰期,难以保持电力的稳定、持续共赢。针对此类问题,可在现有的配电网络上,根据实际需要增加相应数量的电源点,对现有的电源进行扩容,达到满足工业园区用电需求的效果。可均衡负载,适用于配网规划设计不合理的情况,通过降低主变负载率,提升变电站向工业园区供电的水平。2.2变电站布点在城市中建设较早的电网,由于规划不到位、工业园区规模的扩张、用电负荷的激增,导致早期的变电站布点暴露出许多问题,已无法满足当下工业园区的正常用电需求。例如,早期工业园区规模较小,用电需求较低,进行电网布局时,为了节省成本,变电站布点较为分散。随着城市经济发展、工业园区规模扩大,需要对变电站布点进行优化。根据工业园区实际用电负荷,在负荷较高的区域增加变电站数量,或将中小型变电站改建为大型变电站,以缓解负载率较高的情况。2.3变电站负载与出线间隔配合现阶段,不同地区的变电站配线设计存在较大差异,根据有无出线间隔可划分为两种类型,对每种类型的配网处理措施存在差异。针对设有出线间隔的变电站,只保留一条通用线路,将其余的线路全部接到出线间隔上;针对未设置出线间隔的变电站,可对既定线路进行改切,解决2条线路共用一个出线间隔的问题。2.4架空线路走廊布设架空线路走廊,可提高工业园区周边电网的整体输送能力,以满足工业园区的用电需求。在建设架空线路时,应优先考虑大容量线路,容量与线缆截面规格呈正相关关系,应选择截面尺寸更大的导线类型。35~220 kV架空线路的常见截面尺寸如表1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.032.T001表1城市35~220 kV线缆截面尺寸导线类型35 kV线缆110 kV线缆220 kV线缆钢芯铝绞线120、150、200260、360480、550、600、720耐热导线普通型—260、360400、500超耐热型—260、400480、550、600选择大规格的架空线路时,应考虑成本问题、荷载问题。在长距离、大跨度的配电网络中,大规格的线缆自重较大,需要缩短两侧线杆的距离,避免导致中间段线缆过于低垂。在布设架空线路时,应综合考虑规格、距离、成本等综合因素。2.5中压配电网在规划和建设中压配电网时,根据前期调研资料,确定不同分区的负荷密度,再科学进行配电网分区。根据分区情况,在不同的区域内采取差异化的接线模式。例如,在工业园区负荷密度较高的区域,应选择三分段、三联络的接线方式;在负荷密度相对较小的区域,可采用两分段、两联络、不分段的模式。中压配电网中三分段三联络接线方式如图1所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.032.F001图1中压配电网中三分段三联络接线方式3城市工业园区配电网规划新思路3.1变电站规划城市工业园区具有负荷密度大、用电需求高等特征,在配网规划时,需要使用大型变电站。大型变电站存在占地面积大、建设费用高等特点,对变电站进行科学规划成为较为关键的问题。(1)中心化原则。变电站应靠近工业园区的负荷中心,以满足园区各个区域的用电需求。(2)低成本原则。减少占地面积,控制造价,维护电力公司的经济效益。(3)安全性原则。远离通信设备,避免出现信号干扰的情况,避开易燃易爆区域,保证变电站运行安全。除此之外,应根据实际情况,对变电站的布局形式、土建施工、整体规模等方面进行综合规划。3.2线路规划根据线路布局形式的不同,分为架空线路和电缆线路。以110 kV线路为例,目前常用的新型接线方式为链式接线,每条线路中有2个变电站,每座变电站有4台主变压器。市区内2个220 kV变电站之间带4个四台变的110 kV变电站,变电站采用单母线分段接线,形成双电源链式接线。线路在运行时,主变压器遇到故障导致断开,可立即投切到另一台,保证线路正常运行。110 kV线路的链式接线方式如图2所示。10.3969/j.issn.2096-1936.2021.11.032.F002图2110 kV线路的链式接线方式接线方式满足工业园区的用电需求,是实现城市经济可持续发展的重要举措。近年来,工业园区用电负荷激增,以往的配电网络已无法满足符合要求。须通过开展负荷预测、优化配网设计,解决当前配网运行存在的各类问题,使工业园区的配电网络稳定运行,并在此基础上满足工业园区的用电需求,推动工业园区和城市经济的持续发展。

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