導語：如何才能寫好一篇配電網工程論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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無功補償技術在電力系統中能有效提高電網的功率因數，其能有效減少供電變壓器及其線路的電能損耗，從而改善供電環境及提高供電效率。在小型的電力系統中，該技術能起到調整三相不平衡電流的作用；而在大型供電系統中，該技術則能起到調整電網電壓與提高電網運行可靠性的作用。在電力系統中，其供電功率能分為有功與無功兩種，無功功率不能遠距離傳輸，因此對于下屬用電及配電變壓器的無功功率應就地補償。無功功率是在系統中設置無功補償裝置而進行的，其設備能和電路中的用電設備相互抵消無功功率，從而提高功率因數。無功補償技術可將感性與容性功率負荷裝置連接在相同的電路中，使能量能在兩種負荷之間進行交換，且其所需要的無功功率也能從容性負荷輸出的無功功率中獲取等量的補償。

2無功功率對電力工程配電網的影響

電磁線圈電氣設備在運行中必須要附加電氣元件，以將其產生的無功功率降低。如電動機的轉子磁場，必須在電源下獲取無功功率才能建立。在電網系統中，無功功率對電力工程配電網的影響主要包括以下幾個方面：（1）無功功率對輸變電系統供電能力的影響；（2）無功功率對發電設備有功功率輸出能力的影響，如用戶需要一定的有功功率時，當電網的無功功率增加時，則會導致電網的損耗也相應增加。（3）無功功率對配電網電壓損失的影響；（4）無功功率對發電機有功功率的影響，導致其運轉功率因數降低，從而影響電網的運行環境，導致用戶電力設備難以發揮出應有的作用。為此，在電力工程配電網運行時，應對供電電網及用戶電氣設備進行無功功率補償，以提升設備運行的功率因數及系統的供電質量。

3電力工程配電網的無功功率補償的應用

3.1明確無功功率補償的容量

在電網系統中，要想明確無功功率補償的容量，必須要運用以下幾種方式：（1）根據配電網運行電壓值確定，其目標是對電壓的調節，計算公式為Qc=所需電壓值×所需的電壓值/配電網線路阻抗值；（2）根據線損降低率確定，能有效證明配電網線損降低率和補償容量間的關系；（3）根據配電因數確定，功率因數應滿足電力用戶的實際需求；（4）根據變壓器容量確定，并選擇合理的補償方式。

3.2選擇合適的無功功率補償方式

在電力工程配電網應用中，必須要選擇合理的無功功率補償方式，才能有效降低電網系統運行的無功功率，從而降低電網中的電能損耗。現階段，我國電力工程配電網中常用的無功功率補償主要包括變電站補償、低壓補償、桿上補償、終端補償、配電線路補償及隨機補償等。

3.2.1變電站補償。

通過變電站集中的無功功率補償，該補償方式主要應用于10kV變電站的母線中，且主要集中安裝在等量的電容器中，不僅能有效降低供電線路中的無功損耗，且有利于降低變電站輸電線路的無功電力損耗。但電力用戶所需的無功率補償還應在變電站線路中輸送。因此，在10kV變電站線路中依然有無功功率電流，故認為該補償方式無法代替配電網無功補償所發揮的作用，而且也無法很好地解決配電網運行中無功降損的矛盾問題。

3.2.2低壓補償。

低壓補償作為我國當前常用的補償方式之一，主要是在配電變壓器的低壓側進行補償。該低壓補償設備主要根據用戶的負荷水平變化情況、投入的電容器進行跟蹤補償，其目的是為了提高變壓用戶的功率因數，以實現無功功率平衡的目的。其不僅具有降低電網、變壓器損耗的作用，還能有效提高用戶電壓的水平。低壓補償設備通常是根據無功功率或功率因數實現對電容器自動投切的目的。低壓補償雖能保證用戶電能的質量，但無功功率的投切量且有可能會與實際的需求量相差較大，容易導致出現無功功率補償不足或過多的現象，從而影響電力系統的正常、可靠運行。

3.2.3桿上補償。

在配電網中絕大多數的公用變壓器無低壓補償，從而限制無功功率的補償度。因此，對于配電網無功功率的缺口還必須通過變電站和發電廠來填補。而無功功率通過線纜傳輸，從而增加配電網的損耗。因此，應把10kV戶外并聯的電容器安裝在架空線路桿上進行無功補償，以提高配電網的功率因數，從而實現降損升壓的目的。但安裝在桿上的電容器與變電站之間的距離比較遠，因此難以裝配保護措施，對其的控制成本也比較高，且保養維護的難度較大，工作量較多，且安裝環境受限因素較多。當線路處于輕載狀態下，應避免配電線路出現過補償及過電壓。因此，必須要合理控制桿上補償的安裝點，無需進行分組投切，且要控制好其容量。

3.2.4終端補償。

隨著低壓用戶用電需求量的不斷增多，也就意味著對無功功率的需求也相應增大。因此需要對終端進行補償，以降低電網的損耗與維持網絡電壓的水平。但終端補償方式的補償點比較分散，其管理難度比較大。而且負荷的不同波動使大部分電容器在輕載狀態下容易形成閑置，導致設備的利用率不斷降低。

3.2.5配電線路補償。

通過配電線路進行的無功功率補償，該補償方式主要應用于配電線路中，主要安裝在配電網線路主干的2/3位置上。每個集中點都要安裝一個能夠承受10kV電壓的電容器，雖然這種補償方式能在一定程度上降低配電線路的無功損耗，但也存在一定的弊端，如電氣設備長期處于露天環境下，容易受到人為、雷擊等因素的損害，當配電線路出現故障后，難以實現對線路的及時、有效搶修。

3.2.6隨機補償。

隨機補償就是基于隨機的原則進行無功功率的補償，該補償方式一般將無功功率補償的電容器安裝在供電企業的電動機兩側，通過補償電動機無功功率，從而實現降低功率損耗的目的。

3.3選擇合理的無功補償裝置

在電力工程配電網中，若想選擇一種合理、可行的無功功率補償裝置，必須要充分考慮配電網中對不同的電壓需求及其補償裝置技術特性等因素后才能決定選擇哪一種無功功率補償裝置。現階段，我國電力工程配電網最常用的無功功率補償裝置主要包括高壓裝置、中壓裝置、低壓裝置三種。

3.3.1高壓裝置。

高壓裝置主要應用在高壓配電網絡中，主要是以高壓并聯電容器的補償裝置。該裝置通常安裝在10kV變電站中的主變壓器側，主要是為了降低主變壓器無功功率的損耗，改善配電網中的功率因數，且改善變電站出站端的電壓，從而實現提高變電站輸出電能質量的目的。

3.3.2中壓裝置。

干式自愈型并聯電容器是我國當前中壓補償裝置中最常用的裝置，通過干式自愈型并聯電容器實現對中壓網絡進行補償。該設備的電容元件主要由金屬薄膜卷制作而成，并在卷繞后進行頂端的噴漆，并通過導線焊接將其引出；而元件的外部主要通過樹脂封灌而成，能實現絕緣空氣的目的。

3.3.3低壓裝置。

相對于高壓裝置與中壓裝置，低壓裝置在我國無功功率補償中的應用更為廣泛。低壓裝置通常安裝在電力工程配電網變壓器中的低壓側或者安裝在單臺低壓電動機側。該裝置不僅能在和電動機啟動或停止時進行無功功率補償，還能對高層建筑、賓館、車間等配電房進行無功功率補償。

4結語

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在早期供電設施中，電壓供給不足常導致系統不能正常運行。由于線路安裝常處于農林茂盛地區或者遠離鬧市區，因此雷雨天氣對其影響較大。另外，大氣過電壓和工頻電壓對電網的運行具有直接影響，導致設備運行故障。目前，弧光接地過電壓較為常見，用戶增加時，電網中的電流增大，會導致其出現弧光接地過電壓，且很難控制。尤其是對于傳統的10kV網絡，設備運行時間較長，絕緣性能較差系統穩定性不高。從而影響設備的絕性能和安全運行。

2電網電力工程的技術問題的解決方案

1）控制電網故障造成的停電，優化電網轉供電能力

傳統的電網檢修過程需停電檢修，給客戶造成不便。目前多數電力企業使用環網柜聯絡開關。環網柜核心為負荷開關和熔斷器，其結構簡單，多為便攜式且經濟適用。根據絕緣方式的不同，通常將其分為SF6絕緣和空氣絕緣兩種，多用于終端供電和環網供電的短路電流的開斷和電流的分合。使用聯絡開關，有效的縮小了故障檢修的停電范圍，且可控制停電區間，從而實現區域檢修。提高了傳統單電源的穩定性與靈活性。

2）認真解決污閃問題

閃絡問題在10kV配電網絡中表現明顯，為了確保其安全性，就要控制由于閃絡導致的過電壓和相間短路問題。實驗數據顯示，對于穿墻套管、支持絕緣子、連桿瓶等10kV設備應進行加裝絕緣熱縮管等防護設施，以防止污閃問題，促進電網的安全性和穩定性。

3）加強線路防雷措施

雷擊造成的閃絡問題最為明顯，因此針對特殊地區、特殊環境下的雷擊問題應增加防雷措施，安裝必要的避雷設施能夠有效的防止雷擊造成的導線損壞，提高電網的安全系數。目前，很多企業選擇使用針式瓷瓶進行防雷，但其對大導線線路并不適用。

3提高配網工程施工安全管理的技術問題措施

1）完善前期規劃設計

在10kV配電網絡設計過程中，要根據當地線路負荷是實際情況以及環境現狀進行設計，使其額定電流能夠滿足當地居民同時用電時的最大電流，同時要避免浪費。根據線路設計的影響因素對其進行規劃，有助于電網設備的穩定運行。

2）制定合理的施工方案

要求電力施工人員認真檢查電路施工圖紙、線路以及現場環境等，并以此來制定施工方案。配電網電力工程的安裝過程和維修過程都要降低停電現象，時刻以滿足客戶需求為核心進行施工。

3）采用先進的技術進行定期維護

配電網運行過程中，線路檢修十分必要。包括對施工線路的維護和保養，對線路規格的控制和選擇等。企業應提高安裝的先進水平，選擇先進的設備和技術，以確保施工順利。從而提高施工的質量和安全系數，能夠確保對施工過程中的故障進行自動處理。

4）妥善處理施工環境

由于配電網施工要避開鬧市區，因此其所處地域的環境通常較差。這對配電網施工具有極大的影響，因此妥善處理施工環境十分必要。其中包括以下幾個方面：

①防備人為破壞：配電網的桿塔的位置應選擇在遠離主干道位置，并且在桿塔區域設置必要的防護措施，如安置警示牌或涂上反光漆等措施，防止機車等對桿塔造成傷害。

②防雷措施：10kV配電網絡多數架設在較為空曠地帶，因此雷擊對線路的安全運行影響較大，因此要求電力企業做好配電網施工的防雷處理。如采用安裝好避雷器或支柱式的絕緣子等，完成電網的地線鋪設。總之，要做好電網的防雷工作，以免雷電天氣造成線路短路，影響設備的正常運行，給客戶帶來不便。對于經過城區和經過樹木茂密地帶的線路，先進行適當的處理再進行線路架設，以免發生雷擊事故，確保電網安全，畢竟電網安全問題是配電網技術的核心。

③維護和保養線路施工設備。對于電力施工來說，污染嚴重的工業區和農業區都會對其安全系數造成影響。因此，電力企業必須事先做好防腐措施，對線路經過的絕緣導線進行防腐處理、使用防污能力好的絕緣子。當然，還要對設備進行定期的日常維護和保養。

4總結

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國家電網在不斷發展過程中對配網工程建設非常重視，不斷推進了各種管理工作的開展，以此來提高配網工程的效益。針對相關的項目進行全方位的總結和改進，對相關的工程項目管理經驗進行借鑒，能夠更好的提升我國的配網工程項目管理水平，同時，也能更好的滿足人們的用電需求。我國配網工程管理在發展過程中雖然取得了一定的成績，但是，其在發展過程中也存在著很多的不足之處，文章對其進行了總結。首先，在配網工程項目管理方面，政企沒有分離是主要的問題，這和我國經濟發展過程中出現的計劃經濟體制有很大的關系，盡管在我國實行市場經濟體制以后，我國經濟發展發生了很大的變化，但是，在很多的方面都存在著計劃經濟影響經濟發展的情況，電力建設管理體制方面受這方面影響比較大。其次，配網工程項目管理方面出現了科學性和專業性比較缺乏的問題。配網工程項目管理中，通常因為施工規模較大，存在著人員比較多，比較復雜的問題。施工建設人員較多，就比較容易出現專業技術不夠健全的問題，項目策劃以及管理方面也出現了缺乏系統性的問題，很多的工程項目在管理方面專業性缺失，導致管理水平無法進行提升。再次，配網工程管理也存在著管理模式比較單一的問題，在管理方式上比較簡單，這樣無法將項目和業主特點進行充分的展示，同時，工程建設方面也存在著沒有科學的合同依據的問題，導致管理質量出現了不高的問題。最后，配網工程在招投標方面也存在著不合理以及不規范的問題，設計、施工、監理等方面都存在著不規范的問題，業主在招標過程中出現了走過場的問題，沒有競爭使得招標的意義無法進行很好的體現。

2供電企業配網工程管理的方式方法

2.1對線路運行電壓以及配電容量進行科學的調整

在配網工程中，線路要保證經濟性以及合理性，因此，要根據實際情況進行科學的規劃以及適當的地調整，具體體現在以下方面。要根據線路的電壓負荷情況對線路進行調整，在變電站分接出來的時候就要對電壓進行調整，將其控制在一個合理的范圍內。在低谷負荷時，要使電壓在下限進行運行，同時，在負荷較大時，會產生很大的耗能，將電壓控制在上限范圍內運行。在進行配網容量選擇和安裝位置設計時也要做到合理化，這樣能夠將配電網變壓器控制在合理范圍內，同時，也能提高配電的負荷率。

2.2加強對諧波的控制

為了促進電能品質的提升，要對電氣設備運行的穩定性以及科學性進行保障，對電網無功補償以及諧波問題要進行有效的控制和管理。在諧波過大的情況下，會導致電壓和電流受到一定的影響，因此，為了避免出現這種情況，可以選擇具有諧波治理功能的無功補償裝置。

2.3加強線路設計的多樣性

配網要想更好的實現分區有效性，要對線損問題進行降低，這樣可以實現無功電源和補償的最大化。近年來，配網規模在不斷的增大，涉及的地區也在擴大，因此，新增布點越來越多，在這種情況下，線路在設計方面要更加的靈活，同時，可以對各種通道方式進行利用，實現線路的架設。

2.4明確業主方管理的內容

電力體制改革的不斷深化，使得配網工程項目管理體制也必須要隨之進行改變。而隨著新的管理體制的出現，對于配網工程項目管理的科學化和規范化也有著巨大的推動作用。作為項目主管部門，必須要能夠從投資規模、投資方向以及投資結構等方面對工程項目進行宏觀的管理。包括建設單位、承包單位、監理單位等參與工程項目的各個范圍之間形成一系列完善的組織體系，從而促進配網工程項目管理的有效性。在該組織體系的影響下，業主方對于整個配網工程實施全過程管理，以此來保證配網工程項目管理的有效性。

2.5加強配網工程的過程管理

近年來，我國經濟得到了快速發展，配網建設方面相關的咨詢工作也在不斷的發展，在發展過程中出現了越來越規范的現象。但是，要想達到計劃目標，還需要一個漫長的過程，在短期內不會出現重大的轉變。項目管理過程中要對觀念進行更新，同時，要對實際情況進行適應，咨詢部門和監理單位要在配網工程項目管理中發揮作用，提高項目管理水平，同時，運用科學的管理方法和工具，對配網建設的目標進行實現，在保證項目順利實施的過程中獲得更多的投資效益和社會效益。

2.6加強配網的防雷措施

配網工程的安全管理涉及很多的方面，包括安全員設備、安全承包合同簽訂以及工程現場的安全工作都要進行重視，其中安全管理工作中，防雷措施非常重要，對于比較容易受到雷擊的配網工程而言，要做好相應的防雷措施，進行合理配置。在安全工作方面，要安裝不同的防雷措施，減少項目的成本投入，在雷電高發地區，要對相關統計數據進行核實，這樣能夠根據雷電發生的不同頻率采取不同的防雷措施，在選擇避雷器方面也能有一定的依據。對運行設備要進行檢查，在時間上要進行必要的控制，不能將不合格的接地網在線路中進行使用，對出現的問題進行及時的處理。

3結束語

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在配網架空線路施工期間，如果因為施工質量或者是施工問題，導致電力工程的施工進度與正常運作受到影響，那么就必須實施切實可行的檢修技術，以對整個工程進行篩查，繼而提供更為全面、詳細的信息給檢修人員，從而更好的開展檢修工作。在檢修期間，應做好如下工作:

(1)在對導地線進行重新連接之前，需預先做好準備工作，預先連接好基本的原件，且對機電整體設備實施性能檢測，在保證原件的安裝滿足相關標準的情況下，正式開始工程檢修工作。如果導線橫截面并不大，那么可采取耐張線夾予以連接處理。根據線路的施工狀況，在確保耐壓理論滿足施工強度標準的基礎之上，對拉斷力進行準確的計算。

(2)在進行停電檢修時，必須做好全面的安全防護措施，例如:開展接地檢驗，對電路進行檢查等等。就桿塔作業而言，在停電之后實施絕緣體清除作業時，將接地線接在驗電線路的一段上，然后相關作業人員對臨時接地線展開檢查，從而保證工程施工的安全性。結束線路檢修之后，將臨時安裝的接地線予以拆除，以確保架空線路的正常運作。

(3)若在檢修時必須進行帶電操作，需在旁安排專門的人員監護，從而確保工程檢修的安全。通常情況下，專門的監護人員所負責的工作范圍不單單只是一個部分，而應當是保證整個檢修過程的安全。特別是在檢修一些較為復雜的架空線路時，應當多安排幾名監護人員以保安全。此外，在進行帶電檢修時，檢修人員需和帶電體之間保持一定的距離，以保證自身的人身安全;與此同時，檢修人員應當做好各個方面的應對及反饋工作。

2強化防雷處理

因為配網架空線路一直暴露在外，所以在雷雨氣候環境下，極易受到雷電的影響，并且該類線路一般都會經過山林，這就在一定程度上加大了架空線路遭受雷擊的機會，與此同時，這也是導致配網架空線路施工常常發生故障的原因之一。針對這一情況，需進行相應的防雷處理。

(1)絕緣體:提升架空線路中絕緣體的性能，可在一定程度上避免架空輸電線路受到雷電的襲擊。在實際中，一些電力工程中的高壓輸電線路采用的是大跨越高桿塔，這就加大了桿塔落雷的可能性，且在落雷期間因為塔頂有比較高的電位，所以必須實施電路絕緣處理。一般情況下是在高桿塔上增加大量的絕緣子串片數，拉長地線、導線之間的距離，提升架空線路的絕緣效果。

(2)避雷線:為了避免遭受雷電的襲擊，在配網架空線路中經常采用避雷線進行避雷，且有較好的效果。在配網架空線路中應用避雷線，其主要作用體現在能夠防止雷電對導線的直接影響，同時還可對雷電流予以有效的分解，如此一來就可較好的控制通過桿塔的雷電流，經由控制各個地線路絕緣子的電壓來達到防雷的效果;此外，避雷線的安裝簡單、便捷，是一種較為實用且有效的防雷手段。

(3)消雷器:近些年來，在社會經濟迅猛發展的當下，電力技術也得到了快速的發展，愈來愈多的防雷技術或裝置被推出，防雷器就是其中之一，是一種新型的直擊雷防護裝置。通過實際應用發現，將該裝置應用于配網架空線路上，能夠獲得較好的防雷效果，其不但可以防止架空線路受到雷電的襲擊，同時還可為配網架空線路的施工營造較好的條件，特別是在預防線路故障上，有一定的優勢。

(4)降阻劑:在配網架空線路上采用接地降阻劑，其目的在于控制電阻值;有關資料顯示:在應用降阻劑之后，伴隨著時間的逐步推進，接地電阻也將漸漸變小。降阻劑的應用，結合了諸多學科的知識，如化學、物理，同時該物質本身的PH值基本上在7.2～8.2之間，偏堿性、中性的特點，可將接地體鈍化，繼而提升架空線路的抗腐蝕水平，從而在一定程度上強化架空線路的防雷性能。

3敷設電纜與接地工程

在電力工程施工前，應對施工圖紙進行仔細的會審，詳細掌握施工工程的特征與設計想法，且嚴格按照圖紙展開施工;在圖紙會審時，一旦發生問題，需第一時間提出來，且采取有效措施予以應對，以免對工程進度帶來影響。在施工期間，需嚴格審查施工原材料，其中電纜為重點審查對象，必須對其內部層間、阻值加以檢查，只有這樣，方能確保工程的順利開展，方能確保工程的質量。在電纜敷設方面，電纜預埋深度一般在70cm以上，電纜彎曲半徑必須是電纜本體的十五倍，機械施工電纜的牽引作業，必須對其施工行駛速度進行合理的控制，通常是15m/min，長度大約為50m以下;在此過程中，不可出現外皮損壞的狀況，且牽引不可過度。熱力管道和電纜兩者間需保持1m以上，且在電纜溝內整齊排放，且對支架進行捆綁與固定處理。在對電纜上部與下部進行掩埋時，要求沙層厚度或者是軟土厚度需在100mm以上，且在兩邊覆蓋50mm，之后再作上層保護層，其所選材料可以是蓋板，亦或者是紅磚;在進行回填的過程中，回填物不能使用硬質雜物或石塊。另外，應當在施工現場進場處、接頭處以及轉角處等位置，作方位標識，對電纜進行回填前，需實施一次絕緣測試。在進行電纜頭制作，又或是電纜剝削作業時，應確保持續性，以最大限度的縮短絕緣暴露的時間，在剝切電纜的過程中，不可損傷線芯與絕緣層，且徹底清理所需的裝配件。在安裝接地體的過程中，必須嚴格遵照有關規定的尺寸來展開，且在安裝期間，假使發現地表異物，必須將其移除。在結束接地體的焊接工作之后，必須對焊接部分予以防腐處理，如此一來，即可防止接地體因受其他因素的影響而發生意外事件。在開展接地施工時，需對接地電阻值予以有效的控制，且在結束真空斷路器之后，對電阻狀況加以限制。

4結束語

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談及城網改造規劃首先需要了解一下城市配電網其主要的工作內容是什么，在人們的日常生活當中時時刻刻的離不開電，而城市配電網其主要是指除了提供電源的輸電線路、變電所以外，還包括配電網。[1]其中輸電線路和變電所是為配電網所提供電源的，配電網有多個組成部分，其分別為：高壓配電網、中亞配電網以及低壓配電網。而城網實際上就是城市配電網的簡稱，對城網進行改造規劃就是對城市配電網進行改造規劃。城網改造規劃的內容主要包括兩個方面，其分別為：對原有配電網的改造和擴建后新建的配電網。在城網改造規劃的具體內容當中還包括規劃的年限、編制、經濟分析以及改造安排。

2配電網在進行改造規劃編制時應注意的問題

2.1注意與城市建設相結合

對于城市配電網來說，其不僅僅是電力系統當中重要的組成部分，更是城市建設當中重要的組成部分，尤其是電力行業還是我國的基礎性行業，其更是如此。[2]因此配電網在進行改革規劃編制時，一定要注意與城市建設相結合，這樣才能做到雙向發展。

2.2注意符合城市配電的特點

城市配電共有六大特點，其分別為：①電網的負荷相對較為集中且符合密度額十分的高；②用戶的用電質量要求都比較高；③由于配電網的設計標準比較高，因此在安全和經濟的合理平衡之下，供電需要有較高的安全可靠性；④即使配電網的接線較為復雜，依舊需要保證其調度的穩定性；[3]⑤由于配電網在自動化這方面的要求比較高，因此對電網的管理水平要求也就比較高；⑥配電網當中有關的配電設施的要求比較高。

2.3注意對資金進行合理規劃使用

目前，由于我國國家資金有限，給予配電網改造規劃的資金是有限的，這也就要求規劃人員在對其進行規劃的時候需要合理有效的利用資金。那么相關工作人員在規劃的時候應該如何做呢？首先我們需要清楚的是，對配電網的改造并不是由一個人來進行規劃的，因此相關的工作人員每個人首先都可以將自己的規劃內容制作一個方案，然后對所有提交的供電方案進行參考選取，選出最佳方案。[4]而方案的選取標準則是以資金的投入和有效性為中心，合理有效的使用資金能夠為供電部門和全社會帶來最大的綜合經濟效益。

3對配電網在電力工程建設當中的展望

3.1合理布局電網結構

對于配電網的經濟運行以及管理來說，對電壓的等級進行簡化之后，對其是有利的。目前，我國城市配電網當中所使用的電壓有35kV、100kV、220kV、380kV等。那么目前我國城市配電網的發展趨勢是將110kV的電壓引進市區，將市區當中的35kV逐漸的淘汰。其實對于任何事物來說，完美、完善是其一直追求的目前。同樣的，對于電網結構來說，一個合理完善的城市電網結構的布局是非常重要的。合理布局城市電網的結構，能夠有效的滿足城市居民現階段對電力資源的需求，還能夠滿足、適應發展的裕度。[5]這相比我國以前城市配電網的布局，合理布局電網結構能夠使電網變得更加的靈活。

3.2引進國外先進技術進行改造

隨著科技的進步，我國越來越多的設備趨于智能化。對于城市配電網來說，技術的結合也是十分重要的。目前技術已經成為配電網改造規劃的核心內容。目前，國外一些發達國家的配電網配置就結合了科學技術，例如：箱式變壓器、架空絕緣導線等等的應用，對于我國城市配電網來說都是值得借鑒的。只有不斷的吸取別人的長處來充實自己，自己才能變得更強大。

4結束語

綜上所述，城市配電網是保障城市居民日常用電的，因此對城市配電網進行規劃改造是必然的。本文主要對城市配電網改造規劃的內容以及配電網在規劃的過程中應注意的問題進行了分析，最后再根據本人自身的想法提出了兩點相關的建議，希望對我國城市配電網的改造規劃能起到一定的借鑒作用。

作者:梁嘉升 單位:國網山東省電力公司蒙陰縣供電公司

參考文獻:

[1]馬建.宿遷洋河鎮區域配電網規劃研究[D].華北電力大學，2015.

[2]李志鋒.中小城市配電網規劃實施策略及其應用[D].華南理工大學，2015.

[3]史陽，辛文增.論城市配網規劃與建設的發展趨勢[A].北京中外軟信息技術研究院.第五屆世紀之星創新教育論壇論文集[C].北京中外軟信息技術研究院，2016：1.

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關鍵詞：電網規劃；地理信息系統（GIS）；遺傳算法；現代啟發式方法

0 引言

電網規劃是電力系統規劃的重要環節[1]，電網規劃方案的優劣直接影響到電網的建設費用以及運行費用。傳統的規劃很難對地理實體進行數據采集，規劃模型往往也忽略地表因素（障礙物等）的影響，所以精度較低，規劃結果往往不具備實用性和可操作性，此外傳統的規劃很難實現可視化，缺乏直觀性。結合GIS 平臺，對電網規劃問題進行優化，既可以方便的把地貌因素運用到電網規劃中，又使規劃結果直觀可視，從而大大提高了結果的科學性和實用性。

1 基于GIS平臺電網規劃的特點

在電網規劃中引入GIS系統有如下特點：

（1）電網規劃要求大量詳細的地理信息，如變電站位置、變壓器位置等。借用GIS平臺可以使規劃區域的整個電網直觀地顯示在屏幕上，規劃人員能夠方便地確定待選變電站和待選線路路徑。

（2）把GIS引入電網規劃中，用戶可以考慮許多實際的約束條件，如地理位置、街道等的互連關系、街區布局等等，而且由于空間數據模型的引入，這些約束條件對用戶是透明的，可以直接從地圖上獲得，建模工作將得到簡化。

（3）結合GIS的電網提供了從文-圖和從圖-文的雙向查詢，不但能通過系統開發的查詢工具對任意點取圖上目標進行所見即所得的查詢，而且可以對電網圖層空間的每一層設置其顯示范圍、是否可視等屬性[2]～[4]。

2、基于GIS平臺的電網規劃方法

電網規劃分為經典方法和現代啟發式方法，傳統的經典方法能夠得到解析解，在理論上能使得規劃結果相對最優，但對問題的規模、約束條件的數量、問題的組合度比較敏感，容易陷入“維數災”而難以在合理時間內求得結果。近幾年出現的基于生物學、人工智能的現代啟發式算法具有直觀、靈活、計算速度快、不受限于問題規模等特點，不僅遵循配網規劃常用規則，而且便于規劃人員應用過去的經驗，在配網規劃中能很快得到近似最優解。由于現代啟發式方法優勢明顯，所以傳統的經典方法已經很少使用。

2.1 Tabu 搜索算法

Tabu 搜索方法是一種亞啟發式隨機搜索算法，它從一個初始可行解X0（為n維向量）出發，選擇一系列的特定搜索方向（移動）作為試探，從當前解的鄰域N（X）中隨機產生一系列試驗解X1，X2，… XK選擇其中最好的解X*作為當前解，即令Xcurrent=X*，重復迭代，直到滿足一定的終止準則。

文獻[5]運用Tabu 搜索算法，在GIS平臺上對網架模型進行優化。目標函數是年費用最小，年費用為線路的新建投資年費用、維護年費用和運行、折舊年費用，約束條件包含配網輻射限制、負荷需求限制和線路潮流限制三個方面。該文以備選網絡的生成樹作為Tabu搜索的初始解，使得輻射性的約束自然滿足，Tabu 搜索算法中采用“交換移動”進一步判斷輻射性，Tabu表是先進先出的管理模式。Tabu 搜索結果可以在GIS界面中形象的觀察到。

2.2 遺傳算法（GA）

遺傳算法是目前比較成熟的一種啟發式算法，遺傳算法類似于自然進化，通過作用與染色體上的基因尋找好的染色體來求解問題[6]。

文獻[7]結合GA 和GIS 提出了一種新的電網規劃模型，該模型目標函數中包含線路各種設備投資、維護、運行費用和用戶停電損失費用。約束條件為輸送功率、電流允許范圍、最小電壓降以及網絡的輻射性。通過根節點融合法來保證網絡的輻射性，并考慮到了中間節點和分支點，形成真正可行的網絡接線方案，從而使該方法可以考慮各種復雜的網絡結構，更適用于電網GIS規劃。GA 算子過程采用Elitism 算法：每次構造子代種群時，都從父代種群中選擇一定的最優個體直接作為子代個體，在隨機選擇時，適應度高的以一定比例選中，經試驗證明變異率為0.02時遺傳算法的性能較好。該文最后對一個算例進行投資總額分析，分析表明考慮可靠性價值可以節省資本，減少配網的投資金額。但該文僅解決了單條饋線優化規劃，沒有考慮線路之間的接線模式的影響。

2.3電源追蹤算法

所謂電源追蹤就是在選中桿塔或者桿塔上設備時， 搜索給該設備供電的變電站。

文獻[8]將網絡拓撲技術與電網GIS的開發相結合， 為電力企業的設備管理及輔助決策提供了圖形化的管理工具， 提高了電力企業的工作效率。它提出電源追蹤算法，該算法即使在網絡拓撲關聯屬性字段的數據不全時， 也能快速、準確的定位電源點， 提高了電網電源追蹤模塊的實用性， 更好地滿足了實際工程的應用需要。具體算法原理和過程如下：當拓撲信息數據不全時， 算法轉為執行基于啟發式搜索的拓撲分析追蹤。它不需要借助拓撲關聯屬性字段的值， 而是通過地理信息系統軟件提供的拓撲分析函數就可建立起整個電網絡， 并通過這個網絡進行搜索， 從而選擇出設備到其供電電源的最優路徑。

3 結論

1、每種算法都有自己的優點，但任何一種算法都有自己的不足。各種算法雖然在理論上能較好的滿足規劃要求，但還很難便捷的應用到實際中。

2、盡管基于GIS的電網規劃方法的研究已取得很多成果，但至今還沒有比較完善的電網規劃軟件能夠方便地應用到實際規劃工作中。因此，研究開發相對完善實用的電網規劃軟件和基于GIS的電網規劃軟件將是電網規劃研究工作者們今后工作中的首要任務。

參考文獻

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篇7

題目：南沙配電網合環運行應用軟件開發

學  院               

專  業     

學生姓名                

學生學號          

指導教師                

提交日期    2014 年 6月 10 日 

摘  要

合環運行可以解決配電網在倒負荷或設備檢修時出現的停電問題，但是在這個過程中系統可能會產生較大的合環電流而導致保護動作,進而給電力系統的安全穩定運行帶來相應的影響。針對這一特征，開發配電網合環運行軟件對于配電網操作人員具有很大的指導作用，可以提高配電網合環運行的成功率，減少因為配電網合環電流過大而帶來的危險。

本文通過建立配電網合環運行的等值模型，通過前推回代法及區間原理對模型的潮流進行了詳細的計算。通過精確的方法計算出配電網合環線路兩側的電壓差，運用歐姆定理跟疊加原理計算出合環電流。通過分析合環電流產生的原因，對于系統中越限的線路還提供了合環電流的調節措施，主要是通過電容器補償去改變合環電流，使得合環電流可以在規定范圍內合環。

本文以VB6.0及Access2007數據庫為平臺，立足于為用戶提供實用、精確的工具，開發了配電網合環運行軟件。通過快捷、可靠的潮流計算，從而給運行人員的合環決策提供參考依據，提高了配電網合環運行的可靠性。

關鍵詞：配電網合環；區間算法；前推回代法；穩態電流

Abstract

In the closed loop operation can solve distribution network load that occur when a power outage or equipment maintenance/repair problem, but in the process of this system may produce larger caused by closed loop current protection action, thereby affect the safe and stable operation of power system. According to the characteristics, development distribution network closed loop operation software for distribution network operator has a great guiding role, can improve the success rate of the distribution network closed loop operation to reduce because of the danger of too much electricity distribution network closed loop.

In this paper, through the establishment of distribution network equivalent model of closed loop operation, by the power generation method and interval principle trend has carried on the detailed calculation for the model. Through the accurate method to calculate the distribution network voltage difference on both sides of the closed loop circuit, using ohm theorem and superposition theorem to calculate the closed loop current. By analyzing the reasons of the closed loop current, in the limit of the circuit for system also provides a closed loop current adjustment measures, mainly through the capacitor current compensation to change closed loop, can make the closed loop current closed loop within the specified scope.

Based on VB6.0 by use and Access2007 database platform, based on providing users with practical, precision tools, develop a software for distribution network closed loop operation. Fast and reliable by power flow calculation, thus to provide reference for decision-making of the closed loop operation personnel, improve the reliability of the distribution network closed loop operation.

Key words: power closed loop; Interval algorithm; Power generation method; The steady state current

目錄

摘  要I

AbstractII

第一章 緒論1

1.1選題背景1

1.2國內外研究現狀2

1.3本文的研究意義及主要內容3

1.3.1本文研究意義3

1.3.2本文研究的主要內容4

1.4本文安排4

第二章 配電網合環軟件的理論基礎5

2.1基于區間算法的前推回代5

2.2合環點選擇原理7

2.3短路電流計算原理8

2.4電氣設備校驗10

2.4.1校驗的主要設備11

2.4.2電氣設備校驗項目11

2.4.2.1電抗器校驗11

2.4.2.2導線校驗11

2.4.2.3斷路器校驗12

2.4.2.4負荷開關校驗12

2.5本章小結12

第三章 配電網合環軟件的設計13

3.1系統設計思路13

3.2軟件結構設計方案15

3.3系統的數據庫管理16

3.3.1數據庫特點16

3.3.2系統數據庫結構17

3.4系統使用流程圖17

3.5本章小結19

第四章 算例分析20

4.1系統數據管理20

4.1.1合環線路參數20

4.1.2變壓器型號21

4.1.3線路型號22

4.2區間電流計算23

4.3短路電流計算26

4.4本章小結27

第五章 結論28

參考文獻29

致謝30

第一章 緒論

1.1選題背景

電力系統主要由發電、輸電、變電、配電及用電五重要環節組成。其中配電環節直接影響著用戶的電能質量，與人們的生產與生活息息相關[1-2]。隨著經濟社會的不斷發展與進步，我國的用電量不斷增加。與此同時，配電網的結構也越來越復雜。所以，為了滿足人們對供電質量及供電可靠性的要求，供電企業需要不斷加強配電網的建設、提高配電網的管理水平。

我國的配電網主要采用閉環設計、開環運行的模式[3]。為了實現配網優化運行，提高供電質量和可靠性，減少用戶停電時間，提升客戶滿意程度，配電網合環運行是實現該目標的一種有效方式。然而在進行合環運行后，配電網原來的拓撲結構將發生改變，網絡潮流也會重新分布，可能會引起難以控制的網絡循環功率，導致配電網中的保護誤動作、線路存在過負荷、電氣設備損壞損害的現象，危及人身安全與社會生產生活的事故發生。也就是說，配電網合環運行在減少用戶的停電時間、提高系統供電可靠性的同時，又隱存著一定的危險性。從電力系統的安全出發，運行人員在進行配電網合環操作時，要控制配電網合環兩端的電壓差。盡量使得合環兩端的電壓差不能過大，否則會形成較大的合環電流，導致線路上的保護動作而帶來停電事故，從而擴大停電范圍。

正處于開發階段的南沙區擁有廣州市大量的工業區，與此同時，用電負荷也不斷增加，他們對供電可靠性的要求也越來越高。所以在經濟不斷發展的同時，我們需要不斷的提高配電網供電的可靠性，以滿足用戶不斷增長的需求。為此，配電網合環運行是解決這個問題的最佳途徑。

目前在我國很多城市中雖然有成功合環操作的例子，但是卻缺乏有力的理論與使用的軟件來指導。而是全靠運行人員的經驗來進行合環操作決策，這樣就很容易出現因為合環電流過大而導致配電網合環失敗，從而給電力系統的安全穩定運行帶來危險。所以，如何最大程度的提高配電網合環操作的成功率就顯得越來越重要。本文立足于為配電網的合環運行提供相應的參考依據，為用戶提供舒適、實用的仿真軟件。

1.2國內外研究現狀

由于國外配電網的接線方式與繼電保護裝置與我國的配電網之間存在著較大的不同，且國外配電網合環的保護系統已經相當成熟，并可以通過隔離開關解決所有問題。所以外國對雙端供電網絡進行配電網合環的研究極少。例如：負責紐約城區與其他地區供電的美國電力公司---愛迪公司。90%以上地區采用環網系統，兩端電源由不同的線路供應，所以采用隔離器與真空重合閘。如果饋線或用戶發生故障時就可以動作將故障自動隔離，而開環點的斷路器就會自動動作，從而恢復正常供電，減少停電時間[4-6]。

目前國內的配電網合環技術還不成熟，我國對合環運行的報道比較少。楊志棟等主要對合環暫態和穩態過程進行了相關研究, 最終總結出了比較形象的合環仿真模型和計算方法，合理的計算配電網合環過程中的穩態電流和瞬時最大沖擊電流。與此同時，他們還研究了影響配電網合環的主要因素，并得出限制合環電流的有效措施, 得出了對配電網合環運行具有指導意義的結論[7]。阮永麗從建立等值電路入手，通過分析10kV 配電網合環瞬間的沖擊短路電流、合環后穩態電流對保護的影響；以及合環中、解環運行時，線路長度、阻抗參數變化對保護的影響[8]。張少杰等對電網合環計算中的合環網絡模型建立、負荷模型建立以及潮流計算、合環穩態電流計算和合環沖擊電流計算的基礎理論進行了分析和研究，為合環操作輔助決策系統設計和開發給予理論支持和指導。在 VC++系統平臺上設計并開發了電網合環計算分析系統，著重對系統總體設計思想、數據庫設計及其功能和系統各模塊的功能進行了詳細介紹[9]。

蔡瑩等提出了基于極端方式和典型方式的電磁合環操作安全性分析模型，評估了合環轉電的安全風險，并提出了應對措施，最后總結出10kV電磁合環操作的基本原則。對于提高合環轉電成功率，降低電網操作風險具有積極的意義[10]。哲林等對復雜配電網絡的合環穩態電流與合環沖擊電流的計算進行了詳細分析，改進了快速解耦法以適應于輸配一體化的合環電流求解。同時，應用了靈敏度分析的基本理論，最終得出了調整配電網合環電流的主要措施：調整變壓器變比、調整電容器補償量、網絡重構等等。并用數學的方式定量地闡述了不同調節措施的調節效果。運用數學方法對合環電流的綜合調控進行了建模，提出了基于遺傳算法的合環電流綜合調控策略,最后提出了綜合調節的效果更佳的結論。李家睿等結合系統實際情況，對典型的各類合環情況進行了合環試驗和校驗，全面總結配電網合解環熱翻負荷的適用范圍和條件，提供調度員熱翻負荷時負荷轉移的操作條件，提升熱翻負荷率和成功率，減少用戶的停電時間，提高供電的可靠性，保證系統的供電質量[11]。

為了提高配電網合的供電可靠性，保證配電網合環操作的順利進行，在進行軟件編程時需要解決以下問題：

（1）建立合理的配電網合環模型

由于配電網的結構非常復雜，且隨著經濟的發展而不斷發生變化。與此同時，調度中心難以獲得外部系統中完整的信息，所以就無法進行準確的潮流計算。基于這種情況，就必須建立合適的配電網的等值模型，為配電網的潮流計算提供方便，提高配電網合環軟件的精度。

（2）配電網負荷的處理

配電網中的負荷結構比較復雜，節點眾多，且負荷一般是分散、變化的，所以很難獲得實時準確的負荷參數，所以需要將饋線上的負荷進行一定的處理。

（3）配電網的潮流計算

由于配電網在進行合環操作時，配電網的潮流會發生較大的變化，在合環開關的兩側也會形成電壓差，由此便會產生合環電流。如果該合環電流過大，就會導致兩側線路過載，從而造成大面積的停電事故，影響配電網的正常運行。所以采用正確的潮流計算方法就顯得非常重要。

1.3本文的研究意義及主要內容

1.3.1本文研究意義

隨著國民經濟的發展，配電網的管理水平也需要不斷的提高。在這種情況下，擁有準確、實用的配電網合環軟件就顯得十分重要。廣州市南沙地區的電力負荷密度大,電網結構復雜,用戶對電網供電可靠性的要求也越來越高。對于還處于開發階段的南沙區，還有很多問題需要進行規劃解決，避免出現不必要的損失。針對這一特點,我們開發了南沙配電網合環運行分析應用軟件。它立足于實際配電網合環操作的需要,對南沙地區的部分線路和負荷進行了適當的簡化,對可能的合環路徑進行分析。針對現實中可能存在的一些問題，運用區間算法、前推回代等方法，從潮流的角度給運行人員以合環依據,快速、準確地找出配電網最佳的合環路徑,達到安全與經濟的最終目標。可見,系統的開發有重要的實際意義。

通常情況下,運行人員沒有實用的軟件指導，只能憑經驗決定線路是否可以進行合環操作,這種方法不僅較為保守，而且還不可靠。如果由于錯誤合環就可能引起更大的線路故障，從而擴大停電范圍，降低電力系統供電的可靠性和安全性。因此,開發一套擁有精確潮流計算方法的合環決策軟件,為運行人員的合環操作提供依據。不僅可以自動判斷合環電流是否越限,還可以顯示出電力系統的損耗，為用戶合環點的選擇提供參考依據[12]。與此同時，還可以為降低合環電流提供調整措施,從而減少停電損失。所以說，南沙配電網合環運行應用軟件具有很好的開發價值。

1.3.2本文研究的主要內容

本論文的主要工作有：

（1）選擇合適配電網潮流的計算方法，本文主要采用了收斂性較好的前推回代法。考慮負荷等其他因素的影響，本文還采用了區間算法，為用戶提供了精確、使用的仿真系統軟件。

（2）通過建立配電網合環的簡化模型，為配電網合環電流的計算提供方便。

（3）立足于為用戶提供精確、實用的軟件，進行配電網合環軟件的設計。

（4）根據現有的南沙局的數據資料整理出南沙局現有設備的型號跟參數，并構建出相應的數據庫，方便接下來的設計及以后用戶的使用。

（5）運用南沙局的實際數據進行計算并分析，觀察計算的結果是否合理準確，并不斷提高程序的實用性與便捷性。

（6）不斷修改程序的主界面，為用戶提供舒適及方便使用的界面。

1.4本文安排

本文按照從背景到現狀、從簡單到復雜、從理論到實驗的方式層層深入，論文共包括中英文摘要、目錄、主體部分、參考文獻和致謝五個部分。其中的正文主體包含5章和結束語，其具體結構安排如下：

第一章為緒論部分，主要介紹配電網合環運行的基本情況，包括研究背景、研究現狀以及本文的主要工作內容。本章分為4個小節；第二章配電網合環軟件的基本理論介紹，主要的理論包括：區間算法、疊加原理、前推回代法、正序等效原則等等。本章分為8個小節；第三章為配電網合環軟件設計思路及各個模塊的介紹，首先介紹了配電網合環軟件的 主要功能及其特點，接著對配電網合環軟件各個模塊的功能進行一一說明。本章分為5個小節；第四章為實例分析，主要運用了南沙供電局提供的數據選擇其中一條線路進行了合環電流計算，并得出了相應的結論。本章主要分為4個小節；第五章為結論，主要對全文進行總結，得出了配電網合環運行的一些結論。論文最后附上感謝語，向整個畢業設計過程中給予我指導和幫助的朱建全老師致謝，向所有的電力工作者及學者致謝！

第二章 配電網合環軟件的理論基礎

本章主要對配電網合環軟件所應用到的理論知識進行簡單的描述，讓讀者對配電網合環軟件中的潮流計算有一定的認識。首先是介紹軟件的潮流計算的主要方法：基于區間算法的前推回代法，然后依次對其他原理進行一一說明。

2.1基于區間算法的前推回代

合環電流計算是一種復數運算，其參數區間在運算過程中表現為一種復數區間的形式。在這種情況下，實數域的區間計算法則并不適用，必須采用新的計算法則。

定義2：對于實數域 中的任意區間 、 ， 稱為復區間。

對于復區間 和 ，其四則運算法則為：

              (1)

              (2)

(3)

                        (4)

                 (5)

基于上述原則，在配電網的潮流計算過程中，我們主要應用四則運算進行，包括一下幾個主要步驟：

步驟1：輸入合環電流計算的相關參數，包括合環節兩側變壓器高壓側的電壓區間，兩側支線和合環饋線的功率區間，以及兩側變壓器的阻抗參數和線路阻抗參數。

步驟2：由合環點兩側線路的功率區間，并結合各節點的額定電壓，計算合環點兩側線路和變壓器的功率損耗區間。

                         (6)

                              (7)

上式中  、 分別為 側線路的第 個元件的有功功率損耗區間和無功功率損耗區間； 、 分別為流經 側線路的第 個元件的有功功率區間和無功功率區間； 、 分別為 側線路的第 個元件的電阻和電抗； 為 側線路的第 個元件的額定電壓。

步驟3：由合環點兩側線路的功率區間，結合線路和變壓器的功率損耗區間，計算合環點兩側各元件的功率區間。

                       (8)

                        (9)

步驟4：由合環點兩側變壓器高壓側的電壓區間和功率區間，計算各節點的電壓下降區間（含幅值下降區間和相角下降區間）。 

                              (10)

                               (11)

式中  、 分別為 側線路的第 個元件的電壓降落的實部分量區間和虛部分量區間； 為 側線路的第 個元件的電壓區間。

步驟5：由合環點兩側變壓器高壓側的電壓區間，結合各節點的電壓下降區間，計算各節點的電壓區間。

(12)

式中  為 側線路的第 個元件的電壓相角區間。

步驟6：重復步驟2至步驟5（其中，步驟2采用電壓區間），直至各個節點的電壓區間和功率區間小于某一設定值。

步驟7：計算合環點兩側的電壓差區間 。

                              (13)

式中  、 分別為合環點左右兩側的電壓(合環點的電壓)。

步驟8：計算合環電流區間 。

                                                 (14)

步驟9：計算合環前合環點兩側饋線的電流區間。

                                  (15)

式中  為合環點 側待合環饋線的電流區間； 、 分別為合環點 側待合環饋線的有功功率區間和無功功率區間。

步驟10：計算合環后合環點兩側的電流區間。

                                   (16)

式中  為合環點 側的電流區間。當 與 同向時，式(16)取正；反之取負。

在進行潮流計算時可采用收斂性比較強的前推回代法。該方法包括前推與回代兩個過程，前推主要是由線路末端向始端推算時，全網電壓均假定為其額定電壓，僅計算各元件中的功率損耗而不考慮電壓降落；等到求得配電網的始端功率后，再運用給定的始端電壓和求得的始端功率由始端向末端逐段推算電壓降落。反復進行前推與回代計算，直至誤差小于某一給定值。

本設計主要通過疊加原理求得合環后流過線路的電流，并與線路的載流量進行比較，以辨別該線路是否可以合環運行。

2.2合環點選擇原理

合環點選擇是配電網合環運行的一個關鍵問題。合環點的選擇直接影響到配電網線路的結構及其參數，對電力系統的潮流計算具有很大的影響，也是影響合環電流的主要因素之一。對于同一線路，可能在某一點下進行配電網合環，該線路的合環電流會越限，而在其他合環點下則不會。與此同時，不同合環點下系統產生的損耗可能也不同。所以，選擇一個最佳的合環點，既可以提高配電網供電的可靠性，又可以降低電力系統的損耗，提高供電企業的經濟效益。

在進行配電網合環點的選擇時，我們主要考慮安全與經濟兩個重要因素。從安全方面考慮，我們主要通過計算該點下的合環電流是否會超過線路的載流量，是否會對配電網的安全穩定運行帶來一定的沖擊。在進行合環電流計算時，考慮到運行方式等因素的影響，我們主要應用了區間算法，對不同合環點下產生的合環電流進行區間比較。從經濟性方面考慮，設備投資問題不是合環點選擇的所需要考慮的主要問題，我們主要是考慮在這一合環點下系統所產生的損耗，主要包括線路損耗與變壓器損耗等。我們這里主要也引進了區間算法，方便用戶進行對比。

基于每個合環點的選擇都與安全性和經濟性有關，而且每個合環點的安全性與經濟性往往存在著較大的區別。所以通過對配電網中每個合環點的安全性與經濟性進行綜合的比較，就能最終確定配電網的最佳合環點。

由于配電網合環軟件是基于區間算法下進行的，所以得到的合環電流與系統損耗都是區間。為了方便用戶對不同區間進行比較，本文引進了信度的概念，方便用戶對合環電流結果與系統損耗結果進行比較。其主要內容如下。

定義4：對于區間數 ，則其中點為 。

對于兩個區間數 、 ，區間 與區間 的大小關系可通過可信度 來度量：

(17)

根據上述的規則，便可從信度的角度對合環電流區間和網損區間進行比較，若 ，則區間數 小于間數 是可信的； 反之則認為區間數 小于間數 并不可信。通過這種方式，便可實現對不同合環點下的安全性和經濟性的有效評估。

基于電力系統安全第一的原則，我們主要以安全為首要考慮因素。在系統的安全穩定運行不受影響的前提下，我們從經濟性方面考慮選擇最佳合環點。如果系統的安全性都存在問題，也是從經濟性對合環點進行選擇。根據上述原則，本文提出了一種基于安全性與經濟性的配電網合環點選擇的評估方法，其流程圖如下所示：

圖2-1配電網合環點的安全性與經濟性雙層評估流程

通過對不同合環點的安全性與經濟性進行比較，系統最終就可以自動選擇出配電網模型下的最佳合環點。在這個計算過程中，主要以安全性為主要原則，又考慮到了經濟問題，為配電網的合環運行提供了最佳的選擇依據。

2.3短路電流計算原理

短路電流超標是限制配電網合環運行的一個重要問題。配電網在合環運行下，由于提供短路電流的支路數增加，短路電流也會隨之增大，從而導致配電網環路內與環路外的設備都面臨更大的短路電流沖擊問題。一旦系統中的設備不能承受這些沖擊，必然會給電力系統的穩定運行帶來很大的影響。

所以為了給用戶的選型及校驗提供參考依據，本設計中添加了短路電流計算模塊。在進行配電網合環運行的短路電流計算時，我們主要是應用了正序等效原則。根據所建立的模型我們可以模擬在任何點處發生不同短路故障類型時的各種情況。本設計首先根據需要畫出在各點短路時的等效電路圖，由于模型已經建立，所以各短路點的等效電路圖都可以畫出來，這樣就可以分別計算出其正序阻抗 、負序阻抗 與零序阻抗 。根據正序等效原則可以寫成：即短路的正序電流為：

                                    (27)

式中  代表短路的類型， 為類型 的短路電流的正序分量， 為短路故障前短路點的電壓，  為正序電抗，  為附加阻抗，其值可通過表2-1進行計算。

表2-1簡單短路時的 

短路類型 

三相短路 

兩相短路接地 

兩相短路 

單相短路 

正序等效原則：在簡單不對稱短路的情況下，短路點的正序分量，與在短路點的每一相中加入附加電抗 而發生三相短路的情況相等。主要包括：單相短路、兩相短路、兩相接地短路以及三相接地短路。

由上述情況可知短路電流的絕對值與他的正序分量的絕對值成正比，即

                             (28)

式中  為類型 的短路電流的比例系數，其值可通過表2-2的公式進行計算。

表2-2短路電流比例系數

短路類型 

三相短路 

1

兩相短路接地 

兩相短路 

單相短路 

3

對于短路電流超標的線路，應該采取相應的措施去限制短路電流，以確保配電網可以安全穩定的合環運行。目前配電網限制短路電流的主要措施有：串聯電抗器、變壓器中性點結小電抗等等。目前串聯電抗器的技術相對比較成熟，在10-35KV的配電網中已經得到了廣泛的應用。其限制短路電流的效果也比較好，但是在這個過程中會產生一定的損耗。系統中主要通過加裝限流電抗器來解決短路電流超標的問題。

2.4電氣設備校驗

在配電網進行合環操作的過程中，系統會產生較大的沖擊電流，該電流可能會給電力系統的穩定和系統設備的安全帶來一定的沖擊，導致配電網中的保護誤動作，從而危害系統的穩定，嚴重時可能會危害人民的生產與生活。主要可能會帶來以下方面的影響：

（1）配電網合環時會產生較大的沖擊電流，該電流可能超過系統保護的整定值，導致線路上的保護誤動作，擴大停電范圍；

（2）合環時，配電網的潮流重新分配，可能會形成電磁環網，影響設備的安全。

（3）合環后產生的合環電流可能使線路某一側的電流值突然增大而超過線路的最大電流，從而給該線路帶來不穩定因素；

（4）合環后有可能造成某些線路重載的情況。

所以，為了保證電網與設備的安全穩定運行，我們必須進行電氣校驗。

2.4.1校驗的主要設備

配電網合環后，由于配電網系統中的潮流發生了變化，所以對于環內的某些設備可能會存在過載問題，而對于環外的設備，由于其功率基本不變，所以不存在過載問題。對于短路問題，由于環內設備受到的短路沖擊基本與未合環時一樣，所以不用考慮。而對于環外的設備，其受到的沖擊可能更加嚴重。

基于上述情況，我們在對合環線路的電氣設備進行校驗時，主要考慮以下情況：檢測合環線路中的設備是否存在過負荷問題；檢測系統中的節點電壓損耗是否過大；檢測合環線路外的設備能否接受更大的短路沖擊；變電站母線的出線設備能否承受短路沖擊。其主要設備有：斷路器、負荷開關、導線、限流電抗器等。

2.4.2電氣設備校驗項目

2.4.2.1電抗器校驗

（1）電壓損失校驗

也就是說電抗器正常運行是電壓損失不能超過額定值的5%，且電壓損失值主要由于電流的無功分量產生。 為電抗器的額定值， 按發電機或變壓器額定電流的70%進行選取。

（2）短路時的母線殘壓校驗 

是指系統要求電抗器將短路電流限制到的值

（3）熱穩定與動穩定

其中 指電抗器允許的最大發熱量； 指三相短路沖擊電流的有效值； 指電抗器動穩定電流值。

2.4.2.2導線校驗

（1）過負荷校驗：

其中 指流過導線的最大負荷電流, 導線最大允許值。

（2）電壓損失校驗：

導線電壓損失值： 

（3）熱穩定校驗：

導線截面積：      

其中： 指最小熱穩定臨界面積； 指穩態短路電流有效值；t指短路時間；C為系數，與導線的材料與溫度有關。

2.4.2.3斷路器校驗

（1）過負荷校驗：

其中 指最大負荷電流； 指長期運行所允許的電流值；

（2）開斷能力校驗：

其中 指次暫態短路電流； 指斷路器的極限開斷電流；

（3）熱穩定與動穩定校驗：

其中Q指實際發熱量； 指斷路器允許的最大發熱量； 指三相短路沖擊電流的有效值； 指斷路器動穩定電流值。

2.4.2.4負荷開關校驗

（1）過負荷校驗：

其中 指流過導線的最大負荷電流； 

（2）動穩定與熱穩定校驗

其中Q指實際發熱量； 指斷路器允許的最大發熱量； 指三相短路沖擊電流的有效值； 指負荷開關動穩定電流值。

2.5本章小結

本章首先建立了配電網合環的等值模型，為配電網的潮流計算奠定了基礎。接下來對系統中應用到的各種理論進行了一一說明，包括：考慮配電網特點的區間算法的基本原理、電力系統潮流計算的前推回代法、以及與合環電流計算有關的疊加原理，接著還簡要介紹了與短路電流計算相關的正序等效原則，最后考慮到電流對系統及設備安全造成的影響，本章還簡單說明了有關電氣設備校驗的相關問題。本章是系統的理論基礎。

第三章 配電網合環軟件的設計

配電網合環軟件主要以第三章的理論作為基礎，運用Visual Basic 6.0作為工具開發出來的應用軟件。本系統通過設計出良好的人機界面，主要立足于為用戶提供方便、實用的軟件為基礎，從而進行配電網的合環計算。本章主要對系統的設計思路、系統模塊進行一一說明。

3.1系統設計思路

隨著經濟社會的發展，人們對供電可靠性的要求越來越高。為此，電力系統的管理水平需要不斷提高，使我國的電力系統不斷走向簡捷化、自動化、智能化。電力系統中的配電環節與用戶息息相關，為了保證對用戶的高效、可靠供電，提高配電自動化水平也顯得越來越重要。在經濟全球化的社會里，作為供電企業，我們在考慮安全性的前提下，需要不斷提高電力企業的經濟效益，也就是通過不斷改進配電網的管理水平，不斷降低配電網的損耗，提高電力系統的經濟性。

我國多數配電網采用閉環接線、開環運行。但在線路檢修與倒負荷時，為了保證對用戶的正常供電，我們通常會采取合環操作。但是在合環的過程中，電力系統會產生較大的合環電流與沖擊電流，如果這些電流超過電力設備所允許的最大電流，就有可能對電力系統的安全穩定運行帶來危險。所以在進行配電網合環操作時，運行人員出于安全考慮，常常采取保守的辦法，就是在保證正常供電的情況下，盡量減少合環操作的次數，以提高電力系統的可靠性。

為了滿足配電網合環的需要，給用戶提供安全可靠的配電網合環系統，我們制定了以下目標：

（1）開發一個實用的配電網合環軟件，既能為用戶的合環操作提供參考依據，又能給用戶提供友好、簡潔的人機界面，以滿足用戶的需求；

（2）通過建立簡化配電網模型，運用可靠的區間算法對配電網的電壓、電流進行可靠的潮流計算。本文主要選擇了收斂性比較好的前推回代法。還考慮了配電網設備的損耗，為配電網的合環運行提供了可靠的依據；

（3）既能夠計算出配電網合環運行時的合環電流，還可以辨別系統的合環電流是否超過設備的最大電流。與此同時，又可以對不可合環線路提供相應的調節措施，提供配電網合環成功的概率；

（4）對于一個合環線路上擁有很多待合環的線路，系統可以為用戶提供安全、經濟合環點的參考依據。

（5）該軟件還可以與數據庫等辦公軟件對接，為用戶方便、快捷的使用環境；用戶既可以很方便的將數據輸入、修改，又可以很方便的將結果進行保存。

（6）配電網合環運行軟件還具有實時更新功能，可以根據配電網的發展情況更新軟件里面的變壓器及線路參數；

（7）該軟件還可以保存仿真結果，方便用戶查看及對比不同仿真結果，選出最合適的方案；

（8）軟件可以計算出模型中不同節點、不同短路類型的短路電流情況，為用戶的設備選型提供相應的措施。

為了實現以上目標，系統總體具有以下特點：

（1）模塊化

將系統根據功能分解成幾個模塊，他們之間既相互獨立，又有關聯。如果沒有將系統模塊化，系統就難以管理與使用。所以將系統模塊就便于用戶使用，提高系統的便捷性。不同模塊之間相互獨立是指模塊之間的功能相互獨立，沒有過多的相互影響，這樣可以減少錯誤的擴張，提高準確性。各個模塊在原理之間又有相互聯系。

（2）簡潔化

為了讓系統各個模塊看起來更加簡潔，降低系統的冗余性，軟件將一些模塊隱藏起來，便于用戶使用。這些隱藏起來的模塊是不可查看的，但是可以方便系統的潮流計算。為了讓用戶更加直觀的看清數據，系統的標幺化模塊、潮流計算模塊是內藏的，用戶在系統中觀察到的數據都是有銘值。

（3）實用化

為了讓運行人員可以更加方便、簡單、快捷的使用軟件，軟件在設計時盡量簡單明了，便于用戶直接使用。其次考慮到電力系統的實際情況，為用戶提供更多方便。例如軟件在輸入時添加了變壓器選型及線路選型環節，這樣就可以顯示出所選型號的全部參數，為用戶的輸入帶來方便，從而減少多余的輸入。用戶也可以將結果用Excel格式導出，便于用戶對結果進行應用。

（4）多樣化

為了使軟件使用起來更加靈活方便，軟件控件的顏色會隨著鼠標的移動而改變，這樣用戶可以很快捷的輸入參數信息。與此同時，在短路電流的計算模塊中，如果短路電流超過了設備的額定電流值，系統輸出的顏色會自動改變，方便用戶辨別。

（5）更新功能

隨著配電網的不斷建設與發展，配電網合環運行是必然趨勢。在這個過程中設備必然是不斷更新進步，所建造的線路也是不斷變化的，所以系統也是可以不斷更新的。用戶隨時可以根據需要在系統中添加或刪除已建線路，也可以根據現實情況不斷更新變壓器及線路的數據庫。用戶既可以在系統文件里的數據庫修改，也可以直接在系統中直接更新數據。

3.2軟件結構設計方案

根據前面的目標及軟件特點，系統應該由以下幾個模塊構成：（1）系統數據管理模塊；（2）合環電流計算模塊；（3）合環點選擇模塊（4）短路電流計算模塊。系統的分塊如圖3-1所示

圖3-1配電網合環系統模塊結構圖

如上圖所示，系統主要分為三個模塊，對于新用戶來說系統，只需要在系統數據管理模塊中輸入想要合環線路參數的信息，就可以在合環電流計算模塊中進行相應的計算，短路電流計算模塊可以計算出各點在不同短路情況下的短路電流，并提供相對應的電抗器選擇方案。

下面將對各個模塊進行簡單的說明：

（1）系統數據管理模塊

用戶在這個模塊中主要進行合環線路參數的輸入。對于系統中已經存在的線路參數信息，用戶也可以根據需要不斷地進行修改或刪除。在這個模塊中，主要包括：合環線路參數模塊、變壓器型號模塊與線路型號模塊。用戶在這里既可以不斷更新變壓器與線路型號的數據庫，也可以更新合環線路的參數信息。

（2）合環電流計算模塊

合環電流計算模塊是配電網合環軟件的主要內容。它以前推回代法與區間原理為基礎，通過電力系統的潮流計算，得出配電網模型中的網絡參數。例如模型中各節點電壓、合環電流、變壓器損耗及線路損耗等。軟件還可以根據計算出來的穩態合環電流與線路的載流量進行比較，判別合環電流是否越限，即該線路是否可以合環運行。對于合環電流越限的線路，軟件還可以提供相應的調節措施，目前主要是通過投入電容器調節。

（3）合環點選擇模塊

合環點選擇模塊是基于安全、經濟的原則，為用戶提供最佳合環點的參考方案。通過對用戶輸入的全部參數進行合環計算并進行比較，最終選出最安全、最經濟的合環點。系統自動輸出最佳合環點的線路編號、合環線路名稱、合環電流的最大值、合環電流的最小值、線路載流量、系統的最大有功損耗、系統的最小有功損耗。

（4）短路電流計算模塊

根據所建立的模型，用戶可以在模型中選擇不同的短路點進行短路模擬，軟件可就以計算出不同短路類型的短路電流。與此同時，系統還給限流提供相應的電抗器選擇措施。對于不同情況的短路電流計算，系統還可以提供相應設備的動穩定與熱穩定等相關校驗。

3.3系統的數據庫管理

與數據庫鏈接是本軟件的另外一個重要特點。通過數據庫存儲數據不僅可以提高系統的運算速度，擴大系統的存儲量，還可以優化程序設計，并具有實時更新功能。用戶隨時可以根據需要訪問數據庫里的內容。軟件采用的是Microsoft Access2007數據庫。

3.3.1數據庫特點

Access數據庫可以存儲大量的數據，其通用性比較強。所以配電網合環軟件與Access數據庫鏈接擁有很多優點：

（1）便于使用。由于數據庫為ODBC，其具有良好的兼容性。所以用戶即使在沒有安裝Microsoft Access數據庫的前提下，系統仍然可以應用數據庫的鏈接功能。其次，由于數據庫占用的內存很小，所以使用起來也比較快捷。數據庫的存儲量還比較大，可以適應各種設備的存儲要求。

（2）功能更加完善。由于數據庫同時可以支撐OLE與DDE技術，可以實現數據庫內容多樣及便捷。用戶可以利用這個特點實現數據的更新功能。

（3）實時更新。用戶可以通過修改數據庫的內容而改變系統中的參數，不用在系統中進行修改。隨著系統參數的不斷增加，數據庫的內容也可以隨時更改。

3.3.2系統數據庫結構

系統中的數據庫主要包括以下內容：（1）配電網模型中合環線路的參數信息數據庫，包含了配電網模型的全部參數。（2）區間電流計算結果數據庫，包含了配電網潮流計算的全部結果（其中還有一個數據庫專門保存區間潮流計算的過程數據）。（3）變壓器數據庫（4）線路數據庫。（5）合環點選擇結果數據庫，包括了用戶存儲的所有合環點的選擇結果（其中還包括合環點選擇計算過程中的一些數據）。

（1）合環線路參數數據庫

它主要包括配電網模型中所有的參數信息，是配電網潮流計算的基礎。其數據內容主要有：模型首端節點電壓的幅值與相角、變壓器的變比、電阻、電抗、線路的有功與無功負荷、線路電阻、線路電抗、電納等等。由于本系統應用的是區間算法，所以除設備參數外，其他參數都是區間數據，用戶也可以根據需要輸入點數據。為了便于計算，全部數據都存儲在一張表中。

（2）區間電流計算結果數據庫

為了給用戶的合環操作提供參考依據，通過用戶輸入的數據進行潮流計算，系統將全部的結果保存起來。其主要數據包括：合環電流的幅值與相角、變壓器有功和無功損耗、線路的有功損耗及無功損耗、節點電壓的幅值與相角等。對于用戶不想保存的數據，系統自動將其保存在一張臨時的數據庫中，待用戶關閉后系統自動清除。對于用戶想保留的結果，系統會用另外一個數據庫保存起來，方便用戶調用。

（3）變壓器數據庫

變壓器數據庫主要包含了南沙供電局所提供的全部變壓器的型號、變比、電阻、電抗等。用戶可以在系統中隨時查看、更新這些數據。

（4）線路數據庫

線路數據庫主要包含了南沙供電局提供的線路型號、電阻率、電抗率、電納率、載流量等。用戶可以在系統中隨時進行查看與修改。

（5）合環點選擇結果數據庫

為了方便用戶對合環點選擇結果進行查看，讓用戶更好的了解合環后系統的合環電流與系統損耗，系統可以將結果全部保存下來。其數據包括：各側線路名稱、合環各側線路載流量、合環電流以及系統的有功損耗。

3.4系統使用流程圖

用戶的使用流程圖如圖3-2所示，其主要內容有：

（1）根據所建立的配電網模型在界面中輸入完整的線路參數信息，并在數據庫中添加該記錄。

（2）進行配電網合環的潮流計算，從而計算出配電網合環產生的穩態電流以及變壓器與線路的損耗。

（3）如果因為合環電流過大而出現越限，系統會自動提醒，并提供相應的調節措施（主要是通過投入電容器）。

（4）如果投入電容器都無法調節至合理值，系統會顯示無法合環。

（5）系統還可以模擬四種短路故障類型，計算出不同短路點的短路電流。

圖3-2配電網合環軟件系統圖

3.5本章小結

本章主要闡述了系統的總體設計思路，主要有以下內容：

（1）系統的設計思路。主要包括系統的設計目標以及系統的特點。系統的特點主要包括：模塊化、簡潔化、實用化、更新功能。

（2）系統的結構設計。主要有以下模塊：系統數據管理模塊、合環電流計算模

塊、合環點選擇模塊、短路電流計算模塊。

（3）系統的數據庫管理。為了方便用戶的使用，提高系統的運行效率，系統將數據庫分為以下部分：合環線路的參數信息數據庫、區間電流計算結果數據庫、變壓器數據庫、線路數據庫。

（4）系統的使用流程，方便用戶對系統的使用有一定的認識。

第四章 算例分析

本章主要以南沙供電局某一條待合環線路為依據進行計算分析。其數據來源全部來自南沙供電局。

4.1系統數據管理

4.1.1合環線路參數

進入“系統數據管理”界面后單擊“合環線路參數”如圖4-1所示，在輸入框中輸入相應的信息。用戶單擊“新建線路”就可以實現將輸入框中的全部信息保存到數據庫中，方便接下來的合環電流計算。在這個界面輸入兩側的合環線路參數后就可以進行合環電流計算。

圖4-1配電網合環參數界面圖

為了給用戶使用提供方便。變壓器輸入可以點開下拉菜單，選擇合適的型號并按“確定”，這樣相應的變壓器的參數就會顯示出來如圖4-2所示。

圖4-2變壓器型號選擇界面

對于線路的選擇也是一樣的，點開下拉后選擇線路型號后單擊“確定”后會彈出窗口要求輸入線路長度，這樣就可以顯示出線路的參數，如圖4-3。

圖4-3線路參數輸入界面圖

如果配電網線路由多種型號的架空線組成，用戶可以通過不斷選擇型號和輸入線路長度進行疊加計算，最后輸出的結果為累計后的參數，載流量為最小數值的導線,如圖4-4。

圖4-4線路參數確定界面

4.1.2變壓器型號

“變壓器型號”模塊主要是為了方便用戶方便快捷的查看已有變壓器型號的參數，包括型號、變比、電抗、電阻。目前系統中只有南沙供電局提供的一些變壓器信息，用戶還可以在這里添加新的變壓器型號，方便以后的使用。

用戶可以單擊主界面上“側邊框”的“系統數據管理”中的“變壓器型號”，會出現“變壓器型號”界面，如圖4-5所示。

圖4-5變壓器型號界面圖

（1）用戶只需在界面右邊輸入變壓器的標號就可以看到所選變壓器的型號、變比、電阻、電抗；

（2）用戶在相應的輸入框中輸入相應的參數，單擊“新建”就可以保存新的變壓器參數；

（3）用戶在相應的輸入框中輸入相應的變壓器的編號，然后輸入相應的參數，單擊“修改”就可以修改變壓器參數；

（4）在相應的輸入框中輸入相應的變壓器的編號，單擊“刪除”就可以刪除變壓器參數；

4.1.3線路型號

“線路型號”模塊主要是為了方便用戶方便快捷的查看已有線路型號的參數，包括型號、電抗、電阻、電導、載流量。用戶還可以在這里添加線路型號，方便接下來的使用。單擊主界面上“側邊框”的“系統數據管理”中的“線路型號”，會出現“線路型號”界面，如圖4-6所示。

圖4-6線路型號界面

（1）用戶在界面左邊可以看到線路的型號、電阻、電抗、電納、載流量；也可以在右邊的線路編號輸入框中輸入線路編號就可以查看該型號的所有參數。

（2）用戶可以在相應的輸入框中輸入相應的參數，單擊“新建”就可以保存線路參數；

（3）用戶可以在相應的輸入框中輸入相應的線路的編號，然后輸入相應的參數，單擊“修改”就可以修改線路參數；

（4）用戶在相應的輸入框中輸入相應的線路的編號，單擊“刪除”就可以刪除線路參數；

4.2區間電流計算

區間電流計算模塊主要是為了計算合環電流，其中還可以顯示出各節點電壓、變壓器及線路損耗，系統對越限的線路，還會提供相應調節措施。（目前系統只能提供電容調節，其他措施還有待開發）

區間電流計算模塊主要是根據數據管理系統中的數據，運用區間算法，根據前推回代法求出節點電壓、系統損耗以及合環電流。用戶在進行區間電流計算之前要在“系統數據管理”中輸入完整的線路參數信息，也可以在系統自帶的線路參數中選擇，如果沒有適合用戶仿真的線路參數，請用戶單擊“新建線路”進行添加線路信息。

用戶可以單擊主界面上“側邊框”的“區間電流計算”，即進入了區間電流計算管理界面，如圖4-7所示。

圖4-7廣安4區間電流計算界面圖

本章主要以廣安4為例進行配電網合環電流計算。用戶只需在兩側分別選擇廣安4然后單擊“計算“就可以進行配電網合環電流計算。系統輸入的信息如下：

表4-1廣安4配電網輸入的參數值

各側線路名稱電壓最大值1電壓最小值1電壓相角最大值1電壓相角最小值1

1側飛沙F4117.7106.70-5

2側虎橋F17117.7106.70-5

變壓器電抗變壓器電抗變比最大有功負荷2最小有功負荷2

0.0075635140.401309909116.702646913865.957908367875

0.0028268650.164594138116.0250166764155.355570379035

最大無功負荷2最小無功負荷2線路電阻線路電抗線路電納

3.2462400613062.885546721161.2388739990.28589399998420

2.9180487584042.5938211185822.3147919990.76943200003420

線路最大有功負荷3線路最小有功負荷3線路最大無功負荷3線路最小無功負荷3線路載流量

1.4894770919690.7447385459840.7213866800.360693340145.364

1.3388925947590.6694462973790.6484552790.324227639823.409

通過配電網合環系統計算得出以下結果：

表4-2配電網廣安4合環軟件結果

各側線路名稱電壓最大值3電壓最小值3電壓相角最大值3電壓相角最小值3

1側飛沙F41.0037842990.881678045-1.240849137-7.518001556

2側虎橋F171.002229810.877630711-0.383214891-6.245779514

合環后電流最大值合環后電流最小值變壓器最大有功損耗變壓器最小有功損耗變壓器最大無功損耗

0.38760000507.0338E-063.71159E-060.000373204

0.42320001102.08265E-061.11089E-060.000121262

變壓器最小無功損耗線路最大有功損耗線路最小有功損耗線路最大無功損耗線路最小無功損耗

0.0001969323.95922E-057.63643E-069.13666E-061.76225E-06

6.46817E-056.03275E-051.1565E-052.00527E-053.84418E-06

系統輸出的結果界面圖如圖4-8所示。

圖4-8配電網合環軟件輸出結果

由上述表中數據我們可以看出：一側飛沙F4線路的最小載流量為0.364KA，而合環后產生的最大穩態電流為0.3867KA.二側虎橋F17線路的最小載流量為0.409KA，而合環后產生的最大穩態電流為0.4232KA。也就是說，如果沒有進行任何調節措施就進行合環，該線路可能就會出現電流越限的情況，就可能給配電網的安全、穩定運行帶來危險。在這種情況下就必須得進行合環電流的控制，本軟件合環電流的主要調節措施是投入電容控制。通過投入電容器組去限制合環電流。在本算例中，無法通過投入電容器組使合環電流在最小載流量的范圍內，結果如圖4-9所示。也就是說，操作人員在這種情況下無法通過投入電容器進行合環操作。

圖4-9配電網合環軟件越限控制界面圖

4.3短路電流計算

短路電流計算模塊是模擬根據模型的實際情況，選擇一些可能出現短路的地點，模擬四種短路故障類型（單相短路、兩相短路、兩相接地短路、三相短路），從而計算出短路電流。用戶可以單擊“邊框”的“短路電流計算”，就會彈出一個窗口，如圖4-10.

圖4-10配電網合環軟件短路電流計算結果

用戶只需要在界面的相關的區域內輸入配電網的參數信息，包括外網電壓值，變壓器、外網、線路及負荷的正序、負序、零序阻抗，以便用戶進行電抗器的選擇。輸入數據后，用戶需要單擊“環內短路電流計算”或“環外短路電流計算”，系統就會自動模擬四種短路故障，從而計算出在不同短路點及不同短路故障時的短路電流。

為了防止因電力系統發生故障時而導致短路電流過大，我們一般會選擇投入電抗器。用戶可以單擊“設備校驗”，系統就會彈出一個窗口如圖4-11所示。

圖4-11電抗器百分數選擇界面

用戶單擊“選擇電抗器”，并在電抗器電抗百分數選擇框內輸入相應的信息，單擊“確定”，系統就會計算出結果。由于這里缺乏相應的數據，所以這里就不在加以計算。

4.4本章小結

本章主要是用第三章的基本理論編譯出來的配電網合環運行軟件進行實際應用的說明。通過南沙供電局提供的數據進行配電網合環計算的模擬仿真，并最終得出了相應的結論，用事實說明了配電網合環軟件的可行性。

第五章 結論

本文主要立足于配電網潮流計算方法中的前推回代法，應用了區間算法的基本理論，通過建立配電網簡化模型，對配電網的合環進行了潮流計算。與此同時，運用VB6.0及Access數據庫作為平臺開發了這個軟件，使得配電網的合環計算更加方便、快捷，為配電網操作人員提供了參考依據。本文對于提高配電網供電可靠性具有重要意義。本文主要內容有：

（1）對于10KV低壓配電網，通過考慮電壓相角及負荷變化對潮流計算的影響，使用了區間電壓及區間負荷，使得潮流計算結果更加準確。這個模型與現實情況更加相似，具有很好的利用價值。

（2）通過前推回代法對配電網的合環進行潮流計算，從而得到模型中各節點電壓，通過比較合環開關兩側的電壓差，最后運用歐姆定理與疊加原理計算出配電網合環時的穩態電流。本文分析了合環電流產生的原因，并提出了配電網合環的條件。對于合環電流過大而導致越限的線路，系統還提供了降低合環電流的方法。

（3）考慮到電力系統可能出現的短路故障，軟件還模擬了四種短路故障類型，分別計算出其短路電流情況。對于短路電流超過設備保護值的線路，本文還提供了限流的措施。

（4）為了滿足用戶的使用要求，立足于前推回代法與區間算法，運用VB6.0及Access數據庫開發了一套配電網合環軟件。通過建立配電網的等值模型，對配電網的合環進行了準確的計算，且計算精度較高。本文對于系統的使用進行了詳細的說明。

由于時間跟水平的限制，本文還有很多不足：

（1）配電網在合環的暫態過程比較復雜，需要考慮的因素也比較多，所以本文對沖擊電流的研究很少，這個也是配電網合環時需要注意的問題。

（2）對于合環電流的限制措施，本文主要研究了投入電容器調節，遠遠難以滿足工程實際需要。

參考文獻

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[12]龍娓莉, 配電網合環操作的研究及決策軟件的開發[M]，華北電力大學，2005年12月

致謝

本文在完成的過程中遇到了很多難題，幸好有朱建全老師的認真指導與幫助。朱老師不僅學識豐富，而且思維嚴謹。在論文完成的過程中給予我很多的修改建議。不僅在學術中給予我以明燈，在生活上更是給我很大的指導與幫助。在大學期間，非常感謝有朱老師的認真指導。

借此論文完成之時，特向對我認真指導的老師致以最真誠的謝意和崇高的敬意。

最后，感謝大學以來同學們對我的無限支持與幫助。

指導教師對本設計（論文）的審閱意見：

論文致力于南沙配電網合環運行應用軟件的研究，選題具有較好的理論意義和應用價值。還根據實際情況編譯出實用的配電網潮流計算的程序，可以很好的計算出配電網中各節點的狀態信息。

本論文的主要成果有：1、建立了配電網合環運行模型，選取了比較實用的配電網合環等值模型，為配電網的潮流計算奠定了良好的基礎。2、通過選取正確的潮流計算方法，將其應用與實際情況，很好的計算了配電網合環運行時的實際情況，為配電網的合環運行奠定了較好的基礎。3、與廣州南沙的10kV配電網的實際情況結合，整理出其設備的具體型號與參數，很好的提供了方便用戶的使用的軟件。4、立足于安全與經濟兩個方面，為配電網合環點的選擇提供了較好的參考依據。

論文的不足之處：對于主網的研究相對較少，對于配電網合環過程中暫態過程也沒有進行相關研究。今后的研究可以針對這些問題進行相關探討。

論文研究內容豐富，具有較強的實用性，結構嚴謹，條理清晰，書寫規范，公式推導正確，結論正確，對南沙配電網的合環運行提供了良好的參考依據。

篇8

【關鍵詞】配電網；智能管理；方法；探討

一、前言

配電網是電力系統最基礎的設施，也是面向客戶的重要電力設施，它的性能好壞將直接影響供電電能質量和可靠性，影響社會安定、和諧。雖然，隨著社會的發展，人們對配電網的管理逐步重視起來，配電網建設和管理方法都有了長足的進步，但由于長期重輸輕配思想的影響，配電網建設和管理特別是智能管理方面遠遠不能滿足社會發展的需求，研究出配電網智能管理方法已成為我們急需解決的問題。

二、國內外配電網智能管理方法調查

20世紀50年代以前，美、日等發達國家利用人工方式操作和控制配電變電所及線路開關，接著時限順序送電裝置得到應用，自動隔離故障區間，縮短了停電范圍，加快了故障排查速度。60多年來，國內外配電網管理發生了很大的變化，主要集中在配電自動化和智能電網兩個方面。

（一）配電自動化應用情況

配電自動化（DA）是一項集計算機技術、數據傳輸技術、控制技術、現代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統，它通過監測配電網實時信息、離線信息、用戶信息等，分析配網運行狀況，給值班運行人員提供運行預警信息，及時進行人工干預，優化配網運行水平；故障時，迅速動作切除故障點，恢復非故障區供電，提高配網供電可靠性和經濟運行能力。配電自動化系統（DAS）主要包括配電網數據采集與監視（SCADA系統）、配電地理信息系統（GIS）和需求側管理（DSM）三個部分。

由于各國電網網架及規模相差很大，所以對配電自動化的應用也各有偏重，主要使用以下幾種方法：一是對長配電線路主干線上采用多級重合器、分支線上采用分段器，各級重合器利用重合次數與動作電流定值的差異，分支線利用分段器實現上下級間配合。如美國利用饋線自動化提高長配電線路供電可靠性。二是對環式供電配網，電網結構相對穩定時，在局部區域網絡關鍵點應用自動化技術，以較少的投資獲取最大的收益。如德國電網。三是提高配網供電等級，降低線損，在SCADA基礎上，實現故障區域的隔離和非故障區域的恢復供電。如法國電網。四是利用自動重合斷路器和自動配電開關配合實現故障隔離和恢復供電。如日本電網，日本供電可靠性處世界領先地位。五是配網自動化工程實行統一外包，一步到位。如泰國電網，規模大，投資較集中；工程全部外包，由一家公司統一負責，盡量減少各系統集成時的兼容性問題。六是提高配電管理系統。如印度電網，因地制宜地選擇開發自動抄表系統（AMR），解決了竊電帶來的嚴重問題。[1]七是利用“主站+終端”模式實現配電自動化。如我國電網2009年開始了配電自動化試點工程，實現了相對完善的配電SCACA功能，實現配電網及設備的數據采集、運行狀態監視和故障告警、遠方控制等功能。[2]

（二）智能電網的應用

智能電網是將先進的傳感和測量技術、信息技術、通信技術、自動控制技術等和輸配電設施組成的新型電網，主要提高電網發生擾動和故障時防止大面積停電事故和抵御攻擊實現安全運行的能力；實現故障自動隔離和系統自我恢復的能力；容許各種不同發電形式的接入；優化資產的利用，降低投資成本和運行維護成本。[3]

各國智能電網的發展，主要解決如下問題：

1、最大限度利用信息技術、通信技術、控制技術等成果，將其與傳統電網緊密結合起來；

2、解決供電安全問題，如網絡安全、能源安全，提高供電能力和可靠性；

3、充分利用可再生能源發電，滿足日益增長的用電需求，保護自然環境，緩解能源緊張和環境惡化問題；

4、充分挖掘電力市場潛力，降低投資成本和運行維護成本，實現資源共享。

三、配電網智能管理方法分析

隨著社會經濟的發展，人們對配電網的供電質量、服務及可靠性提出了更高的要求，國家電網公司適時提出了“電網堅強、資產優良、服務優質、業績優秀”的戰略目標，經過幾輪的農村電網改造升級，我們的配電網發生了翻天覆地的變化，農村電網結構更加堅強，供電質量和可靠性不斷加強，同時，農村配電網建設也促進了當地經濟的發展。現結合平陽電網智能管理實際加以分析：

（一）提前謀劃，合理安排中長期建設項目，使配網適度超前電力負荷發展，指導并有序推進全縣電網建設。十二五規劃的制定，使得平陽配電網結構更加完善，性能更加可靠，運行更加經濟，為配電網的可持續發展打下良好的基礎。但配電網規劃做得不夠細，電網、通信、智能化建設相對孤立，對他們綜合考慮不夠，沒能最大限度發揮規劃的作用。

（二）平陽公司發展多點電源供電和“手拉手”供電，普及使用真空開關、環網柜、節能型變壓器等新興配電設備，建設了地理信息系統（GIS）、配電工作管理系統（DJM）等，初步建成了配電生產業務高效處理的公共支撐平臺，使用PMS生產管理系統，為開展配電網智能化改造打下了良好的基礎。但配網基礎架構不夠完善，基礎數據不完整，影響了配電網智能管理的進程。配電網處于電源末端，地方龐大、電力設施設置分散，保護剩余時限很短，限制了多級重合器和分段器的使用；負荷重的中心城區的配變布點、偏遠山區環境惡劣阻撓配網建設還沒有得到有效的解決；而且長期以來重輸輕配，配電網建設相對落后于輸電網，許多配網基礎數據沒有很好的保管下來，造成基礎數據不夠準確；現有基層檢修、運行人員平均年齡大、素質相對低，也影響了基礎數據的錄入質量，影響了配電網動作準確性。

（三）歷年來科技創新提高了配網管理水平和供電可靠性，同時，為我們的智能管理積累了經驗，但大多處于孤立和試點階段，有待綜合、普及和深化應用。如：開發了智能報警系統，為故障診斷提供信息數據支持[5]；配網智能故障隔離系統，當線路發生故障時迅速動作，防止對電源變壓器和配電線路造成過流沖擊[6]；配網智能調控一體化系統實現對配電網日常運行監視、自愈、停電管理等各個環節的高效管控[7]；實現了公變終端全覆蓋，對配電變壓器及其附屬設備進行在線監測，提早進行負荷分流、公變布點，防止公變發生超過載、低電壓現象，但公變終端的功能還沒有充分挖掘出來，需進一步深化公變終端的應用。實現無功補償自動投切，平穩配網電壓水平，但無功補償設備都為單個配變就地補償，綜合補償方面考慮不夠全面。智能臺區改造實現剩余電流動作保護器分合閘告警及短信提醒、實現無功功率自動補償等功能。三雙接線通過主備電源的切換實現線路和主變的配載均勻、自動隔離故障并恢復對配變的供電。但這些都還處于孤立試點階段，大面積推廣和普及還待進一步的研究。

（四）基礎數據平臺搭建不夠完善，實現配網自愈和重構還有距離。如平陽公司雖然實現調度延伸提高生產運行管理精益化水平，但目前只延伸到10千伏線路的主干線（包括10（20）千伏具有環網功能的聯絡開關、分段開關）和帶有聯絡的分支線上的柱上開關和閘刀。智能分析與決策支持系統對電網結構、參數、出力負荷等計算邊界條件進行管理，給出運行方式調整優化建議；配電自動化實現配電網及設備的數據采集、運行狀態監視和故障告警、遠方控制等功能。目前配電自動化只實現了相對完善的配電SCADA功能，對狀態估計、潮流計算、配電網自愈、分布式能源接入等方面只進行初步的嘗試，功能不完善。[2]

四、配電網智能管理方法建議

雖然近年來我國配電網管理水平節節上升，科技含量逐步提高，但是跟發達國家配電網管理相比，我們的配電網智能化水平還有很大的提升空間，現對配電網管理提出建議如下：

（一）組織配網一次管理、二次管理、通信管理、自動化管理等各專業人員在內的規劃機構，堅持“循序漸進、適度超前”的原則，做好配電網前期規劃設計，對配電網網架建設、通信建設、基礎數據平臺建設、配電網管理框架建設等綜合考慮，同步進行；均衡各方面建設，防止重復建設、某專業建設落后拖后腿造成先進資源白白浪費等現象。

（二）科學進行電力需求預測分析，減少預測偏差；加快配電網網架、通信、基礎數據平臺及自動控制等建設，為配電網智能管理提供良好的基礎平臺。

適度超前加快配電網建設，堅持走“共性和個性并存”的發展之路，開展輻射式、多分段單聯絡、多分段多聯絡等多種供電模式，重點區域實現雙電源、手拉手、環網結構、清潔能源供電，綜合考慮經濟效益提高配電網供電可靠性。負荷重、布點難的城區考慮使用地埋式免維護型配電變壓器，保護和美化城區環境，同時鼓勵使用太陽能熱水器、太陽能風能路燈、太陽能光伏發電住宅[8]減輕負荷壓力；在山區開發利用小水電、沼氣能、風能發電，節約能源，充分利用儲能設備，做好電源儲存和專供；利用科技創新，做好高新技術試點工作，為配電網智能管理提供經驗，逐步推進配電網各方面管理持續健康的發展。

（三）配網智能化建設應因地制宜，考慮綜合經濟效益，充分挖掘其經濟潛力，以最少的經濟代價提高供電可靠性，實現經濟效益最大化。對負荷重點區域優先考慮新設備、配電自動化等控制技術，實現故障自動檢測、迅速切除故障段、恢復非故障段正常運行、甚至實現電網重構；對于負荷輕的區域，利用公變終端監測系統對與用戶直接相關的低壓電網運行狀態進行實時監測，掌握低壓配電網運行情況，及時發現設備故障和異常并加以處理，確保配變正常運行；利用智能臺區改造對負荷較重配變進行自動測溫、電容器遠程自動投入、漏電保護器自動投跳等功能，提高配變供電質量和供電可靠性。

（四）加強配電網靜態、動態分析模型的開發。現有的配電網模型開發平臺不一、模式不一，應用分散、效率低，容易造成“信息孤島”現象，無法滿足社會經濟日益發展的需求。因此需要建立統一的模型實現信息一體化應用，統一的模型包括：完整的數據結構、統一的信息標準編碼、完整的圖像模型等。公用信息模型CIM（Common Information Model）是個抽象模型，采用的是全面面向對象的建模技術，即用統一建模語言描述現實世界中的對象，CIM是通過提供對象類和屬性及它們之間的關系表示電力系統資源的標準方法，實現不同的EMS系統之間的應用拓展，以及EMS系統與其他系統間的集成。它采用統一建模語言UML（Unified Modeling Language）、 可擴展標記語言XML（extensible markup Language）、可縮放矢量圖形SVG（Scalable Vector Graphics）實現配電網建模、數據和圖像的描述等。應該實現統一標準下模型的多樣性，比如復雜配電網的簡化模型、基于IEC61970標準的配電網模型等，最大限度發揮各類模型的作用。[9]

五、結論與展望

隨著社會的發展，面向客戶的配電網安全和穩定越發受到人們的重視，利用科技創新，加強配電網智能管理是提高配電網運行水平的重要手段。未來配電網主要應該從以下幾個方面發展：如何提高配電網發展中長期規劃的準確性，確保配電網結構、通信、基礎數據平臺及自動控制綜合同步發展；如何設定堅強配電網的目標規模，建立標準型電網結構，發展分布式電源，解決負荷密級型地區、偏遠山區用電問題；研究縣級配電網靜態、動態穩定分析模型，根據調度SCADA數據和實時運行數據，建立運行方式決策表，實現配電網智能監控、故障自動隔離和負荷自動重組問題，減少停電時間，提高供電可靠性；實現智能化巡線，解放勞動力，解決巡線速度、質量受人員素質影響的問題。

參考文獻

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[7]蘇雅聰.探討配網智能調控一體化系統建設[J].科技專論.

篇9

論文關鍵詞：配電網自動化　網絡學堂　課程建設

論文摘要：近年來，配電網綜合自動化技術發展非常迅猛，很多高校相繼開設了與之對應的課程，然而由于該課程為新開設的前沿課程，很多教學內容值得探討。針對該課程綜合性強、覆蓋面廣的特點，建設網絡學堂，從課程建設計劃的制定、課程建設的過程和具體內容、課程特色創新及評價等諸多方面進行了詳細介紹，給出了大量實際案例分析，為培養更多高尖端人才提供了重要依據。

“配電網綜合自動化技術”是電氣工程及其自動化專業的一門重要必修、專業技術課程，是一門實踐性、應用性、綜合性都很強的前沿課程。其知識點多、覆蓋面廣，網絡學堂為此提供了一個非常好的學習平臺。本文就該課程網絡學堂建設中的一些經驗與大家分享，為進一步的教學改革提供重要依據。

一、制定網絡課程建設計劃

網絡課程建設內容主要有：明確課程定位、課程教學目的、教學任務；明確教學內容和要求，按照 “了解”、“掌握”、“重點”三個層次完成課程教學內容和要求；授課前廣泛收集資料，仔細備課，充分組織教案，以保證信息量，電子教案內容豐富生動，給出動畫說明、視頻、音頻等信息，例如對于饋線自動化的發展情況，以手拉手環網結構為例給出動畫說明，在SCADA、GIS等內容介紹上給出視音頻等信息，同時可以充分利用網絡的優勢，給出豐富的相關資源，如圖書期刊、學科網站等。由于課程綜合性實踐性很強，教學內容與實際結合，及時將技術的新進展引入課堂，[1]注意培養學生分析和解決問題的能力。

開展的網絡教學活動有：做一次問卷調查；布置3次網上作業、4次在線測試，建立完善試題庫工作；積極開展答疑討論，發起多于2次網上專題討論，專題討論的內容可以是工程實際問題，也可以是本課程相關前沿有爭議的問題，鼓勵學生積極發言，并主動回復他人的疑問，充分發揮學生的自主學習能力，獨立思考能力；豐富教學博客，根據情況開展“主題教學”，充分發揮網絡優勢。

二、課程建設過程和內容

1.課程定位

本課程是電氣工程及其自動化專業的一門主干專業課程，開設在第7學期。先修課程主要為電力系統分析、微機原理與接口技術等，并修課程主要為建筑供配電、電力拖動控制系統等。

2.支持教學的資源

（1）網上提供了全部的教學課件。

（2）課程面向大四學生，結合畢生生就業的特點，網上為大家提供了與課程有關的公司、科研結構的網站信息等。

（3）課程實踐性很強，網上提供了相關的一些實例照片。

（4）課程講授中提供了動畫演示。例如介紹饋線自動化的發展歷程及饋線自動化故障處理的過程等等。

（5）課程講授中提供了視頻、音頻信息。例如在介紹GIS系統時，負荷密度分析、設備管理、用戶報裝參考等等均提供了視音頻信息，利于學生理解。

（6）購買了國家電網公司電化教育中心制作的農電大課堂光盤。例如在介紹斷路器的知識時，為使學生更直觀了解其原理、結構等內容，廣泛搜集信息，購買了介紹真空斷路器、斷路器操動機構的光盤。

3.學習動機激勵

（1）參與學生人數。課程內“學生數量”大于等于實際授課的學生數量，學生進入課程的數量大于等于實際授課學生數量的5倍。每一位學生都多次參與到了網絡學堂的建設中，特別包括一些留降級、跟班試讀的學生都補辦了相關手續，參與進來，并積極發言，另外，從課程日訪問排行記錄看，也常常居于學校前三的位置。

（2）學生經常在討論區發言，能主動回復其他人提出的疑問。

例1：學生主動提問，并且同學能積極回復。例如高峰同學發表的《一道面試題，關于開閉所》，將課程內容與畢業面試內容結合起來，同學能積極回復探討，達到了課程教學的目的。再如孫宇同學發表的《提問！一個身邊的實例》，還配有圖片，張博超、孫宇、程旭、朱月征等積極回復，大家一起探討。

例2：學生主動查閱資料，將課程的相關知識上傳，實現大家共享。例如魏堯同學上傳的《配電網知識共享》、楊宇同學上傳的《配電網綜合自動化及其發展》等等。

4.教學評價

（1）問卷調查：在課程結束時，做了一次問卷調查，主要是希望同學提出他們的一些想法、建議。實際發放33份，實際收回33份，均為有效問卷。

（2）網上作業：除作業本作業外，網上還布置了3次作業，3次作業上交人數分別是77、56、76，3次作業均全部批改。

（3）在線測試：共了4次在線測試。4次學生提交人數分別為75、75、76、76，4次在線測試均全部批改且公布成績。

5.教學交互

（1）教師會經常在答疑討論區中提出問題，引發學生對學習內容的深入思考，例如筆者發表的《PQ進一步》等，很多同學跟貼；針對學生提出的問題筆者提供了及時、具體、有啟發意義的反饋。

（2）專題討論：筆者發起了2次大型的專題討論，2次專題討論學生參與的人數均遠超過了1/2，學生自主也發起了幾次討論。

三、課程的主要特色和創新

1.支持教學的資源豐富

課件、網站、照片、動畫、視音頻、教學光盤。例如不同配網結構形式FA的故障定位、隔離、恢復供電過程的動畫演示等；GIS的視音頻信息；斷路器教學光盤的應用等等。 轉貼于

2.學習動機激勵

學生能夠經常在討論區發言。這體現在兩個方面，一是學生能結合討論專題、結合課程內容、結合實際、結合就業面試等主動提問，同學們積極回復探討；二是能主動上傳與課程相關的資料共享使用。

四、自我評價及后續建設

1.自我評價

在這次“配電網綜合自動化技術”課程的網絡學堂建設中，筆者按照《網絡學堂課程建設驗收指標》一項一項具體實施，對于指標要求的基本項均達到要求，同時，對于指標要求的4個達優選項，也完成了其中的兩個，即指標“支持教學的資源”和指標“學生經常在討論區發言，能主動回復其他人提出的疑問”。

2.學生評價

摘自《學生調查問卷》：配電網這門課與我們的專業結合很緊密，對我們在知識儲備上和找工作時都有很大的幫助，老師也體諒了我們的難處，充分的利用了網絡學堂這個平臺，幫助同學答疑解惑，給我們提供了便利。

摘自《學生調查問卷》：尤其是課上的PPT做的非常不錯，動態效果及其視圖效果都非常好，讓人很直觀的可以理解到在配電網上的知識。而且有很多知識在供配電中出現，比如開始斷路器的一個幻燈片模型，直接可以看到內部的結構，可以很好的理解配電網的這方面知識，而且也是進一步的復習理解了供配電知識。

3.后續建設

（1）教材建設：由于課程內容很新，目前市場上沒有一本較好的經典配套教材，針對此問題，筆者已經于2008年主編教材《配電網綜合自動化技術》，并由機械工業出版社出版。

（2）實驗室建設：[2]課程工程實踐性很強，很有必要對學生開設實驗，2007年成功申報了北京市的實驗專項資金90萬并獲得批準，已經開設出配套實驗三個：網絡結構變化電網監控設計實驗、網絡結構變化電網監控設計實驗、配電自動化四遙實驗。

（3）實踐建設：本課程應用性很強，安排一些實地參觀，校企聯合，建設實習基地。

五、結束語

配電網綜合自動化技術是近年來隨著通信、計算機技術的發展而發展起來的一門新型學科，它對于提高供電可靠性、擴大供電能力、降低線路損耗和減輕勞動強度具有重要意義。[3]為適應新形勢的發展，本文詳細分析了該門課程網絡學堂建設中的諸多關鍵問題，給出了大量具體的第一手數據資料，具有重要的實用價值和借鑒意義，為進一步提高教學質量提供了重要依據。

參考文獻：

[1]范明天，張祖平.中國配電網發展戰略相關問題研究[M].北京:中國電力出版社，2008.

篇10

關鍵詞：垃圾秸稈混燃分布式發電 經濟性分析 敏感性分析

引言

推廣應用一個發電系統，其經濟性是首先要解決的問題。垃圾秸稈混燃分布式發電是一個新興產業，具有較大的不確定性，垃圾秸稈混燃分布式發電涉及分布式發電經濟評估等許多問題，在具體發電工程建設中應采用合理的經濟評估方法。以下從技術角度分析分布式發電對配電網網損的影響，又從經濟評價指標和敏感性等方面分析了該項目的投資回收期，內部收益率。另外，利用垃圾和秸稈發電，不但可以替代部分化石燃料，而且能夠減少溫室氣體的排放。因此還具有一定的環境效益。

1 分布式發電對配電網網損影響

線路中不同位置分布有若干負荷，配電網中負荷種類繁多，隨機性強，因此DG存在線路不同位置對線路線損也有不同影響。

假設一段線路可分為n段,每一小段線路的阻抗為R i+jX i。沿線路將節點進行編號,從系統電源的0母線開始,依次編為1,2,……,n,相應節點的負荷功率為Pi+jQi。沿線路將支路進行編號,依次編為1,2,……,n,相應支路的線損為ΔPi+jΔQi。形成的配電網絡如圖1所示。圖中第k個節點上,有一個注入功率為PDG+jQDG的DG。

圖1.1 多節點恒功率配電網絡

基于輻射狀鏈式結構配電網的恒功率負荷模型，對配電網進行潮流計算，再根據潮流計算的結果，結合33節點標準配電網測試系統，得出分布式發電接入位置的改變對配電網網損的影響。

圖1.233節點配電網絡系統

取各支路的阻抗均為0.5+j0.5Ω,各節點的負荷功率均為100+j100kV?A，系統母線電壓取10.5kv，DG容量取1000+j484kV?A，可得到DG放置在同一饋線的不同節點處的線路線損。

圖1.3 DG位置變化引起的網損比較

由上圖可知，加入DG之后，系統網損得到顯著改善，由約325KW降到最低的約160KW；但同時可以看出，在同一饋線上，隨著DG的注入位置與系統電源距離的增大，網損先減小再增大。所以分布式電站在建設過程中，要合理設計接入與運行方式，能有效減少系統線損。[12]

2 經濟性指標及敏感度分析

經濟效果評價是工程項目評價的核心內容。為了確保工程項目投資決策的正確性和科學性，研究經濟評價的指標是非常必要的。

根據天津市電力公司現行執行的天津地區售電價格標準,居民用電價格為0. 48元/ (kW?h)。根據天津市統計年鑒，鄉村人口年平均用電量232.2 kW?h，假設該地農村地區用電人數30萬人，裝機總容量與年發電利用小時數（以5000小時計算），計算出年發電量為7000萬 kW?h。電費銷售總額為3360萬元/ 年。同時，根據天津市現行相關規定，垃圾處理的補貼為100元/噸，垃圾發電補貼為0.25元/ (kW?h)。設備的使用壽命一般為15 ―20 年，若取其壽命為15 年,并假定用戶每年電費支出情況相同。依據這些項目的可行性研究報告內容，來確定基準方案的經濟參數。經過估計，該項目投資額為1.3億（主要考慮設備價格，其他因素暫不考慮）。其余參數皆選取目前在國內己建的或已進入可行性研究階段的垃圾、秸稈發電示范項目，計算中，先假設電價、燃料價格不變，假設分布式電源的容量可以滿足電網的技術條件限制。

3 環境效益分析

采用垃圾秸稈發電不僅能夠產生較大的經濟效益，而且具有良好的環境效益。目前，許多地方都出現了垃圾包圍城市的危險局面，由于垃圾處理不當已經對我們的生活環境造成了很大的影響。另外，秸稈等農林廢棄物的隨意焚燒給農村帶來的環保問題也已日益嚴峻，由此引發的大氣污染和消防安全問題更是危害巨大，經常會有秸稈燃燒引發火災的事故發生。

利用垃圾和秸稈發電，不但可以替代部分化石燃料，而且能夠減少溫室氣體的排放。秸稈作為清潔的可再生能源，其平均含硫量很低，可使得二氧化硫和粉塵的排放量大大減小。將垃圾在高溫下焚燒和熔融，得到可燃氣體，可燃氣體和余熱被有效地利用來發電。由于垃圾焚燒時爐內溫度高達900℃～1100℃，垃圾中的病原菌被徹底殺滅，從而達到無害化的目的。垃圾焚燒后，灰渣只占原體積的5％，很好地做到了減量化。

有數字顯示，運營一臺2.5萬千瓦的生物質發電機組，與同類型火電機組相比，每年可減少二氧化碳排放約10萬噸，大大減輕二氧化碳、二氧化硫等溫室氣體或有害氣體的排放。燃燒后產生的灰分，每年可達8000噸左右，作為高品質的鉀肥，可以直接進行還田，環保效益突出。此外，作為農民的生活用能，秸稈燃燒效率只有約15%，而生物質直燃發電鍋爐可以將熱效率提高到90%以上，顯著提高了生物質的利用效率[14]。按照日處理1800噸二段往復式垃圾焚燒設備計算，年發電量可達1.6億千瓦時，可節約標準煤4.8萬噸，年減少氮氧化合物排放480噸、二氧化硫排放768噸。

4 結語

經過上述分析，我們可以看到在天津市農村地區建立垃圾秸稈混燃分布式發電廠不僅減少了配電網損，同時還具有良好的經濟效益和環境效益。

參考文獻

[1]龐秀峰,牛煥生.淺談垃圾發電在環保中的作用.來源：中國論文下載中心.

[2]樊靚.推廣可再生能源分布式發電促進可持續發展[J].消費導刊,2010，3.

[3]高育紅.我國的秸稈發電[N].供用電,2009-1.

[4]劉.北京垃圾處理：無害化與資源利用并舉.[N].中國建設報,2010-2.