一种10千伏中压配电网闭环运行系统及其使用方法与流程

本发明是关于一种10千伏中压配电网闭环运行系统及其使用方法，属于供配电系统
技术领域：
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背景技术：
：针对10千伏城市中压配电网的电网结构方案，现有技术一般采用“闭环设计、开环运行”的方式。高可靠性供电区中压配电网采用闭环运行模式，配电设备满足n-1校验，馈线配备纵联差动保护，当一段供电线路或一个供电设备故障时，能够通过继电保护装置快速将故障隔离，非故障段可以不停电供电。中国一般采用开环运行电网结构，即联络开关处于打开状态，配电设备一般满足n-1校验，馈线配备过电流保护、电流速断保护、零序保护等，配电自动化采用集中式、智能分布式或就地式故障处理模式，当一段供电线路或一个供电设备故障时，通过配电自动化及继电保护装置快速将故障定位、隔离，联络开关闭合，实现非故障段持续供电，具有运行方式简单、短路电流较小的优点。但是，当故障发生时，由于需依靠配电自动化设备控制线路上的开关设备实现负荷转供，相比可闭环运行的电网结构，其供电可靠性相对较低。技术实现要素：针对上述问题，本发明的目的是提供一种供电可靠性高的10千伏中压配电网闭环运行系统及其使用方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种10千伏中压配电网闭环运行系统，其特征在于，该闭环运行系统包括第一变电站、第二变电站、第一开关站、第二开关站、第三开关站和第四开关站，其中，所述第一开关站、第二开关站、第三开关站和第四开关站均采用单母线分段接线方式；所述第一变电站的10千伏母线出线依次串联连接所述第一开关站、第二开关站、第三开关站和第四开关站的i段母线形成单环网结构；所述第二变电站的10千伏母线出线依次串联连接所述第一开关站、第二开关站、第三开关站和第四开关站的ii段母线形成单环网结构；所述第一变电站和第二变电站的10千伏母线出线，所述第一开关站、第二开关站、第三开关站和第四开关站的母线进出线，以及所述第一开关站、第二开关站、第三开关站和第四开关站的输出端上均设置有断路器；所述第一开关站、第二开关站、第三开关站和第四开关站的i段母线与ii段母线之间均设置有母线联络开关。进一步，在正常方式下，每一所述断路器均处于闭合状态，每一所述母线联络开关均处于打开状态。进一步，该闭环运行系统的10千伏线路保护装置主保护采用纵联差动保护装置。一种10千伏中压配电网闭环运行系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对规划区域的高压配电网进行规划；构建10千伏中压配电网闭环运行系统，对规划区域的10千伏中压配电网进行规划；对规划区域的0.4千伏低压配电网进行规划；2)根据高压配电网、10千伏中压配电网和0.4千伏低压配电网的电网规划，基于用户信息，选择用户的接入电压等级；以及，选择接入配电网的电压等级和并网形式。进一步，所述对规划区域的高压配电网进行规划的具体过程为：根据高压配电网的上级电源点，构建高压配电网的电网结构，确定变电站电源回路；对高压配电网的变电站、短路水平和进行规划，完成高压配电网的电网规划。进一步，所述步骤对高压配电网的变电站、短路水平和线路选型进行规划的具体过程为：确定高压配电网中变电站的建设形式、主变配置方案、电气主接线形式、10千伏出线回数和无功补偿；根据确定的建设形式、主变配置方案、电气主接线形式、10千伏出线回数和无功补偿，确定高压配电网中变电站的各电压等级短路控制水平；对高压配电网的线路选型进行规划：根据确定的变电站的各电压等级短路控制水平，确定高压配电网中线路的建设形式和导线截面，完成高压配电网的电网规划。进一步，所述构建10千伏中压配电网闭环运行系统，对规划区域的10千伏中压配电网进行规划的具体过程为：构建10千伏中压配电网闭环运行系统；对10千伏中压配电网的配变容量、开关站建设、线路选型和保护配置进行规划，完成10千伏中压配电网的电网规划。进一步，所述对10千伏中压配电网的配变容量、开关站建设、线路选型和保护配置进行规划的具体过程为：确定10千伏中压配电网闭环运行系统中配电变压器的设备选型原则、设备型号及容量和建设方式；根据确定的配电变压器的设备选型原则、设备型号及容量和建设方式，确定10千伏中压配电网闭环运行系统中各开关站采用的建设形式和进出线回路数；根据确定的各开关站采用的建设形式和进出线回路数，确定10千伏中压配电网闭环运行系统中线路的建设形式和导线截面；对10千伏中压配电网的保护配置进行规划：确定规划配变容量、开关站建设和线路选型后10千伏中压配电网闭环运行系统的10千伏线路保护装置，完成10千伏中压配电网的电网规划。进一步，所述对规划区域的0.4千伏低压配电网进行规划的具体过程为：确定0.4千伏低压配电网的网架结构，构建适应于不同用户类型的接线方式，并确定导线选型。进一步，所述步骤2)中的用户信息包括用户报装容量、最大负荷、用电性质和重要程度。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的闭环运行系统能够解决现有中压配电网开环运行系统供电可靠率提升瓶颈问题，在保持负荷100％转供的条件下，本发明中各段线路的最大负载率可达到83.3％。当一段供电线路或一个供电设备故障时，能够通过配电自动化快速将故障隔离，故障段实现“零秒”自动隔离，非故障段实现不间断供电。由于环网供电的两个电源(即第一变电站1和第二变电站2内设置的两个10千伏母线)均来自同一变电站的同一母线，同一电源点不会形成电压差，可以将闭环运行短路电流控制在合理范围内。2、本发明在考虑上级变电站的电网结构的基础上，给出10千伏中压配电网闭环运行系统的使用方法，明确设备选型及保护配置方案，规划设计人员仅需要根据规划区域的实际情况进行设计，可以大大提高规划设计的效率和准确性，可以广泛应用于供配电系统
技术领域：
中。附图说明图1是本发明运行系统的结构示意图；图2是本发明方法的流程图。具体实施方式以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1所示，本发明的10千伏中压配电网闭环运行系统，包括第一变电站1、第二变电站2、第一开关站3、第二开关站4、第三开关站5和第四开关站6，其中，第一开关站3、第二开关站4、第三开关站5和第四开关站6均采用单母线分段接线方式。第一变电站1的10千伏母线出线依次串联连接第一开关站3、第二开关站4、第三开关站5和第四开关站6的i段母线，形成单环网结构。第二变电站2的10千伏母线出线依次串联连接第一开关站3、第二开关站4、第三开关站5和第四开关站6的ii段母线，形成单环网结构。第一变电站1和第二变电站2的10千伏母线出线，第一开关站3、第二开关站4、第三开关站5和第四开关站6的母线进出线，以及第一开关站3、第二开关站4、第三开关站5和第四开关站6的输出端上均设置有断路器7，且第一开关站3、第二开关站4、第三开关站5和第四开关站6的i段母线与ii段母线之间均设置有母线联络开关8。在正常方式(即各部件没有故障)下，每一断路器7均处于闭合状态，以形成环网式电网运行模式；每一母线联络开关8均处于打开状态，通过该母线联络开关8可以实现不同环网间的联络。在一个优选的实施例中，本发明10千伏中压配电网闭环运行系统的10千伏线路保护装置主保护可以采用纵联差动保护装置，并配置完善的后备保护。基于本发明的10千伏中压配电网闭环运行系统，如图2所示，本发明提供的10千伏中压配电网闭环运行系统的使用方法，包括以下步骤：1)对规划区域的高压配电网(含110千伏、66千伏、35千伏)进行规划，具体为：1.1)对上级电网结构进行规划：根据高压配电网的上级电源点，构建高压配电网的电网结构，确定变电站电源回路。1.2)对高压配电网的变电站进行规划：确定高压配电网中变电站的建设形式、主变配置方案、电气主接线形式、10千伏出线回数和无功补偿等。1.3)对高压配电网的短路水平进行规划：确定规划变电站后高压配电网中变电站的各电压等级短路控制水平。1.4)对高压配电网的线路选型进行规划：确定规划变电站和短路水平后高压配电网中线路的建设形式和导线截面等，完成高压配电网的电网规划。2)构建10千伏中压配电网闭环运行系统，对规划区域的10千伏中压配电网进行规划，具体为：2.1)对10千伏中压配电网的电网结构进行规划，即构建本发明的10千伏中压配电网闭环运行系统的双环网电网结构。2.2)对10千伏中压配电网的配变容量进行规划：确定10千伏中压配电网闭环运行系统中配电变压器的设备选型原则、设备型号及容量和建设方式等。2.3)对10千伏中压配电网的开关站建设进行规划：确定规划配变容量后10千伏中压配电网闭环运行系统中各开关站采用的建设形式和进出线回路数。2.4)对10千伏中压配电网的线路选型进行规划：确定规划配变容量和开关站建设后10千伏中压配电网闭环运行系统中线路的建设形式和导线截面等。2.5)对10千伏中压配电网的保护配置进行规划：规划配变容量、开关站建设和线路选型后，配合10千伏中压配电网闭环运行系统的网络运行方式，合理选择10千伏中压配电网闭环运行系统的10千伏线路保护装置，完成10千伏中压配电网的电网规划。3)对规划区域的0.4千伏低压配电网进行规划：确定0.4千伏低压配电网的网架结构，构建适应于不同用户类型的接线方式，并确定导线选型。4)用户接入：根据高压配电网、10千伏中压配电网和0.4千伏低压配电网的电网规划，基于用户报装容量、最大负荷、用电性质和重要程度等用于信息，经技术经济比较，选择用户的接入电压等级，其中，对于特殊重要的用户，还需要协商用户配备不间断应急电源(ups)等设施，用户接入容量和供电电压等级推荐如下表1所示：表1：用户接入容量和供电电压等级推荐表5)同时，根据分布式电源类型和装机容量等信息，选择接入配电网的电压等级和并网形式，校核分布式电源对电网的影响，其中，电源并网电压等级如下表2所示：表2：电源并网电压等级电源总容量范围并网电压等级8kw及以下220v8kw～400kw380v400kw～6mw10kv6mw～50mw20kv、35kv、66kv、110kv下面通过具体实施例详细说明本发明的10千伏中压配电网闭环运行系统的使用方法：1)对规划区域的高压配电网进行规划：电网结构：根据220千伏变电站布点，构建110千伏电网双侧电源链式结构，站内单台主变电源来自不同上级变电站。变电站：采用户内建设形式，终期规模4×5万千伏安配置，每台主变10千伏出线12回。短路水平：变电站110千伏母线短路电流水平按40千安控制，10千伏母线短路电流水平按31.5千安控制。线路选型：110千伏线路全部采用电缆，首段线路采用1000平方毫米，次段线路采用800平方毫米，导线截面一次选定，利用综合管廊的独立电力舱进行敷设。2)对规划区域的10千伏中压配电网进行规划：电网结构：采用本发明的10千伏中压配电网闭环运行系统的双环网电网结构。配变容量：公用配电变压器优先选用节能环保型、低损耗低噪音干式变压器，单台变压器容量可选1000、630、400千伏安，每座配电室安装2台及以上配变。开关站建设：开关站采用单母分段接线，4回进线，8～12回出线。线路选型：10千伏线路全部采用电缆，导线截面一次选定，主干线选择400平方毫米，分支线选择300平方毫米，优先利用综合管廊的独立电力舱进行敷设，向重要用户供电的双回电缆线路，宜布置在不同舱体。保护配置：为满足高可靠性要求和配合双环网合环运行方式，10千伏线路保护装置主保护均采用纵联电流差动保护，并具有完备的后备保护功能。3)对规划区域的0.4千伏低压配电网进行规划：网架结构以双射接线为主，接线电源引自不同配电室或同一配电室不同0.4千伏母线，导线截面选择240平方毫米。4)用户接入：在电网提供高供电可靠性服务的同时，用户应根据其供电可靠性要求优化内部电网结构，统一外部应急电源接口标准，提升设备配置标准和质量，加强运维管理水平。对于特殊重要用户，用户侧还应自备高质量的不间断应急电源(ups)，实现外部电网供电异常时毫秒级切换供电，保障用户在设备全寿命周期内不停电。5)分布式电源接入：对于容量小于200千瓦的分布式电源，可将分布式电源直接接入配电变压器的0.4千伏侧；当分布式电源容量大于200千瓦时，宜接入10千伏中压配电网支线，当对电能质量影响较大时，宜以专线形式接入变电站10千伏母线予以消纳。综上所述，采用本发明构建的10千伏中压配电网闭环运行系统，并对该闭环运行系统进行详细比选分析，明确其配置方式，并进行实例论证，结果表明本发明构建的10千伏中压配电网闭环运行系统可以极大提高供电可靠性，可以为高可靠性需求的区域提供技术支撑。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。当前第1页12