高校配电网现状及优化

1 绪论

1.1 本课题研究的目的和意义

随着校园高速发展及扩大，电力的供应和消耗己渗透到校园生产、师生生活的各个角落，学校对电力的需求量越来越大，对电网的经济性和可靠性提出了新的要求。

1.1.1配电网发展现状

学校的配电系统建设较早，建设相对落后。校园配电网，己或多或少滞后于校园的发展壮大，成为制约校园发展的瓶颈。配电网结构不合理，电力设备数量多但性能落后、免维护水平低且不适合自动化要求等，导致可靠性不高，影响了师生的生活学习。

从现有配电网的状况进行分析，根据需要和可能进行改造，提高供电质量、可靠性和安全性，降低损耗，以适应校园的发展和扩建的需要。

1.1.2当前配电网存在的问题

目前，学校配电网的发展还存在一些普遍性问题，如网架结构薄弱;电力设备陈旧、事故率高、线路过载、可靠性差、电压质量低等。具体可归纳为以下几点:

1、中压配电网的网架结构薄弱

长期以来，网络结构极不合理，突出表现在网架结构薄弱，主次网架不清晰，多分段多互联的网络连结未形成。配电网负荷增长迅速。生活用电量增长给配电网带来了很大的压力，相当多的一些设备因为过负荷而发生故故障发生频繁等问题，用户电压不稳定，网络损耗过大。

2、配电网技术落后，网络自动化水平低

目前，学校配电网自动化技术水平较低，配电网设备落后陈旧，安全性差，能耗大，故障频繁。同时，网络自动化水平低，在学校电网中，中压配电网的自动化是一块空白。

3、线路损耗率较高，电压合格率普遍较低

目前，校园配电网普遍存在线损较高的问题。同时，电压合格率也普遍较低。根据统计，我国10kV(6kV)的配电网功率因数在0.65到0.8,这些主要与校园配电网结构、原建设标准低以及负荷发展的特点有关。早期建设的配网线路已经不适合

当前的发展需要和要求。

4、电网供电可靠性低，电网规划不科学

学校的配电网规划和设计，主要是由规划人员依据个人经验和局部计算来进行，在有限的条件下解决负荷增加、线路过载、电压偏低等不断出现的新问题。对于规模日益扩大的配电网，这种规划方法将越来越难以进行配电网的合理建设和经济运行。

1.1.3配电网优化的意义

一、降低配电网线损，提高系统经济性

长期以来，电力部门不断的降低电力系统的能耗和线损，提高电力系统的运行经济可靠性。西方主要工业国家的线损率大致在5%-8%，我国为10%，与发达国家相比尚有差距。35-11 0kV配网线损是地区线损的重要组成部分，在正常运行时，通过网络优化改善电网运行方式从而达到降低配网网损的目的。

二、均衡负荷，消除过载，提高供电电压质量

在配网中，每条馈线均有不同类型的负荷如:商业类、生活类和生产类。由于不同类型负荷的日负荷曲线是不同的，在变电站的变压器及每条馈线上峰值负荷出现的时间是不同的，通过网络优化，可以将负荷从重负载或是过负载馈线(或变压器、转移到轻负载(或变压器)上，这种转移不仅调节了运行馈线的负荷水平，消除馈线过载，还能改善电压质量，同时也可以有效地减小整个系统的网损。

三、提高供电可靠性

在配电系统发生故障时，可以打开配电系统中的某些分段开关隔离故障，同时合上某些联络开关把故障线路上的部分或全部负荷转移到其它线路上去，从而起到快速隔离故障和恢复供电的目的。

综上所述，学校的配电网的运行中存在的突出问题表现为资金投入不足，网损较高和可靠性较低，而配电网优化能够解决学校配电网现存的问题。但是，这三者之间存在着一定的抵制关系，要想降低网络损耗和提高供电可靠性，就势必会增加资金投入，但过多的资金投入会给学校造成投资压力。所以本论文将在资金投入，网络损耗和可靠性这三者之间寻求一条最优途径，以满足配电网改造的实际要求。

1.2国内外研究动态

1.2.1配电网可靠性研究的现状

配电系统可靠性的研究始于上世纪中后期，其起步晚于发电和输电系统可靠性的研究。现代电力系统的供电能力强大，并且涉及面广泛，任何停电事故的发生都会造成巨大的经济损失和社会影响。由于缺乏对可靠性的研究和管理，以及人们开始并未意识到配电网可靠性的重要性，一些国家的电力系统曾发生过大面积停电事故。其中，尤其是美国东北部电力系统(包括纽约市)发生的大停电，引起了社会秩序的极大混乱，造成的损失惊人，成为国际史上的一次重大事故。

自此以后，各国都大大加强了对电力系统可靠性的研究工作。自1965年大量该领域的学术论文问世以来，到目前为止，无论是在数据统计方面，还是在可靠性的模型和算法方面，都进行了大量的研究，在发达国家，可靠性评估正逐步成为配电网决策中的常规性工作。

国内配电网可靠性评估中的工程应用研究起步较晚，八十年代初期才开始这方面的研究工作。由于缺乏必要的统计数据和行之有效的计算方法，初期发展缓慢。此后，随着国民经济的飞速发展，城市用电负荷迅速一嘈长，供需矛盾日益突出，迫切需要对配电网进行科学合理的规划，这就促进了配电网可靠性评估的发展。

配电系统可靠性评估虽然起步较晚，但在模型和算法上仍取得了很大的进展。目前，用于定量评估配电系统可靠性的方法有三类:一类是解析法、一类是模拟法、另一类是人工智能方法。

一、解析法

解析法的基本思想是根据系统的结构、系统和元件的功能以及两者之间的逻辑关系，建立系统的可靠性概率模型，通过递推和迭代等过程精确求解此模型，从而计算用户和系统可靠性指标。

1、概率分布法

这种方法利用可靠度来计算系统在各种容量状态的稳态概率指标，具有使用灵活方便，计算速度快等优点，可用于小型配电系统的可靠性评估，但它没有较强的系统性，建立元件故障和系统处于各种容量状态之间的概率关系十分繁琐，且难以处理状态之间的随机转移和多重故障等因素的影响。上述缺点使其应用范围受到了限制。

2、表格法

它是前苏联科学家塔里维尔季耶夫在1970年提出的。该方法简单直观，在理