专利名称：基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法
技术领域：
本发明涉及电网规划建设领域，具体涉及一种基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法。
背景技术：
当前的电网建设处于快速发展时期，很多情况下电网处于发展初期和过渡期，负荷很小，且很多地方负荷增长缓慢，负荷发展到饱和阶段有可能要经历二、三十年或者更长的时间。一般情况下，随着负荷的逐步增长，电网处于不断增强的发展过程中，在电网建设初期和目标网架未完全形成的发展过渡期，电网在结构上可能不满足N-I标准。此外，供电企业有时为争取站址资源，在建设资金有限和负荷需求水平较低的情况下，处于电网建设初期时，首先要保证增大电网的覆盖范围，因此在此期间，网架结构相对薄弱，从经济性上考虑，电网的建设不能严格按照N-I标准执行。因此，在当前电网的发展建设中，受技术经济，环境和地方政策的影响，相当一部分的地方供电企业在电网的发展建设中尚不能完全按照导则的要求来实施，使得当前的电网建设不可能做到处处N-I和时时N-1。而如果按照导则的要求，在电网发展初期和过渡期就按照满足N-I要求进行电网建设，则会造成投资过度、设备资产利用率不高甚至严重浪费的情况，在技术、经济上不合理。另一方面，电网发展初期和过渡期即使不满足N-I要求，但由于其负荷很小，也不会对系统可靠性产生过大影响。此外，系统可靠性是由设备可靠性来保证的，在电网网架结构不能满足N-I要求时，可以通过采用一定的技术手段来提高设备的可靠性水平，从而使整个系统满足一定的可靠性要求，如可采用状态检修技术。如何积极有效地面对上述这些问题和挑战，就要求规划和运行人员从优先满足地方发展用电需求、充分考虑电网发展特点的角度出发，优化电网的发展策略。应从规划、建设、运行管理等多方面入手，分阶段、分层次地制定相应的措施来指导电网发展，通过合理的措施和手段来保证电网维持在一定的可靠性水平之上，并具有合理的技术经济性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，该方法首先根据电网的负荷水平和可靠性需求水平，将电网建设分为初期、过渡期和完善期三个阶段，接着针对不同电网结构和变电站电气主接线方式对可靠性和经济性的影响进行了深入分析，提出了适应不同建设阶段的电网结构过渡方式与变电站电气主接线匹配形式，最后本发明还考虑了状态检修在不同阶段对电网可靠性和经济性的影响，提出了适应不同建设阶段的状态检修优化应用策略。本发明的目的是采用下述技术方案实现的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤(1)对电网建设不同阶段进行界定；
4
(2)对电网网架结构进行综合比较，分析适用与所述电网建设不同阶段的电网网架结构的过渡过程；(3)对电网变电站电气主接线形式进行选择；(4)分析得到电网建设不同阶段状态检修技术的优化应用策略。本发明提供的一种优选的技术方案是所述电网建设不同阶段用以下公式界定， 定义函数f = kAT，则
'初期，f<25%时
电网建设阶段=过渡期，25% < f < 50%时完善期，f>50%时其中，Ic1为重要用户调整系数，取值范围为1. 1 1. 3 ;k2为变压器设备短时允许过载能力调整系数，取值范围为0. 77 1. 0 ；T为电网中设备的最大负载率。本发明提供的第二优选的技术方案是所述对电网网架结构的综合比较包括对是否满足N-2标准、供电可靠性、供电灵活性、经济性以及适用范围的综合比较。本发明提供的第三优选的技术方案是所述电网网架结构的过渡过程包括35 IlOkV和220kV网架结构过渡过程；所述35 IlOkV网架结构过渡过程包括变电站规模为两台主变时和变电站规模为三台主变时。本发明提供的第四优选的技术方案是所述变电站规模为两台主变时包括以下情况情况1 两线一变单电源一三线两变一四线两变一四线三变；情况2 两线一变双电源一两线两变一三线两变一四线两变一四线三变。本发明提供的第五优选的技术方案是所述变电站规模为三台主变时包括以下形式A、链式结构网架过渡，过渡方式为双放射单电源一不完全链式一完全链式四线两变一完全链式四线三变；B、三T结构网架过渡，过渡方式为四线两变一四线三变一六线三变；C、四线两变向四线三变过渡，过渡方式有两种情况情况1 第一座和第二座变电站为三台主变，第三座变电站为三台主变；情况2 第一座和第二座变电站为三台主变，第三座变电站为两台主变。本发明提供的第六优选的技术方案是所述220kV网架结构过渡过程根据负荷预测、可靠性条件选择单电源电网结构或者 铃、网格的电网结构。本发明提供的第七优选的技术方案是所述电网变电站电气主接线形式的选择采取以下原则i、35kV、66kV、110kV变电站负载率水平为25%以下时，应至少选用单元接线方式；ii、35kV、66kV、IlOkV变电站负载率水平为25% -75%时，应至少选用单母线分段
接线方式；iii、220kV变电站负载率水平为25% -75%时，应至少选用双母线分段接线方式。本发明提供的第八优选的技术方案是所述电网建设不同阶段状态检修技术的优化应用策略包括以下情况
a、在对可靠性要求较低的电网建设初期或经济不发达的农村地区，采用状态检修技术来提高电网可靠性，以较低的投资成本获取可观的经济效益，避免电网的过度建设浪费；b、在电网建设过渡期，通过改善网络结构的方式来保障电网可靠性，投资效益需要从中长期角度来评价；C、在电网建设完善期，应用所述状态检修技术，提升设备管理水平方式，提高电网可靠性与经济性。与现有技术相比，本发明达到的有益效果是(1)本发明提供的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，提出了将电网建设分为初期、过渡期与完善期三个阶段，在此基础上有针对性地开展电网结构和状态检修方面的研究，并能指导电网发展不同阶段的规划与建设策略制定；(2)本发明提供的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，提出了适应电网发展不同阶段的电网结构、电气主接线及状态检修策略的选择方法，为电网建设提供了理论和技术支撑，能全面有效地指导电网规划建设、设备运维与技改工作；(3)本发明提供的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，提出了电网网架结构的过渡方式，可以为各电压等级电网建设提供网络结构的优化方向，作为电网规划建设的重要依据之一；(4)本发明提供的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，通过电气主接线与设备可靠性之间的平衡分析，提出了仅依靠提高设备可靠性即可以满足电气主接线整体可靠性要求的方法，本发明提供的方法在电网建设中可以有效减少改变电气主接线方式造成的投资浪费，提高现有电气主接线方式对电网发展的适应性；(5)本发明提供的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，通过分析状态检修对电网可靠性和经济性的影响，提出了状态检修技术的优化应用策略，可以有效指导状态检修在电网建设不同阶段以及不同地区的深入应用。
图1是本发明提供的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法的流程图；图2是本发明提供的变电站规模为两台主变时网架过渡方式示意图；图3是本发明提供的链式结构网架过渡过程示意图；图4是本发明提供的三T结构网架过渡过程示意图；图5是本发明提供的四线两变向四线三变过渡过程示意图；图6是本发明提供的220kV电网结构过渡过程示意图；图7是本发明提供的单元接线方式示意图；图8是本发明提供的单母线分段接线方式示意图；图9是本发明提供的双母线分段接线方式示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提供的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法包括以下步骤(1)对电网建设不同阶段进行界定；(2)对电网网架结构进行综合比较，分析适用与所述电网建设不同阶段的电网网架结构的过渡过程；(3)对电网变电站电气主接线形式进行选择；(4)分析得到电网建设不同阶段状态检修技术的优化应用策略。各个步骤具体说明如下(1)对电网建设不同阶段进行界定电网建设的不同阶段，由电网的负荷水平和可靠性需求水平加以综合界定，可分为初期、过渡期和完善期三个阶段。一般情况下，变压器或线路的负载率，指最大负载率，在 25%以下时，可认为电网建设处于初期；变压器或线路的负载率在25% -50%时，可认为电网建设处于过渡期；变压器或线路的负载率在50%以上时，可认为电网建设处于完善期。此外，由于重要用户对电网供电可靠性有特殊的要求，重要用户的级别越高，其对供电电源配置的要求越高，因此，相比于一般用户，其相应的电网建设也应有所超前。在划分为重要用户供电的电网的建设阶段时，需同时考虑重要用户的影响，该影响可以用调整系数Iq来表示。另一方面，电气设备的可靠性对整个电网的可靠性影响很大，通常情况下，为了满足N-I要求，变压器应具有短时允许过载的能力，短时允许的过载率不应超过1. 3，过载时间不超过2小时，并应在规定时间内恢复停运变压器的正常运行。该过载能力可适当延后相应变压器负载率下的电网建设阶段。变压器允许过载能力对电网建设阶段划分的影响可用调整系数1 来表示。综上所述，电网建设阶段的划分可用如下公式来判定，定义函数f = Ic1VT
权利要求
1.基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤(1)对电网建设不同阶段进行界定；(2)对电网网架结构进行综合比较，分析适用与所述电网建设不同阶段的电网网架结构的过渡过程；(3)对电网变电站电气主接线形式进行选择；(4)分析得到电网建设不同阶段状态检修技术的优化应用策略。
2.如权利要求1所述的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，其特征在于，所述电网建设不同阶段用以下公式界定，定义函数f = kiVT，则'初期，f<25%时电网建设阶段=过渡期，25% < f < 50%时完善期，f>50%时其中，h为重要用户调整系数，取值范围为1. 1 1. 3 ;k2为变压器设备短时允许过载能力调整系数，取值范围为0. 77 1. 0 ；T为电网中设备的最大负载率。
3.如权利要求1所述的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，其特征在于，所述对电网网架结构的综合比较包括对是否满足N-2标准、供电可靠性、供电灵活性、经济性以及适用范围的综合比较。
4.如权利要求1所述的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，其特征在于，所述电网网架结构的过渡过程包括35 IlOkV和220kV网架结构过渡过程；所述35 IlOkV网架结构过渡过程包括变电站规模为两台主变时和变电站规模为三台主变时。
5.如权利要求4所述的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，其特征在于，所述变电站规模为两台主变时包括以下情况情况1 两线一变单电源一三线两变一四线两变一四线三变；情况2 两线一变双电源一两线两变一三线两变一四线两变一四线三变。
6.如权利要求4所述的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，其特征在于，所述变电站规模为三台主变时包括以下形式A、链式结构网架过渡，过渡方式为双放射单电源一不完全链式一完全链式四线两变 —完全链式四线三变；B、三T结构网架过渡，过渡方式为四线两变一四线三变一六线三变；C、四线两变向四线三变过渡，过渡方式有两种情况情况1 第一座和第二座变电站为三台主变，第三座变电站为三台主变；情况2 第一座和第二座变电站为三台主变，第三座变电站为两台主变。
7.如权利要求4所述的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，其特征在于，所述220kV网架结构过渡过程根据负荷预测、可靠性条件选择单电源电网结构或者哑铃、网格的电网结构。
8.如权利要求1所述的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，其特征在于，所述电网变电站电气主接线形式的选择采取以下原则i、35kV、66kV、IlOkV变电站负载率水平为25%以下时，应至少选用单元接线方式；ii、35kV、66kV、IlOkV变电站负载率水平为25%-75%时，应至少选用单母线分段接线方式；iii、220kV变电站负载率水平为25%-75%时，应至少选用双母线分段接线方式。
9.如权利要求1所述的基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，其特征在于，所述电网建设不同阶段状态检修技术的优化应用策略包括以下情况a、在对可靠性要求较低的电网建设初期或经济不发达的农村地区，采用状态检修技术来提高电网可靠性，以较低的投资成本获取可观的经济效益，避免电网的过度建设浪费；b、在电网建设过渡期，通过改善网络结构的方式来保障电网可靠性，投资效益需要从中长期角度来评价；C、在电网建设完善期，应用所述状态检修技术，提升设备管理水平方式，提高电网可靠性与经济性。
全文摘要
本发明一种基于可靠性与经济性的适应电网建设不同阶段的规划方法，该方法包括下述步骤对电网建设不同阶段进行界定；对电网网架结构进行综合比较，分析适用与电网建设不同阶段的电网网架结构的过渡过程；对电网变电站电气主接线形式进行选择；分析得到电网建设不同阶段状态检修技术的优化应用策略；本发明提供的方法为35～220千伏电网建设不同阶段选择合理的网架结构以及变电站电气主接线形式提供技术依据，同时指导各地区结合电网建设阶段与特点将改善网络结构与开展状态检修进行有效结合，通过合理的措施和手段来保证电网维持在一定的可靠性水平之上，并具有合理的技术经济性。
文档编号G06F17/50GK102270259SQ20111020947
公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者刘思革, 崔艳妍, 张祖平, 惠慧, 苏剑, 赵明欣 申请人:中国电力科学研究院