10kV配电网运行效率分析及投资策略优化的研究

10kV配电网运行效率分析及投资策略优化的研究

连小强

国网福建省电力有限公司惠安县供电公司 福建省泉州市 362199

摘要：在改革开放的新时期，市场经济在迅猛发展，社会在不断进步，我国越来越重视配电网的建设与改造，10kV配电网作为电力系统的末端与用户直接相连，现有相关研究大多关注于10kV配电网的供电可靠性，而对其运行效率研究较少。综合考虑了经济水平、负荷水平和电网发展水平等因素的影响，通过对某省典型市县公司的城市和农村地区10kV配电变压器运行效率进行调查研究，分析设备重过载及低效问题的空间分布和形成原因，聚焦10kV配电网建设的薄弱区域，准确定位影响配电网运行效率的主要矛盾，进而有针对性地提出在现有投资决策下有关配电网空间分布和结构优化的建议，对提高配电网精准投资管理水平具有指导意义。

关键词：配电变压器；负载率；投资策略

引言

清洁低碳、安全高效的现代能源体系是能源转型发展的方向，构建高效的能源系统，不仅关注能源开采到终端利用全过程的能效，还包括电网等能源基础设施的利用效率。电力行业监管和电网企业都越发重视运行效率，国家能源局组织的典型电网工程投资成效监管将运行实效作为监管重点，电网企业以提升效率效益为目标导向，将运行效率作为电网建设和运行的重要决策因素。

1促进10kV配电自动化系统发展的重要性

根据我国目前的配网系统、配电网规模、整体规划以及发展水平来看，自动化系统加入到配网电力设备的应用中能够促进其在供电运行方面的安全性与稳定性，使我国电力领域向着更加健康的方向发展，甚至还会在国际领域中占领一定的地位，从而获得更加长远的发展道路。根据目前情况看，我国的配电自动化系统发展并不理想，因为我国是一个发展中国家，与发达国家相比还是存在着一定的差距，虽然改革开放以后我国的社会经济和国民生活水平得到了改善，但是有些地方还是存在着不足，此情况的出现严重阻碍了国内电力企业的发展。在配电环节中，因为使用成本有限，所以我国的配电网系统仍然处在落后的状态，供电质量与建设水平也因此受到了影响，相关企业单位应该及时将此问题改善，防止出现不必要的麻烦。随着社会的不断发展，我国科研人员在科学技术方面投入了不少的精力，配电网的规模在不断扩大当中，在此背景下，相关企业单位应该适当抓住时机，充分挖掘出配电网系统的优势，并且将其应用到配电网的改革中，由此来提高配电网整体的供电质量和建设水平，满足社会群众的用电需求，同时还可以减少技术问题的出现，改善大规模停电的问题，从而使社会经济向着更好的方向发展。

210kV配电网运行效率分析及投资策略优化

2.1全时序分析

时序分析以有关的历史数据为依据，区分不规则变动、循环变动、季节变动等不同时间的动势，特别是连续的长期动势，分析时间序列的发展过程、方向和趋势，利用时序数据的相关性，挖掘历史数据间的因果联系及影响，用以预测未来时间数据变化趋势。常用的分析方法包括描述性时序分析、频域分析、时域分析、相关性分析等。针对配电网数据海量的特点，本文主要采用频域分析和时域分析的方法。1）频域分析。也称为频谱分析或谱分析，假设任何一种无趋势的时间序列都可以分解成若干不同频率的周期波动，可从频率的角度揭示时间序列的规律，可用于分析数据分布概率的测算。在配电网运行效率分析中主要用于设备负载率出现频度分析和区间分布概率分析等情况。2）时域分析。基于事件的发展通常都具有一定的惯性的思路，从序列自相关的角度解释时间序列的发展规律。通过考虑观察值序列的特征，选择适当拟合模型，根据序列的观察数据确定模型的口径，检验和优化模型，最后形成历史数据的规律模型。在配电网运行效率分析中主要用于设备负载率随投运年限变化的趋势分析等情况。

2.2重过载成因

考虑经济水平、负荷水平、电网发展水平等方面的差异性，选取不同市县公司的3115台重过载配变进行问卷调研，根据统计结果，配变重过载的成因可分为季节性短时重载、外部施工环境问题、负荷切分不均、压抑负荷释放增长4类。1）季节性短时重载主要是指度夏、度冬以及生产用电高峰等时间段出现的配变重载，持续时间1～2个月。由于城区居民的室内温度调节以空调、电暖气为主，采暖季节居民用电负荷明显增加，且节假日用电负荷显著高于工作日负荷。对某镇农村进行用电量调研可知，春节期间与酷暑期间月用电量最高，期间日用电量也受气温影响。2）外部施工环境问题包括密集城区空间狭小，线路和配变与房屋或绿化带植物安全距离不足，使施工作业面受限，以及旧城区配电设备老化残旧、规划内未预留电力设施占地，导致需改造设备多处于居民区或旧街道，当地居民因噪声或粉尘等阻工严重难以协调，导致增容改造项目可行性低。3）负荷切分不均即低压用户电量增长不可控且负载的运行随机性高。对于某一区域用电负荷预测难度高，新增配变利用率低，难以确保低压负荷均匀切分，使重过载配变的问题无法有效解决，导致存在部分台区重过载；对单台配变而言，负载易集中在某一相或某两相上，对三相负荷的调整力度、调整依据及调整时间不够准确产生的重过载问题。4）压抑负荷释放增长是指为解决低电压、提升户均配变容量、缩短供电半径等进行了配变补点增容，使得原本受供电可靠性或电能质量问题限制无法使用的家用电器恢复正常，在国家政策补贴激励下，居民愿意为了提升生活水平新购更多电器而引起负荷激增，导致原设计容量不足出现重过载。

2.3信息技术在10kV配电网运行管理中的应用

在10kV配电网运行管理中，要想让其更好地运行下去，那么首先可以应用信息技术对配电网的设备加以管理，然后再对其目前的状态进行检查，确保配电网中的每项设备都能够安全、正常运行;其次，在检查过程中如果发现问题一定要及时地解决，从源头遏制危险事故的发生，有效控制配电网在各个环节都能正常运行，以此来提高设备的使用寿命。

结语

本文以电网设备负载率为核心指标，考虑经济水平、负荷水平、网架结构水平等因素对10kV配电网运行效率的影响，选取3个市公司和5个县公司进行配变负载率分析。通过大数据平台计算和调研统计分析发现：从配变运行效率问题空间分布特性来看，城配网的重过载和低效配变位置分布与城市化发展的进程密切相关，农配网重过载和低效配变空间分布则受扶贫政策因素的影响较大；从配变运行效率问题成因来看，生产和生活用电不均衡的特性是引起配变重过载和低效问题的主要原因，此外负荷迁移引起的城配网配变低效，以及压抑负荷释放增长引起的农配网配变重过载不容忽视。针对各市县不同的空间分布特征和成因分析结果，提出差异化的措施优化配电网发展建设，支撑项目投资决策。下一步将挖掘分析国内生产总值、产业结构比例、售电量、负荷峰谷差和季节不平衡度等与配电网运行效率的相关性指标，建立指标体系，深化配电网运行效率分析，依据分析结果制定“一县一策”的10kV配电网投资策略。

参考文献

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