專利名稱：含微網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)的接線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電力系統(tǒng)配電技術(shù)領(lǐng)域的接線方法，具體是一種含微網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)的接線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在時代高速發(fā)展的今天，電力需求迅速增長，負(fù)荷加大，電力部門大多把投資集中在火電、水電以及核電等大型集中電源和超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)的建設(shè)上來。但是，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，超大規(guī)模電力系統(tǒng)的弊端也日益凸現(xiàn)，成本高，運(yùn)行難度大，難以適應(yīng)用戶越來越高的安全和可靠性要求以及多樣化的供電需求。從而微網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，用于解決遠(yuǎn)距離超、高壓輸電的弊端，以及滿足用戶越來越高的安全可靠性需求。而微網(wǎng)接入配電網(wǎng)對傳統(tǒng)接線方式有了新的考慮。目前，常用的中壓配電網(wǎng)接線方式有單電源輻射狀接線、單側(cè)電源雙T接線、不同母線出線連接開關(guān)站接線、雙電源手拉手環(huán)網(wǎng)接線、雙電源手拉手雙環(huán)網(wǎng)接線、“N供1備”接線、4 * 6接線等。其中單電源輻射狀接線比較經(jīng)濟(jì)，配電線路和高壓開關(guān)柜數(shù)量相對較少，但是故障影響范圍較大，供電可靠性較差；單側(cè)電源雙T接線中兩回線路分別接自不同分段的母線，線路沿道路并行敷設(shè)，而每一個配電站可以從兩回電纜上取得電源，但鋪設(shè)兩回線路導(dǎo)致成本上升；不同母線出線連接開關(guān)站以及雙電源手拉手環(huán)網(wǎng)接線均具有備用接線，可靠性相對較高，但是經(jīng)濟(jì)成本高，其中手拉手接線的設(shè)備利用率只有50% ；“N供1備”接線中N條線路聯(lián)成電纜環(huán)網(wǎng)，1條線路作為公共備用線路，正常時空載運(yùn)行，這種接線可靠性較高，但是供電能力，運(yùn)行靈活性相對較弱；4 * 6接線由于在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)上的對稱性和聯(lián)絡(luò)上的完備性，使其在節(jié)省投資、提高可靠性、降低短路容量和網(wǎng)損等方面都很優(yōu)越，但是該接線對電源數(shù)，以及負(fù)荷的分布等有一定要求，使其受到一定限制，實(shí)際應(yīng)用并不普遍。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn)，王成山等在《電力系統(tǒng)自動化》Q002， 26(24) 34-39)上發(fā)表的《中壓配電網(wǎng)不同接線模式經(jīng)濟(jì)性和可靠性分析》對中壓配電網(wǎng)常見的幾種接線模式進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性和可靠性分析，并推薦不同可靠性要求下的接線模式； 姚莉娜等在《電力自動化設(shè)備》O006J6(7) :26-29)上發(fā)表的《城市中壓配電網(wǎng)典型接線方式分析》從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性等方面對城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)的常用接線方式進(jìn)行了分析比較，并推薦各種情況下適用的電網(wǎng)接線方式。但是以上文獻(xiàn)均未考慮到微網(wǎng)的接入對配電網(wǎng)不同接線方式的影響并做出評價。魯宗相等在《電力系統(tǒng)自動化》O007，31(19) 100-105)上發(fā)表的《微電網(wǎng)研究綜述》對微電網(wǎng)的概念、特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，但該文獻(xiàn)并沒有提到將微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)的接線模式。綜上所述，目前尚無考慮微網(wǎng)接入及其作用對現(xiàn)有配電網(wǎng)接線模式的影響，本發(fā)明結(jié)合微網(wǎng)的特性，提出一種適用于含微網(wǎng)的配電網(wǎng)接線模式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種含微網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)的接線結(jié)構(gòu)，
3綜合考慮變電站、線路等設(shè)備的利用率及供電可靠性，能夠使含微網(wǎng)的配電網(wǎng)具有較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性及適應(yīng)性，可應(yīng)用到實(shí)際含微網(wǎng)的配電網(wǎng)的建設(shè)和改造中。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明所述接線結(jié)構(gòu)的輸入端與常規(guī)電網(wǎng)電源相連，由若干條以輻射狀方式或樹狀方式連接的支路組成，該支路由一組或多組依次串聯(lián)的電力傳輸線、變壓器及微網(wǎng)組成。所述的輻射狀是指并聯(lián)結(jié)構(gòu)的完全放射狀連接方式，所有支路的電力傳輸線的輸入端均并聯(lián)于一點(diǎn)；所述的樹枝狀是指若干條支路以輻射狀方式連接組成的子接線結(jié)構(gòu)與另一條支路的電力傳輸線的輸出端相連。所述的變壓器和微網(wǎng)之間設(shè)有連接點(diǎn)，各個支路的連接點(diǎn)通過含聯(lián)絡(luò)開關(guān)的聯(lián)絡(luò)線與位于同一子接線結(jié)構(gòu)中的其他支路的連接點(diǎn)相連。所述的常規(guī)電網(wǎng)電源為35kV變電站、中壓開關(guān)站、中壓開閉所、中壓配電室、中壓配電站、中壓環(huán)網(wǎng)單元或電廠等，此處的中壓指標(biāo)稱電壓在3-25kV范圍內(nèi)的電壓。所述的微網(wǎng)是指含有分布式電源和負(fù)荷的具有并網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行方式的單元模塊，而且并網(wǎng)和孤島運(yùn)行方式間可以隨著故障的發(fā)生和消除自動完成切換。微網(wǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行即微網(wǎng)和主電網(wǎng)相連接，微網(wǎng)中的負(fù)荷可以從微網(wǎng)或者主電網(wǎng)得到電力供應(yīng)，微網(wǎng)也可以向主電網(wǎng)供電；而孤島運(yùn)行是指微網(wǎng)與主電網(wǎng)斷開，沒有電氣連接，微網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷只能由微電源提供。當(dāng)主電網(wǎng)發(fā)生故障時，相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備將微網(wǎng)同主電網(wǎng)公共連接點(diǎn)處的開關(guān)跳開，此時微網(wǎng)產(chǎn)生的電能同微網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷需求不平衡會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，微網(wǎng)通過相應(yīng)的控制策略改變微電源出力或切除部分負(fù)荷，來繼續(xù)維持微網(wǎng)的電壓頻率穩(wěn)定，繼續(xù)為微網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷供電，從而完成從并網(wǎng)運(yùn)行到孤島運(yùn)行的切換，當(dāng)主電網(wǎng)故障消除時，微網(wǎng)調(diào)節(jié)微電源出力并合上公共連接點(diǎn)處的開關(guān)，完成從孤島運(yùn)行到并網(wǎng)運(yùn)行的過度。所述的分布式電源為微型燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃料電池、太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)或生物質(zhì)能。所述的聯(lián)絡(luò)開關(guān)在電網(wǎng)正常運(yùn)行時斷開，電網(wǎng)發(fā)生故障時選擇性閉合。本發(fā)明采用一個常規(guī)電網(wǎng)電源向一個區(qū)域的多個微網(wǎng)輻射狀供電，鄰近的微網(wǎng)間通過聯(lián)絡(luò)線相連，電網(wǎng)正常工作時微網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開，微網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行并為當(dāng)?shù)夭糠重?fù)荷供電，且微網(wǎng)擁有一定的備用容量；在電網(wǎng)發(fā)生故障時，根據(jù)故障的情況開閉微網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，同時確定微網(wǎng)的并網(wǎng)或孤島運(yùn)行狀態(tài)，繼續(xù)為當(dāng)?shù)鼗蜞徑?fù)荷供電，從而形成一種可靠性較高的含微網(wǎng)的配電網(wǎng)的接線方式向供電區(qū)供電。


圖1是含微網(wǎng)的完全放射狀接線圖；圖2是含微網(wǎng)的完全放射狀接線一條線路段故障時運(yùn)行接線圖；圖3是含微網(wǎng)的完全放射狀接線孤島運(yùn)行接線圖；圖4是含微網(wǎng)的具有中介點(diǎn)的放射狀接線圖；圖5是實(shí)施例1中具有中介點(diǎn)的放射狀接線故障時的接線圖；圖6是實(shí)施例2中具有中介點(diǎn)的放射狀接線故障時的接線圖；圖7是含微網(wǎng)的樹枝狀接線圖8是實(shí)施例1中線路段故障時的接線圖；圖9是實(shí)施例2中線路段故障時的接線圖；圖10是某城市一地塊的示意圖；圖11是某城市地塊中壓配電網(wǎng)采用本發(fā)明的含微網(wǎng)的接線方法的地理接線圖；圖中1為35kv電源、2為變壓器、3為輸電線路、4為微網(wǎng)、5為分布式電源、6為公共連接點(diǎn)、7為聯(lián)絡(luò)開關(guān)、8、9、10均為含聯(lián)絡(luò)開關(guān)的聯(lián)絡(luò)線、11、12、13、14、15、16為支路、 ■為線路故障或開關(guān)斷開、[□.為線路正?；蜷_關(guān)閉合。
具體實(shí)施例下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。某城市一地塊最大用電負(fù)荷50麗，占地面積4km2，區(qū)域形狀、建筑及道路情況如圖 10所示，由一座35kV變電站向該區(qū)域供電，中壓電壓等級為10kV。該地塊采用了輻射狀接線，具體為完全放射狀接線。如圖1所示，本實(shí)施例由若干條以輻射狀方式或樹狀方式連接的支路χ組成，該支路X由一組或多組依次串聯(lián)的變壓器2、電力傳輸線3及微網(wǎng)4組成。所述的變壓器2和微網(wǎng)4之間設(shè)有公共連接點(diǎn)6，各個支路χ的公共連接點(diǎn)6通過含聯(lián)絡(luò)開關(guān)7的聯(lián)絡(luò)線8與位于同一子接線結(jié)構(gòu)y中的其他支路χ的連接點(diǎn)6相連。所述的常規(guī)電網(wǎng)電源1為35kV變電站、中壓開關(guān)站、中壓開閉所、中壓配電室、中壓配電站、中壓環(huán)網(wǎng)單元或電廠等，此處的中壓指標(biāo)稱電壓在3-25kV范圍內(nèi)的電壓。所述的微網(wǎng)4是指含有分布式電源和負(fù)荷的具有并網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行方式的單元模塊，而且并網(wǎng)和孤島運(yùn)行方式間可以隨著故障的發(fā)生和消除自動完成切換。微網(wǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行即微網(wǎng)和主電網(wǎng)相連接，微網(wǎng)中的負(fù)荷可以從微網(wǎng)或者主電網(wǎng)得到電力供應(yīng)，微網(wǎng)也可以向主電網(wǎng)供電；而孤島運(yùn)行是指微網(wǎng)與主電網(wǎng)斷開，沒有電氣連接，微網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷只能由微電源提供。當(dāng)主電網(wǎng)發(fā)生故障時，相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備將微網(wǎng)同主電網(wǎng)公共連接點(diǎn)處的開關(guān)跳開，此時微網(wǎng)產(chǎn)生的電能同微網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷需求不平衡會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，微網(wǎng)通過相應(yīng)的控制策略改變微電源出力或切除部分負(fù)荷，來繼續(xù)維持微網(wǎng)的電壓頻率穩(wěn)定，繼續(xù)為微網(wǎng)內(nèi)的負(fù)荷供電，從而完成從并網(wǎng)運(yùn)行到孤島運(yùn)行的切換，當(dāng)主電網(wǎng)故障消除時，微網(wǎng)調(diào)節(jié)微電源出力并合上公共連接點(diǎn)處的開關(guān)，完成從孤島運(yùn)行到并網(wǎng)運(yùn)行的過度。所述的分布式電源為微型燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃料電池、太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)或生物質(zhì)能。所述的聯(lián)絡(luò)開關(guān)在電網(wǎng)正常運(yùn)行時斷開，電網(wǎng)發(fā)生故障時選擇性閉合。如圖1所示，所述的輻射狀是指完全放射狀接線以及通過中介點(diǎn)放射的接線方式和樹枝狀接線，完全放射狀接線中(以圖1為例)，電源通過不同線路(11、12、13、14)分別輻射狀向多個微網(wǎng)4MG1、MG2、MG3、MG4供電，鄰近的微網(wǎng)4間(MGl和MG2, MG3和MG4) 通過聯(lián)絡(luò)線連接，聯(lián)絡(luò)開關(guān)常斷。這里鄰近的微網(wǎng)是指把不同微網(wǎng)所在的母線連接起來的聯(lián)絡(luò)線的長度不應(yīng)超過2km，在實(shí)際工程中，在考慮實(shí)際道路及建筑允許的情況下，不超過該距離的微網(wǎng)可用聯(lián)絡(luò)線將其母線連接。
如圖4所示，所述的樹狀是指電源通過不同線路(11、12)分別向微網(wǎng)4(MG1、 MG2)供電，分別以微網(wǎng)4(MG1、MG2)所在母線處設(shè)中介點(diǎn)向更遠(yuǎn)處微網(wǎng)4(MG3、MG4、MG5、 MG6)放射狀供電，其中MGl和MG2通過有聯(lián)絡(luò)開關(guān)的聯(lián)絡(luò)線8連接，聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開；MG3和 1^4、1^5和1^6之間也分別用聯(lián)絡(luò)線9、10連接，聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開。樹枝狀接線中(以圖7為例)，電源通過供電干線分別向不同微網(wǎng)4(MG1、MG2、MG3、MG4)供電，鄰近的微網(wǎng)4間(MGl 和MG2，MG3和MG4)通過聯(lián)絡(luò)線連接，聯(lián)絡(luò)開關(guān)常斷。所述的微網(wǎng)4間的聯(lián)絡(luò)線是指臨近的微網(wǎng)4所在母線或公共連接點(diǎn)6間的聯(lián)絡(luò)線路，含聯(lián)絡(luò)開關(guān)，正常運(yùn)行時聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開，電網(wǎng)故障時視情況閉合。所述的電網(wǎng)故障是指包括從電源及其出線開始的供電干線和分支線的故障，相當(dāng)于所在線路的隔離開關(guān)斷開，停止了該線路的供電。所述的可靠性是指系統(tǒng)平均供電可靠率指標(biāo)(ASAI)和系統(tǒng)平均停電持續(xù)時間指標(biāo)(SAIDI)，其表達(dá)式如下所示
用戶不停電小時總數(shù)=Σμχ8760_ΣΚ ~用戶要求總供電小時數(shù)_ Σν8760
權(quán)利要求
1.一種含微網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)的接線結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接線結(jié)構(gòu)的輸入端與常規(guī)電網(wǎng)電源相連，由若干條以輻射狀方式或樹狀方式連接的支路組成，該支路由一組或多組依次串聯(lián)的電力傳輸線、變壓器及微網(wǎng)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含微網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)的接線結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的輻射狀是指并聯(lián)結(jié)構(gòu)的完全放射狀連接方式，所有支路的電力傳輸線的輸入端均并聯(lián)于一點(diǎn)；所述的樹枝狀是指若干條支路以輻射狀方式連接組成的子接線結(jié)構(gòu)與另一條支路的電力傳輸線的輸出端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含微網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)的接線結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的變壓器和微網(wǎng)之間設(shè)有連接點(diǎn)，各個支路的連接點(diǎn)通過含聯(lián)絡(luò)開關(guān)的聯(lián)絡(luò)線與位于同一子接線結(jié)構(gòu)中的其他支路的連接點(diǎn)相連，所述的聯(lián)絡(luò)開關(guān)在電網(wǎng)正常運(yùn)行時斷開，電網(wǎng)發(fā)生故障時選擇性閉合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含微網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)的接線結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的常規(guī)電網(wǎng)電源為35kV變電站、中壓開關(guān)站、中壓開閉所、中壓配電室、中壓配電站、中壓環(huán)網(wǎng)單元或電廠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含微網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)的接線結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的微網(wǎng)是指 含有分布式電源和負(fù)荷的具有并網(wǎng)運(yùn)行和孤島運(yùn)行方式的單元模塊，而且并網(wǎng)和孤島運(yùn)行方式間隨著故障的發(fā)生和消除自動完成切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含微網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)的接線結(jié)構(gòu)，其特征是，所述的分布式電源為微型燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、燃料電池、太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)或生物質(zhì)能。
全文摘要
一種電力系統(tǒng)配電技術(shù)領(lǐng)域的含微網(wǎng)的配電網(wǎng)絡(luò)的接線結(jié)構(gòu)，該接線結(jié)構(gòu)的輸入端與常規(guī)電網(wǎng)電源相連，由若干條以輻射狀方式或樹狀方式連接的支路組成，該支路由一組或多組依次串聯(lián)的電力傳輸線、變壓器及微網(wǎng)組成。本發(fā)明綜合考慮變電站、線路等設(shè)備的利用率及供電可靠性，能夠使含微網(wǎng)的配電網(wǎng)具有較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性及適應(yīng)性，可應(yīng)用到實(shí)際含微網(wǎng)的配電網(wǎng)的建設(shè)和改造中。
文檔編號H02J3/06GK102208811SQ20111012955
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者姚良忠, 張小越, 王立峰, 程浩忠, 繆源誠, 龔小雪 申請人:上海交通大學(xué), 上海市電力公司, 阿爾斯通電網(wǎng)英國有限公司