./r/nPAGE/r/n30/r/n//r/nNUMPAGES/r/n32/r/n..WORD完美格式../r/n國內外重點城市配電網研究/r/n北京電力經濟技術研究院/r/n二〇一三年十一/r/n月/r/n./r/n目錄/r/nTOC\o"1-4"\h\z\u/r/n/r/n1/r/n配電網對標公司,指標選取/r/n/r/n1/r/n/r/n1.1/r/n對標公司選取/r/n/r/n1/r/n/r/n1.2/r/n對標指標選取/r/n/r/n1/r/n/r/n2/r/n配電網對標/r/n/r/n1/r/n/r/n2.1/r/n人均負荷水平/r/n/r/n1/r/n/r/n新加坡/r/n/r/n1/r/n/r/n巴黎/r/n/r/n2/r/n/r/n東京/r/n/r/n2/r/n/r/n北京/r/n/r/n5/r/n/r/n與世界城市電網發展水平對比分析/r/n/r/n6/r/n/r/n2.2/r/n配電網電壓等級/r/n/r/n7/r/n/r/n新加坡配電網/r/n/r/n7/r/n/r/n巴黎配電網/r/n/r/n7/r/n/r/n東京配電網/r/n/r/n8/r/n/r/n北京配電網/r/n/r/n8/r/n/r/n與世界城市配電網電壓等級對比分析/r/n/r/n8/r/n/r/n2.3/r/n配電網規模/r/n/r/n9/r/n/r/n新加坡配電網/r/n/r/n9/r/n/r/n巴黎配電網/r/n/r/n9/r/n/r/n東京配電網/r/n/r/n10/r/n/r/n北京配電網/r/n/r/n10/r/n/r/n與世界城市配電網規模對比分析/r/n/r/n11/r/n/r/n2.4/r/n配電網網架結構/r/n/r/n12/r/n/r/n新加坡配電網/r/n/r/n12/r/n/r/n巴黎配電網/r/n/r/n16/r/n/r/n東京配電網/r/n/r/n19/r/n/r/n北京配電網/r/n/r/n23/r/n/r/n與世界城市配電網網架結構對比分析/r/n/r/n27/r/n/r/n2.5/r/n供電可靠性/r/n/r/n28/r/n/r/n新加坡配電網/r/n/r/n28/r/n/r/n巴黎配電網/r/n/r/n29/r/n/r/n東京配電網/r/n/r/n31/r/n/r/n北京配電網/r/n/r/n31/r/n/r/n與世界城市配電網供電可靠性對比分析/r/n/r/n33/r/n/r/n3/r/n主要結論及建議/r/n/r/n34/r/n/r/n3.1/r/n北京電網定位/r/n/r/n34/r/n/r/n3.2/r/n人均負荷水平對比分析/r/n/r/n35/r/n/r/n3.3/r/n配電網電壓等級對比分析/r/n/r/n35/r/n/r/n3.4/r/n配電網網架結構對比分析/r/n/r/n36/r/n/r/n世界城市配電網網架特點分析/r/n/r/n36/r/n/r/n北京市中壓配電網網架設計思路/r/n/r/n37/r/n/r/n3.5/r/n供電可靠性/r/n/r/n40/r/n./r/n配/r/n電網對標公司,指標選取/r/n對標公司選取/r/n鑒于北京定位為國際大都市的發展目標,選取新加坡、巴黎、/r/n東京/r/n為北京/r/n的對標研究城市,這/r/n三座城市/r/n皆具有/r/n相當的/r/n國際知名度和影響力,/r/n并在電網發展上處于世界領先水平,因此/r/n選取以上/r/n三/r/n家公司作為對標/r/n公司/r/n,幫助識別并分析/r/n北京電網/r/n公司/r/n電網發展水平/r/n與/r/n國際水準/r/n的真實差距/r/n。/r/n對標指標選取/r/n根據指標的可獲取性、可對比性以及引用次數,/r/n結合建設世界一流電網的基本內涵,考慮北京公司的實際,/r/n確立了/r/n以網架堅強為目標的,從/r/n協調發展、/r/n電網結構、裝備水平、/r/n安全可靠性四各層面上選取的能夠充分表現北京市電力公司電網/r/n水準的/r/n5/r/n個核心指標。/r/n分別為：人均負荷水平/r/n、/r/n配電網電壓等級、配電網規模、配電網網架結構、供電可靠性。/r/n配電網對標/r/n人均負荷水平/r/n新加坡/r/n新加坡是一個熱帶島國,總面積為/r/n707/r/n平方公里。得天獨厚的地理條件使之發展成為一個主要的商業、通訊和旅游中心。新加坡目前大約有4/r/n99/r/n萬人口。新加坡的氣溫變化不大,降雨量充足,空氣濕度高,氣候溫暖而潮濕,年平均溫度在23/r/n和/r/n31攝氏度/r/n之間,溫差很小。/r/n20XX新加坡電網最高用電負荷5/r/n624兆瓦,負荷密度為7.95兆瓦/平方千米,人均供電負荷為1127W/人。/r/n巴黎/r/n巴黎是法國的首都和最大城市,也是法國的政治文化中心。四大世界級城市之一,屬于法蘭西島大區。/r/n其市區供電區域105平方千米,市區人口為250萬人。/r/n20XX巴黎中心城區負荷為3010兆瓦,負荷密度為28.7兆瓦/平方千米,人均負荷為1204W/人。/r/n東京/r/n東京電力公司供電區域面積為39494平方公里,占全國總面積的10.6％。/r/n20XX/r/n區域內/r/n供電人口/r/n有4473萬人口/r/n,20XX/r/n東京電力公司日最高負荷為/r/n58110兆瓦,人均供電負荷為1299W/人/r/n。/r/n東京人口變化較小,自1980年至20XX30年中人口年均增長率為0.98%。/r/n東京歷史負荷增長曲線如圖/r/n1-/r/n1所示。東京歷史人口增長曲線如圖/r/n1/r/n-2所示。/r/n圖/r/n1/r/n東京歷史負荷增長曲線/r/n圖/r/n2/r/n東京歷史人口增長曲線/r/n從東京歷史負荷增長可以將東京負荷發展大致分為四個階段,即：經歷成長、調整、轉型和成熟四個階段。項目組通過對東京電力60年<1951-2011>年負荷增長數據的分析,解讀各發展階段的特點。/r/n圖/r/n3/r/n電力公司發展階段/r/n1．成長期〔1951-1975：負荷、電量、投資規?？焖僭鲩L/r/n隨著日本戰后經濟復蘇和快速發展,1975年以前日本關東地區,特別是東京及周邊區域的GDP呈現快速增長勢頭<1975年GDP是1952年7倍>。由于鋼鐵、冶金、化工等重工業的恢復性增長,東京電力的最高負荷和銷售電量保持快速增長〔1975年比1952增長了10倍。/r/n2．調整期〔1975-1995：/r/n負荷水平較低/r/n、/r/n資產規模較低/r/n、/r/n客戶數量較少/r/n、/r/n客戶電氣化水平較低/r/n。/r/n1975年以后,受兩次石油危機和環境保護運動影響,東京地區GDP增速開始減緩〔1995年的GDP是1952年的12倍。但是,經濟發展模式發生轉變,用電結構發生重大變化：工業用電的比重從52.4%下降到34%左右,商業用電的比重從7.6%增加到30%左右。/r/n用電結構的變化既拉動了東京電力銷售電量和最高負荷的快速增長〔1995年銷售收入和負荷是1952年34倍,改變了東京電力的負荷特性,商業用電的快速增加帶動夏季負荷快速增長,夏季負荷超過冬季負荷。/r/n3．轉型期〔1995-2003：電量、負荷增長穩定,投資規?？焖傧陆?r/n1995年以后,一方面,隨著日本經濟泡沫的破滅,東京開始陷入經濟衰退；另一方面,隨著經濟轉型的結束,東京地區的GDP增速停滯、結構趨于穩定。東京電力的銷售電量增長緩慢,最高負荷的增長呈現波動<時高時低>。在負荷特性上,夜間負荷快速增長,日最高負荷和最低負荷的峰谷差由上世紀80年代的56%降低到20XX的53%。這些變化迫使東京電力調整公司的總體經營和服務策略：一方面,加大對負荷的管理和控制力度,另一方面努力擴大電力銷售。東京電力進入了轉型期。/r/n4．成熟期〔2003/r/n—/r/n今：最高負荷、電量增長停滯,電網投資規模穩定。/r/n東京電力在20XX完成對公司發展戰略、運營模式和組織架構等的一系列調整,提出了2010發展愿景規劃,強調投資規?？刂?優化控制成本,控制負荷增長,維持公司的穩定增長。由于GDP、電量和負荷的增長停滯,結構穩定,東京電力各項指標的波動趨于平穩,實現了客戶和電網和平衡發展。/r/n此外,/r/n20XX/r/n日本受/r/n"3·11"地震/r/n的影響,東京負荷有明顯下降暫不考慮。/r/n北京/r/n20XX/r/n北京市電力公司供電/r/n最大負荷為1/r/n6661/r/n兆瓦/r/n,/r/n電廠發電出力約為/r/n4145/r/n兆瓦,僅能滿足地區負荷需要的近/r/n26.26/r/n%,其余/r/n12285/r/n兆瓦負荷需要/r/n外網/r/n送入予以平衡,受電比例約為/r/n73.74/r/n%。/r/n根據"北京市電力公司"十二五"電網發展規劃"預計北京2015年北京市最大負荷為27000兆瓦,最大負荷利用小時數為4815/r/nh/r/n。飽和年全市最大電力負荷/r/n5000/r/n0兆瓦。2015年供電人口將達到/r/n2/r/n2/r/n00/r/n萬人,飽和年供電人口將達到3000萬人。/r/n北京市電力公司電源建設規模如表/r/n1/r/n所示。/r/n表/r/n1北京市電力公司/r/n電源建設規模/r/n項目/r/n全市〔20XX實際數據/r/n全市〔2015年預測數據/r/n全市〔2030年預測數據/r/n面積〔/r/n平方千米/r/n16410/r/n16410/r/n16410/r/n人口〔萬人/r/n1961/r/n2/r/n2/r/n00/r/n3000/r/n最高負荷〔/r/n兆瓦/r/n16661/r/n2/r/n7/r/n000/r/n50000/r/n人均負荷〔/r/n瓦/r/n//r/n人/r/n850/r/n1227/r/n1667/r/n負荷密度〔/r/n兆瓦/r/n//r/n平方千米/r/n1.015/r/n1.645/r/n3.05/r/n與世界城市/r/n電網發展水平對比/r/n分析/r/n北京市/r/n電力公司與世界城市/r/n電網發展水平對比情況如表/r/n2/r/n、圖/r/n4/r/n所示。/r/n表/r/n2/r/n北京市電力公司/r/n與世界城市/r/n電網發展水平對比情況/r/n項目/r/n20XX北京/r/n20XX新加坡/r/n20XX巴黎/r/n1980年東京/r/n1990年東京/r/n1996年東京/r/n20XX東京/r/n2015年北京/r/n飽和年北京/r/n面積〔/r/n平方千米/r/n16410/r/n707/r/n105/r/n39494/r/n39494/r/n39494/r/n39494/r/n16410/r/n16410/r/n人口〔萬人/r/n1961/r/n499/r/n250/r/n3346/r/n4190/r/n4190/r/n4473/r/n2200/r/n3000/r/n最高負荷〔/r/n兆瓦/r/n16661/r/n5624/r/n3010/r/n27280/r/n47850/r/n57120/r/n58110/r/n24500/r/n50000/r/n人均負荷〔W/人/r/n850/r/n1406/r/n1204/r/n815/r/n1142/r/n1363/r/n1299/r/n1114/r/n1667/r/n負荷密度〔/r/n兆瓦/r/n//r/n平方千米/r/n1.02/r/n7.96/r/n28.67/r/n0.69/r/n1.21/r/n1.45/r/n1.47/r/n1.49/r/n3.05/r/n注：由于東京人口增長較慢,1990年東京人口按1996年人口規模選取。/r/n圖/r/n4/r/n北京市電力公司/r/n與世界城市/r/n電網發展水平對比情況/r/n從人均負荷指標看,北京市電力公司20XX電網相當于東京80/r/n年代初期電網水平,據世界城市/r/n目前電網水平相差較大。/r/n北京市電力公司2015年電網相當于東京90年代初期電網水平。/r/n至飽和年要超過目前世界城市/r/n負荷水平,躋身世界領先行列。/r/n配電網電壓等級/r/n新加坡配電網/r/n新加坡/r/n配/r/n電網/r/n標準電壓等級系列/r/n有/r/n22kV,6.6kV,400/230V/r/n。/r/n其中,配電網/r/n以22kV網絡為主/r/n,6.6kV網絡的發展已經受到限制。/r/n巴黎配電網/r/n巴黎過去市區電網比較復雜,經過20/r/n年的梳理改造,簡化了電壓等級序列。其/r/n配電網絡包括高中壓變電站的主變225/20<15>/r/nkV/r/n、90/20<15>/r/nkV/r/n、63/20<15/r/n>kV/r/n及以下設施、2/r/n0k/r/nV/r/n及以下電網/r/n。/r/n東京配電網/r/n隨著地區負荷的增長和網絡規模的擴展,東京電力配網電壓等級經過如下演變形成如今的標準序列,中壓配電從原來的3kV升壓到了6.6kV,高壓配電從原來的22kV升壓到了66kV；而在市區保留22kV,是將其作為中壓配電電壓等級來考慮的,為實現并列運行等高可靠性網絡連接提供了很好的基礎。/r/n北京配電網/r/n北京電網的發展經歷了一個漫長的過程,在這個過程中,為了適應社會的發展,北京電網的電壓等級不斷提高,結構同趨合理。北京電網發展過程中,為提高供電能力,擴大/r/n供電范圍,滿足負荷需求,逐步提高了電壓等級。北京配/r/n電網/r/n標準電壓等級/r/n為高壓配電網/r/n110kV,35kV,/r/n中壓配電網/r/n10kV/r/n,以及/r/n0.4k/r/nV。/r/n其中,/r/n35kV/r/n電壓等級主要在各城近郊區和遠郊區縣存在應用。/r/n與世界城市配電網電壓等級/r/n對比分析/r/n巴黎、新加坡配電網/r/n以/r/n20/r/nkV/r/n//r/n22/r/nkV/r/n電壓等級為主,與/r/n北京中壓配電網10kV電壓等級相比/r/n,具備以下特點/r/n：/r/n在具備相同載流容量的情況下,/r/n20/r/nkV電纜承載著兩倍于/r/n10/r/nkV/r/n電纜的電能。/r/n因此,/r/n20/r/nkV系統不僅能夠節省安裝空間,還能在大多時候降低電纜溫度,從而有效的解決了電纜過熱的問題并且增長了原件的使用壽命。/r/n配電網規模/r/n新加坡配電網/r/n新能源電網公司電網共有22kV變電站4190座,變壓器6290臺,變電容量12834MVA,平均每座變電站變電容量為3.06MVA,22kV電纜長度5279千米；6.6kV變電站5300座,變壓器6984臺,變電容量6907MVA,平均每座變電站變電容量為1.30MVA,6.6kV電纜長度3788千米。/r/n從絕緣介質的類型來看,22kV系統中SF6氣體絕緣設備和空氣絕緣設備各占72%和28%/r/n。/r/n從電纜選用類型來看,22/6.6kV系統基本采用三芯交聯電纜,尚有部分6.6kV三芯油紙電纜。22/6.6kV系統中,80%的變壓器和90%的開關為投運20年以內的設備。/r/n表/r/n3/r/n各電壓等級下/r/n配電設備投運情況/r/n電壓等級〔/r/nkV/r/n變電站數量〔座/r/n變壓器數量〔臺/r/n降壓容量〔MVA/r/n電纜長度〔/r/n千米/r/n開關數量〔臺/r/nRMU環網開關〔臺/r/n22/r/n4190/r/n6290/r/n12834/r/n5279/r/n21309/r/n-/r/n6.6/r/n5300/r/n6984/r/n6907/r/n3788/r/n11305/r/n11232/r/n0.4/r/n-/r/n-/r/n-/r/n11579/r/n11357/r/n-/r/n合計/r/n9490/r/n13274/r/n19741/r/n20646/r/n43971/r/n11232/r/n巴黎配電網/r/n巴黎市區/r/n有35個225kV/20kV變電站,容量4165MVA；20XX歷史最大負荷為3010兆瓦,負荷密度為28.7兆瓦/平方千米；有29條225kV電纜進市區,變電站低壓側采用單母線分段方式；有20kV電纜800條,5432千米,電纜化率為100%,單回饋線最大負荷能力為20MVA,負載率約50%；400V低壓線路5000千米；7000多臺20kV/400V配變；電纜化率100%,自動化率100%/r/n。/r/n東京配電網/r/n至/r/n1998/r/n年/r/n3/r/n月底止,東京電力公司有/r/n66kV及以下/r/n變電站/r/n1256座,/r/n線路建設規模如下表所示/r/n。/r/n表/r/n4/r/n1998/r/n東京電力公司線路建設規模/r/n電壓等級/r/n架空線長度〔/r/n千米/r/n電纜線長度〔/r/n千米/r/n路徑長度/r/n線路長度/r/n路徑長度/r/n線路長度/r/n66/r/nkV/r/n7795/r/n14961/r/n2919/r/n5544/r/n55/r/nkV/r/n及以下/r/n299/r/n367/r/n1379/r/n1843/r/n合計/r/n8094/r/n15328/r/n4298/r/n7387/r/n北京配電網/r/n1.110kV電網現狀/r/n截至到20XX底,北京市110kV公用變電站265座,主變651臺,總配變容量30750.5MVA；專用變電站52座,主變113臺,總容量3799.5MVA,/r/n110kV電網容載比為/r/n2.18。/r/n北京電網110kV主變單臺主變容量以31.5MVA和50MVA為主,城市中心區部分變電站采用高容量主變,如北太平莊站采用了63MVA主變；郊區縣存在部分變電站采用低容量主變,總體分析設備選型相對標準。/r/n北京地區110kV公用線路共884條,總長度/r/n4257公里/r/n,其中電纜線路長/r/n910公里/r/n,架空線路長/r/n3347公里/r/n,電纜化率21.38%。/r/n110kV架空線路截面主要為LGJ-240和LGJ-400,分別占線路總長度的接近60%和10%,另外就是在近幾年中得到應用的耐熱導線,隨著度夏工程或導線更換工作的實施將得到更多的應用?，F運行電纜截面主要集中在/r/n800mm/r/n2、630mm/r/n2/r/n以及/r/n400mm/r/n2三種截面。/r/n2.35kV電網現狀/r/n截至20XX底,北京電網共有35kV地區變電站95座,變壓器180臺,變電容量1920.25MVA；35kV用戶變電站149座,變電容量1253.67MVA。35kV架空線路總長度約為/r/n1988公里/r/n；電纜線路總長度約為/r/n128公里/r/n。35kV變電站及線路主要集中在各郊區縣,市區范圍內比例很小。/r/n3/r/n.電網裝備運行年限/r/n通過電網工程建設和改造,設備健康水平大幅提升。110kV及以上輸變電設備運行年限超過21年的變壓器比率不足1%,線路為12%。北京電網10kV及以下設備運行年限超過21年的線路比率9%,配變比率4.8%/r/n。/r/n與世界/r/n城市配電網規模對比分析/r/n1.電網規模/r/n國內外電網建設規模如表5所示。/r/n表/r/n5/r/n國內外/r/n配/r/n電網裝備運行年限/r/n項目/r/n電壓等級/r/n北京/r/n新加坡/r/n巴黎/r/n東京/r/n66~110/r/nkV變電站/r/n臺數〔座/r/n317/r/n80/r/n--/r/n161/r/n容量〔兆瓦/r/n34550/r/n231/r/n--/r/n60685/r/n66kV以下變電站/r/n臺數〔座/r/n--/r/n9490/r/n--/r/n1256/r/n容量〔兆瓦/r/n--/r/n13274/r/n--/r/n60685/r/n2.電網裝備情況/r/n國內外/r/n配電網/r/n裝備運行年限對比如表/r/n6/r/n所示。/r/n表/r/n6/r/n國內外電網裝備運行年限/r/n電壓等級/r/n北京/r/n新加坡/r/n110/r/nkV/r/n及以上變壓器/r/n小于1%/r/n30%/r/n110/r/nkV/r/n及以上線路/r/n12%/r/n--/r/n10/r/nkV/r/n及以下設備/r/n9%/r/n10%/r/n配變/r/n4.8%/r/n20%/r/n從設備運行年限看我國電網起步晚,設備的整體運行年限低于新加坡20XX的設備水平。/r/n配電網網架結構/r/n新加坡配電網/r/n1．22kV配電網絡/r/n80/r/n年代中期,/r/n新加坡/r/n22kV配電網絡采用環網連接、開環運行模式。當時外力破壞嚴重,電纜接頭施工工藝差,電纜故障頻繁,加之新加坡正處于經濟增長期,電子行業迅速崛起對/r/n電能質量提出了很高的要求。迫于社會的呼聲和政府的壓力,/r/n新加坡/r/n開始實施22kV電網改造,具體原則為：花瓣型網絡的電纜截面均按/r/n300mm/r/n2/r/n考慮,以增強網絡的拓展性和可適應性,并為今后的改造、割接創造條件；每個花瓣型網絡引入第三個電源點,供電可靠性大大增加；每個花瓣的容量按/r/n50/r/n%考慮,確保了網絡的健康運行水平；網絡改造從對供電可靠性要求特別高的區域開始進行且成片實施,確保"花瓣"的一次建成。22kV配電網絡改造自80年代中期開始實施,至90年代初期完成。/r/n新加坡/r/n新型/r/n22kV配電網絡采用環網連接、/r/n并列/r/n運行/r/n的/r/n模式/r/n。/r/n具體而言,/r/n在城市各分區內的同一個雙電源變壓器并列運行的66kV/22kV變電站中,由每兩回22kV饋線構成環網,形成花瓣結構。這種結構稱之為梅花狀供電模型,其典型供電模型如圖/r/n5/r/n所示。/r/n圖/r/n5/r/n新加坡梅花狀典型供電模型/r/n其中引自不同分區變電站的每兩個環網中間又相互聯絡,開環運行,形成花瓣式相切的形式。其網絡連接方式如圖/r/n6/r/n所示。/r/n其網絡接線實際上是由變電站間單聯絡和變電站內單聯絡組合而成。站間聯絡部分開環運行,站內聯絡部分閉環運行/r/n。通常兩個環網之間的聯絡處為該環網最重要的負荷/r/n。/r/n圖/r/n6/r/n新加坡22kV配電網絡接線圖/r/n在此配電系統中,每個66/22kV75MVA變壓器必須并列且配對運行,兩個變壓器所承載的最大負荷不能超過75MVA。構成環網的每兩回饋線的選擇考慮N-1運行原則,按照正常運行時50%負荷設計,饋線一律采用22kV,/r/n300mm/r/n2/r/n銅導體XLPE電纜,線路開關全部采用斷路器。每個環網的設計容量為15MVA,其最大負載電流不能超過400A。因此,每兩個并列運行的變壓器最多連接5個環網。其中,當22kV母線上的變壓器臺數在三臺及以下時,采用單母線不分段接線。當變壓器臺數大于三臺時,采用單母線分斷接線。配網的中性點采用經小電阻接地方式,接地電阻為6.5歐姆,短路電流限制在25kA、3秒/r/n。/r/n為了確保在一條母線故障或檢修期間供電的連續性,形成環網始端和終端的饋電線路端點必須在同一變電站的不同母線上。每個環接入的配電室最好不要超過/r/n8/r/n個,并且環中的總負荷不能超過環網的設計容量,即15MVA。/r/n由上可見,/r/n一個變電站的一段母線引出的一條出線環接多個配電站后,再回到本站的另一條母線,/r/n便/r/n構成一個/r/n"/r/n花瓣/r/n"/r/n。多條出線便/r/n可/r/n構成多個/r/n"/r/n花瓣/r/n"/r/n,多/r/n"/r/n花瓣/r/n"/r/n構成以變電站為中心的一朵/r/n"/r/n花/r/n",/r/n每個變電站就是一朵/r/n"/r/n梅花/r/n"。/r/n原則上/r/n不會/r/n跨區供電,通過/r/n"/r/n花瓣/r/n"/r/n相切的方式滿足故障時的負荷轉供,/r/n從而/r/n構成多朵/r/n"/r/n梅花/r/n"/r/n供電的城市整體網架/r/n,如圖五所示。由此,此網架可以實現單一線路事故時系統不停電；母線事故或同一環兩條線故障時,瞬時停電,且通過線路聯絡開關恢復供電；并/r/n顯示了良好的可擴展性。/r/n圖/r/n7/r/n新加坡城市電網擴展圖/r/n在新加坡22kV配電系統的主干網中,采用導引線差動保護,過電流及接地后備保護,并配備SCADA系統；至客戶或變壓器的支路采用過流和接地保護,網絡可靠靈活、簡單清晰。/r/n2．6.6kV配電網絡/r/n6.6kV配電網絡采用環網連接、開環運行模式〔Mesh,每個環網的兩路或三路電源來自不同的22kV上級電源點；每個環網的供應負荷控制應在4.5MVA以內〔環網的始端電纜為銅芯電纜或3.5MVA〔環網的始端電纜為鋁芯電纜；每個環網中串接的配電站數量應控制在8個以內。/r/n圖/r/n7/r/n新加坡/r/n6.6kV配電網絡/r/n網架結構/r/n新加坡6.6kV電網為逐步淘汰的電網。/r/n6/r/n./r/n6kV配電網絡采用環網連接、開環運行模式/r/n。/r/n每個環網的兩路或三路電源來自不同的22kV上級電源點/r/n,環網上配置環網開關,采用過流及接地故障后備保護。新加坡計劃在發展新客戶時,逐步將6.6kV配電網改造為22KV配電網。/r/n巴黎/r/n配電網/r/n巴黎電網有三層環狀電網結構,外圍由400kV輸電網和225kV/r/n輸/r/n電網形成兩層環狀網架結構,市區由20kV配電網形成環狀網架結構為低壓用戶供電。/r/n其配電網/r/n由36座225/20kV/r/n變電站提供電源/r/n,并呈輻射狀深入負荷中心。巴黎電網環狀網架結構如圖/r/n8/r/n所示。/r/n圖/r/n8/r/n巴黎電網環狀網架結構/r/n巴黎在20世紀60年代開始20kV電網升壓改造,90年代初完成。巴黎20kV配電網環狀電網結構示意如圖/r/n9所示。/r/n圖/r/n9/r/n巴黎20/r/nkV/r/n配電網環狀電網結構示意/r/n巴黎20kV配電網中主干線網架使用4/r/n×/r/n6=24/r/n條20kV電纜與一個變電站相連,因此,可以確保225kV變電站在停電時的供電可靠性。每個/r/n20/r/n/0.4kV低壓變電站都有/r/n2/r/n回/r/n20kV/r/n進線,在進線故障的時候自動切換。每條/r/n20kV/r/n饋線可由兩個225/r/nkV/r/n變電站供電,/r/n20kV/r/n饋線出現故障,在自動切換裝置動作時客戶會有/r/n1/r/n秒的停電；若225/r/nkV/r/n變電站故障,在/r/n1/r/n～/r/n2/r/n分鐘內遠方手動切換恢復供電。因此電網在不采取復雜保護或自動化設備的情況下也可以提高供電可靠性。/r/n巴黎城市配網這種供電網結構首末兩端都帶電源,雙路電源供電運行,中間配置可遠方控制的分段開關,中/低壓負荷從兩條并行供電線路同時取電,通過自動切換裝置實現備用電源切換。這種供電方式供電可靠性SAIDI指標可以做到小于15分/戶.年。/r/n圖/r/n10/r/n巴黎/r/n20kV雙環網示意圖/r/n在/r/n巴黎城區新建/r/n和/r/n改造/r/n的/r/n中壓配電網/r/n則/r/n采用三環網結構/r/n。這種結構是/r/n由兩座變電站三射線電纜構成三環網,開環運行。每座配電室/r/n兩/r/n路電源分別T接自三回路中兩回不同電纜,其中一路為主供,一路為熱備用,/r/n其接線方式如圖11/r/n所示。/r/n圖11/r/n巴黎20kV三環網示意/r/n圖/r/n東京/r/n配電網/r/n東京配電網供電模式的特點是：配電網中97%為6/r/n.6/r/nkV不接地電網,3%為20kV小電阻接地電網。6/r/n.6/r/nkV架空網供電方式采用3分段4聯絡、6分段3聯絡的方式,6/r/n.6/r/nkV電纜網供電方式采用環網的方式；負荷密集區采用20kV電纜網供電方式。/r/n1/r/n．/r/n66/r/nkV配電網絡/r/n東京電力認為環網具有可靠性較高的優點,但潮流控制困難,短路電流大；而放射性網絡潮流控制容易,短路電流小。因此,東京電力在供電系統中多采用環網結構、放射狀運行〔即"手拉手"網絡結構。/r/n輸電系統/r/n輸電系統/r/n變電站/r/n變電站/r/n變電站/r/n輸電線/r/n輸電線/r/n輸電線/r/n輸電線/r/n圖/r/n12/r/n東京電力的"手拉手"網絡結構/r/n2/r/n．22kV/r/n配電/r/n網絡/r/n〔/r/n1主備線路系統/r/n在東京,主備接線是最為常見的22kV網絡接線方式。雖然與SNW〔SpotNetwork系統相比,其變壓器容量較小,但是無論從空間還是花費上考量都更為經濟,因此應用廣泛。主備線路系統接線方式如圖所示。/r/n正常方式下,按預定的常用主線路進行供電。當主線路停電時,在非用戶內部事故,備用線路有電壓的情況下,通過自動或者手動切換刀閘或斷路器,可以在瞬時停電后恢復供電。/r/n圖12/r/n單線路連接配電系統原理圖/r/n〔a主備線路系統〔bSNW系統/r/n〔/r/n2SNW和RNW系統/r/nSNW系統是在城市和其他高電力需求地區最為常見的系統。其接線形式/r/n如圖12/r/n〔b所示。SNW系統是由兩個或者更多變壓器的二次側組成。各條配電線路全部以Ｔ接方式引入支線,經過斷路器接入變壓器。其低壓側并列連接,構成網絡母線。/r/n因為采用該方式的低壓側母線一般限定于同一座大樓內,所以稱為SpotNetwork〔定點網絡方式。當任一條饋線停電時,通過剩下的變壓器過負荷運行以提供所需的最大電量。因此,在選擇變壓器容量時要按這個原則進行,其過負荷耐量一般為普通變壓器的130%。此系統具備較高的可靠性,可維護性和可操作性,而且高壓側設備簡單。/r/nSNW系統一般應用于低電壓等級,即變壓器二次側低電壓供電；也可以應用于變壓器二次側為6.6kV的情況,為單一建筑提供有效供電。/r/nRNW〔RegularSystem系統是通過多個SNW系統低壓側的相互連接構成。因此,可以在其中任意系統故障或停電檢修的情況下,維持持續供電。RNW系統一般應用于繁華購物區,如東京銀座,新宿等。這種系統并沒有被廣泛應用。其主要原因是用戶對6.6kV供電仍然有大量需求以及此系統在可維護性,可操作性和可擴展性上存在不足。/r/n〔/r/n3/r/n22kV/6.6kV供電系統/r/n此種配電系統是先由22kV配電網傳輸至靠近用戶側,再由當地微型變電站降壓至6.6kV。其接線方式如圖/r/n13/r/n所示。目前這種系統已經被應用于工業區以及人口稀疏的地區,同時正在被考慮引入人口密集住宅區。/r/n這種系統不僅可以為22kV用戶供電,還可以為現有6.6kV用戶供電。這種系統作為過渡系統在推動22kV配電系統的同時,還可以大力推進微型變電站的普及。/r/n圖/r/n13/r/n微型變電站單線路接線原理圖/r/n〔變壓器最大容量為10MVA/r/n3/r/n./r/n6.6kV網絡/r/n東京6.6kV電纜網接線方式以4分段2/r/n并網為主。采用此方式的典型地下配電系統如圖14/r/n所示。/r/n此系統以一路進線,多路出線的單回路開關箱形成類似單環網的運行方式。不同開關箱間的線路設有聯絡開關,開關為常開方式,用戶進線采取環網方式。/r/n圖/r/n14/r/n4分段2并網地下配電系統/r/n東京6.6kV架空配電網系統多采用6分段3/r/n并網的方式。此系統結構如圖15/r/n所示。/r/n圖/r/n15/r/n6分段3并網架空配電線系統/r/n東京采取的這種電網接線,可以將線路的負載率由三分段三聯絡時的75%提高到85%左右。在故障時通過網絡的重構,可以提高線路的互倒互帶能力。/r/n北京/r/n配電網/r/n1/r/n．高壓配電網網架結構/r/n220kV電網樞紐變電站與500kV電網形成電磁環網,分成五個供電區域運行/r/n；59座地區220kV變電站和256座地區110kV變電站呈放射狀網絡運行,共同形成地區主網架供電結構。/r/n2/r/n．中壓配電網網架結構/r/n目前北京中壓配電網網架結構較為復雜,接線方式也較多,具體分為架空線接線模式和電纜線接線模式分別介紹。/r/n〔1架空線路結構/r/n架空線路主要應用在D類區域,以及無電纜線路要求的C類區域。/r/n中壓架空線路的接線方式一般采用環網接線開環運行方式和單放射方式。環網接線的架空線路運行電流一般應控制在長期允許載流量的2/3以下,預留轉移負荷裕度。/r/n架空線路采用環網接線開環運行方式,線路多分段、適度聯絡,分段與聯絡數量根據用戶數量、負荷性質、線路長度和環境等因素確定。每一分段的負荷容量可控制在70～120A,聯絡一般設置3個以內。優先采取線路尾端聯絡,逐步實現對線路大支線的聯絡。中壓架空網典型接線如圖/r/n16/r/n所示：/r/n圖/r/n16/r/n架空線路多分段多聯絡接線模式/r/n架空線路單放射方式僅適用于負荷密度較低的、缺少變電站電源點的地區,但同站線路之間應進行聯絡/r/n。/r/n〔2電纜線路結構/r/n電纜線路主要適用于A類、B類區域,C類區域優先選用。另外,繁華地區、重要地段、主要道路、高層建筑區等及城市規劃中有特殊要求的地區,以及狹窄街道和架空線路走廊難以解決的地區采用電纜線路供電。/r/n根據用戶負荷性質、容量、路徑等情況,中壓電纜線路的接線方式一般為雙射接線、單環接線和雙環接線方式等/r/n。/r/nA類、B類地區由電纜雙射網逐步發展為電纜雙環網供電,進一步提高供電可靠性；A類地區和部分B類地區在"十二五"規劃期內實現配網自動化。/r/n1雙放射接線方式/r/n兩路電源一般來自不同的變電站〔開閉站或者同一座變電站〔開閉站不同母線,線路負載率不宜超過50%,見圖/r/n17/r/n所示。/r/n〔a雙回電源來自同一變電站〔開閉站/r/n〔b雙回電源來自不同變電站〔開閉站/r/n圖/r/n17/r/n電纜線路雙放射接線方式/r/n2單環網接線方式/r/n電纜單環接線一般從開閉站接出,該方式適用于電纜化區域容量較小的用戶,一般采用異站單環接線方式,不具備條件時采用同站不同母線單環接線方式。正常開環運行,線路負載率不宜超過50%,見圖/r/n18/r/n所示。/r/n圖/r/n18/r/n電纜線路單環網接線方式/r/n3雙環網接線方式/r/n雙環網四路電源來自同一供電區域的兩座變電站或兩座開閉站的不同段母線,見圖/r/n19/r/n所示,這種接線方式線路負載率不宜超過75%。電纜雙環網接線適用于重要用戶供電,可隨電纜網改造逐步完善實現。/r/n圖/r/n19/r/n電纜線路雙環網接線方式/r/n4對射線接線方式/r/n自不同方向電源的兩個變電站〔或兩個開閉站的中壓母線饋出單回線路組成對射網接線方式,一般由改造形成。/r/n圖/r/n20/r/n電纜線路對射線接線方式/r/n與世界/r/n城市/r/n配電網網架結構對比分析/r/n北京市高壓配電網與國際城市相似,以/r/n環網結構、放射狀運行〔即"手拉手"網絡結構/r/n為主,可以達到國際水平；/r/n中壓配電網相當于國際一流城市電網70年代的水平。/r/n1.國外電網網架結構發展趨勢/r/n國外發達地區網架結構多程"啞鈴"狀發展,按照/r/n"強化兩頭、簡化中間"/r/n發展原則,既保證供電的可靠性和安全性,又避免重復建設造成的浪費。如新加坡、巴黎、東京電網網架結構發展趨勢如圖/r/n21/r/n所示。/r/n圖/r/n21/r/n新加坡、巴黎、東京電網網架結構發展趨勢/r/n2.北京電網網架結構/r/n北京電網20XX網供電可靠率RS1和RS3都為99.9776%,沒有由于系統電源不足造成的限電現象。因此,北京主網較為堅強,造成可靠性相對較低的主要問題在于配電網網架顯得相對薄弱,應該按照按照/r/n"強化兩頭、簡化中間"/r/n原則,/r/n重點解決/r/n配電網/r/n薄弱/r/n的/r/n問題/r/n,使電網架構功能更加清晰、層次更加分明。如北京電網網架結構發展現狀如圖/r/n22/r/n所示。/r/n圖/r/n22/r/n北京電網網架結構發展現狀/r/n供電可靠性/r/n新加坡配電網/r/n從新加坡電網供電可靠性的發展趨勢可以看出,新加坡電網在1993～1994年應用的環網運行技術,直接導致平均停電時間由27.4分鐘減少到10.7分鐘。而在2003/20XX間投入狀態監測和狀態檢修技術后,平均停電次數從0.1次/戶降低至0.04次/戶。新加坡配網的供電可靠性較高,至20XX新加坡電網供電可靠性指標ASAI已達到99.999941%、SAIDI為0.31min。/r/n1998/r/n～/r/n20XX/r/n新加坡電網系統平均停電持續時間/r/nSAIDI/r/n變化情況如圖/r/n23/r/n所示。/r/n1998/r/n～/r/n20XX/r/n新加坡電網系統平均停電頻率/r/nSAIFI/r/n變化情況如圖/r/n24/r/n所示。/r/n圖/r/n23/r/n199/r/n7～/r/n20XX/r/n新加坡電網系統平均停電持續時間/r/nSAIDI/r/n變化情況/r/n圖/r/n24/r/n1998/r/n～/r/n20XX/r/n新加坡電網系統平均停電頻率/r/nSAIFI/r/n變化情況/r/n巴黎配電網/r/n巴黎20XX供電可靠性指標SAIDI如圖/r/n25/r/n所示,其中區域1是人口數小于1萬人的小城鎮,SAIDI<2小時,供電可靠率〔RS-1為99.977％〔對應我們的農網；區域4是人口數超過10萬人的城市中心區,SAIDI<30分,供電可靠率〔RS-1ASAI為99.994％〔對應我們的中心城區。巴黎20XX供電可靠率ASAI為99.998%,SAIDI為10min。/r/n圖/r/n25/r/n法國20XX低壓用戶的供電可靠性指標SAIDI/r/n巴黎歷年供電可靠性指標SAIDI如圖/r/n26/r/n所示。巴黎1993年用戶平均停電時間為58分鐘,供電可靠率為99.99％,到20XX用戶平均停電時間縮短到13.7分鐘,供電可靠率為99.9975％。/r/n圖/r/n26/r/n巴黎歷年供電可靠性指標SAIDI/r/n東京配電網/r/n1982年東京供電可靠性指標ASAI為99.99315%、SAIDI為36分。1986年東京電力公司開始采取配網自動化措施,之后供電可靠性指標ASAI進一步提高。至/r/n20XX/r/n東京電力公司可靠性指標ASAI為99.999618%、SAIDI為2min。/r/n20XX/r/n日本受/r/n"3·11"地震/r/n的影響可靠性突然下降,因此我們暫不做參考。東京電力公司歷年可靠性變化曲線如圖/r/n27/r/n所示/r/n。/r/n圖/r/n27/r/n東京電力公司歷年可靠性變化曲線/r/n北京配電網/r/n1．歷史年可靠性水平/r/n20XX北京市供電可靠率RS1和RS3都為99.9776%,系統平均停電時間為1.93小時。自20XX以來北京市電網可靠性RS1和RS3均相等,主要是由于"十五"和"十一五"期間加強了主網建設,形成了較為堅強的主網網架結構,消除了由系統電源不足造成的限電現象。/r/n近年北京市供電可靠性指標如表/r/n7/r/n所示,近年北京市供電可靠性曲線圖/r/n28/r/n所示。/r/n表/r/n7/r/n近年北京市供電可靠性指標/r/n項目/r/n2005/r/n2006/r/n2007/r/n2008/r/n2009/r/n2010/r/nRS1/r/n99.8967/r/n99.904/r/n99.938/r/n99.954/r/n99.980/r/n99.9776/r/nRS3/r/n99.8969/r/n99.904/r/n99.938/r/n99.954/r/n99.980/r/n99.9776/r/n*/r/nRS1/r/n：是計入所有對用戶的停電后得出的,平均供電可靠率指標；RS3：是扣除系統電源不足限電的平均供電可靠率。/r/n99.896/r/n7/r/n99.896/r/n7/r/n圖/r/n28/r/n近年北京市供電可靠性曲線/r/n2．可靠性發展目標/r/n考慮到北京以建設世界城市為遠景年目標,因此局部地區規劃的電網技術指標略高于國家電網公司的推薦指標。北京A類地區經濟和社會發展水平相對成熟,與世界城市差距相對較小,同時區域電網基礎條件相對較好,具備與世界城市電網技術標準接軌的基礎電網條件,因此適當提升技術指標,打造國內優質配電網建設樣板模式是合適的。北京"十二五"期間電網建設可靠性指標如表/r/n8/r/n所示。/r/n表/r/n8/r/n北京"十二五"期間電網建設可靠性指標/r/n項目/r/nA類區域/r/nB類區域/r/nC類區域/r/nD類區域/r/n供電可靠率/r/n≥/r/n99.999%/r/n≥/r/n99.99%/r/n≥/r/n99.9%/r/n≥/r/n99.8%/r/n與世界/r/n城市配電網供電可靠性對比分析/r/n20XX北京供電可靠性與先進城市80、90年代可靠性對比情況如圖/r/n29/r/n所示。/r/n供電可靠性〔%/r/n27分鐘/r/n58分鐘/r/n36分鐘/r/n118分鐘/r/n供電可靠性〔%/r/n27分鐘/r/n58分鐘/r/n36分鐘/r/n118分鐘/r/n圖/r/n29/r/n20XX北京供電可靠性與先進城市80、90年代可靠性對比情況/r/n0.31分鐘/r/n2分鐘/r/n10.5分鐘/r/n2015年北京供電可靠性與先進城市目前可靠性對比情況如圖/r/n30/r/n所示。/r/n0.31分鐘/r/n2分鐘/r/n10.5分鐘/r/n供電可靠性〔%/r/n118分鐘/r/n供電可靠性〔%/r/n118分鐘/r/n圖/r/n30/r/n20XX北京供電可靠性與先進城市目前可靠性對比情況/r/n通過分析,20XX北京市供電可靠性與東京、巴黎、新加坡等國際發達城市近年來相比可靠性差距較大。/r/n通過對這些城市歷年可靠性分析,北京市目前可靠性水平相當于這東京1980年代以前的可靠性水平；相當于巴黎80年代的可靠性水平。/r/n主要結論及建議/r/n北京電網定位/r/n北京電網現狀定位如下表/r/n4-3-1/r/n所示。/r/n表/r/n9/r/n北京/r/n配/r/n電網現狀定位/r/n指標/r/n水平/r/n人均供電負荷/r/n80年代水平/r/n配電網電壓等級/r/n21世紀初/r/n配電網規模/r/n領先水平/r/n配電網網架結構/r/n高壓配電網,/r/n國際水平/r/n；/r/n配網7/r/n0年代/r/n供電可靠性/r/n70、80/r/n年代水平/r/n北京市配/r/n電網處于世界一流/r/n配/r/n電網的80年代初期水平。總體來看：/r/n高壓/r/n配電網網架結構、配電網規模/r/n已經達到了世界領先水平/r/n。/r/n中壓配電網、人均供電負荷水平、供電可靠性處在一流電網70、80年代的水平,根據新加坡、巴黎、東京的改造經驗,需要經過20/r/n年左右的時間,才能夠達到國際水平。/r/n人均負荷水平對比分析/r/n圖/r/n31北京與世界城市各年負荷水平/r/n從人均負荷指標看,北京市電力公司20XX電網相當于東京80/r/n年代初期電網水平,據世界城市/r/n目前電網水平相差較大。/r/n目前北京電網與東京電網人均負荷相差449W/人。/r/n北京市電力公司2015年電網相當于東京90年代初期電網水平。/r/n至飽和年要超過目前世界城市/r/n負荷水平,躋身世界領先行列。/r/n配電網電壓等級對比分析/r/n目前隨著工業化程度的不斷提高,世界上工業發達國家相繼建立起各自不盡相同的電壓等級,根據資料介紹,很多國家由于現有電壓等級過多過密〔其中包括工業發達國家這種現象較甚,設計上顯得十分繁雜,造成輸變電容量重復過多,電網線損及無功損失損耗加大,而且占用了許多有色金屬,造成了資源浪費。/r/n世界城市配電網/r/n以/r/n20/r/nkV/r/n電壓等級為主,與北京中壓配電網10kV電壓等級相比,具備以下特點/r/n：/r/n在具備相同載流容量的情況下,/r/n20/r/nkV電纜承載著兩倍于/r/n10/r/nkV/r/n電纜的電能。/r/n因此,/r/n20/r/nkV系統不僅能夠節省安裝空間,還能在大多時候降低電纜溫度,從而有效的解決了電纜過熱的問題并且增長了原件的使用壽命。/r/n巴黎過電網經過20年的梳理改造,形成了400/225/20/0.4/r/nkV/r/n的4級電壓等級序列,可以為北京電網提供借鑒意義。/r/n配電網/r/n網架結構/r/n對比分析/r/n世界城市配電網網架特點分析/r/n北京市/r/n高壓配電網/r/n網架結構較為合理,可以達到國際領先水平。/r/n中壓/r/n配電網網架結構與世界城市相比較為薄弱,且網絡接線模式復雜,難以/r/n形成標準化,需要借鑒國外中壓配電網先進理念作出/r/n相應調整/r/n。/r/n國外電力公司十分重視大城市的中壓配/r/n網/r/n網/r/n架建設,/r/n其中壓配網/r/n網架/r/n由統一的供電模型組成,標準化、模型化設計可大大減少規劃設計部門的工作量,方便配電網擴展,利于實現自動化,采用統一的控制策略,/r/n并為用戶/r/n接入提供明確的入網標準和評估體系。/r/n通過對新加坡、巴黎、東京典型供電模型分析,發現應用供電模型構建/r/n中壓/r/n配電網具有以下特點。/r/n〔/r/n１網架結構清晰化、標準化/r/n采用供電模型構建/r/n配電網,能夠使網架清晰化、標準化?？筛鶕h景年變電站布點設定遠景年目標網架結構,據此制定現狀網架逐步過渡到遠景目標網架的平滑過渡方案,逐步梳理網架結構。/r/n〔/r/n２考慮了變電站間的聯絡方式/r/n接線模式僅體現了線路間聯絡關系,供電模型不僅考慮了接線模式,還考慮變電站間的聯絡方式。相較于線路,供電模型作為一個較大的供電單元,其負荷轉帶等運行方式相對固定,易于調度操作,并利于采用統一的控制策略,實現配電自動化。/r/n</r/n３/r/n>/r/n考慮了高中壓電網之間的相互協調/r/n供電模型從整體的角度考慮主變間的聯絡方式,優化配電網整體供電能力,并根據網絡實際供/r/n電能力對線路側進行規劃,實現模型總體的供電能力和模型中線路的供電轉移能力的匹配,使上下級電網間更加協調。/r/n世界/r/n城市電網具有啞鈴型的特點,其遠郊的/r/n高壓輸電/r/n環網保證了骨干電網的運行安全和穩定,/r/n20k/r/nV/r/n環網保證了對用戶供電的靈活性和可靠性,而中間電壓等級電網采