钻石型配电网.pdf

《钻石型配电网.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻石型配电网.pdf（9页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911149058.1 (22)申请日 2019.11.21 (71)申请人 国网上海市电力公司 地址 200122 上海市浦东新区源深路1122 号 (72)发明人 阮前途江峰青张征祝瑞金 石方迪唐琪李亦农张铭泽 陈云辉宋若晨颜华敏储琳琳 (74)专利代理机构 上海元好知识产权代理有限 公司 31323 代理人 徐雯琼章丽娟 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H02H 7/26(2006.01) H02H 3/06(2006.01) (54)发。

2、明名称 一种钻石型配电网 (57)摘要 本发明公开一种钻石型配电网， 包含多个变 电站、 多个开关站和多个环网站， 所述钻石型配 电网采用分层分级的结构， 分为由变电站和开关 站形成的以开关站为核心节点、 双侧电源四回路 就近供电、 双环网连接且开环运行的主干网， 以 及由开关站和环网站形成的以环网站为节点、 以 开关站为其上级电源的次干网； 主干网中变电站 按10kV出线间隔配置自愈装置， 开关站按母线段 设置自愈保护控制装置。 本发明以开关站双环网 为主干网络， 具有良好的电源和用户接入适应能 力、 灵活的站间负荷转移及平衡能力、 快速的网 络故障自愈能力， 同时在中心城区配电网建设改 造。

3、中具有良好的经济性和可实施性， 为实现配电 网的高质量发展、 建设一流能源互联网奠定坚实 基础。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 110932258 A 2020.03.27 CN 110932258 A 1.一种钻石型配电网， 其特征在于， 包含多个变电站、 多个开关站和多个环网站， 所述 钻石型配电网采用分层分级的结构， 分为主干网和次干网； 所述主干网包含所述变电站和 所述开关站， 并以开关站为核心节点、 双侧电源四回路就近供电、 双环网连接且开环运行； 所述次干网包含所述开关站和所述环网站， 并以环网站为节点、 以开关站为环网站的上级 电源。 2.如权利要求1所述的钻石型配。

4、电网， 其特征在于， 所述变电站为110kV变电站或者35kV变电站； 所述开关站为10kV开关站； 所述环网站为10kV环网站。 3.如权利要求2所述的钻石型配电网， 其特征在于， 所述主干网中， 所述变电站按10kV出线间隔配置自愈装置， 所述开关站按母线段设置 自愈保护控制装置。 4.如权利要求2所述的钻石型配电网， 其特征在于， 所述变电站与所述开关站之间采用双路的10kV主干网电缆进行连接， 任意两直接相邻 的开关站之间采用双路的10kV主干网电缆进行连接。 5.如权利要求1所述的钻石型配电网， 其特征在于， 包含两个变电站， 每侧变电站采用两回电源进线。 6.如权利要求1所述的钻石。

5、型配电网， 其特征在于， 所述主干网中， 包含46个开关站。 7.如权利要求1所述的钻石型配电网， 其特征在于， 开环终端处的用户为单侧电源用户。 8.如权利要求2所述的钻石型配电网， 其特征在于， 所述开关站与所述环网站之间采用10kV次干网电缆进行连接。 9.如权利要求8所述的钻石型配电网， 其特征在于， 所述次干网采用单侧电源单环网或双侧电源单环网或双侧电源双环网结构； 所述环网站以单个开关站为供电电源并且采用单路的10kV次干网电缆进行连接； 或 者， 所述环网站以两个开关站为供电电源并且采用单路的10kV次干网电缆进行连接； 或者， 所述环网站以两个开关站为供电电源并且采用双路的10。

6、kV次干网电缆进行连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110932258 A 2 一种钻石型配电网 技术领域 0001 本发明涉及配电网领域， 特别涉及一种以开关站为节点的钻石型配电网。 背景技术 0002 目前， 一些城市已开展了新一轮配电网升级改造， 满足负荷增长和城市发展的需 求， 但中压配电网面临的问题与挑战依旧是多样化的， 主要体现在： (1)中压配电网直接面 向用户， 目前电缆网以单侧电源供电的单环网为主， 在故障情况下的站间负荷转移能力不 足， 影响了供电安全性； (2)高压配电网面临大容量110kV主变和小容量35kV主变长期共存 的局面， 而目前中压配电网正常运行方式下。

7、的站间负荷平衡能力不足， 造成局部地区35kV 电网重载、 110kV电网轻载的情况并存； (3)现状110(35)kV变电站直送用户线路较多， 且部 分用户装接容量较小， 变电站10kV间隔和出线利用率不高； (4)电网经过长时间发展， 电量 增长趋缓， 但安全可靠性要求不断提高， 配电网投资效益难以体现。 0003 现有技术的东京点网式接线， 是指东京城市核心区22kV点网式接线中， 每个用户 三回电源进线分别T接自三回主干线路， 三回线路全部主供且并列运行， 满足了三电源用户 的供电需求， 正常运行时线路负载率可达67。 这种方式能够实现站内主变和所供线路均 并列运行， 且每个用户三回电。

8、源进线， 单一线路故障发生时不存在瞬时停电； 但是变电站之 间缺乏线路联络， 站间负荷转移和平衡能力不足， 在全站停电时会导致全部负荷失电， 而且 不利于变电站间的负荷平衡。 0004 另外， 目前研发出的新加坡花瓣式接线， 是指新加坡22kV配电网采用以变电站为 中心的花瓣形接线， 来自同一座变电站两台并列运行变压器的两回馈线构成单环网， 闭环 运行； 不同电源变电站所供花瓣间设置备用联络(13个)， 开环运行。 这种方式能够闭环运 行， 单一线路发生故障时， 能够全容量保障供电， 且不存在瞬时停电； 但是正常运行方式下， 站间负荷平衡须打破花瓣闭环运行， 灵活性、 可实施性低， 且部分检修。

9、方式 “N-1” 情况下， 负 荷不能完全转移。 0005 再者， 目前很多城市采用常规双环网为目标网架， 常规双环网以环网站为核心、 双 侧电源四回路就近供电、 开环运行并配置配电自动化功能。 这种方式中的优势是环网站内 仅配置负荷开关， 且一般不配置分段开关， 投资经济性较好； 站间负荷转移能力和站间负荷 平衡能力较高， 但是缺点是环网站内的负荷开关不具备继电保护功能， 在故障情况下首先 断开变电站出口开关、 全线停电， 然后采用配电自动化进行故障定位、 故障隔离、 网络重构 和供电恢复， 供电恢复时间为分钟级。 0006 为了满足城市配电网高供电安全性和可靠性要求， 需要研发一种钻石型配。

10、电网， 以开关站双环网为主干网络， 使得有效推进配电网升级改造， 实现配电网高质量发展。 发明内容 0007 本发明的目的在于提供一种以开关站为节点的钻石型配电网， 其以开关站双环网 为主干网络， 具有良好的电源和用户接入适应能力、 灵活的站间负荷转移及平衡能力、 快速 说明书 1/5 页 3 CN 110932258 A 3 的网络故障自愈能力， 同时在中心城区配电网建设改造中具有良好的经济性和可实施性， 为实现配电网的高质量发展、 建设一流能源互联网奠定坚实基础。 0008 为了达到上述目的， 本发明通过以下技术方案实现： 0009 一种钻石型配电网， 包含多个变电站、 多个开关站和多个环。

11、网站， 所述钻石型配电 网采用分层分级的结构， 分为主干网和次干网； 所述主干网包含所述变电站和所述开关站， 并以开关站为核心节点、 双侧电源四回路就近供电、 双环网连接且开环运行； 所述次干网包 含所述开关站和所述环网站， 并以环网站为节点、 以开关站为环网站的上级电源。 0010 优选地， 所述变电站为110kV变电站或者35kV变电站； 所述开关站为10kV开关站； 所述环网站为10kV环网站。 0011 优选地， 所述主干网中， 所述变电站按10kV出线间隔配置自愈装置， 所述开关站按 母线段设置自愈保护控制装置。 0012 优选地， 所述变电站与所述开关站之间采用双路的10kV主干网。

12、电缆进行连接， 任 意两直接相邻的开关站之间采用双路的10kV主干网电缆进行连接。 0013 优选地， 所述的钻石型配电网包含两个变电站， 每侧变电站采用两回电源进线。 0014 优选地， 所述主干网中， 包含46个开关站。 0015 优选地， 开环终端处的用户为单侧电源用户。 0016 优选地， 所述开关站与所述环网站之间采用10kV次干网电缆进行连接。 0017 优选地， 所述次干网采用单侧电源单环网或双侧电源单环网或双侧电源双环网结 构； 所述环网站以单个开关站为供电电源并且采用单路的10kV次干网电缆进行连接； 或者， 所述环网站以两个开关站为供电电源并且采用单路的10kV次干网电缆进。

13、行连接； 或者， 所 述环网站以两个开关站为供电电源并且采用双路的10kV次干网电缆进行连接。 0018 与现有技术相比， 本发明的有益效果在于： 0019 (1)本发明具有良好的分布式电源和微电网接入适应能力： 钻石型配电网中开关 站进出线配置全断路器和全纵差保护， 可避免分布式电源和微电网接入引起的对现有继电 保护的调整以及对故障电流影响可能引起的保护拒动和误动问题， 更好地接纳分布式电源 和微电网接入配电网。 0020 (2)本发明具有良好的用户接入适应能力： 10kV电网主要采用小电阻接地方式， 钻 石型配电网中开关站进出线配置全断路器， 可避免800kVA装接容量以上用户接入点熔断器。

14、 的熔断曲线与零序电流保护整定值难以配合的问题， 满足大容量用户的接入需求， 因此， 开 关站作为变电站母线延伸， 可有效减少变电站直供用户线路， 提高变电站10kV间隔和出线 利用率， 解决变电站10kV间隔和出线通道紧张问题。 0021 (3)本发明全互联提高运行安全性和灵活性： 钻石型配电网中10kV主干网为不同 变电站双侧电源供电， 变电站站间联络率达到100， 站间负荷转移能力达到100， 除满足 本级电网检修方式下 “N-1” 安全供电外， 可支撑上级变电站满足检修方式下 “N-1” 安全供 电；“钻石型” 配电网可根据检修计划灵活调整运行方式， 能有效减少计划检修及施工停电 时间。

15、。 0022 (4)本发明的钻石型配电网的理论供电可靠率超过99.9996， 年户均故障停电时 间低于2分钟， 比花瓣式接线少3.2秒， 比常规双环网少11.8秒， 达到很高水平。 0023 (5)本发明的新建钻石型配电网的综合造价， 与花瓣式配电网基本持平， 比常规双 说明书 2/5 页 4 CN 110932258 A 4 环网增加约22； 在现有配电网单环网为主的网架结构基础上升级改造成钻石型配电网的 综合投资， 比花瓣式配电网最多可节省约5。 0024 (6)本发明配电保护自愈装置， 提高运行可靠性。 附图说明 0025 图1为本发明的钻石型配电网示意图； 0026 图2为本发明的钻石。

16、型配电网站间负荷平衡示意图。 具体实施方式 0027 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明实施例 中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是 本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0028 如图1-图2结合所示， 本发明提供了一种钻石型配电网， 包含多个变电站、 多个开 关站和多个环网站。 所述变电站为110(35)kV变电站1， 所述开关站为10kV开关站2， 所述环 网站为10kV环网站。

17、3。 所述钻石型配电网采用分层分级的结构， 分为10kV主干网和10kV次干 网两个层级， 不同层级的电网采用不同的接线模式和二次系统配置。 0029 如图1所示， 所述10kV主干网以开关站2为核心节点， 采用双侧电源四回路就近供 电、 双环网连接、 开环运行并配置自愈功能的双环网结构， 具有全电缆、 全断路器、 全互联、 全自愈的特征， 故障发生后可在秒级恢复供电。 所述10kV次干网以环网站3为节点、 以开关 站2为上级电源， 可采用单侧电源单环网或双侧电源单环网或双侧电源双环网结构。 0030 具体而言： 所述双环网连接是指变电站1与开关站2之间采用双路的10kV主干网电 缆进行连接，。

18、 且任意两直接相邻的开关站2之间也采用双路的10kV主干网电缆进行连接。 由 于钻石型配电网是由两个不同的110(35)kV变电站1进行双侧电源供电， 且每侧变电站1均 是采用两回电源进线， 从而形成所述双侧电源四回路就近供电。 所述开环运行也意味着开 环终端处的用户相当于单侧电源用户。 可选地， 10kV主干网中， 每组双环网接线含46座开 关站。 双环网线路供电能力能够满足高峰负荷正常方式 “N-1” 和春秋季负荷检修方式 “N- 1” 。 0031 另外， 在10kV次干网中， 开关站2与环网站3之间采用10kV次干网电缆进行连接， 其 由同一个开关站2不同路母线或不同开关站2供出， 形。

19、成单环网或双环网网络结构。 示例地， 10kV次干网采用单侧电源单环网是指环网站3以单个开关站2为供电电源并且采用单路的 10kV次干网电缆进行连接。 另一示例地， 10kV次干网采用双侧电源单环网是指环网站3以两 个开关站2为供电电源并且采用单路的10kV次干网电缆进行连接。 再一示例地， 10kV次干网 采用双侧电源双环网是指环网站3以两个开关站2为供电电源并且采用双路的10kV次干网 电缆进行连接。 其中， 单环网线路节点数一般不大于6个， 双环网线路节点数一般不大于12 个。 地块内开关站2数量大于等于2个时， 所供环网站宜形成双环网接线。 0032 本实施例中， 10kV主干网中11。

20、0(35)kV变电站1按10kV出线间隔配置自愈装置， 实 现出线间隔开环时自愈合闸功能； 各开关站2按母线段设置自愈保护控制装置。 对于一套智 能分布式配电保护自愈装置， 至少可接入8个间隔， 包含母线保护、 故障解列保护、 主干线路 说明书 3/5 页 5 CN 110932258 A 5 开关和分段开关的过流后加速保护、 零序过流后加速保护、 主干线路开关的过负荷报警等 保护功能以及故障隔离、 开环点开关自愈合闸、 就地分段备自投等自愈功能。 0033 由上可知， 本发明的钻石型配电网中每座开关站均具有四个电源方向， 配合自愈 可快速实现负荷转移， 满足多元化电源和用户的接入， 可有效提。

21、升配电网运行的安全性、 可 靠性、 灵活性和适应性， 同时和现状配电网结构衔接较好， 避免了大拆大建， 能够兼顾配电 网升级改造的经济性和可实施性。 0034 值得说明的是， 钻石型配电网中10kV主干网为不同变电站双侧电源供电， 变电站 站间联络率达到100， 站间负荷转移能力达到100， 除满足本级电网检修方式下 “N-1” 安 全供电外， 可支撑上级变电站满足检修方式下 “N-1” 安全供电；“钻石型” 配电网可根据检修 计划灵活调整运行方式， 能有效减少计划检修及施工停电时间。 0035 特别是钻石型配电网可在正常运行方式下通过灵活调节变电站所供的开关站数 量， 在不降低配电网供电可靠。

22、性的前提下， 能够有效平衡双侧电源变电站的负载水平， 非常 适用于一些配电网110kV变电站数量少于35kV变电站、 单台主变容量成倍大于35kV变电站、 站址穿插在大量35kV变电站之间的特点， 钻石型配电网负荷平衡示意图如图2所示。 图中， 数字标记11、 12、 13、 14和15分别表示110(35)kV变电站， 数字标记21、 22、 23、 24、 25分别表示 10kV开关站， 数字标记300表示10kV环网站。 线条标记S1和S2表示主干网电缆和次级网电 缆。 0036 另外， 本发明的全自愈提高运行可靠性， 具体体现在： (a)钻石型配电网独创全线 配置自愈系统， 10kV开。

23、关站按母线段设置自愈保护控制装置， 具备每个间隔的遥测、 遥信、 遥控功能， 就地完成信息采集， 远方自动执行自愈策略； (b)自愈系统利用光纤通道， 交换开 关站间的开关量和故障信息， 实现故障情况下秒级恢复功能， 有效保障故障情况下负荷的 转移能力； (c)从故障停电时间来看， 钻石型配电网开环运行， 单一故障发生时可利用线路 自愈切换， 仅存在秒级停电现象； (d)从故障停电范围来看， 钻石型配电网配置断路器， 单一 故障只停故障区段， 故障影响范围较小。 0037 本实施例中， 开关站进出线全部配置断路器， 采用单母线分段的接线方式。 开关站 可根据周边低压用电需求适当配置配电变压器；。

24、 开关站出线开关配置过流、 零流等保护， 次 干网线路发生故障时， 出线保护动作跳开出线开关。 对新建配电网， 全部环网站按照 “三遥” 标准同步配置终端设备、 光缆、 光纤专网设备； 对已建配电网， 统筹考虑经济实用与差异区 分原则， 选择部分环网站改造为 “三遥” 关键节点配置终端设备、 光缆、 光纤专网设备。 0038 示例地， 本发明的10kV主干环网线路双侧首段电缆可采用双拼3400mm2电缆(两 条电缆并行， 电缆内有三根400mm2的电线)， 中间段可采用双拼3400mm2或3400mm2电缆。 本发明的10kV次干环网线路可采用3240mm2或3120mm2电缆， 两回进线最高。

25、负载率平均 值不高于50。 0039 综上所述， 本发明的钻石型配电网以开关站双环网为主干网络， 具有良好的电源 和用户接入适应能力、 灵活的站间负荷转移及平衡能力、 快速的网络故障自愈能力， 同时在 中心城区配电网建设改造中具有良好的经济性和可实施性， 为实现配电网的高质量发展、 建设一流能源互联网奠定坚实基础 0040 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍， 但应当认识到上述的 描述不应被认为是对本发明的限制。 在本领域技术人员阅读了上述内容后， 对于本发明的 说明书 4/5 页 6 CN 110932258 A 6 多种修改和替代都将是显而易见的。 因此， 本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。 说明书 5/5 页 7 CN 110932258 A 7 图1 说明书附图 1/2 页 8 CN 110932258 A 8 图2 说明书附图 2/2 页 9 CN 110932258 A 9 。