配电电网电容电桥测试仪

由于大量的常闭分段开关和常开联络开关存在于配电网中有，调度员在正常、检修或事故运行方式下，需要根据实际情况对分段开关和联络开关进行操作来调整配电网络结构，以优化配电网运行模式，从而提高电网的安全性、可靠性和经济性。这种方式被称为配电网重构。按照应用侧重点的不同，配电网重构可分为网络优化重构（简称网络重构）和故障后重构（也称故障恢复）。

作为配电系统运行和控制的重要手段配电网重构在配电管理系统中起着重要作用。目前，配电网络广泛采用环状设计、开环运行。通常情况下，在沿馈线方向上分布了一定数量的常闭分段开关，而在馈线之间装有常开的联络开关。为了提高电网的可靠性和经济性，在正常运行状态下，根据负荷的变化需要定期调整这些开关的状态来重新建构配电网络的运行结构，使负荷在各馈线之间自由流动，从而达到合理分配的目的；在故障状态下，为了保证供电能够得到尽快地恢复，网络运行方式最为经济合理，相应的网络结构优化也是十分必要的。

实际上，由于配电网中的开关数目巨大，随之生成的环状网络树的数量也十分可观，因此在理论上配电网重构问题是一个庞大的非线性整数组合优化问题。考虑到开关组合数量巨大，将它们作为优化变量进行穷举搜索将面临“组合爆炸”问题，从而导致数学求解过程中计算量过大，占用大量的机时，并且无法确保计算过程的收敛性。为了解决计算速度的问题，研究人员提出了许多不同的方法来解决配电网络重构问题，目前大家将研究与改进的主要方向集中在优化算法和优化目标两个方面。

直流配电系统的未来趋势应包括中压配电网和用户侧低压配电网的公共配电网络，即中压直流配电系统和低压直流配电系统。其中直流配电网的拓扑结构和电压等级的选择是直流配电网的重要因素。

确定直流配电网的拓扑结构有以下几点需要注意 ：

（1）直流配电系统必须能够与大电网并网运行，所以并网变换器必须具有功率双向流动的特性，以便将DG发出的过剩能量传输给交流电网；

（2）直流配电系统必须能够为负载提供较为稳定的电压；

（3）直流配电系统必须具有较高的安全可靠性。

直流配电网中压直流配电网拓扑结构

与多端直流输电技术相比，直流配电技术更关注直流入户的实现，必然涉及多级直流配电及供电可靠性、电能质量等问题，如中压直流配电网中的部分电能，需经直流变压器等直流降压装置送到低压直流配电网后再供用户使用，因此其系统结构与工程实现相对而言比多端直流输电要复杂得多。其基本的拓扑结构主要有环状、放射状与两端配电3种，如图4~图6所示。

交流电网、分布式电源、储能设备、交直流工业负载等各类电源与负载，根据自身要求经不同类型的适配器接入不同电压等级的直流配电网。各类交、直流电源产生的电能，分别经VSC和DC/DC换流器转换成一定电压等级的直流电并通过直流配电网输送到各负载端，再经VSC或DC/DC换流器分别转换成交流或直流电为相应的交流或直流负载供电。一般来讲，与交流大电网连接的VSC具备能量双向流动的功能，以便实现直流配电网与交流大电网之间的电能交换与功率平衡;连接储能设备的DC/DC换流器涉及充、放电，同样也是双向型的。通常来说，环状网络及两端配电网络的供电可靠性相对较高，但故障识别及保护控制配合等也相对困难，放射状网络供电可靠性相对较低，但故障识别及保护控制配合等相对容易。选定直流配电网络拓扑结构需要综合考虑直流配电网供电可靠性、供电范围牌离)及投资等实际工程需要。一般情况下，网状结构主要用于直流输电，而树状结构主要用于直流配电。

直流配电网低压直流配电网拓扑结构

（1）按上层传输方式分类

低压直流配电网即用户侧直流配电网。按上层传输方式分类，配电网的拓扑结构可分为两类。如图7所示，交流传输、直流传输的DC配电系统结构。

由于目前各国对直流配电网的研究都还处在试验探索阶段，对直流配电网的深入研究，尤其是对直流配电网接入电网装置的研究及其关键设备的研制目前接近空白，因此，现在大部分的研究都集中在如图7中（a）所示的上层为交流传输的低压直流配电系统；图7中（b）所示的直流配电系统将是未来的发展方向。

（2）按交流负荷供电方式分类

按交流负荷供电方式分类可分为两种：集中型供电模式和模块式的辐射型供电模式。集中式低压直流配电系统参见图8中（a），两个交流系统靠一条直流线路相连。用户与直流系统相连，多个用户从一个变流器取电。辐射型参见右图8中（b）。用户不直接与直流系统相连，每一个用户对应一个变流器。

1）集中式供电模式是类似于高压直流输电的直流配电系统。多个用户从一个变流器取电，此种拓扑结构简单，变流器效率高，但其扩展和冗余能力较差，不适宜分布式电源的接入，且变流器容量大、负担重、可靠性也会降低。适用于电源和负荷均比较集中的情况。

2）模块式直流配电系统。用户间接与直流系统相连，每个用户作为一个单独模块各自对应一个变流器，此种拓扑结构扩展能力和冗余能力都很强，但变流器效率低。适用于电源和负荷均比较分散的情况。

直流配电系统有利于分布式电源并网和直流负荷用电，通常分布式电源由于地理环境因素，安装会比较分散;低压直流配电网的直流用户可直接通过变换器从直流母线上取电，故用户也可比较分散;为了兼容更多的分布式电源和负荷接入系统，就必须充分考虑到系统的扩展性，因此，直流配电系统适合采用辐射型网络结构。

配电网是以使用电能为主要任务的那一部分电力网络，根据电压等级分为高压、中压和低压配电网。

高压配电网：通常为35-110kV，负荷密度大可用220kV。

中压配电网：通常6-10kV，6kV为淘汰型。

低压配电网：220/380V。

电压等级的选择问题是一个技术经济问题。需求随电压增大而下降的运行成本曲线与上升的投资成本曲线的交点。

我国中压配电网以10kV为主。随着近年来经济的迅猛发展，用电需求急剧攀升，10kV配电

系统呈现出容量小、损耗大、供电半径短、占用通道多等劣势，配电网建设与土地资源利用的矛盾日益显现。20kV中压供电优势：20kV是介于35kV与10kV之间的新供电模式。与35kV相比，20kV可降低造价、节约土地、减少电压转换环节、集约利用廊道资源。与10kV相比，20kV供电半径增加60%，供电范围扩大1.5倍，供电能力提高1倍，输送损耗降低75%，通道宽度基本相当，在输送功率相同时，可减少变电站和线路布点2100433B