1.1 论文的背景及研究意义
随着我国社会经济的不断发展以及人们生活水平的日益提高，电力的使用已经遍及社会生产和人民生活的每个角落。社会的发展越来越依赖电力系统，这也对我国电力系统的可靠性与经济性提出了更高的要求。配电系统通常包括配电变电站、一次配电线路(馈电线路)、配电变压器、二次配电线路、继电保护设施等,是连接发、输电系统与用户的重要环节。对配电网规划问题进行研究,可以提高供电质量和可靠性,对提升经济效益与竞争力、降低电网电能损耗、节约能源具有很大的现实意义[1]。近年来，配电网规划研究无论从模型还是算法方面都有了很大的发展，很多新的技术经济条件对配电网规划研究影响显著[2]。智能电网是近年来比较热门的研究课题，国际上广泛开展关于智能电网的研究,包括分布式能源以及微电网的应用研究。分布式电源相对于常规集中式电源的优势在于可以高效利用用户处各种分散的能源，提高能源的利用率，实现就近供电以减少远距离供电产生的网损，这对于减轻环保压力，降低终端用户的费用具有一定的作用。微电网是智能电网的一个重要组成部分,能实现内部电源和负荷的一体化协调运行,并可通过与大电网的协调互动控制,接入大电网或独立自治运行,充分满足用户对电能质量、供电可靠性和安全性的要求。地理信息系统 (geographic information system ，GIS)与配电网规划的结合也是当前配电网规划的研究热点。配电网规划特别是城市配电网规划中，变电站布点、线路走向在地理位置上有诸多限制，因此配电网规划需要紧密结合规划区域的地理信息。
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1.2 配电规划的研究现状
配电规划的研究主要包含以下几方面：负荷预测、电源规划、网架规划、无功规划、潮流计算、线损计算以及短路电流的分析等。电力负荷的状况及其发展趋势是制定供电方案和选择用电设备的主要依据，电力负荷预测是配电网规划必不可少的部分。网架规划是用来确定网络最优网架结构,以满足传输有功负荷的要求。无功规划的内容是确定网络无功补偿容量及其分布点,以满足无功功率及电压要求。理论线损计算的目的在于发现电能损失在电网中的分布规律,为降低线损、提高效益提供理论和技术依据。实际的电网规划是一个极为复杂的工程问题,需要考虑的因素极多。其中许多因素又难以定量化、确定化,具有多目标性、不确定性、非线性、整数性和多阶段性等特点。人们很早就开始了长期的电网规划的工作，根据以往的经验，技术人员首先通过定性分析作出负荷预测,然后根据确定出的负荷数据,人为选定几个可行的网络扩展方案,最后对这几个方案进行技术经济分析,从中找出一个最佳方案。这种方法的优点是直观并可以同规划人员的宝贵经验相结合,缺点是预测精度及方案质量受人的经验限制,对于大型网络难以有效处理。国内外学者们不断地对配电网规划进行方法研究。文献[3]介绍了遗传算法、模拟退火法、禁忌搜索法等现代智能优化算法在求解组合问题时的优良的性能。文献[4]考虑到配电自身的技术特性,结合配电网技术参数和经济参数,制定了有关技术经济效益指标,形成了配电网经济性综合评价体系。文献[5]在综合考虑供电可靠性、电网供电能力、电价和线损等因素的基础上,研究构建了一套与电网实际相结合的城市配电网经济性评估体系。文献[6]提出了一种大型农村配电网络的方法，此方法在进化策略的基础上，包含配电布置、结构设计、电压降功率损耗等因素。随着计算机技术、数学理论及相关理论的发展,人们开始研究利用计算机来自动进行电网规划,以提高规划的质量与科学决策水平。文献[7]在配电网规划研究中考虑了可靠性价值，分析了评估配电系统可靠性价值的方法。
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第二章 项目基本介绍
2.1 项目基本概况
本石化码头工程码头岸线位于某港区南侧岸线中部。新建2个5万吨级液体散货泊位，结构按10万吨级设计，码头总长680m，年吞吐量415万吨。西侧泊位采用蝶形布置型式，共布置 1 座工作平台、2 座靠船墩和 4 座系缆墩（包括与东侧泊位共用系缆墩）工作平台偏西侧通过一座 16m 宽引桥与后方陆域相联，系缆墩、工作平台、靠船墩通过人行钢桥相联。为兼顾小型船舶靠泊作业需要，工作平台与靠船墩齐平布置。东侧泊位采用连片与端头系缆墩结合布置型式。码头承台总宽为 27m，总长275m，承台东侧布置 1 个系缆墩，西端与西侧泊位共用一个系缆墩。系缆墩、承台通过人行钢桥相联。码头通过一座 18m 宽引桥与后方陆域相联。为方便对装卸臂、消防炮等设备的监控，在东侧泊位和西侧泊位之间布置一个前方作业楼。本工程项目包括码头、港池水域以及配套的工艺和辅助系统。主要内容包括港池疏浚、水工工程、码头装卸工艺系统、引桥及陆域支架上的工艺管道、码头给排水消防系统、供电系统、控制系统、氮气吹扫系统、通信系统、管廊支架以及配套的房屋建筑等。码头工作平台上设装卸臂、软管架、装卸软管、操作间、消防炮等设施。
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2.2 项目主要电力设备简介
本工程使用氮气为液体化工码头管道进行扫线，在码头前方陆域建氮气站一座通过管道把氮气送至装油平台各用气点。氮气站内所有设备包括：螺杆式空压机 3 台、前置过滤器 3 台、高效过滤器 3 台、膜分离制氮机组 2 台、储气罐 8座及所有管道阀门附件。其中主要用电设备为：定频螺杆式空压机、与膜分离式制氮机。本项目共有三座主要建筑，分别为前方作业楼以及后方办公楼以及辅助用房。前方作业楼位置接近码头前沿，内设调度中控室、消防控制室、中央机房以及员工候工室等。主要用电设备为电脑、饮水机、机房设备、DLP 大屏幕以及照明等。办公楼位于码头后方，供文职人员办公使用。主要用电设备为电脑、饮水机、照明等。辅助用房作为食堂、消防泵房以及保安宿舍。主要用电设备为厨房设备、消防水泵、照明等。
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第三章 变电所的建设规划......15
3.1 变电所建设要求......... 15
3.2 采用需要系数法进行负荷计算..........15
3.3 采用统计综合法进行负荷预测..........18
3.3.1 统计综合法的基本方法理论........... 18
3.3.2 以辅助用房为例进行负荷预测.......19
3.4 变电所的选址.....26
3.5 变电所数量的确定.....26
3.6 本章小结.... 29
第四章 变电所的建设及码头配电规划...........30
4.1 前方作业楼变电所的建设..........30
4.2 码头设备配电规划.....36
4.3 本章小结.... 37
第五章 关于一级负荷的配电规划...........38
5.1 本项目存在的一级负荷.....38
5.2 柴油发电机作应急电源的技术方案.......... 38
5.3 关于一级负荷供电可靠性的分析......39
5.4 本章小结.... 43
第五章 关于一级负荷的配电规划
5.1 本项目存在的一级负荷
国家标准要求，符合下列情况之一时，应视为一级负荷：1. 中断供电将造成人身伤害时2. 中断供电将在经济上造成重大损失时3. 中断供电将影响重要用电单位的正常工作[30]本工程码头属甲类油品及化工品一级码头，主要经营货物为石油、化工品等易燃易爆货物，所以将消防设施按一级负荷供电。本项目的消防用电设施有：消防控制柜（包含码头前方消防炮电源、消防电动阀电源）、码头消防电伴热、前方作业楼应急照明、辅助用房消防水泵。为满足前方作业楼及码头前方消防设施的供电要求，在码头作业楼内设置一套380V全自动柴油发电机组，作为消防用电的应急电源。在变电所低压回路中预留一个回路给应急柜主电源，此回路由ATS互投装置完成市电电源与应急电源的切换。当市电电源停电或发生故障时柴油发电机组自动起动，保证一级负荷的正常供电要求。柴油发电机组具有热效率高、启动迅速、结构紧凑、燃料存储方便、占地面积小、工程量小、维护操作简单等特点。是工程建筑中作为备用电源或应急电源首选的设备。柴油发电机组主要由柴油机、发电机和控制盘组成，这些设备可以组装在一个公共底盘上形成移动式柴油发电机组，也可以把柴油机和发电机组装在一个公共底盘上，控制屏和某些附属设备单独设置，形成固定式柴油发电机组。
结论
配电规划是根据某一地区今后用电负荷发展的预测，同时根据地理环境、电源布局等条件，对该地区的配电系统做出的规划。配电规划的质量直接影响用户的用电可靠性。本文围绕石油化工码头项目，针对其供电特点，基于需要系数法、统计综合法、供电可靠性理论、国家标准及设计规范等理论知识，对其进行了配电规划研究。主要结论如下：
1. 在负荷预测的工作中，提出了需要系数法与统计综合法相结合的研究方法，采用不同的方式对课题中主要负荷进行预测，对比两种方法的结果，采用需要系数法的结论作为负荷预测的结论。
2. 在对变电所的规划研究中，提出了单变电所方案无法满足现有符合要求的问题，依据变电所的建设理论和设计规范，对单变电所规划方案进行了规划评估，否定了单变电所的规划方案，提出增加 1 台箱变的解决方案，有效解决了现有负荷及今后负荷发展的问题。
3. 阐述了本论文涉及的一级负荷概况，以负荷预测的结果作为依据，提出了以柴油发电机作为备用电源的规划方案。在供电可靠性评估的理论基础上，对此方案进行了供电可靠性分析，得出柴油发电机作为备用电源可以大幅度降低平均故障率及平均停运时间的结论。本文对于石油化工码头进行了详细的配电规划研究，解决了港口配电规划中的一些问题，具有一定的适应性，尤其是对一级负荷的规划研究及供电可靠性分析，对危险品类港口和企业的配电规划有比较重要的参考价值。
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参考文献（略）
