配電網

配電網是由架空線路、電纜、桿塔、配電變壓器、隔離開關、無功補償電容以及一些附屬設施等組成的，在電力網中起重要分配電能作用的網路。

配電網按電壓等級來分類，可分為高壓配電網（35—110KV），中壓配電網（6—10KV，蘇州有20KV），低壓配電網（220/380V）；

在負載率較大的特大型城市，220KV電網也有配電功能。

按供電區的功能來分類，可分為城市配電網，農村配電網和工廠配電網等。

在城市電網系統中，主網是指110KV及其以上電壓等級的電網，主要起連接區域高壓（220KV及以上）電網的作用

配電網是指35KV及其以下電壓等級的電網，作用是給城市裡各個配電站和各類用電負荷供給電源

配電網一般採用閉環設計、開環運行，其結構呈輻射狀。配電線的線徑比輸電線的小，導致配電網的R /X 較大。由於配電線路的R /X 較大，使得在輸電網中常用的這些演演算法在配電網的潮流計算中其收斂性難以保證。

作為配電網路分析的基礎，網路拓撲計算需要進一步提高，因此迫切需要一個好的網路拓撲演演算法。好的網路拓撲演演算法應該有效且直觀，它不僅能滿足配電網自動化中的不同高級功能的要求，還應能實現配電網路連通性的快速跟蹤和識別，適應事件變化。同時還應節省存儲空間和其他高級計算功能的時間。目前國內外在這方面現有的研究有關聯表矩陣表示法、網基矩陣表示法、結點消去法、樹搜索表示法、離散處理法等。

(1)關聯表矩陣表示法，聯表矩陣，設備編號來分析設備的連接關係，得到網路的拓撲。其中建立了兩個表矩陣，N行13列的結點描述矩陣和M行16列的支路描述矩陣。這兩個矩陣即包含了每一個結點和每一條支路所相關聯的結點或支路號，以及各自的屬性。由於配電網路結構複雜，基於關聯表的搜索分析方法會很複雜費時，難以實現網路拓撲的快速跟蹤。

(2)網基矩陣表示法：該方法是基於圖論的表示方法。其基本思想是：配電網路是一個變結構的網路，網路由結點和弧構成。稱變結構網路的各種允許結構形態為網形，稱所有網形中出現的弧的並集對應的基礎圖為變結構網路的網基。網基用網基結構矩陣來描述，對於一個N結點的網路，網基結構矩陣為N行N列的方陣，該矩陣表示了結點間的連接關係。網形則採用弧結構矩陣來描述。將網基矩陣經基形變換得到描述網形的弧結構矩陣。該方法從配電網路的變結構特點出發，能有效的表示配電網路拓撲，但是它是基於矩陣的表示方法，而配電網路的矩陣稀疏程度很高，佔用了較大的存儲空間。

(3)結點消去法：該方法即通過消去中間節點，降低鄰接矩陣的階數，減少計算量和計算冗餘度，提高計算速度。這種演演算法的基本思想是忽略掉中間結點，只分析對拓撲結構具有重要影響作用的結點之間的連通狀態。結點消去法適用於任何接線方式，尤其對複雜的接線分析非常有效。大大減少了計算冗餘度和計算量，提高了計算速度。但會影響到狀態估計、潮流計算、故障定位、隔離及供電恢復、網路重構等其它分析。

(4)樹搜索法：在樹搜索中，將母線看作圖的頂點，將支路看作是圖的邊。通常對配電網來說，開關變位造成網路結構發生重大變化的情況是很少發生的。在大多數情況下，開關變位的影響是局部的，基於此當開關狀態發生變化時，只搜索斷開開關所在的廠站電壓等級的拓撲分析方法，可提高網路拓撲分析效率。

(5)離散處理法：電力系統既含連續動態，也含離散動態。開關狀態變化引起電力系統網路結構變化，是一種典型的離散事件動態過程。把整個電網拓撲分析問題分解為若干基本分析單元，採用基本分析單元的有色Petri網模型，當開關狀態發生變化時，只需重新計算受變化的開關狀態影響的母線，可提高拓撲分析的效率。通過對上述演演算法的比較、分析，可以看出各有特點，然而孤立地使用其中任意一種都無法達到直觀、有效、快速等配電網拓撲的綜合要求。因此要充分借鑒前人的研究成果，根據實際情況來實現配電網路的拓撲分析。

本書主要介紹了高性能超大規模集成電路中配電網路的設計和研究方法，詳細分析了片上電源分佈網路的各個方面。針對配電系統及其相關的設計難點提出了清晰、有效的解決方法，包括電路網路建模方法和片上去耦電容布局技術。此外，對於片上配電系統的特性行為和設計方法，本書也具有深刻的見解和清晰的表述。本書專業理論性較強，由點及面，由淺入深，在科研領域和工業領域都具有很高的參考價值。本書不僅適用於集成電路物理設計工程師，還可作為集成電路配電網路專題研究人員及相關專業師生的參考書。

第1部分一般性背景

第1章概述

第2章電路的感性特性

第3章片上感性電流迴路的特性

第4章電遷移

第5章去耦電容

第6章片上電源分配雜訊的縮減趨勢

第7章第1部分小結

第2部分電源系統設計

第8章高性能配電系統

第9章片上配電網路

第10章計算機輔助設計與分析

第11章快速電壓降分析的閉式表達式

第12章第2部分小結

第3部分配電網路中的雜訊

第13章片上配電網格的電感特性

第14章網格電感隨頻率的變化特性

第15章電感、面積和電阻之間的折衷

第16章交叉指型電源/地分佈網路的電感模型

第17章片上電源雜訊抑制技術

第18章片上配電網路中雜訊的影響

第19章第3部分小結

第4部分片上去耦電容器的布局

第20章片上去耦電容器的有效半徑

第21章分散式片上去耦電容器的有效布局

第22章分散式片上電源和去耦電容器的協同設計

第23章第4部分小結

第5部分多層配電網路

第24章多層電網的阻抗特性

第25章多層交叉指型配電網路

第26章第5部分小結

第6部分多電壓電源網路系統

第27章多片上電源系統

第28章多供電電壓的片上配電網格

第29章多電壓配電系統的去耦電容

第30章第6部分小結

第7部分綜述與附加材料

為加快配電網建設改造，推進轉型升級，服務經濟社會發展，國家能源局近日發布《配電網建設改造行動計劃（2015—2020年）》，明確加大配電網資金投入，2015年至2020年，配電網建設改造投資不低於2萬億元，其中2015年投資不低於3000億元，“十三五”期間累計投資不低於1.7萬億元。

“配電網是國民經濟和社會發展的重要公共基礎設施。近年來，我國配電網建設投入不斷加大，配電網發展取得顯著成效，但用電水平相對國際先進水平仍有差距，城鄉區域發展不平衡，供電質量有待改善。”國家能源局有關負責人表示，建設城鄉統籌、安全可靠、經濟高效、技術先進、環境友好的配電網路設施和服務體系一舉多得，既能夠保障民生、拉動投資，又能夠帶動製造業水平提升，為適應能源互聯、推動“網際網路+”發展提供有力支撐，對於穩增長、促改革、調結構、惠民生具有重要意義。

通過實施，到2020年，中心城市（區）智能化建設和應用水平大幅提高，供電可靠率達到99.99%，用戶年均停電時間不超過1小時，供電質量達到國際先進水平；城鎮地區供電能力及供電安全水平顯著提升，供電可靠率達到99.88%以上，用戶年均停電時間不超過10小時，保障地區經濟社會快速發展；鄉村及偏遠地區全面解決電網薄弱問題，基本消除長期“低電壓”，戶均配變容量不低於2千伏安，有效保障民生。