網(wǎng)格化規(guī)劃在瑞安配電網(wǎng)中的實(shí)踐

高戟

摘 要：配電網(wǎng)是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分，是地區(qū)重要的基礎(chǔ)設(shè)施。如何保證配電網(wǎng)為地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人們生活水平的提高提供了優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)，是配電網(wǎng)規(guī)劃所面臨的主要問題。針對(duì)10 kV配網(wǎng)廣泛存在的中心城區(qū)變電站趨于飽和、設(shè)備負(fù)載水平偏高、線路轉(zhuǎn)供能力不足、接線復(fù)雜、部分區(qū)域因城市發(fā)展需要調(diào)整控規(guī)、未來負(fù)荷會(huì)出現(xiàn)較大增長(zhǎng)等典型問題，以國(guó)網(wǎng)瑞安市供電有限責(zé)任公司的配網(wǎng)規(guī)劃為例，介紹了瑞安配網(wǎng)的基本情況及存在的問題，提出了采用谷歌地圖、結(jié)合大用戶負(fù)荷信息的“網(wǎng)格化”規(guī)劃方案，并通過比較配網(wǎng)規(guī)劃的效果，證明了上述方案的有效性。上述研究與工程實(shí)踐工作具有典型性，可作為其他配電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目的參考，具有重要的示范意義。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；智能電網(wǎng)；配電自動(dòng)化；電力管道

中圖分類號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.071

10 kV配電網(wǎng)是連接用戶與電網(wǎng)的橋梁，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化規(guī)劃，可以保證電網(wǎng)改造的合理性和電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性，從而提高配電網(wǎng)的供電質(zhì)量。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，部分區(qū)域負(fù)荷增長(zhǎng)較快，加之夏季高峰負(fù)荷時(shí)持續(xù)高溫等極端天氣的頻現(xiàn)，配電網(wǎng)呈現(xiàn)出中心城區(qū)變電站趨于飽和、設(shè)備負(fù)載水平偏高的特點(diǎn)，且存在線路轉(zhuǎn)供能力不足、接線復(fù)雜、電力管道擁堵、配電自動(dòng)化發(fā)展滯后等問題。要想打造可靠的現(xiàn)代城市配電網(wǎng)，必須轉(zhuǎn)變思路，探索一條科學(xué)、有效的電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展之路。因此，網(wǎng)格化配網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)運(yùn)而生。

配電網(wǎng)“網(wǎng)格化”的規(guī)劃思路是將供電分區(qū)區(qū)域劃分為多個(gè)網(wǎng)格，以配網(wǎng)現(xiàn)狀評(píng)估分析和地區(qū)控制性規(guī)劃為基礎(chǔ)，以滿足用戶需求為目標(biāo)，是一種自下而上的配網(wǎng)規(guī)劃新機(jī)制。相比以110 kV及以上電網(wǎng)為主、配網(wǎng)規(guī)劃主要依據(jù)上級(jí)電網(wǎng)的安排的傳統(tǒng)規(guī)劃方法，“網(wǎng)格化”的規(guī)劃思路具有避免重復(fù)交叉供電、運(yùn)行方式靈活、便于管理等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同方面對(duì)中壓配電網(wǎng)“網(wǎng)格化”規(guī)劃方法進(jìn)行了研究。比如，姚剛等人以“網(wǎng)格化”為基礎(chǔ)，提出了網(wǎng)格之間以變電站定向聯(lián)絡(luò)為主干、網(wǎng)格內(nèi)部以線路分段之間聯(lián)絡(luò)為依托的“聯(lián)絡(luò)組合”理念；周湶等人從負(fù)荷密度與其影響因素存在著某種非線性關(guān)系的角度出發(fā)，提出了一種基于最小二乘支持向量機(jī)的配電網(wǎng)空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法；安建強(qiáng)等人將北京全市建設(shè)用地細(xì)分為44 016個(gè)網(wǎng)格，并依據(jù)大樣本實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立了各類負(fù)荷指標(biāo)模型，結(jié)合地塊開發(fā)程度，進(jìn)行了差異化區(qū)域用電負(fù)荷預(yù)測(cè)；張植華等人利用層次分析法（AHP）對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)格的建設(shè)需求和重要程度進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了城市目標(biāo)網(wǎng)格的有序過渡，合理安排了網(wǎng)格的整體建設(shè)時(shí)序；衛(wèi)澤晨等人提出了網(wǎng)格化中低壓智能配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及綜合評(píng)價(jià)方法；李冬、余建平等人介紹了各地網(wǎng)格化規(guī)劃的實(shí)施情況。

1 配網(wǎng)現(xiàn)狀及存在的問題

瑞安市地處浙江南部，屬溫州代管縣級(jí)市，域內(nèi)配電網(wǎng)存在下述問題：中心城區(qū)變電站趨于飽和、設(shè)備負(fù)載水平偏高。瑞安市區(qū)域經(jīng)濟(jì)特色比較明顯，形成了汽摩配件、機(jī)械電子、塑料制品、鞋類、精細(xì)化工、紡織服裝等六大支柱產(chǎn)業(yè)，有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力的行業(yè)規(guī)模優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)配套優(yōu)勢(shì)。近年來，瑞安產(chǎn)業(yè)正逐步升級(jí)，大中型企業(yè)不斷涌現(xiàn)、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，高檔住宅小區(qū)、大型購物中心的數(shù)目明顯增多。原有供電計(jì)劃難以滿足用電需求，中心城區(qū)變電站趨于飽和，設(shè)備負(fù)載水平偏高。此外，還存在線路轉(zhuǎn)供能力不足、接線復(fù)雜的問題。為了滿足負(fù)荷急速增長(zhǎng)的需求，在變電站檢修和夏季用電高峰情況下能可靠供電，配電網(wǎng)建設(shè)時(shí)多采用天線路聯(lián)絡(luò)，導(dǎo)致網(wǎng)架混亂、運(yùn)行調(diào)度困難、設(shè)備運(yùn)維效率降低。

瑞安部分地區(qū)控規(guī)修編，負(fù)荷增長(zhǎng)較大。因城市發(fā)展的需要，瑞安市調(diào)整了城市規(guī)劃，開始構(gòu)建“一核四區(qū)四市鎮(zhèn)”，江南新區(qū)、濱江新區(qū)等作為未來城市建設(shè)的主戰(zhàn)場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)集聚的主平臺(tái)，導(dǎo)致電力負(fù)荷增長(zhǎng)較大。因此，電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)需超前考慮上述新增負(fù)荷，合理安排配網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目。

2 配網(wǎng)規(guī)劃方案

針對(duì)存在的問題，查閱了大量的文獻(xiàn)資料，進(jìn)行了充分的理論分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況提出了以下配電網(wǎng)規(guī)劃方案。

2.1 基于谷歌地圖“網(wǎng)格化”規(guī)劃新思路

參考各片區(qū)遠(yuǎn)景變電站布點(diǎn)和空間負(fù)荷的預(yù)測(cè)結(jié)果，將瑞安市劃分為99個(gè)供電單元，B類區(qū)域共90個(gè)單元，C類區(qū)域共9個(gè)單元。針對(duì)每一個(gè)供電單元，利用GIS系統(tǒng)等對(duì)中壓配電網(wǎng)展開摸底排查，采用結(jié)合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和員工反饋信息的策略評(píng)估電網(wǎng)存在的主要問題，結(jié)合負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，合理制訂過渡年網(wǎng)架和目標(biāo)年網(wǎng)架；以谷歌地圖為底圖，繪制規(guī)劃區(qū)域中壓配電網(wǎng)現(xiàn)狀年、過渡年、遠(yuǎn)景年地理接線圖；以網(wǎng)格為單元分析配網(wǎng)存在的問題，制訂網(wǎng)架過渡方案，綜合評(píng)價(jià)配電網(wǎng)網(wǎng)格的建設(shè)需求和重要程度，統(tǒng)籌安排建設(shè)時(shí)序，逐步解決無序建設(shè)的問題，形成網(wǎng)絡(luò)清晰、聯(lián)絡(luò)有序的網(wǎng)架。

2.2 基于網(wǎng)格化思路空間負(fù)荷的預(yù)測(cè)方法

依據(jù)城市功能區(qū)的空間布局劃分單元網(wǎng)格，結(jié)合區(qū)域內(nèi)發(fā)展定位及客戶用電需求，通過分析實(shí)測(cè)歷史最大負(fù)荷時(shí)期的電量數(shù)據(jù)，推算空間負(fù)荷預(yù)測(cè)模型指標(biāo)，并將上述指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)中單位建設(shè)用地負(fù)荷指標(biāo)等經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，合理確定空間負(fù)荷預(yù)測(cè)指標(biāo)。此外，綜合采用電力彈性系數(shù)法、回歸模型分析法和空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法，負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果可相互校準(zhǔn)，從而保證負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3 線路聯(lián)絡(luò)評(píng)估及分級(jí)管理方法

以聯(lián)絡(luò)轉(zhuǎn)供能力作為依據(jù)，以現(xiàn)有聯(lián)絡(luò)分級(jí)，負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力強(qiáng)的作為主路徑，負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力差的作為備用路徑。在電網(wǎng)建設(shè)的不同階段，應(yīng)分析備用路徑，在條件允許的情況下予以拆除和改造，以簡(jiǎn)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。線路聯(lián)絡(luò)評(píng)估及分級(jí)管理方法可以在電源點(diǎn)建設(shè)相對(duì)滯后的情況下，逐步解決中壓配電網(wǎng)接線復(fù)雜的問題，且不影響用戶的可靠供電。

2.4 大用戶接入的網(wǎng)架構(gòu)建方法

新增高檔住宅小區(qū)、大型購物中心和工業(yè)區(qū)等的用電負(fù)荷較大?；诖耍瑯?gòu)建過渡年及遠(yuǎn)景年目標(biāo)網(wǎng)架時(shí)，應(yīng)結(jié)合供電所掌握的負(fù)荷申報(bào)數(shù)據(jù)，將大用戶接入電網(wǎng)考慮在內(nèi)。網(wǎng)架構(gòu)建時(shí)，應(yīng)考慮大用戶存在的問題，可以將電網(wǎng)規(guī)劃與區(qū)域城市規(guī)劃結(jié)合起來，從而使配網(wǎng)規(guī)劃更合理。

3 效果分析

配電網(wǎng)“網(wǎng)格化”規(guī)劃思路負(fù)荷符合主動(dòng)配電網(wǎng)、智慧城市的發(fā)展理念，在提高供電可靠性、有效接納可再生能源等方面潛力巨大，預(yù)期可以達(dá)到以下效果：以網(wǎng)格為單位，對(duì)配網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行摸底排查，針對(duì)網(wǎng)格存在的問題，結(jié)合負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，制訂過渡網(wǎng)架和目標(biāo)網(wǎng)架，合理安排配網(wǎng)架設(shè)時(shí)序，可以逐漸形成一個(gè)“網(wǎng)絡(luò)清晰、聯(lián)絡(luò)有序、負(fù)荷均衡、安全可靠”的網(wǎng)架，保證過渡年網(wǎng)架和目標(biāo)年網(wǎng)架的合理銜接；以網(wǎng)格為單位，綜合采用電力彈性系數(shù)法、回歸模型分析法和空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法等負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，可保證負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，便于確定網(wǎng)架改造方案；以網(wǎng)格為單位，對(duì)現(xiàn)有聯(lián)絡(luò)分級(jí)，可在電源點(diǎn)建設(shè)相對(duì)滯后情況下，逐步解決中壓配電網(wǎng)接線復(fù)雜的問題，且不影響用戶可靠供電。

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〔編輯：張思楠〕