中壓配電網(wǎng)的網(wǎng)格化規(guī)劃方法

喬莉 任冬雪 周超

摘要：隨著整個(gè)社會用電需求量的增加，配網(wǎng)工程建設(shè)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大，然而，對應(yīng)的配網(wǎng)規(guī)劃卻相對緩慢，不合理的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)不僅浪費(fèi)了電能資源，還無法滿足負(fù)荷發(fā)展需求，對此，有必要加大配網(wǎng)規(guī)劃力度，采用網(wǎng)格化規(guī)劃方法，優(yōu)化配網(wǎng)運(yùn)維管理，提高配網(wǎng)運(yùn)行水平，確保供電服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：中壓配網(wǎng)；網(wǎng)格化規(guī)劃

引言：隨著配網(wǎng)建設(shè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，配網(wǎng)規(guī)劃也面臨著全新的任務(wù)，網(wǎng)格化規(guī)劃是對配網(wǎng)供電區(qū)域的區(qū)塊化劃分，能夠讓復(fù)雜的配網(wǎng)簡單化，確保配網(wǎng)供電規(guī)范化，提高配網(wǎng)供電工作效率，提升服務(wù)水平，使電能得以充分利用。本文分析了中壓配網(wǎng)規(guī)劃的現(xiàn)狀，以及配網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃的原則、思路與方法。

1. 中壓配網(wǎng)規(guī)劃中存在的問題

配網(wǎng)建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，配網(wǎng)規(guī)劃也亟待更新與發(fā)展。目前來看，中壓配網(wǎng)規(guī)劃無法深入落實(shí)，容易受到多重因素的干擾，例如：業(yè)擴(kuò)因素、改遷工程，從而使得配網(wǎng)工程規(guī)劃偏離正軌目標(biāo)，無法發(fā)揮對配網(wǎng)工程項(xiàng)目的指導(dǎo)作用。現(xiàn)階段，中壓配網(wǎng)規(guī)劃中存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，線路規(guī)劃無秩序，供電區(qū)域重疊交錯(cuò)，故障排查困難；第二，中壓配網(wǎng)轉(zhuǎn)供電能力亟待增強(qiáng)；第三，配網(wǎng)缺少清晰、合理的結(jié)構(gòu)，自動化進(jìn)程緩慢；第四，線路負(fù)荷分布不均，且供電半徑超出規(guī)定范圍，甚至出現(xiàn)了迂回供電問題。隨著經(jīng)濟(jì)與社會的建設(shè)與發(fā)展，用戶對供電服務(wù)質(zhì)量提出更高的要求，然而，配網(wǎng)供電能力、規(guī)劃水平卻都達(dá)不到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前我國配網(wǎng)結(jié)構(gòu)亟待優(yōu)化。中壓配網(wǎng)規(guī)劃要同主網(wǎng)建設(shè)相銜接，要積極加大配網(wǎng)自動化建設(shè)進(jìn)程，積極協(xié)調(diào)適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.中壓配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃方法

2.1“網(wǎng)格化”規(guī)劃總體思路

中壓配電網(wǎng)“網(wǎng)格化”規(guī)劃是將一張完整配電網(wǎng)劃分為多個(gè)配電分區(qū)，將每個(gè)配電分區(qū)劃分為多個(gè)用電網(wǎng)格，根據(jù)收集的控制性詳細(xì)規(guī)劃，對不同用地性質(zhì)和開發(fā)程度的地塊，開展空間電力負(fù)荷預(yù)測，明確各用電網(wǎng)格的空間負(fù)荷分布。針對各用電網(wǎng)格的差異性，分別選取與之對應(yīng)的典型接線模式作為目標(biāo)網(wǎng)架，以用電網(wǎng)格作為配網(wǎng)項(xiàng)目和用戶接入的最小單元，逐年制定過渡方案，使得復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)清晰化、簡單化，為今后的配網(wǎng)自動化奠定基礎(chǔ)。

2.2用電網(wǎng)格的劃分

從負(fù)荷的發(fā)展角度看，用電網(wǎng)格大致可分三類：一是負(fù)荷發(fā)展成熟的網(wǎng)格（城市建成區(qū)），該類網(wǎng)格土地已被最大限度地利用，負(fù)荷幾近飽和；二是負(fù)荷快速發(fā)展的網(wǎng)格（城市規(guī)劃區(qū)），該類網(wǎng)格具有長遠(yuǎn)的發(fā)展規(guī)劃，且遠(yuǎn)景負(fù)荷較為明確，有足夠的負(fù)荷上升空間；三是發(fā)展不確定網(wǎng)格，該類網(wǎng)格無明確的區(qū)域規(guī)劃，在空間負(fù)荷增長方面存在不確定性。用電網(wǎng)格的劃分首要考慮因素是保持用電網(wǎng)格目標(biāo)網(wǎng)架的完整性，即對于目標(biāo)網(wǎng)架來說，一個(gè)網(wǎng)格應(yīng)包含為該網(wǎng)格供電的線路的整體，不應(yīng)出現(xiàn)一回（或幾回）線路為該網(wǎng)格供電的同時(shí)為其他網(wǎng)格供電，一個(gè)用電網(wǎng)格以1～2組典型接線為宜。

2.3負(fù)荷預(yù)測

第一，近期負(fù)荷預(yù)測。對網(wǎng)格內(nèi)的歷史年配變?nèi)萘考芭渥冐?fù)載率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分析歷史年負(fù)荷平均增長率，利用自然增長率法分析預(yù)測各用電網(wǎng)格的近期負(fù)荷發(fā)展情況，其中負(fù)荷發(fā)展成熟的用電網(wǎng)格采用自然增長法預(yù)測，負(fù)荷快速發(fā)展的用電網(wǎng)格采用大用戶報(bào)裝與自然增長率法相結(jié)合進(jìn)行預(yù)測，發(fā)展不確定的用電網(wǎng)格采用負(fù)荷增長曲線法預(yù)測。第二，空間負(fù)荷預(yù)測。針對有控制性詳細(xì)規(guī)劃的用電網(wǎng)格，根據(jù)用電網(wǎng)格內(nèi)各地塊的用地性質(zhì)、占地面積、容積率、建筑面積等詳細(xì)參數(shù)，設(shè)定相應(yīng)用地的負(fù)荷密度進(jìn)行空間負(fù)荷預(yù)測，并利用當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)用地性質(zhì)飽和負(fù)荷地塊的負(fù)荷密度指標(biāo)進(jìn)行校核。針對無控制性詳細(xì)規(guī)劃的用電網(wǎng)格，利用總體規(guī)劃進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，根據(jù)網(wǎng)格內(nèi)各類用地的用地性質(zhì)和占地面積，結(jié)合當(dāng)?shù)匕l(fā)展的情況設(shè)定合理的容積率，設(shè)定適應(yīng)的負(fù)荷密度進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測。

2.4確定目標(biāo)網(wǎng)架接線模式

根據(jù)規(guī)劃區(qū)域負(fù)荷發(fā)展階段和所屬供電分區(qū)類別，在剔除專線用戶負(fù)荷的基礎(chǔ)上，確定各類網(wǎng)格合適的目標(biāo)網(wǎng)架接線模式，并滿足導(dǎo)則中的供電安全標(biāo)準(zhǔn)要求，其中：（1）負(fù)荷發(fā)展成熟網(wǎng)格根據(jù)電網(wǎng)網(wǎng)架現(xiàn)狀，按照改造最少的原則合理選擇接線模式。（2）負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格應(yīng)以導(dǎo)則為指導(dǎo)，規(guī)劃相應(yīng)的目標(biāo)網(wǎng)架接線模式。

2.5劃分供電網(wǎng)格

結(jié)合負(fù)荷預(yù)測結(jié)果，根據(jù)確定的目標(biāo)網(wǎng)架接線模式，將供電區(qū)域按照城市路網(wǎng)（含規(guī)劃路網(wǎng)）或自然分界，細(xì)分為若干個(gè)網(wǎng)格。其中：（1）負(fù)荷發(fā)展成熟網(wǎng)格和負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格，每個(gè)目標(biāo)網(wǎng)格大小宜按一組標(biāo)準(zhǔn)接線的供電能力確定，不應(yīng)超過三組接線。網(wǎng)格內(nèi)線路應(yīng)能獨(dú)立承擔(dān)該網(wǎng)格的正常供電任務(wù)，滿足網(wǎng)格內(nèi)的電力負(fù)荷需求，并預(yù)留有一定裕度以滿足日后的負(fù)荷增長需要。（2）負(fù)荷發(fā)展不確定網(wǎng)格是因負(fù)荷的不確定性使然，因此，可將該區(qū)域作單一網(wǎng)格管理，待負(fù)荷明確后再劃分。

2.6目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃

1） 結(jié)合中長期變電站布點(diǎn)規(guī)劃開展各網(wǎng)格間隔規(guī)劃，確定每個(gè)網(wǎng)格電源點(diǎn)（未來可預(yù)期）。電源點(diǎn)選擇應(yīng)滿足就近原則，考慮合理的供電半徑。2）每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)電源點(diǎn)原則上應(yīng)至少來自兩個(gè)不同的變電站，對于同一變電站供電的線路，應(yīng)來自不同的母線段。每個(gè)變電站的負(fù)載應(yīng)盡量保持均衡，避免出現(xiàn)重載或輕載主變。3）根據(jù)地塊組團(tuán)情況、道路情況，按照導(dǎo)則中的供電安全標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)劃目標(biāo)網(wǎng)架上各個(gè)節(jié)點(diǎn)（開關(guān)站、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)等），做到分段合理，并明確各類節(jié)點(diǎn)的作用和性質(zhì)。4）相鄰網(wǎng)格間一般不設(shè)置聯(lián)絡(luò)，若有必要可通過開關(guān)站、開閉所、柱上開關(guān)等主要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。5）每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的網(wǎng)架接線應(yīng)設(shè)置合理的正常運(yùn)行方式和檢修運(yùn)行方式，網(wǎng)格間的聯(lián)絡(luò)設(shè)置應(yīng)有固定的運(yùn)行（聯(lián)絡(luò)）方式。

2.7通道規(guī)劃

劃分網(wǎng)格時(shí)，應(yīng)結(jié)合目標(biāo)網(wǎng)架和現(xiàn)狀電網(wǎng)情況，統(tǒng)籌考慮網(wǎng)格中壓路徑的選擇，并應(yīng)考慮各電壓等級過境通道，盡量減少后期重復(fù)拆建，形成通道規(guī)劃，并做好與地方發(fā)展規(guī)劃的銜接。

3.過渡改造原則

3.1負(fù)荷發(fā)展成熟網(wǎng)格

1） 對于已形成標(biāo)準(zhǔn)接線的網(wǎng)a格，以現(xiàn)狀問題為導(dǎo)向，按照改造量最少的原則逐步向目標(biāo)網(wǎng)架過渡。該網(wǎng)格可暫時(shí)保留原有接線模式。2）對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尚未形成標(biāo)準(zhǔn)接線的區(qū)域，在固化線路運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上，確定各類聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的作用和性質(zhì)，然后按照網(wǎng)格內(nèi)現(xiàn)狀電網(wǎng)問題的分析評估，結(jié)合投資情況一次性改造成目標(biāo)網(wǎng)架，提出改造項(xiàng)目方案及估算。

3.2負(fù)荷快速發(fā)展網(wǎng)格

在固化現(xiàn)有線路運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上，確定各類聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的作用和性質(zhì)，結(jié)合變電站資源、用戶用電時(shí)序、市政配套電纜溝建設(shè)情況、中壓線路利用率等因素按照投資最少、后期建設(shè)浪費(fèi)最少的原則逐步由單環(huán)網(wǎng)、多分段適度聯(lián)絡(luò)等標(biāo)準(zhǔn)接線模式向目標(biāo)網(wǎng)架過渡。每個(gè)網(wǎng)格在各個(gè)水平年應(yīng)明確過渡接線方案，提出分步建設(shè)和改造項(xiàng)目方案及估算。

3.3負(fù)荷發(fā)展不確定網(wǎng)格

對于市政規(guī)劃暫不明確，無法確定負(fù)荷增長點(diǎn)的區(qū)域，首先固化線路的運(yùn)行方式，確定各類聯(lián)絡(luò)點(diǎn)的作用和性質(zhì)，然后按照網(wǎng)格內(nèi)現(xiàn)狀電網(wǎng)問題的分析評估，對突出問題進(jìn)行處理，并結(jié)合負(fù)荷發(fā)展情況，構(gòu)建單環(huán)網(wǎng)、多分段適度聯(lián)絡(luò)等標(biāo)準(zhǔn)接線。

結(jié)論：

簡而言之，配網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃是對配網(wǎng)供電進(jìn)行深入優(yōu)化管理的過程，網(wǎng)格化規(guī)劃能夠科學(xué)調(diào)整供電分布，提高配網(wǎng)運(yùn)行水平，為用戶提供高質(zhì)量的供電服務(wù)[2]。

參考文獻(xiàn)：

[1]李健，馬彬，張植華，林毓，楊小芳.基于網(wǎng)格的城市配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃方法研究[J].南方能源建設(shè)，2017（03）.

[2]李海濤，孫波，王軒.配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃方法及其應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報(bào)，2018（11）.