談在物聯(lián)網(wǎng)下配電網(wǎng)的如何規(guī)劃問(wèn)題研究

王永輝　趙鋒　胡旭東

摘要：配電網(wǎng)一直以來(lái)都是供電企業(yè)工作過(guò)程中最重要的內(nèi)容，而為了獲得足夠的經(jīng)濟(jì)效益，必須要確保物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行足夠可靠且經(jīng)濟(jì)。

關(guān)鍵字：物聯(lián)網(wǎng);配電網(wǎng)絡(luò);規(guī)劃問(wèn)題

1 前言

電力企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中如何有效的規(guī)劃配電網(wǎng)絡(luò)是十分重要的內(nèi)容，而為了獲得足夠的經(jīng)濟(jì)效益，必須要在技術(shù)條件的約束下做出充分符合需求的發(fā)展。

2 電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)

電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)是發(fā)展規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)最終目是為滿足負(fù)荷需求服務(wù)的發(fā)展每個(gè)環(huán)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的步驟要以負(fù)荷發(fā)展?fàn)顩r為依據(jù)線數(shù)據(jù)可以掌握發(fā)展情況，將過(guò)去的負(fù)荷進(jìn)行分析律。要對(duì)負(fù)荷進(jìn)行分析，確定最高用電時(shí)間和負(fù)荷率間和負(fù)荷值，這些數(shù)據(jù)是預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷的基本資料。配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃可以使用兩種常用的預(yù)測(cè)方。外推法就是基于用電區(qū)域的歷史數(shù)據(jù)，假設(shè)負(fù)荷發(fā)展率是連續(xù)變化，根據(jù)原來(lái)的負(fù)荷率推移以后各時(shí)期的發(fā)展?fàn)顩r。在一個(gè)用電區(qū)域里，初期負(fù)荷發(fā)展比較快但土地資源使用電逐步趨于穩(wěn)定，負(fù)荷發(fā)展率從大小變化，最終負(fù)荷達(dá)到飽和或穩(wěn)步狀態(tài)。但對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的地區(qū)，負(fù)荷發(fā)展率并不連續(xù)變化而是呈現(xiàn)跳躍式的增長(zhǎng)，用外推法顯得有一定的誤差。而仿真與外推有互補(bǔ)的作，仿真法是以區(qū)域每年的用電量為依據(jù)的，通過(guò)調(diào)查電負(fù)荷和每個(gè)類(lèi)型用戶的數(shù)量來(lái)計(jì)算負(fù)荷預(yù)測(cè)值。任何負(fù)荷預(yù)測(cè)方法都不可能完全準(zhǔn)確，當(dāng)掌握更新的負(fù)荷發(fā)展數(shù)據(jù)后，就必須對(duì)原有的負(fù)荷預(yù)測(cè)值進(jìn)行修正。

3 合理的模型預(yù)測(cè)

確定網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模型要做到科學(xué)合理的系統(tǒng)模型，包括確定網(wǎng)絡(luò)采用架空線路還是纜供電，確定導(dǎo)截面大小網(wǎng)絡(luò)接線式負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案中有關(guān)設(shè)備的選型，網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行期間遇到不適要求時(shí)應(yīng)如何進(jìn)行改造系統(tǒng)保護(hù)功能，配網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃等。（1）在負(fù)荷分散或發(fā)展緩慢地區(qū)應(yīng)使用架空線供電。在負(fù)荷密度比較大、發(fā)展迅速或基于城市環(huán)境美化建設(shè)考慮，應(yīng)使用纜供電。（2）截面大小選擇確定了導(dǎo)線輸送容量，要選擇足夠大的導(dǎo)線保證線路滿足網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的要求例如：負(fù)荷發(fā)展時(shí)期，不應(yīng)經(jīng)常更換導(dǎo)截面。在線時(shí)，可以將故障路的負(fù)荷轉(zhuǎn)由臨近饋線供電，而不會(huì)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。另外，導(dǎo)截面的選擇要保證線路末端電壓降處于合格的范圍內(nèi)。在線發(fā)生短路故障時(shí)也能承受故障電流。所以導(dǎo)線截面要比最負(fù)荷電流所需的面大，但同時(shí)截面的選擇要符合經(jīng)濟(jì)原則，在導(dǎo)線輸送容量與工程投資之間作比較。（3）具有靈活接線方式的規(guī)劃，可以使供電網(wǎng)絡(luò)最大地發(fā)揮功能。對(duì)于架空線網(wǎng)絡(luò)最有效的方式，是將饋線與鄰近或一個(gè)變電所不同母線段的出在路末端聯(lián)網(wǎng)，兩回饋線也別裝上分段負(fù)荷開(kāi)關(guān)和隔離刀閘。在其中一回饋線出現(xiàn)時(shí)，可通過(guò)分開(kāi)關(guān)將故障段隔離出來(lái)，對(duì)于電纜網(wǎng)絡(luò)接線方式可以采兩回饋線組成互為備網(wǎng)，或采用三回饋線相互聯(lián)絡(luò)組成一個(gè)供電區(qū)域其中兩帶一空載，作為兩回負(fù)荷的備用。饋線之間可以組成大環(huán)網(wǎng)，一條饋線的負(fù)荷之間也可以組網(wǎng)，成大套小環(huán)的形式。在負(fù)荷密集地區(qū)還可以建設(shè)，變所與開(kāi)關(guān)站通過(guò)電源線連接，再由開(kāi)關(guān)站向附近負(fù)荷供，其作是將變所母線延長(zhǎng)至用電負(fù)荷附近。（4）制定負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案的原則是范圍，盡量減少停電時(shí)間。在發(fā)現(xiàn)回饋線發(fā)生時(shí)必須盡快查找到，并將故障點(diǎn)前后的負(fù)荷轉(zhuǎn)由鄰近饋線供電，以使故障點(diǎn)的負(fù)荷隔離出去。（5）國(guó)內(nèi)外對(duì)各種電氣都制定詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)備選型提供了可靠依據(jù)。作為配網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)選用運(yùn)行效益好損耗低可靠性高，免維護(hù)的設(shè)備。對(duì)于開(kāi)關(guān)設(shè)應(yīng)選用具配網(wǎng)自動(dòng)化功能，在中先安裝配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備或者為以后發(fā)展預(yù)留空間。有些新型設(shè)備的購(gòu)置費(fèi)用雖然但運(yùn)行可靠性高故障率低，維護(hù)費(fèi)用少，總體經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)理想的。（6）配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在實(shí)施過(guò)程中隨著負(fù)荷的發(fā)展?fàn)顩r穩(wěn)定，在饋線負(fù)荷超出安全電流或沒(méi)有足夠的備容量時(shí)應(yīng)該增加，對(duì)用區(qū)域的饋線正常供電范圍進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，配網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容也作相應(yīng)修改。

4 效益評(píng)估

配電網(wǎng)規(guī)劃要講究效益評(píng)估配網(wǎng)規(guī)劃經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估，包括網(wǎng)投資與增加用電量所產(chǎn)生收益的比較，以及為了使網(wǎng)供可靠性線損，電壓合格率達(dá)到一定指標(biāo)與所需投入費(fèi)用之間比較，采用投資與收益的研究可以確定使用那一種供電方式。加快電力建設(shè)為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有利條件，但是網(wǎng)投資與增加的用電量作比較，以此確定這些是否值得。所電網(wǎng)投資要以地區(qū)分時(shí)期發(fā)展，用電量發(fā)展快的地方相應(yīng)網(wǎng)投資也大用量發(fā)展慢的地方，相應(yīng)電網(wǎng)投資也少一些。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)供可靠性高越好，但相應(yīng)電網(wǎng)的投資也會(huì)大增加。對(duì)于大電量或重要用戶為確保有更高的靠性可以加大電網(wǎng)投資，因?yàn)闇p少停電間可以同時(shí)減少用戶和供電企業(yè)的失。線損率是用來(lái)反映能在電網(wǎng)輸送過(guò)程度，公共網(wǎng)中損耗是由供企業(yè)來(lái)承擔(dān)的，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)改造，可以讓供電企業(yè)直接得到經(jīng)濟(jì)效益。為了使供用電設(shè)備和生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行，國(guó)家對(duì)供質(zhì)量制定了標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電壓的頻率幅值、波形和三相對(duì)稱性波動(dòng)范圍作了規(guī)。穩(wěn)定的壓質(zhì)量可以使供用電設(shè)備免受損害，讓能正常生產(chǎn)，相比之下用戶得到的好處會(huì)更多。

5 優(yōu)化發(fā)展的對(duì)策

5.1 規(guī)劃配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

為了確保配電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行性能，就必須要對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，全面增強(qiáng)配電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性。在規(guī)劃配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，需要充分考慮已經(jīng)存在的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，盡量確保新舊電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)搭配的合理性，增強(qiáng)既有電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改造率和重復(fù)利用率，以便可以達(dá)到節(jié)省電網(wǎng)建設(shè)的成本。在對(duì)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)電網(wǎng)布置區(qū)域的實(shí)際電力負(fù)荷情況和用電需求等情況，合理采用多回路、多聯(lián)絡(luò)、多分段等電網(wǎng)線路連結(jié)方式，從而全面增強(qiáng)所構(gòu)建電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。如此一來(lái)，即便部分地區(qū)的某一電力線路出現(xiàn)了停電等故障問(wèn)題，那么就可以及時(shí)轉(zhuǎn)換相應(yīng)的供電線路來(lái)繼續(xù)為該地區(qū)輸送電力，以便避免對(duì)人們的工作生活質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

5.2 推廣電網(wǎng)電纜化建設(shè)

為了提升配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性，就必須要加快推進(jìn)電網(wǎng)電纜化建設(shè)。為了滿足日益增加的用電需求，我國(guó)電塔的建設(shè)數(shù)量不斷增加，但是這些在城鎮(zhèn)上空的架空線會(huì)對(duì)該地區(qū)空間的整體美觀性造成破壞，更重要的會(huì)因其運(yùn)行的不穩(wěn)定性而引發(fā)嚴(yán)重的故障問(wèn)題。雖然配電網(wǎng)中所用的線路大都經(jīng)過(guò)絕緣處理，但是裸露在外部的架空線路依舊可能被人所觸碰。而如果此時(shí)可以減少架空線路，提高配電網(wǎng)系統(tǒng)線路的電纜化率，那么就可以顯著提升配電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

5.3 加大自動(dòng)化建設(shè)力度

為了順應(yīng)配電網(wǎng)規(guī)模的增加，必須要提升其自動(dòng)化程度，這就要求我國(guó)加大在配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)工作方面的投入力度。一方面，需要引進(jìn)自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在的各種異常故障，并可以在第一時(shí)間對(duì)有關(guān)的故障問(wèn)題進(jìn)行檢修和處理，以便降低電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題所可能帶來(lái)的不利影響。通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全天候?qū)ε潆娋W(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，這遠(yuǎn)比人工檢測(cè)的效率高，檢修精確度也更高。另一方面，需要在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中配備一些高質(zhì)量的自動(dòng)化設(shè)備，以便逐步加快配電網(wǎng)的智能化和自動(dòng)化建設(shè)，從而借助配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)來(lái)確保電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

6 結(jié)語(yǔ)

配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)行過(guò)程中要順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展情況和現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用情況，充分發(fā)揮電網(wǎng)特性，提高效益和效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃秋深.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用綜述及展望[J].電力建設(shè)，2019，40（6）：1-12.

[2]寒秋.主煤流物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)研究與應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2019，271（2）：53-54.

[3]黃靜.《基于國(guó)產(chǎn)密碼算法的城市物聯(lián)網(wǎng)密鑰管理系統(tǒng)規(guī)劃方案》評(píng)審會(huì)在京召開(kāi)[J].中國(guó)建設(shè)信息化，2019，082（03）：59-60.

[4]王毅.基于物聯(lián)網(wǎng)和微信平臺(tái)的線路巡檢體系架構(gòu)研究[J].中國(guó)電力企業(yè)管理，2019，551（02）：60-61.