論城市電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)存在問題及應(yīng)對(duì)策略

楊洋

[摘? ? 要]本文針對(duì)城市電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)進(jìn)行分析討論，首先對(duì)城市電網(wǎng)規(guī)劃的主要分類、作用等進(jìn)行了分析，突出電網(wǎng)規(guī)劃在電網(wǎng)建設(shè)中的重要價(jià)值意義，進(jìn)而針對(duì)現(xiàn)行電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)理論方法，討論了電網(wǎng)規(guī)劃中存在的一些短板問題，并提出了一些加強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的對(duì)策措施。

[關(guān)鍵詞]城市電網(wǎng);規(guī)劃建設(shè);問題;對(duì)策

[中圖分類號(hào)]TM715 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）03–00–03

[Abstract]This paper analyzes and discusses urban power grid planning and construction. First， analyzes the main classification and functions of urban power grid planning， highlighting the important value of power grid planning in power grid construction， and then discusses the current theoretical methods of power grid planning and construction There are some shortcomings in the power grid planning， and some countermeasures to strengthen the power grid planning and construction are proposed for reference only.

[Keywords]urban power grid; planning and construction; problems; countermeasures

城市是電力負(fù)荷的集中區(qū)域，城市用電量在全國(guó)總用電量中占比約80%，而且城市用電還在不斷增加，用電負(fù)荷的增加需要進(jìn)一步擴(kuò)大電網(wǎng)規(guī)模，因電網(wǎng)規(guī)劃方面存在的短板和不足，造成電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大過程中出現(xiàn)很多問題，導(dǎo)致對(duì)用電安全、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展都產(chǎn)生了? 重大影響，電網(wǎng)規(guī)劃作為電網(wǎng)建設(shè)的基本點(diǎn)，高效科學(xué)的電網(wǎng)規(guī)劃顯然更為關(guān)鍵。

1 城市電網(wǎng)規(guī)劃概述

電網(wǎng)規(guī)劃最終要實(shí)現(xiàn)的是跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置，利用特高壓輸電網(wǎng)增強(qiáng)區(qū)域間資源的優(yōu)化配置能力。電網(wǎng)規(guī)劃分類如圖1所示。

電網(wǎng)規(guī)劃也是城市電網(wǎng)建設(shè)的前提條件，在電網(wǎng)建設(shè)實(shí)踐中，必須要先有電網(wǎng)規(guī)劃，才有后續(xù)的電網(wǎng)建設(shè)。如圖2所示。

電網(wǎng)規(guī)劃是電網(wǎng)建設(shè)的前提，為了保證電網(wǎng)建設(shè)投運(yùn)后滿足城市未來發(fā)展需要，一般就要在電網(wǎng)規(guī)劃期間做好頂層設(shè)計(jì)，使電網(wǎng)可滿足未來5年、10年乃至20年的城市發(fā)展需求。

如引言部分所述，城市是電力負(fù)荷集中區(qū)，全國(guó)總用電量的80%左右集中在城市，而隨著城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，用電量快速增長(zhǎng)，在用電分類上，一般工業(yè)用電占比最高，歷年來工業(yè)用電占比都達(dá)到70%～80%。不過近些年工業(yè)用電的比重在逐年下降，這與城市轉(zhuǎn)型發(fā)展有著千絲萬縷的聯(lián)系。工業(yè)用電下降，第三產(chǎn)業(yè)用電量開始增加，這也與城市轉(zhuǎn)型發(fā)展密切相關(guān)，當(dāng)然隨著群眾生活水平提升，家用電器普及，居民生活用電比重也在加大，其中生活用電點(diǎn)多面廣而且分散，家用電器數(shù)量大，使用較為集中，直接影響電力負(fù)荷峰值。這也進(jìn)一步說明了高效科學(xué)的電網(wǎng)規(guī)劃的價(jià)值意義。

2 城市電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)問題

我國(guó)電網(wǎng)規(guī)劃實(shí)際上都存在一些不科學(xué)之處，這是一個(gè)歷史遺留問題，在大電網(wǎng)背景下，早期的電網(wǎng)規(guī)劃方法顯然是不適用當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展需要的，也不能滿足城市用電量快速增長(zhǎng)的需求。因而在電網(wǎng)規(guī)劃實(shí)踐中存在一些比較普遍的問題。

（1）城市供電網(wǎng)的供電能力不能適應(yīng)電力市場(chǎng)流通以及消費(fèi)的需求。我國(guó)早期所規(guī)劃的電網(wǎng)，實(shí)際更強(qiáng)調(diào)供電能力、強(qiáng)調(diào)電源的強(qiáng)大、確保電能充足，雖然供電能力強(qiáng)，但卻無法全面覆蓋所有區(qū)域，工業(yè)方面的供電能力強(qiáng)，生活用電，第三產(chǎn)業(yè)的供電則相對(duì)偏弱。近些年我國(guó)用電形式呈現(xiàn)增速提高、動(dòng)力轉(zhuǎn)換、消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整的特性，第三產(chǎn)業(yè)用電量增長(zhǎng)率達(dá)到11.2%，生活用電增長(zhǎng)率10.8%，第二產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)率2.9%，制造業(yè)增長(zhǎng)率2.5%，其中制造業(yè)中的四大高耗能行業(yè)合計(jì)用電增長(zhǎng)率為0，裝備制造、新興技術(shù)以及大眾消費(fèi)品行業(yè)用電量增長(zhǎng)勢(shì)頭好，消費(fèi)結(jié)構(gòu)在變化，而全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量還在持續(xù)提高，電力供應(yīng)能力總體富余。

（2）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱，供電可靠性不強(qiáng)，堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)（國(guó)家電網(wǎng)公司提出建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)的國(guó)家電網(wǎng)，出自從堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)到堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變）堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)尚未全面完成，供電可靠性尚達(dá)不到發(fā)達(dá)國(guó)家水平。

根據(jù)圖示，國(guó)內(nèi)北京、上海等發(fā)達(dá)地區(qū)平均停電時(shí)間基本相當(dāng)，基本可以達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平，比如德國(guó)年平均停電時(shí)間為50 min，美國(guó)為100 min左右，相比較于日本韓國(guó)，差距則比較大，日本年平均停電時(shí)間僅8 min。如圖3所示。

（3）電網(wǎng)供電電能質(zhì)量不高，主要是因?yàn)樨?fù)荷增長(zhǎng)快，無功補(bǔ)償不足，線路過長(zhǎng)，而導(dǎo)線截面比較小，總體就是電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理，導(dǎo)致線損較高，經(jīng)濟(jì)性較差，也影響電能質(zhì)量，按照相關(guān)規(guī)范電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行條件下，用戶受電段供電電壓允許偏差在7%（主要是10 kV配電網(wǎng)），電壓偏差的源頭是無功負(fù)荷的變化，主要以無功補(bǔ)償來改善，采取這種方式可以從源頭上控制電壓偏差。同時(shí)可采用有載調(diào)壓變壓器來調(diào)節(jié)，因?yàn)闊o功補(bǔ)償一般并不能解決所有的電壓偏差問題。

（4）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不適應(yīng)智能電網(wǎng)要求，在智能電網(wǎng)建設(shè)中，需要對(duì)原有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，而原有電網(wǎng)技術(shù)相對(duì)落后，設(shè)備陳舊。在實(shí)踐中，經(jīng)濟(jì)性較差，加上規(guī)劃不理想，全國(guó)城市較多，各城市發(fā)展情況不一，各城市按各自需求進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃，不符合大電網(wǎng)要求。

3 城市電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)策略

針對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃存在的問題，應(yīng)當(dāng)采取一些對(duì)策措施，目前主要突出加強(qiáng)規(guī)劃工作，簡(jiǎn)化電壓等級(jí)，使高壓深入市區(qū)供電，完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和設(shè)施，這些對(duì)策措施的前提是規(guī)劃，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看才能實(shí)現(xiàn)最大的效益。城市電網(wǎng)規(guī)劃一般是以負(fù)荷預(yù)測(cè)為依托，按各地實(shí)際情況，在滿足技術(shù)需要的前提下，考慮經(jīng)濟(jì)效益，做長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和近期規(guī)劃，并對(duì)其逐年滾動(dòng)修正。

（1）要明確的是負(fù)荷預(yù)測(cè)，這是城市電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)，一般比較常用的方法包含定性分析和定量分析。定性分析的誤差大，但可以利用長(zhǎng)久以來形成的規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)，可以計(jì)入很多非量化因素，考慮這些因素的影響，定量分析基本以概率統(tǒng)計(jì)方法為主，包含時(shí)間序列分析法和回歸分析法。這些方法理論成熟，易于操作，但是因負(fù)荷變化大，不確定性因素多，很難保證預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度。在智能化技術(shù)逐步成熟的今天，模式識(shí)別、模糊預(yù)測(cè)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法得到推廣，這些方法的應(yīng)用不僅提高負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，還增強(qiáng)了負(fù)荷預(yù)測(cè)的自動(dòng)化程度，可方便實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)規(guī)劃。

（2）要以供電可靠性為依托，深度落實(shí)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，并逐步從堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閳?jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，例如最主要的用戶側(cè)配電網(wǎng)，電壓等級(jí)為10 kV，規(guī)劃中要求科學(xué)選配變壓器，并科學(xué)規(guī)劃線路，配電網(wǎng)主要面向用戶，線路中的變壓器容量可以小，但需要點(diǎn)密布，縮減半徑。線路承載容量應(yīng)當(dāng)控制在1.6～1.9 kW之間。由此可選S11型號(hào)以上變壓器，若某些城市不適合使用油浸變壓器，可選干式變壓器，為保證變壓器工作穩(wěn)定，應(yīng)選擇一大一小兩臺(tái)變壓器并聯(lián)。因?yàn)樽儔浩魅萘啃?，線路規(guī)劃時(shí)就要注意變壓器安裝位置，考慮使用的線材、導(dǎo)線，特別注意主干線導(dǎo)線要統(tǒng)一，最多不超過三種，同時(shí)考慮好線路周圍環(huán)境，靈活布置線路。要進(jìn)行必要的無功補(bǔ)償，在有載調(diào)壓變壓器無法滿足電壓偏差問題的情況下，無功補(bǔ)償同樣也做不到解決電壓偏差，但是可以通過二者配合的方式來解決，一般在有載調(diào)壓變壓器下，考慮無功補(bǔ)償功率因素，一般為0.9～0.95，按統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局、全網(wǎng)操作、分級(jí)補(bǔ)償原則，將集中補(bǔ)償與分級(jí)補(bǔ)償結(jié)合，制定靈活補(bǔ)償策略，配合有載調(diào)壓變壓器解決電壓偏差，確保電能供應(yīng)質(zhì)量。

（3）依托智能電網(wǎng)建設(shè)形式，要合理地利用現(xiàn)代信息技術(shù)來進(jìn)行更加高效的電網(wǎng)規(guī)劃，依托神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新方法，構(gòu)造適合的信息系統(tǒng)，完善數(shù)據(jù)庫(kù)，基于大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃信息化，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的電網(wǎng)線路變化管控。

4 結(jié)語

綜上所述，城市是電力負(fù)荷集中區(qū)域，對(duì)城市的電網(wǎng)規(guī)劃必須要科學(xué)合理，確保電網(wǎng)建設(shè)滿足城市用電需要。在當(dāng)前時(shí)代背景下，因電網(wǎng)規(guī)劃存在問題，而導(dǎo)致電網(wǎng)建設(shè)無法真正滿足城市用電需要，也無法適應(yīng)大電網(wǎng)建設(shè)要求，因此本文針對(duì)性地分析電網(wǎng)規(guī)劃中出現(xiàn)的短板，并采取針對(duì)性的對(duì)策措施顯然意義重大。

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