智能配電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究

劉童赫

摘要：配電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用，與國民經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)。隨著智能配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)要求也越來越高，對供電可靠性的要求也逐漸增加。因此，需要全方位的發(fā)展智能配電網(wǎng)技術(shù)，運用科學(xué)的方法進(jìn)行規(guī)劃，才能保證智能配電網(wǎng)為用戶提供高效、可靠的電力供應(yīng)。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng);規(guī)劃;關(guān)鍵技術(shù)

1 配電網(wǎng)的基本含義與特征

從科學(xué)角度來說，配電網(wǎng)是一種在電力系統(tǒng)中分配電能并傳輸電能的連接網(wǎng)絡(luò)，其的主要構(gòu)成設(shè)施有：架空的電線路、電纜線、桿塔、無功補(bǔ)償器、隔離開關(guān)器以及配電變壓器等。按照不同的電壓等級來看，配電網(wǎng)主要被分為高壓配電網(wǎng)，主要電壓值在35-110kV之間;中壓配電網(wǎng)，主要電壓值在6-10kV之間以及低壓配電網(wǎng)，主要電壓值只有220kV與380kV這三種形式，其中220kV電網(wǎng)在電力負(fù)載率較大的地區(qū)也有配電網(wǎng)的基本功能。

根據(jù)配電網(wǎng)的基本含義與分類情況來看，具有兩個基本工作特征且分別是：輻射狀的分布弧較低與所持的電壓等級也較低。從配電網(wǎng)的基本性能來看，這兩種工作特征卻正好滿足構(gòu)成配電網(wǎng)性能的要件。根據(jù)不完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，配電網(wǎng)的設(shè)備分布范圍極廣，雖然在某一地區(qū)配電網(wǎng)的占地面積較少，維護(hù)費用較低，但是連接起來整片地區(qū)的配電網(wǎng)維護(hù)與保養(yǎng)費用就會極高。

2 智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在城市配電網(wǎng)規(guī)劃的重要性

智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般指110kV及以下電網(wǎng)，并且與整個電力系統(tǒng)、分散用戶直接連接。智能配電網(wǎng)結(jié)合了傳統(tǒng)的電力技術(shù)、傳感測量技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，并且支持分布式電源的進(jìn)入，實時監(jiān)測與保護(hù)電力系統(tǒng)，以保證用戶的安全。智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)有三種，均在城市配電網(wǎng)規(guī)劃中具有重要作用。第一種為分布式發(fā)電。分布式發(fā)電一般在用戶所在場地或附近建設(shè)安裝。相較于傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)有三種優(yōu)勢：（1）發(fā)電過程中不消耗化石燃料，保護(hù)環(huán)境。（2）并網(wǎng)方式靈活。（3）在靠近用戶負(fù)荷時，能夠降低配電網(wǎng)中的傳輸損耗。第二種為故障電力限制技術(shù)。在配電網(wǎng)運行過程中如果出現(xiàn)短路現(xiàn)象，會造成較大的故障電流，導(dǎo)致電力設(shè)備出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，影響整個電力系統(tǒng)。而智能配電網(wǎng)中的故障電力限制技術(shù)，能夠使用電力電子技術(shù)和高溫超導(dǎo)技術(shù)限制短路電流。第三種為柔性配電技術(shù)，即柔性交流輸電技術(shù)。通過電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)調(diào)節(jié)交流輸電系統(tǒng)的電壓電流等基本參數(shù)，控制電力系統(tǒng)的有功超和無功超，提高輸電系統(tǒng)的輸送能力與穩(wěn)定性?；诖耍瑧?yīng)該增加智能配電網(wǎng)的使用，確保城市配電網(wǎng)規(guī)劃具有合理性。

3 智能配電網(wǎng)規(guī)劃要點

3.1智能配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測

電力負(fù)荷按照其不同的用電情況可以分為以下八類：城鎮(zhèn)居民用電負(fù)荷，商業(yè)用電負(fù)荷，一般工業(yè)用電負(fù)荷，農(nóng)、林、漁、牧、水利用電。智能配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測通過整理擬規(guī)劃地區(qū)配電網(wǎng)歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，分析該地區(qū)電力負(fù)荷發(fā)展特點及未來發(fā)展趨勢。主要步驟如下：（1）確定負(fù)荷預(yù)測原則：收集相關(guān)電網(wǎng)資料，整理分析歷史負(fù)荷變化趨勢，確定擬規(guī)劃智能配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測水平年及遠(yuǎn)景年，分析不同的負(fù)荷預(yù)測方法的適用范圍，并確定最優(yōu)方案作為指導(dǎo)方法。（2）整理資料：對收集的國民經(jīng)濟(jì)報告、電網(wǎng)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)等資料進(jìn)行整理，剔除異常數(shù)據(jù)，審核整理出負(fù)荷預(yù)測所需的最優(yōu)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行修正和調(diào)整。（3）建立模型：以選擇的負(fù)荷預(yù)測方法為指導(dǎo)，在概括整理資料的基礎(chǔ)上，對預(yù)測方法進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，同時根據(jù)規(guī)劃地區(qū)的實際情況修正數(shù)學(xué)模型。（4）進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測：在相關(guān)計算軟件中搭建數(shù)學(xué)模型，以確定的原則為基礎(chǔ)，輸入歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得出初步預(yù)測值，并根據(jù)地區(qū)實際情況與擬規(guī)劃的智能配電網(wǎng)的影響因素，重復(fù)修正預(yù)測值，得出最終預(yù)測結(jié)果。

3.2智能配電網(wǎng)可靠性評估

智能配電網(wǎng)可靠性評估主要有解析法、模擬法及Monte-Carlo模擬法。解析法主要用于評估簡單的智能配電系統(tǒng)，是將系統(tǒng)中的所有元件設(shè)為理想元件，并且將其故障停運狀態(tài)理想化，根據(jù)系統(tǒng)和元件之間不同的邏輯關(guān)系，對不同元件建立不同的數(shù)學(xué)模型，通過迭代計算求解此模型，計算系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。解析法主要有故障模式后果分析法、網(wǎng)絡(luò)等值法、故障遍歷搜索法等。解析法精度較高，數(shù)學(xué)模型邏輯表達(dá)清晰，但是如果網(wǎng)絡(luò)較為復(fù)雜，元件數(shù)目較多時，由于輸入數(shù)學(xué)模型中的數(shù)據(jù)也相應(yīng)增多，計算量也會不斷增加，因此只能考慮有限數(shù)量的負(fù)荷。

3.3智能配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性評價

經(jīng)濟(jì)型評價作為衡量項目規(guī)劃是否合理的重要方面，在智能配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)過程中起到重要作用。通過對智能配電網(wǎng)的綜合效益進(jìn)行定量分析，比較各類規(guī)劃方案的評價數(shù)據(jù)，確定最優(yōu)方案，為配電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展提供科學(xué)的決策。在經(jīng)濟(jì)型評價體系中，主要通過初始投資費用、系統(tǒng)年運行維護(hù)費用、總費用現(xiàn)值、年停電損失費用、單位負(fù)荷年費用、收益成本等指標(biāo)來衡量智能配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)型。在具體的評價階段，以傳統(tǒng)最小費用評價法、收益成本評價方法、收益增量成本增量評價方法、利潤驅(qū)動評價方法等對智能配電網(wǎng)進(jìn)行綜合評價，為智能配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供指導(dǎo)。

結(jié)論：有資料顯示.重要用戶70%到80%的停電事故是由城市電網(wǎng)故障引發(fā)的。大部分的線損也在這部分網(wǎng)絡(luò)中。因此必須加強(qiáng)配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和管理工作。建設(shè)現(xiàn)代化的城市配電網(wǎng)，必須有與城市總體發(fā)展目標(biāo)相適應(yīng)的電網(wǎng)規(guī)劃。為此，建議政府部門、電力公司及各供電局要緊密配合，加強(qiáng)各級規(guī)劃報告的編制、評審、實施的管理。電網(wǎng)規(guī)劃中心要擔(dān)負(fù)起配電網(wǎng)規(guī)劃的技術(shù)指導(dǎo)重任。與各級規(guī)劃部門相互配合.做好電力行業(yè)規(guī)劃與電網(wǎng)中長期規(guī)劃、配電網(wǎng)規(guī)劃的銜接工作.拓展規(guī)劃新思路。積極開展電網(wǎng)規(guī)劃工作.做到“超前規(guī)劃、提前分析、合理實施”，從而保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運行。通過科學(xué)的方法規(guī)劃智能配電網(wǎng)，才能保證配電網(wǎng)的電能質(zhì)量和供電可靠性，提高未來智能配電網(wǎng)的智能化程度，保證電網(wǎng)安全有序的發(fā)展。

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