淺析城市10kv配電網(wǎng)規(guī)劃方法

楊曉翔

（福建省平潭縣供電有限公司，福建 平潭 350400）

1 引言

隨著我國電力事業(yè)的不斷發(fā)展，我國城市電網(wǎng)也不斷的完善，持續(xù)不斷的為居民提供穩(wěn)定可靠的電力能源。城市10KV中低壓電網(wǎng)是城市電網(wǎng)的主要組成部分，70%以上的電能都是通過中低壓輸配電網(wǎng)向用戶提供的?！笆晃濉苯ㄔO(shè)以來，國家投入大量的人力物力進(jìn)行城市10KV電網(wǎng)的改造升級(jí)，努力適應(yīng)電力市場的體制改革和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要，以面向用戶、服務(wù)用戶為宗旨，不斷拓展電力市場領(lǐng)域，切實(shí)保障電力能源的供應(yīng)，促進(jìn)電力企業(yè)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 城市10kV配電網(wǎng)規(guī)劃的意義

我國電力建設(shè)長期以來存在發(fā)電建設(shè)投入大、電網(wǎng)建設(shè)投入小、電網(wǎng)規(guī)劃被忽視等問題，部分地方電網(wǎng)與國家級(jí)電網(wǎng)相互孤立，各自為戰(zhàn)，致使電網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)缺乏統(tǒng)一性，造成電網(wǎng)可靠性差、電能質(zhì)量不高等問題。城市配電網(wǎng)規(guī)劃主要指基于城市配電網(wǎng)的現(xiàn)狀分析，充分研究城市負(fù)荷未來的發(fā)展情況，制定一套可以滿足城市未來一段時(shí)間內(nèi)配電需求的電網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃。配電網(wǎng)規(guī)劃可以有效的解決電力負(fù)荷增加與電網(wǎng)建設(shè)滯后之間的矛盾，為未來電力用戶的增長預(yù)留充分的裕度，避免城市擴(kuò)張和電力用戶增加給城市電網(wǎng)造成的緊張局面。城市配電網(wǎng)規(guī)劃以建設(shè)與運(yùn)行成本為主要指標(biāo)，選擇最優(yōu)的規(guī)劃建設(shè)方案。合理的規(guī)劃方案可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，而城市配電網(wǎng)規(guī)劃的失誤往往會(huì)造成重復(fù)建設(shè)，浪費(fèi)國家財(cái)力，給國家的經(jīng)濟(jì)和人民的生活造成損失。本文對(duì)城市10KV配電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行研究，其主要意義在于：（1）進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，是建設(shè)智能電網(wǎng)，滿足電力供應(yīng)需求的前提；（2）通過科學(xué)的規(guī)劃可以提高配電網(wǎng)的運(yùn)行和管理效率，大大降低電能的網(wǎng)絡(luò)損耗和停電造成的經(jīng)濟(jì)損失，有效的提高配電網(wǎng)的運(yùn)行效益；（3）配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃是提高電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的有效途徑，據(jù)統(tǒng)計(jì)，規(guī)劃成本較低，但能夠帶來5%以上的投資收益，經(jīng)濟(jì)效益巨大；（4）科學(xué)的規(guī)劃是電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分；（5）智能電網(wǎng)的發(fā)展需要對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃。

3 城市10kV配電網(wǎng)存在的問題

由于過去我國普遍存在重視高壓主干電網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)，對(duì)中低壓城市配電網(wǎng)投資程度不足的問題，城市10KV配電網(wǎng)的建設(shè)相對(duì)滯后，嚴(yán)重影響了我國電力事業(yè)的發(fā)展。部分地區(qū)還存在地方電網(wǎng)與國家級(jí)電網(wǎng)相抵觸的情況，導(dǎo)致10KV配電網(wǎng)存在較為突出的問題。其主要表現(xiàn)如下：

（1）城市10KV配電網(wǎng)的建設(shè)與主干電網(wǎng)相對(duì)脫離，配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)與主網(wǎng)不協(xié)調(diào)。我國西電東送項(xiàng)目實(shí)施以來，對(duì)于主干電網(wǎng)，國家投入了大量的資金和人力，而對(duì)于城市10KV配電網(wǎng)的建設(shè)缺少長遠(yuǎn)的規(guī)劃，投資的力度也不夠，導(dǎo)致城市10KV配電網(wǎng)的建設(shè)一直處于低迷狀態(tài)。很多地區(qū)城市配電網(wǎng)設(shè)備落后，結(jié)構(gòu)不合理，最終導(dǎo)致配電損耗高、電能利用率低的問題，嚴(yán)重限制了電網(wǎng)效益的發(fā)揮。

（2）地方財(cái)力有限，投資進(jìn)行電網(wǎng)建設(shè)往往選用價(jià)格較低的材料，造成型號(hào)偏小，功能落后，這給并網(wǎng)后的電網(wǎng)的升級(jí)改造造成了很大的困難。地方進(jìn)行配電網(wǎng)建設(shè)時(shí)，缺少長遠(yuǎn)的規(guī)劃，選用的變壓器、斷路器和電容器等電力設(shè)備一般僅能滿足現(xiàn)有負(fù)荷狀況，而沒有經(jīng)過充分的分析和計(jì)算。此外，地方配電網(wǎng)的設(shè)備陳舊，線路老化，電源分布點(diǎn)少，配電能力無法滿足日益增長的需求。為了保證電網(wǎng)的安全，必須采用限電甚至停電等措施進(jìn)行緩解。主干電網(wǎng)與城市10KV配電網(wǎng)進(jìn)行連接時(shí)，往往出現(xiàn)“卡脖子”的問題。

（3）城市10KV配電網(wǎng)的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，結(jié)構(gòu)混亂，供電范圍往往大于設(shè)計(jì)供電范圍，導(dǎo)致安全性無法保障。有些地區(qū)仍然以單電源和單輻射為主，其運(yùn)行方式缺少靈活性，無法進(jìn)行環(huán)網(wǎng)建設(shè)。在夏季和冬季的用電高峰時(shí)，配電線路的電壓落差較大，終端電壓低，電能供需矛盾突出。

（4）城市10KV配電網(wǎng)自動(dòng)化水平低，嚴(yán)重限制了智能電網(wǎng)的發(fā)展。地方電網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱，電網(wǎng)的可靠性低，無法滿足大規(guī)模智能電網(wǎng)的建設(shè)需要?！笆濉币?guī)劃明確提出加快電網(wǎng)智能化改造的戰(zhàn)略任務(wù)，然而，目前我國城市10KV配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到智能化電網(wǎng)的建設(shè)要求。

（5）電網(wǎng)規(guī)劃過程中，數(shù)據(jù)資料存在不全面、不準(zhǔn)確等問題，導(dǎo)致規(guī)劃的建設(shè)方案可行性較低。我國的城市10KV配電網(wǎng)規(guī)劃一般是委托給設(shè)計(jì)院進(jìn)行編制，但是地方設(shè)計(jì)院的資質(zhì)不夠，且電力主管部門在整理資料和數(shù)據(jù)時(shí)普遍存在資料不全、內(nèi)容不清、數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等問題，這些都將導(dǎo)致資料無法客觀的反映電網(wǎng)目前存在的問題，科學(xué)的規(guī)劃更無從談起。

（6）由于我國城市擴(kuò)張的速度很快，城市10KV配電網(wǎng)規(guī)劃往往存在對(duì)未來負(fù)載增長預(yù)期不足的問題。隨著我國城市化建設(shè)的快速發(fā)展，由于城市快速擴(kuò)張導(dǎo)致的原有的城市配電網(wǎng)規(guī)劃捉襟見肘。為了滿足新城區(qū)居民的用電需要，電力部門不得不臨時(shí)增加線路，造成城市配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)混亂，電力系統(tǒng)的運(yùn)行的安全性也無法得到保障。城市10KV配電網(wǎng)作為城市建設(shè)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)該與城市的總體規(guī)劃相一致，但是大多數(shù)的城市規(guī)劃與電力系統(tǒng)規(guī)劃是割裂的。這就會(huì)導(dǎo)致城市建設(shè)與電網(wǎng)建設(shè)的不一致，造成城市配電網(wǎng)規(guī)劃與城市建設(shè)的總體進(jìn)度相脫節(jié)。

4 城市10KV電網(wǎng)規(guī)劃對(duì)策

4.1 負(fù)荷預(yù)測(cè)

電網(wǎng)規(guī)劃的一項(xiàng)重要內(nèi)容是負(fù)荷預(yù)測(cè)，城市10KV配電網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測(cè)具有重要的意義。總的來說，城市10KV配電網(wǎng)的規(guī)劃是為了編制安全可靠、結(jié)構(gòu)合理、適應(yīng)能力強(qiáng)的電網(wǎng)架構(gòu)，它的首要功能是滿足經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、居民生活的需要。因此做好配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)工作，正確的認(rèn)識(shí)電網(wǎng)負(fù)荷的等級(jí)是科學(xué)規(guī)劃的前提。負(fù)荷預(yù)測(cè)主要包含兩個(gè)部分：城市總負(fù)荷預(yù)測(cè)和分區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)。

（1）城市總負(fù)荷預(yù)測(cè)。城市總的負(fù)荷預(yù)測(cè)主要采用確定性預(yù)測(cè)方法實(shí)現(xiàn)，即將總的電力負(fù)荷用一個(gè)或一組方程表示，采用時(shí)間回歸法對(duì)電力系統(tǒng)的最大負(fù)荷使用時(shí)間和最大負(fù)荷數(shù)值進(jìn)行分析，取其適當(dāng)?shù)钠骄底鳛槌鞘锌傌?fù)荷。此外，從城市用電量的角度進(jìn)行分析也可以實(shí)現(xiàn)城市總負(fù)荷的預(yù)測(cè)。

（2）分區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)。進(jìn)行電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)，不僅要知道城市總負(fù)載量還要知道負(fù)載的區(qū)域分布密度，以便更好的進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃。以城市10KV配電網(wǎng)線路為依據(jù)，對(duì)城市進(jìn)行用電區(qū)域劃分，得到各個(gè)區(qū)域的負(fù)荷分布情況。對(duì)于負(fù)荷密度較高的重點(diǎn)工業(yè)發(fā)展區(qū)域，提高分配比例。分區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)還要充分考慮用戶的分布情況，一般工業(yè)設(shè)施用電量較大，因此，工業(yè)區(qū)應(yīng)該提高電力負(fù)荷的分配比。

4.2 城市10KV中低壓電網(wǎng)規(guī)劃方法

城市10KV配電網(wǎng)規(guī)劃主要包括站點(diǎn)規(guī)劃和網(wǎng)架規(guī)劃兩個(gè)部分，根據(jù)其規(guī)劃的內(nèi)容又可以分為改造規(guī)劃和建設(shè)規(guī)劃兩類。

（1）站點(diǎn)規(guī)劃。站點(diǎn)規(guī)劃的主要目標(biāo)是根據(jù)供電范圍以及負(fù)荷分布確定配電變壓器、開關(guān)站等電力設(shè)施的建設(shè)位置。城市10KV配電網(wǎng)的站點(diǎn)建設(shè)位置主要依據(jù)用電負(fù)荷的分布情況，對(duì)于負(fù)荷比較集中的區(qū)域，如商場、工廠、住宅小區(qū)、辦公樓等都要建立配電設(shè)施，滿足電力供應(yīng)的要求。此外還要充分考慮該區(qū)域未來一段時(shí)間的發(fā)展情況，留有足夠的裕量。在高負(fù)荷地區(qū)，采用大容量的變壓器建設(shè)大容量的變電所不僅能夠有效的節(jié)約建設(shè)成本，提高投資效益，而且有利于將來的改造升級(jí)。

（2）網(wǎng)架規(guī)劃。我國城市發(fā)展的速度給城市10KV配電網(wǎng)帶來了很多問題，制定的網(wǎng)架規(guī)劃幾年后就已不再符合日新月異的發(fā)展形勢(shì)。為了達(dá)到《城市電力規(guī)劃導(dǎo)則》中關(guān)于城市電力可靠性指標(biāo)的規(guī)定，很多城市迫切需要建設(shè)一個(gè)可靠性高、靈活性好的網(wǎng)架。目前，架空線、柱上變壓器、柱上開關(guān)逐漸被淘汰，采用地下電纜、箱式變壓器和開關(guān)站實(shí)現(xiàn)網(wǎng)架的構(gòu)建能夠提高網(wǎng)架的靈活性和可靠性。因此，電力企業(yè)應(yīng)該盡早與城市建設(shè)部門配合，預(yù)留溝道和站點(diǎn)的建設(shè)位置。城市10KV配電網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)該采用環(huán)網(wǎng)形式，這樣在事故的檢修時(shí)能夠保證供電不會(huì)中斷。

5 結(jié)論

城市10KV配電網(wǎng)規(guī)劃是解決我國城市發(fā)展速度過快與電力系統(tǒng)建設(shè)相對(duì)滯后問題的關(guān)鍵，只有科學(xué)合理的制定城市配電網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃，充分考慮負(fù)荷未來的發(fā)展趨勢(shì)，才能保證城市配電網(wǎng)與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展相適應(yīng)。本文詳細(xì)分析了我國城市10KV配電網(wǎng)規(guī)劃中存在的主要問題，指出電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)該與城市規(guī)劃協(xié)調(diào)一致，充分考慮城市的發(fā)展情況，并提出城市10KV配電網(wǎng)站點(diǎn)規(guī)劃與網(wǎng)架規(guī)劃的具體措施。

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