城鎮(zhèn)供電規(guī)劃中的設(shè)計要求與技術(shù)指標(biāo)分析

摘 要：城鎮(zhèn)供電規(guī)劃就是確定在何時何地進行城鎮(zhèn)的電網(wǎng)建設(shè)，選擇適應(yīng)的供電設(shè)備來保障供電安全，所以應(yīng)對設(shè)計要求與技術(shù)指標(biāo)進行全面掌握，對關(guān)鍵問題加以解決，才能提高規(guī)劃設(shè)計的經(jīng)濟性和適應(yīng)性。

關(guān)鍵詞：供電網(wǎng)絡(luò)；規(guī)劃設(shè)計；設(shè)計要求；技術(shù)指標(biāo)

中圖分類號：TM732 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）33-0081-02

城鎮(zhèn)建設(shè)離不開多種基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與發(fā)展，其中供電就是一項重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)容。尤其是在城鎮(zhèn)的供電規(guī)劃設(shè)計中必須考慮其規(guī)劃的長遠性及發(fā)展性，如果在供電規(guī)劃中不能按照實際以及發(fā)展角度進行規(guī)劃，就容易導(dǎo)致電網(wǎng)不能適應(yīng)城鎮(zhèn)發(fā)展的需求，從而引發(fā)諸多問題。

1 城鎮(zhèn)供電規(guī)劃

供電規(guī)劃就是對電網(wǎng)進行合理的設(shè)計與規(guī)劃，保證整個供電網(wǎng)絡(luò)在長期的工作中保持一種最優(yōu)的狀態(tài)，規(guī)劃設(shè)計根據(jù)城鎮(zhèn)電網(wǎng)的長期負荷增長以及升級需要對未來多年的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和安全性、運行經(jīng)濟性等進行合理的選擇與設(shè)計。供電規(guī)劃的基本原則就是在保障安全供電的情況下，使得供電所需要的基本費用最低實踐經(jīng)驗證明，設(shè)計上的小規(guī)模調(diào)整可以獲得較好的經(jīng)濟效益。在初期的供電規(guī)劃中選擇合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和供電模式等，可以選擇更加優(yōu)化的技術(shù)措施和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，利用計算和經(jīng)驗型比較，規(guī)劃人員可以提供建議，并選擇一個最佳的規(guī)劃方案，使規(guī)劃設(shè)計的供電網(wǎng)絡(luò)運行最優(yōu)化。隨著這樣的優(yōu)化比較與規(guī)劃設(shè)計的不斷科學(xué)化和完善，供電規(guī)劃設(shè)計也隨之不算的完善，供電方案也隨之得到優(yōu)化。

2 供電規(guī)劃的設(shè)計要求

2.1 電網(wǎng)負荷預(yù)測

首先，供電規(guī)劃設(shè)計必須明確供電網(wǎng)絡(luò)的負荷情況，這樣才能在其基礎(chǔ)上進行準(zhǔn)確的推測和預(yù)判，這樣才能保證規(guī)劃合理。負荷預(yù)測的目的就是要保持供電網(wǎng)絡(luò)滿足負荷的發(fā)展以及實際水平，同時確定各個供電區(qū)域、年供電量、最大負荷、總體載荷的發(fā)展等，這樣就可保證供電規(guī)劃滿足城鎮(zhèn)實際的發(fā)展需求，進一步確定年供電負荷的構(gòu)成，從而知道整個供電規(guī)劃設(shè)計。

其次，是對負荷預(yù)測的基本要求。其中包括對全局負荷的預(yù)測以及分區(qū)負荷的預(yù)測，例如對全局負荷的預(yù)測。即根據(jù)符合性質(zhì)對城鎮(zhèn)總負荷分為一般負荷和點負荷兩種。并對其電量預(yù)測和最大負荷進行預(yù)測。對一般負荷通常為自然增長法實現(xiàn)預(yù)測，即利用線性回歸法、二次函數(shù)回歸法、指數(shù)函數(shù)回歸法等，這樣可以獲得一般性負荷的電量增長情況。針對點負荷的電量約則應(yīng)按照立項報告的基本數(shù)據(jù)進行分析，同時考慮用戶對擴大生產(chǎn)的需求以及規(guī)模，調(diào)整各個年度的用電預(yù)測值。用到的基本方法就是單產(chǎn)電量損耗法。綜合一般負荷和點負荷的就能獲得城鎮(zhèn)預(yù)測電量以及最大負荷，從而可以在此基礎(chǔ)上對供電網(wǎng)絡(luò)的負荷進行預(yù)測和分析，以此獲得對用電總量的預(yù)測。

2.2 電量平衡分析

在供電規(guī)劃中，需要電量進行平衡，綜合各個專家組以及負荷情況進行分析，總結(jié)城鎮(zhèn)電力電量的平衡原則。即對夏季高峰負荷方式進行平衡；對系統(tǒng)最大容量選擇最大機組的容量；如包括水電站則應(yīng)按照季節(jié)性考慮其電量的負荷情況，枯水期應(yīng)按照裝機容量的1/5進行計入。低谷負荷按照高峰負荷的一半進行考慮。對大型水電廠以及火電廠應(yīng)按照生產(chǎn)電量進行調(diào)整。需要對豐水期的電量進行平衡。主要是調(diào)整豐水期城鎮(zhèn)用電系統(tǒng)變電設(shè)備和輸電線路的經(jīng)濟性調(diào)整。對枯水期電量進行平衡，校驗枯水期缺電情況并進行平衡性補償?shù)取?/p>

2.3 供電規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

首先，應(yīng)對供電網(wǎng)絡(luò)進行分區(qū)和分層。即對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)展開規(guī)劃。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重點與中心環(huán)節(jié)，需要貫徹分區(qū)、分層規(guī)劃原則，各區(qū)層應(yīng)對供電范圍進行明確，且供電范圍需有重疊或交叉。在規(guī)劃前需對總體原則進行明確。應(yīng)按照安全性原則進行規(guī)劃；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)于變電站的接線方式、規(guī)模等要求相符，同時應(yīng)服從變電站容載比的原則，復(fù)合短路電流控制的原則，同時應(yīng)滿足電網(wǎng)中心店運行的相應(yīng)要求、無功平衡原則及線路設(shè)計原則等。

其次，對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。在設(shè)計和規(guī)劃中應(yīng)在最終實施前對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，即利用多種數(shù)學(xué)和模擬方式對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案進行分析與仿真，從而獲得最佳的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，如遺傳算法，即利用遺傳學(xué)的基本原理對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行抽象分析與計算。其計算的過程就是將實際的優(yōu)化問題進行遺傳學(xué)轉(zhuǎn)變。利用染色體將實際的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問題變?yōu)檫m應(yīng)度函數(shù)的計算和分析。在隨機出現(xiàn)的代表事件的染色體中對染色體的適應(yīng)度進行分析，利用繁殖、交叉、變異等遺傳操學(xué)的操作方式獲得一批新的染色體。適應(yīng)度函數(shù)值的大小可以決定染色體被繁殖的幾率，從而反應(yīng)適者生存的基本法則。從理論上看，遺傳算法通過一些列的分析與計算會出現(xiàn)一種無限接近最優(yōu)的解，因此可以在復(fù)雜的供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中獲得一個相對最優(yōu)的結(jié)果。

其運用的方式如下：采集整個供電網(wǎng)絡(luò)的基本數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，在獲取最佳結(jié)構(gòu)前，應(yīng)對變電站的線路、地質(zhì)情況、電抗、長度、熱穩(wěn)定性、投資及網(wǎng)絡(luò)電阻等等基本數(shù)據(jù)予以確定，并對城鎮(zhèn)規(guī)劃的基本負荷和電源出力等進行匯總。對各種方案中的決策變量展開編碼，對于遺傳算法而言，其中的每個網(wǎng)絡(luò)方案均類似于一個染色體，而利用整數(shù)編碼方式可將各待選線路視為一個基因，路線方案中基因值為二進制，即0或者1，1個染色體和一個規(guī)劃方案相對應(yīng)，對適應(yīng)性函數(shù)進行確定，通過評價函數(shù)的方式分析、評價染色體，分析方案，將方案中的約束性條件通過函數(shù)形式轉(zhuǎn)入目標(biāo)函數(shù)之內(nèi)，將約束規(guī)劃問題變成無約束條件的問題。通過一系列遺傳操作，對群體內(nèi)各個體予以交叉評價，并循環(huán)分析這一步驟，直到獲取最佳群體。

遺傳算法可以滿足潮流合理和N-1的基本原則，同時也可獲得最佳投資回報比，但是在實際的供電規(guī)劃中還有一些局限性。但是綜合起來看，遺傳算法仍是對已供電規(guī)劃設(shè)計有重要幫助的分析與輔助工具。主要的優(yōu)勢就是遺傳算法為規(guī)劃者提供的是一組優(yōu)化后的候選方案，并可以供規(guī)劃人進行選擇與比較，并確定最終的優(yōu)化結(jié)果。

3 供電規(guī)劃中的技術(shù)指標(biāo)分析

3.1 安全性指標(biāo)

供電規(guī)劃中突出的重要問題就安全性問題，因此安全性技術(shù)指標(biāo)是十分重要的。安全性就是指在任意一個時間節(jié)點，面對一組預(yù)想的故障可以保持對負荷的正常而持續(xù)的供電能力。因此在城鎮(zhèn)供電規(guī)劃中對其評價的重要技術(shù)指標(biāo)就是安全性。城鎮(zhèn)的電網(wǎng)的技術(shù)指標(biāo)中的安全性指標(biāo)主要是對全年最大的負荷下的安全性進行分析與評價。對電網(wǎng)預(yù)想發(fā)生故障后是否可以堅持持續(xù)供電的能力進行量化評價。在設(shè)計中評價指標(biāo)包括“N-1校驗”和“抗大面積停電能力”其中N就是某個電網(wǎng)中一種重要設(shè)備，如變壓器或者變電站出線的總體個數(shù)，而其中的“1”代表停運的設(shè)備，以此分析整個供電規(guī)劃中的安全性指標(biāo)。

3.2 可靠性指標(biāo)

可靠性指標(biāo)是對電網(wǎng)的穩(wěn)定性進行評價，即對瞬間狀態(tài)的安全性指標(biāo)?？煽啃允轻槍σ粋€時間區(qū)間內(nèi)的評價指標(biāo)。供電規(guī)劃中的可靠性指在電網(wǎng)容量、母線電壓、系統(tǒng)頻率等在允許的范圍內(nèi)進行監(jiān)測，并將考慮到電網(wǎng)中的元件會進行計劃性停運以及非計劃停運考慮在內(nèi)，同時評價向用戶供電的全部電力或者電量的能力。通常的技術(shù)指標(biāo)包括平均停電時間、系統(tǒng)平均停電頻率、用戶平均停電持續(xù)時間、系統(tǒng)供電可用度等指標(biāo)，這些具體的技術(shù)指標(biāo)反映的就是可靠性。

3.3 供電經(jīng)濟性

供電規(guī)劃設(shè)計中對電網(wǎng)的經(jīng)濟性評價也是十分重要的，即對供電中的決策科學(xué)化加以強化，減少和避免決策出現(xiàn)失誤而導(dǎo)致電網(wǎng)的經(jīng)濟性降低，提高整體運營的效益保障能力。電網(wǎng)經(jīng)濟性主要控制的就是網(wǎng)絡(luò)損耗以及設(shè)備利用效率的角度。供電規(guī)劃則是要對投資角度進行分析和研究，包括投資額、供電效益、供電收入等較大進行綜合性的對比，以此形成一個完整的經(jīng)濟性評價結(jié)果。

3.4 供電適應(yīng)性和協(xié)調(diào)性

供電規(guī)劃是建立在負荷預(yù)測為基礎(chǔ)，負荷預(yù)測在一定范圍內(nèi)存在不確定性，因此在規(guī)劃中應(yīng)保留發(fā)展的空間，因此需要對電網(wǎng)的負荷發(fā)展能力進行評價。供電規(guī)劃的適應(yīng)性包括資源寬裕度、供電能力冗余、電網(wǎng)擴展冗余等。協(xié)調(diào)性則是對整個電網(wǎng)控制與協(xié)調(diào)的能力，即供電規(guī)劃設(shè)計應(yīng)保證整個電網(wǎng)電量的分配平衡，局部過載或者局部輕載都會給電網(wǎng)造成較大的影響。尤其城鎮(zhèn)供電規(guī)劃還應(yīng)配合高中低壓的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，否則網(wǎng)絡(luò)較弱的區(qū)域會影響整個網(wǎng)絡(luò)供電的質(zhì)量。所以高中低壓的配電網(wǎng)絡(luò)都應(yīng)進行能力匹配以及負荷均衡。

4 供電規(guī)劃中對設(shè)計評價的步驟

客觀的對供電規(guī)劃進行評價是設(shè)計的重要內(nèi)容，在評價階段主要是對評價指標(biāo)進行選擇，評價指標(biāo)進行判斷，對評價標(biāo)準(zhǔn)以及指標(biāo)權(quán)重進行分析等。在規(guī)劃平評價階段首先應(yīng)對供電規(guī)劃的基本數(shù)據(jù)進行輸入，然后對規(guī)劃報告中的電網(wǎng)狀況進行采集，包括電網(wǎng)中間年以及目標(biāo)件的方案，分布對單向指標(biāo)評價和綜合評價。按照不同的評價目標(biāo)對上述的評價結(jié)果進行分析與比對，以此對規(guī)劃的優(yōu)劣進行評價，最后根據(jù)不同的評價目標(biāo)對結(jié)果進行選擇。評分標(biāo)準(zhǔn)指通過一定的標(biāo)度體系，將各種原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可直接比較的規(guī)范化格式。評分標(biāo)度多采用百分制、十分制和五分制。指標(biāo)權(quán)重反映了同層指標(biāo)之間的相互重要性關(guān)系，采用歸一化的向量來表示。

5 結(jié) 語

城鎮(zhèn)供電規(guī)劃需要重視的不是當(dāng)前的供電需求，而是應(yīng)在預(yù)測的基礎(chǔ)上進行長期規(guī)劃，還應(yīng)考慮到城鎮(zhèn)技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀，以及后期網(wǎng)絡(luò)升級的需求。在設(shè)計中應(yīng)按照各項技術(shù)要求完成規(guī)劃，并利用各項技術(shù)指標(biāo)對規(guī)劃進行科學(xué)的選擇和評價，以此實現(xiàn)規(guī)劃的合理性與科學(xué)性。

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