淺析城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)

劉國(guó)梁 張延鋒 趙輝

[摘 要]就目前城市電網(wǎng)的發(fā)展來(lái)看，新問(wèn)題在城市發(fā)展的趨勢(shì)下日益突出。城市電網(wǎng)的規(guī)劃要在標(biāo)準(zhǔn)化體系流程下提高可行性與可靠性，適應(yīng)城市發(fā)展帶來(lái)的新的外部環(huán)境，就必須對(duì)自然因素、社會(huì)因素與人為因素綜合考慮、統(tǒng)籌規(guī)劃；同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)實(shí)施，更合理地制定電網(wǎng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，讓城市電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]城市電網(wǎng)；規(guī)劃；設(shè)計(jì)；技術(shù)

一、我國(guó)電網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

1.電力負(fù)荷增多，用地規(guī)劃減少。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，我國(guó)用電負(fù)荷飛速增長(zhǎng)，這種現(xiàn)象在一線城市尤為突出。我國(guó)國(guó)土雖然遼闊，可用土地比例卻不大。在一線城市，開(kāi)發(fā)商為了盈利，會(huì)在有限的土地上盡可能多的進(jìn)行商城與住宅建設(shè)。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市擴(kuò)張迅速，要想在原有基礎(chǔ)上重新規(guī)劃建設(shè)電網(wǎng)勢(shì)必會(huì)占用大量土地，費(fèi)用頗高，造成電網(wǎng)建設(shè)無(wú)地可用的尷尬局面。

為了節(jié)約土地資源，政府通常將變電站規(guī)劃到城市經(jīng)濟(jì)熱點(diǎn)的邊緣，但邊緣地帶會(huì)導(dǎo)致供電線路長(zhǎng)度增加，無(wú)法保證供電質(zhì)量與穩(wěn)定性；若是將變電站設(shè)在中心地帶，則要在地下選址，地下站點(diǎn)的設(shè)置會(huì)影響到城市地鐵交通的發(fā)展與管道設(shè)施的建設(shè)，且不利于維護(hù)工作，安全隱患也比較大。

2.投資量較大。電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)大工程，需要投入的資金也比較多。在輸變電工程建設(shè)過(guò)程中，往往需要多方投資，共同建設(shè)。由于各地投資模式的差異，商討投資方案的過(guò)程會(huì)比較辛苦，往往需要反復(fù)協(xié)商。大中型城市的電網(wǎng)規(guī)劃往往比發(fā)展較慢的城市要困難得多，小型城市的電網(wǎng)建設(shè)若是不完善，在原有基礎(chǔ)上改動(dòng)所耗費(fèi)的人力、物力、財(cái)力不多。但大中型城市原有的電網(wǎng)是規(guī)劃好的，在原有基礎(chǔ)上重新規(guī)劃會(huì)是一項(xiàng)極大的工程，且對(duì)城市運(yùn)作有一定的影響。

3.城市規(guī)劃頻繁。城市的發(fā)展帶動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一些非建設(shè)用地也逐漸向建設(shè)用地轉(zhuǎn)變。盡管國(guó)家對(duì)城市規(guī)劃越來(lái)越重視，在宏觀調(diào)控過(guò)程中不斷修編《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》，但仍舊有許多不完善的地方，讓一些惡性規(guī)劃鉆了法律的空子。國(guó)家宏觀政策強(qiáng)制性不足，加上我國(guó)國(guó)土面積廣、文化差異大等諸多因素，城市規(guī)劃不斷調(diào)整，讓城市的負(fù)荷分布與負(fù)荷總量具有不確定性，電網(wǎng)規(guī)劃也需不斷的隨之調(diào)整。

4.建設(shè)成本提高。隨著城市建設(shè)水平的提高，電網(wǎng)建設(shè)在一定程度上會(huì)影響城市面貌，基于城市景觀建設(shè)及城市環(huán)境建設(shè)，一些電網(wǎng)設(shè)施將建設(shè)在地下或是半地下，無(wú)形中多了一道工序，建設(shè)成本大幅增加。城市電網(wǎng)建設(shè)必然需要用到大量土地，拆遷費(fèi)用成為了建設(shè)過(guò)程中的一大筆支出。同時(shí)，隨著人們自身權(quán)益意識(shí)的增長(zhǎng)，加上環(huán)保、安全等方面的問(wèn)題，拆遷人工費(fèi)用及補(bǔ)償費(fèi)用不斷上漲。

二、城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本原則

1.城市電網(wǎng)規(guī)劃是城市規(guī)劃的重要組成部分，應(yīng)與城市的各項(xiàng)發(fā)展規(guī)劃相適應(yīng)，同步實(shí)施。城市電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)有一定超前性，盡量避免重復(fù)建設(shè)與改造。

2.各級(jí)電壓變電總?cè)萘颗c用電總負(fù)荷，輸、變、配電設(shè)施容量之間，有功與無(wú)功容量之間，應(yīng)做到比例協(xié)調(diào)、經(jīng)濟(jì)合理。

3.規(guī)劃設(shè)計(jì)電網(wǎng)時(shí)，需要全面考慮電網(wǎng)的供電能力，滿足城市各類用電需求。供電可靠性和電能質(zhì)量應(yīng)滿足規(guī)定。

4.分層和分區(qū)的原則是電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)中必須遵循的重要原則。

5.繼電保護(hù)、通信和自動(dòng)化的規(guī)劃設(shè)計(jì)是電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，一次和二次系統(tǒng)必須配合發(fā)展。

6.電網(wǎng)設(shè)施的選型應(yīng)符合占地面積小、容量大、可靠性高、維護(hù)量小的要求，優(yōu)先采用新技術(shù)、新設(shè)備、新材料，建設(shè)技術(shù)先進(jìn)的現(xiàn)代化電網(wǎng)。

7.新建的電力設(shè)施應(yīng)滿足國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)的規(guī)定，滿足環(huán)境保護(hù)的要求，滿足設(shè)備防火、防爆、防震等安全設(shè)防要求。

8.電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)充分考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的綜合效益，建設(shè)資金與建設(shè)時(shí)間力求做到效益最佳。

9.對(duì)于電網(wǎng)在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的事故需要提前予以防備，盡量簡(jiǎn)化電網(wǎng)設(shè)計(jì)，減少電網(wǎng)事故發(fā)生。

三、城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)及目標(biāo)

1.城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)。對(duì)于城市電網(wǎng)規(guī)劃，我們需要完成的任務(wù)很多，主要有四項(xiàng)：第一，進(jìn)行大量的資料收集和整理工作。主要是針對(duì)政府部門對(duì)電力事業(yè)的相關(guān)政策進(jìn)行調(diào)查研究，對(duì)電網(wǎng)以往的具體運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，對(duì)電網(wǎng)的負(fù)荷能力進(jìn)行認(rèn)真的分析。第二，做好城市電網(wǎng)的規(guī)劃工作，具體包括電壓等級(jí)的設(shè)置，電網(wǎng)的電路規(guī)劃等具體的工作，對(duì)于電網(wǎng)在城市的布局有一個(gè)科學(xué)合理的規(guī)劃。第三，對(duì)于電網(wǎng)的負(fù)荷能力也要有準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，在預(yù)測(cè)模型的選擇上主要是針對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)而以科學(xué)合理的預(yù)測(cè)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)赜秒娯?fù)荷的科學(xué)預(yù)測(cè)；第四，要涉及到包括配電網(wǎng)自動(dòng)化、通信網(wǎng)等在內(nèi)的二次系統(tǒng)的規(guī)劃。

2.城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的目標(biāo)。目前使得電網(wǎng)更好地滿足經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的供電要求，同時(shí)使其將對(duì)供電保障和電網(wǎng)運(yùn)行的決定和指導(dǎo)作用更好地發(fā)揮出來(lái)是城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)應(yīng)該基于城市建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)，進(jìn)而制定出科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和城市環(huán)境相協(xié)調(diào)，使得整個(gè)電網(wǎng)處于安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)保的運(yùn)行狀態(tài)中，不斷提高電網(wǎng)的供電能力，使其更好地滿足城市不斷發(fā)展的用電需求。想要實(shí)現(xiàn)對(duì)城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，就需要根據(jù)城市的發(fā)展情況，做好長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，隨著城市發(fā)展要根據(jù)實(shí)際情況作必要的調(diào)整和修改，以完成最優(yōu)的設(shè)計(jì)，為電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行提供有力的保障。

四、城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)

負(fù)荷預(yù)測(cè)是電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，要想保證電網(wǎng)規(guī)劃方案的合理性，就要保證負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，而負(fù)荷預(yù)測(cè)作為電網(wǎng)規(guī)劃的關(guān)鍵技術(shù)之一，主要包括城市用電量的預(yù)測(cè)、城市用電最大負(fù)荷的預(yù)測(cè)、供電量預(yù)測(cè)以及供電最大負(fù)荷的預(yù)測(cè)。盡管當(dāng)前有很多的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市負(fù)荷的預(yù)測(cè)，但是對(duì)于預(yù)測(cè)方法的選用主要是依靠規(guī)劃人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷，沒(méi)有理論指導(dǎo)依據(jù)。通常情況下負(fù)荷預(yù)測(cè)具有不準(zhǔn)確性、條件性以及多方案性的特點(diǎn)，因此各種負(fù)荷的預(yù)測(cè)方法都會(huì)有一定的局限性。通常負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法有基于參數(shù)模型和非參數(shù)模型的預(yù)測(cè)方法。前者是一種經(jīng)典和傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法，主要是對(duì)負(fù)荷和影響負(fù)荷的因素之間的關(guān)系進(jìn)行分析，繼而建立出關(guān)于負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型，主要包括單耗法、負(fù)荷密度法、電力彈性系數(shù)法、外推法、綜合用電水平法、自然增長(zhǎng)法相關(guān)法等；后者主要適用于對(duì)多變量、非線性、時(shí)變以及不確定性的電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)，該種方法主要包括灰色預(yù)測(cè)法、模糊預(yù)測(cè)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法、專家系統(tǒng)方法、遺傳規(guī)劃法以及基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的預(yù)測(cè)方法。規(guī)劃人員在選用負(fù)荷預(yù)測(cè)方法的時(shí)候，要根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合各種方法的優(yōu)勢(shì)進(jìn)而確定出科學(xué)合理的預(yù)測(cè)方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷科學(xué)合理的預(yù)測(cè)，使整個(gè)電力系統(tǒng)能處于安全、穩(wěn)定、可靠以及經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀態(tài)中，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的生活提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電能與人們的日常生活、生產(chǎn)息息相關(guān)，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展都離不開(kāi)電能，通過(guò)對(duì)城市電網(wǎng)的合理規(guī)劃可以實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，應(yīng)該引起人們對(duì)城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的足夠重視。作為電網(wǎng)規(guī)劃人員，我們必須明確城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本思路、需要遵循的原則以及任務(wù)和目標(biāo)等，分析城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)，為城市電網(wǎng)規(guī)劃提供可靠的依據(jù)。

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