基于服務(wù)城市行政區(qū)域拓展的高效配電網(wǎng)規(guī)劃管理體系研究

劉國平，王　聰，趙　杰，耿　亮，李　梁

(國網(wǎng)河北省電力公司石家莊供電分公司，石家莊　050051)

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基于服務(wù)城市行政區(qū)域拓展的高效配電網(wǎng)規(guī)劃管理體系研究

劉國平，王聰，趙杰，耿亮，李梁

(國網(wǎng)河北省電力公司石家莊供電分公司，石家莊050051)

摘要：在京津冀一體化發(fā)展、石家莊市行政區(qū)劃調(diào)整的大背景下，以石家莊市城區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃為研究基礎(chǔ)，深入分析配電網(wǎng)規(guī)劃、管理方面存在的問題，提出市政/電網(wǎng)相互銜接、市縣電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的現(xiàn)代智能配電網(wǎng)規(guī)劃理念，采用“網(wǎng)格化”配電網(wǎng)精準規(guī)劃方法，建立了目標、組織、策略三維度體系的規(guī)劃管理機制，高效優(yōu)質(zhì)進行配電網(wǎng)規(guī)劃，最后通過實施成效，驗證該規(guī)劃管理體系的創(chuàng)新性、準確性和有效性。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；規(guī)劃；管理體系；網(wǎng)格化

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)與電力用戶直接接觸的一個重要環(huán)節(jié)，保證配電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行，對電網(wǎng)企業(yè)具有重大的意義。黨中央、國務(wù)院對加強配電網(wǎng)建設(shè)做了重要部署。2015年9月，國家能源局正式發(fā)布了《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃(2015—2020年)》。國家電網(wǎng)公司也明確提出以解決“兩頭薄弱”問題為重點，全面加強配電網(wǎng)建設(shè)[1-3]。隨著京津冀一體化發(fā)展、石家莊市行政區(qū)劃調(diào)整對本地配電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)提出新課題。配電網(wǎng)規(guī)劃管理就是要對接城市發(fā)展，采用差異化建設(shè)標準，以滿足各類供電區(qū)域不同用戶供電質(zhì)量為目標，創(chuàng)新市政/電網(wǎng)相互銜接、市縣電網(wǎng)發(fā)展協(xié)調(diào)一致的現(xiàn)代智能配電網(wǎng)規(guī)劃理念，采用“網(wǎng)格化”配電網(wǎng)精準規(guī)劃方法，建立目標、組織、策略三維度體系的規(guī)劃管理機制，高效優(yōu)質(zhì)進行配電網(wǎng)規(guī)劃，全面推進石家莊市配電網(wǎng)發(fā)展，為服務(wù)京津冀協(xié)同發(fā)展提供有力支撐，為行政區(qū)域拓展做好供電保障服務(wù)。

1配電網(wǎng)規(guī)劃管理存在的問題

電網(wǎng)發(fā)展一直存在“重主輕配”問題，石家莊市配電網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱，隨著城市行政區(qū)域拓展后的需求及分布式電源、電動汽車的快速發(fā)展，配電網(wǎng)的功能、形態(tài)以及發(fā)展環(huán)境均發(fā)生了巨大變化，老問題和新需求相互交織增加了石家莊配電網(wǎng)發(fā)展難度。

a. 配電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展時間短，制約多，遠景目標網(wǎng)架的規(guī)劃沒有市政建設(shè)變化快。配電網(wǎng)規(guī)劃約束力較差，沒有形成統(tǒng)一的管理體系，規(guī)劃質(zhì)量和效率低下。

b. 傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃與用戶需求銜接不足，存在規(guī)劃依據(jù)不實、負荷預(yù)測不細、項目儲備不深等問題。

c. 由于配電網(wǎng)網(wǎng)架變化快、線路轉(zhuǎn)接頻繁，造成配電網(wǎng)現(xiàn)狀分析不透徹，不能如實反映配電網(wǎng)存在問題；配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計建設(shè)標準不統(tǒng)一，差異化大；規(guī)劃前后缺乏重要指標對比，不能為投資決策提供可信依據(jù)。

2智能配電網(wǎng)規(guī)劃管理體系的構(gòu)建

科學(xué)進行配電網(wǎng)規(guī)劃，優(yōu)化電網(wǎng)資源配置，建設(shè)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、安全可靠、經(jīng)濟高效、技術(shù)先進、環(huán)境友好的現(xiàn)代智能配電網(wǎng)。智能配電網(wǎng)規(guī)劃管理體系主要由目標體系、組織體系、策略體系三部分組成。

2.1目標體系

從統(tǒng)籌城鄉(xiāng)規(guī)劃、對接政府規(guī)劃、提升投資精度、配電網(wǎng)建設(shè)標準、多元化負荷發(fā)展五個方面建立配電網(wǎng)規(guī)劃管理目標體系。

a. 合理劃分供電區(qū)域，確立滿足各類供電區(qū)域不同用戶供電質(zhì)量為目標，實行城鄉(xiāng)配電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃，界面清晰、統(tǒng)籌發(fā)展。

b. 以城鄉(xiāng)發(fā)展總體規(guī)劃為指導(dǎo)，配電網(wǎng)與城市控制性詳細規(guī)劃無縫對接，開展“網(wǎng)格化”配電網(wǎng)詳細規(guī)劃，構(gòu)建遠景目標網(wǎng)架，指導(dǎo)近中期網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，統(tǒng)籌考慮電源、用戶以及土地、環(huán)境、站址廊道等公共資源，合理布局變電站、開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)單元和電纜通道等配電網(wǎng)設(shè)施，依法依規(guī)保護配電網(wǎng)站址路徑，納入城市控規(guī)，促進配電網(wǎng)項目落實。

c. 深入開展配電網(wǎng)診斷分析、電力市場負荷調(diào)研，全口徑儲備規(guī)劃項目，指導(dǎo)用戶接入和配電網(wǎng)改造，提高投資精準度。

d. 根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平和供電可靠性，整合和優(yōu)化已有標準化成果，科學(xué)指導(dǎo)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)與改造，全面推行模塊化設(shè)計、規(guī)范化選型、標準化建設(shè)。

e. 統(tǒng)籌兼顧新能源、分布式電源、電動汽車和電能替代等多元化負荷發(fā)展，最大程度對可再生清潔能源進行就地消納，滿需足各類用戶接入需求。

2.2組織體系

成立規(guī)劃管理組織體系，實行公司主要領(lǐng)導(dǎo)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下的分層分級管理模式，明確工作目標，制訂工作計劃和管理措施，確保職責(zé)界面清晰、協(xié)同高效，高質(zhì)量、高標準完成前期準備、規(guī)劃編制及成果發(fā)布工作。

a. 優(yōu)化、深化網(wǎng)格配電網(wǎng)規(guī)劃管理職責(zé)，分級管理、分層負責(zé)，實現(xiàn)規(guī)劃管理的縱向貫通。成立領(lǐng)導(dǎo)小組，加強工作的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)；明確歸口管理部門，確保工作的有效執(zhí)行；成立公司配電網(wǎng)規(guī)劃工作組。

b. 落實各專業(yè)部門職責(zé)，實現(xiàn)規(guī)劃管理的橫向協(xié)同，保障工作的協(xié)調(diào)推進。

c. 優(yōu)化調(diào)整規(guī)劃管理支撐單位(如經(jīng)濟技術(shù)研究所等)，加強技術(shù)支撐。

2.3策略體系

創(chuàng)新配電網(wǎng)規(guī)劃管理理念，制定配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計建設(shè)標準，采用“網(wǎng)格化”配電網(wǎng)精準規(guī)劃方法，在開展電網(wǎng)診斷分析專題研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合新能源并網(wǎng)、電動汽車、電能替代等多元負荷發(fā)展需求，高質(zhì)量的完成了石家莊中心城區(qū)及藁城、欒城、鹿泉、正定四區(qū)縣配電網(wǎng)詳細規(guī)劃(總面積500多km2)，并推廣至其他14個縣域配電網(wǎng)。認真分析和梳理新形勢下石家莊配電網(wǎng)發(fā)展模式，形成具有“管理先進、技術(shù)領(lǐng)先、高效可靠”的配電網(wǎng)規(guī)劃管理策略體系。

a. 確立以滿足用戶的供電質(zhì)量為規(guī)劃目標，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)配電網(wǎng)規(guī)劃，采用逐站逐線的方式分析和梳理配電網(wǎng)現(xiàn)狀，與市政規(guī)劃無縫對接，依據(jù)城市控制性詳細規(guī)劃，引入空間負荷預(yù)測法預(yù)測負荷需求和空間分布，將供電區(qū)按行政區(qū)劃和負荷密度分類，設(shè)定差異化的發(fā)展目標，將規(guī)劃重點放在中壓電網(wǎng)、規(guī)劃范圍延伸至0.4 kV電網(wǎng)。同規(guī)劃部門形成雙向協(xié)同溝通機制，保證規(guī)劃落地。編制完成《石家莊市區(qū)變電站10 kV供電分區(qū)遠景規(guī)劃圖》，《石家莊市中心城區(qū)遠景年高壓網(wǎng)架規(guī)劃圖》，擴展了配電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容和深度，起到了示范引領(lǐng)作用。

b. 借鑒先進城市經(jīng)驗，整合配電網(wǎng)設(shè)計建設(shè)改造的標準化成果，制定了《石家莊中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計建設(shè)技術(shù)細則》，為配電網(wǎng)建設(shè)提供了參考標準?！凹殑t”中首次采用優(yōu)化調(diào)整用戶接入方案中需用系數(shù)(見表1)，減少配變?nèi)萘?6%，提高電網(wǎng)可開放容量，大大節(jié)省電網(wǎng)投資，在河北省公司范圍內(nèi)進行推廣。

表1用戶接入方案需用系數(shù)

住宅戶數(shù)用電負荷需用系數(shù)調(diào)整前配變?nèi)萘颗渲孟禂?shù)調(diào)整后配變?nèi)萘颗渲孟禂?shù)72戶及以下0.30.70.4872戶以上300戶以下0.250.60.4300戶及以上0.20.50.32

c. 明晰配電網(wǎng)網(wǎng)架層級，從變電站饋出的為主干層，從開關(guān)站或環(huán)網(wǎng)單元節(jié)點饋出的為次干層，其余為分支層；規(guī)范主干層、次干層、分支層對應(yīng)的接入容量，新建網(wǎng)架不超過3層，梳理層次過多的現(xiàn)狀網(wǎng)架。配電網(wǎng)分層供電模型，見圖1。

圖1　配電網(wǎng)分層供電模型

明確雙環(huán)網(wǎng)主干最多串5組環(huán)網(wǎng)單元，分支最多2級，如圖2所示。

圖2　雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

d. “網(wǎng)格化”配電網(wǎng)精準規(guī)劃遵循“做實、做細、做深”的理念，按照“自下而上”的方式，采用“六化”工作策略，形成網(wǎng)格化供電區(qū)域、開展多元化負荷預(yù)測、制定差異化規(guī)劃標準、搭建模塊化目標網(wǎng)架、采用數(shù)據(jù)化指標分析、呈現(xiàn)實用化規(guī)劃成果。

依據(jù)城市控詳規(guī)細分規(guī)劃單元，根據(jù)建設(shè)用地性質(zhì)劃分為居住、行政辦公、商業(yè)金融業(yè)等共10類用地，以A、B、C、D 4類不同發(fā)展定位確定的供電區(qū)域，打造差異化經(jīng)濟高效配網(wǎng)。采用了規(guī)劃輔助管理軟件。改變了傳統(tǒng)粗放的負荷預(yù)測及規(guī)劃的方式，實現(xiàn)了與城市規(guī)劃的精準對接，進行了分層規(guī)劃，便于電力設(shè)施落地。

網(wǎng)格化的飽和負荷預(yù)測。按照單一功能最小化原則劃分網(wǎng)格，中心城區(qū)劃分為2 308個網(wǎng)格。采用空間負荷預(yù)測與大用戶報裝相結(jié)合的預(yù)測方法，預(yù)測飽和負荷(5 970 MW)是目前(2 120 MW)的2.8倍。

變電站布點：根據(jù)網(wǎng)格負荷預(yù)測結(jié)果，實現(xiàn)了變電站選址的智能化，飽和負荷下需新增52座變電站布點，并優(yōu)化了供電范圍。

開關(guān)站布點：現(xiàn)有開關(guān)站10座，規(guī)劃環(huán)網(wǎng)型開關(guān)站46座、終端型開關(guān)站71座。

環(huán)網(wǎng)單元的布點：現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)單元1 812座，規(guī)劃主干環(huán)網(wǎng)單元966座。

目標網(wǎng)架規(guī)劃：目標網(wǎng)架通過單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)建立站間聯(lián)絡(luò)，提高10 kV配網(wǎng)的倒供靈活性，有效支撐上級電網(wǎng)。

配電網(wǎng)智能化規(guī)劃：2016年全自動模式試點應(yīng)用、2017年底中心城區(qū)配電自動化全覆蓋，光纖、無線及其他通信方式相結(jié)合。滿足電動汽車充換電設(shè)施建設(shè)、光伏等新能源接入的需要。

電纜通道規(guī)劃：電纜通道規(guī)劃形成縱橫暢通的地下管網(wǎng)，隨著城市發(fā)展建設(shè)同期預(yù)埋。

3實施效果

a.在深入進行電網(wǎng)現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，將市區(qū)控制性詳規(guī)按照單一功能最小化原則進行劃分，通過空間負荷預(yù)測法得出10種功能區(qū)飽和負荷和每個網(wǎng)格的飽和負荷，同采用自然增長加大用戶預(yù)測法比較，提高了負荷預(yù)測的準確度，掌握了負荷的空間分布，為配電網(wǎng)規(guī)劃打下扎實的基礎(chǔ)。將變電站、開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)單元、配電室、線路路由進行合理規(guī)劃，編制完成《石家莊市中心城區(qū)2020年10kV網(wǎng)架規(guī)劃圖》、《石家莊市中心城區(qū)遠景年10kV網(wǎng)架規(guī)劃圖》、《石家莊市中心城區(qū)遠景年電纜通道規(guī)劃圖》。進一步指導(dǎo)配電網(wǎng)規(guī)劃，確定規(guī)劃項目，開展規(guī)劃方案技術(shù)經(jīng)濟比較，以效益分析法評價電網(wǎng)規(guī)劃實施本文責(zé)任編輯：王麗斌

效果，優(yōu)化電網(wǎng)投資。

b. 控制出線裝接容量，通過合理切改，解決負荷分配不均和供電范圍交叉重疊問題。通過開關(guān)站解決出口電纜通道資源緊張問題。

c. 依據(jù)《石家莊新能源及可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，配電網(wǎng)精準規(guī)劃統(tǒng)籌考慮新能源電源建設(shè)布局，加強對其接入位置和規(guī)模的引導(dǎo)和管理，提前規(guī)劃配套工程，滿足靈活接入。

d. 通過對配電網(wǎng)規(guī)劃管理進行全面、系統(tǒng)、科學(xué)的提升，完善市區(qū)配電自動化和配網(wǎng)通信規(guī)劃，公司系統(tǒng)供電可靠性和電力服務(wù)水平得到顯著提升。用戶平均停電時間，由2008年11.8 h，降低為2014年的1.85 h。

4結(jié)論

a. 緊跟城市發(fā)展脈搏，采用“網(wǎng)格化”配電網(wǎng)精準規(guī)劃方法，科學(xué)實施電網(wǎng)規(guī)劃。

b. 以用電需求為導(dǎo)向，以實測負荷為模型，開展網(wǎng)格化負荷預(yù)測、差異化網(wǎng)架規(guī)劃，統(tǒng)籌配電自動化、通信、分布式電源、電力管道等智能配電網(wǎng)內(nèi)容，形成多元化規(guī)劃成果。

c. 圍繞省會石家莊“十三五”發(fā)展，科學(xué)編制石家莊電網(wǎng)“十三五”規(guī)劃和石家莊市網(wǎng)格化配電網(wǎng)精準規(guī)劃管理機制，并逐步拓展到周邊縣域，實現(xiàn)配電網(wǎng)發(fā)展與城市發(fā)展實現(xiàn)同步推進。

參考文獻：

[1]肖峻，谷文卓，郭曉丹，等，配電系統(tǒng)供電能力模型[J].電力系統(tǒng)自動化，2011，35(24)：47-52.

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[3]劉壯志．含微電網(wǎng)的智能配電網(wǎng)規(guī)劃理論及其應(yīng)用研究[D]．北京：華北電力大學(xué)，2013．

本文責(zé)任編輯：王麗斌

下期要目

變壓器壓力釋放閥動作故障分析及處理

非全停擴建施工方法在GIS變電站的應(yīng)用

高壓戶外式隔離開關(guān)缺陷分析及完善化改造

Study on Efficient Distribution Network Planning Management SystemBased on Service City Administrative Areas Expanding

Liu Guoping，Wang Cong，Zhao Jie，Geng Liang,Li Liang

(State Grid Hebei Electric Power Company Shijiazhuang Power Supply Branch, Shijiazhuang 050051,China)

Abstract:Under the background of the integration development of the beijing-tianjin-hebei region and shibjiazhuang administrative division adjustment, based on the research of shijiazhuang urban distribution network planning, analyzing the existing problems in the distribution network planning and management, in this paper, the modern intelligent distribution network planning concept is proposed on the basis of the link-up municipal/network and the coordinated development of cities and counties grid, and the method of "Grid" accurate distribution network planning is used to establish the planning management mechanism of three dimensional system including the goals, organization, policies to proceed the distribution network planning. Finally, through the implementation effect, the innovation, accuracy and validity of planning and management system is verified.

Key words：distribution network;planning;management system;grid

中圖分類號：TM715

文獻標志碼：B

文章編號：1001-9898(2016)01-0001-03

作者簡介：劉國平(1975-)，男，高級工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護和新能源并網(wǎng)方面工作。

收稿日期：2015-11-13