基于智能電網(wǎng)芻議配電網(wǎng)的規(guī)劃體系

孔繁彪

摘 要：自智能電網(wǎng)出現(xiàn)以后，傳統(tǒng)配電網(wǎng)便擁有了新內(nèi)容，它以智能配電網(wǎng)配合相關(guān)設(shè)備為核心，逐漸實(shí)現(xiàn)了如自動(dòng)化控制技術(shù)、信息數(shù)據(jù)交互技術(shù)以及分布式電源儲(chǔ)能技術(shù)，這些都有效提高了配電網(wǎng)及其設(shè)備的利用率及壽命周期，合理降低了配電網(wǎng)建設(shè)投資，也實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)電能輸出及供電安全可靠性。本文主要探討了傳統(tǒng)配電網(wǎng)在規(guī)劃體系建設(shè)過(guò)程中所存在的問(wèn)題，并給出了基于智能電網(wǎng)的配電網(wǎng)規(guī)劃體系建設(shè)過(guò)程。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；智能電網(wǎng)；網(wǎng)架優(yōu)化；配電自動(dòng)化；信息交換；分布式電源

中圖分類(lèi)號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）07-0163-02

1 傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃體系建設(shè)中的問(wèn)題指出

1.1 傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃體系

傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃體系的主要內(nèi)容就是基于配電網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)和技術(shù)分析，進(jìn)而確定配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃，并圍繞規(guī)劃來(lái)確定供電企業(yè)年度項(xiàng)目，對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)加以分析。從技術(shù)角度講，能夠影響電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃的因素有許多，這其中就包括了配網(wǎng)短路電流、遠(yuǎn)景負(fù)荷水平、網(wǎng)架負(fù)載率、甚至是配電網(wǎng)規(guī)劃體系投資可靠性。就目前來(lái)看，分布式儲(chǔ)能電源已經(jīng)開(kāi)始逐步建設(shè)，基于它的柔性配電技術(shù)、高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)等也逐漸步入深度開(kāi)發(fā)研究進(jìn)程中，它們都對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃起到了一定的技術(shù)條件約束，影響相當(dāng)深遠(yuǎn)。為此，傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃體系一定要重視這些影響，指出問(wèn)題，融入新技術(shù)，基于智能電網(wǎng)對(duì)網(wǎng)架規(guī)劃進(jìn)行重整。

1.2 傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃體系建設(shè)中所存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃編制主要依賴(lài)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，配合相應(yīng)技術(shù)方法來(lái)確定各級(jí)電壓配電網(wǎng)中變電站的容量與位置、配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接線(xiàn)模式、變電站供電區(qū)域、線(xiàn)路線(xiàn)徑以及無(wú)功電源配置方案等等。由此也可以見(jiàn)得，傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃是由淺入深逐步建設(shè)的，首先它基于負(fù)荷預(yù)測(cè)方法來(lái)提升預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性并引導(dǎo)網(wǎng)架規(guī)劃過(guò)程，然后再基于配電網(wǎng)規(guī)劃方法來(lái)計(jì)算供電成本，基本確定網(wǎng)架規(guī)劃流程，但實(shí)際上這一傳統(tǒng)配網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程是存在諸多問(wèn)題的，具體來(lái)講包括以下4點(diǎn)。

首先，它具有極高的人為不確定因素，且規(guī)劃過(guò)程中數(shù)據(jù)一致性較差。例如在實(shí)際規(guī)劃中傳統(tǒng)配電網(wǎng)網(wǎng)架包括其運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)可能無(wú)法通過(guò)量測(cè)單元來(lái)有效獲取。而且由于是人為設(shè)計(jì)及預(yù)測(cè)，所以設(shè)計(jì)單位規(guī)劃思路和預(yù)測(cè)方法可能也有所出入，導(dǎo)致網(wǎng)架規(guī)劃數(shù)據(jù)在一致性上無(wú)法保證。

其次，傳統(tǒng)配電網(wǎng)在網(wǎng)架電力電量平衡規(guī)劃方面不會(huì)考慮分布式電源，而智能電網(wǎng)則傾向于分布式電源的加入。因?yàn)閭鹘y(tǒng)配電網(wǎng)主要是基于大型電廠(chǎng)或熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃電源點(diǎn)來(lái)規(guī)劃網(wǎng)架，因此不會(huì)考慮分布式電源為供電企業(yè)所帶來(lái)的接入影響。

第三，在網(wǎng)架規(guī)劃過(guò)程中，其過(guò)程可能會(huì)受制于電網(wǎng)短路容量限制影響，因此傳統(tǒng)配電網(wǎng)必須采用開(kāi)環(huán)運(yùn)行方法，但從技術(shù)角度來(lái)講，環(huán)網(wǎng)的可靠性相對(duì)不高，這對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃體系構(gòu)建是極為不利的。

最后，傳統(tǒng)配電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃較為簡(jiǎn)單，這造成了規(guī)劃設(shè)備利用率偏低。而在針對(duì)網(wǎng)架規(guī)劃的不同接線(xiàn)模式時(shí)，圍繞“N-1”規(guī)劃線(xiàn)路的負(fù)載率也不盡相同，例如單環(huán)網(wǎng)的負(fù)載率就最高不超過(guò)50%。實(shí)際上，當(dāng)前傳統(tǒng)配電網(wǎng)在自動(dòng)化水平表現(xiàn)上相對(duì)偏低，所以不可能考慮過(guò)于復(fù)雜的接線(xiàn)模式，這也造成傳統(tǒng)配電網(wǎng)在配電線(xiàn)路規(guī)劃利用率方面明顯偏低[1]。

2 智能配電網(wǎng)規(guī)劃體系構(gòu)成分析

傳統(tǒng)配電網(wǎng)在規(guī)劃體系方面主要以配電網(wǎng)規(guī)劃編制開(kāi)展為主，局部地區(qū)會(huì)開(kāi)展通訊專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，然后圍繞配電網(wǎng)規(guī)劃體系對(duì)地方電網(wǎng)總體實(shí)施評(píng)估。但在智能配電網(wǎng)開(kāi)始規(guī)劃以后，將圍繞地區(qū)來(lái)進(jìn)行因地制宜的技術(shù)實(shí)施，例如智能配電網(wǎng)接線(xiàn)模式的專(zhuān)項(xiàng)研究等等，以此來(lái)重新整定規(guī)劃體系基本技術(shù)原則，如圖1。

如圖1，智能配電網(wǎng)首先要進(jìn)行科技專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，其規(guī)劃主要內(nèi)容就是提出符合于本地供配電現(xiàn)實(shí)需求的智能配電網(wǎng)建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)規(guī)劃內(nèi)容，例如故障電流限制技術(shù)、柔性配電技術(shù)、高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)等等。一般來(lái)說(shuō)，供電企業(yè)的科技專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃其編制周期都在5年以上。

其次是電源規(guī)劃，要在滿(mǎn)足充分調(diào)研情況下再基于相關(guān)政策進(jìn)行智能配電網(wǎng)分布式電源規(guī)劃，例如分布式儲(chǔ)能裝置的設(shè)置、熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)等等，這些都是智能配電網(wǎng)電源規(guī)劃中的重要技術(shù)部分，其編制周期也在5年以上。

再次是通訊、自動(dòng)化與信息二次專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，要在滿(mǎn)足科技規(guī)劃所列需求的基礎(chǔ)上來(lái)對(duì)分布式電源、分布式儲(chǔ)能裝置進(jìn)行二次專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，編制周期在5年以上。

最后是智能配電網(wǎng)規(guī)劃與電力設(shè)施布局規(guī)劃。智能配電網(wǎng)規(guī)劃主要是基于傳統(tǒng)配電網(wǎng)融入智能電網(wǎng)技術(shù)，對(duì)配電網(wǎng)重新進(jìn)行一次網(wǎng)架規(guī)劃（編制周期5年），而期間根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行滾動(dòng)修訂。電力設(shè)施布局規(guī)劃則根據(jù)智能配電網(wǎng)的規(guī)劃成果進(jìn)行二次專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，其中涉及到市政資源及城鄉(xiāng)供電設(shè)施的落地規(guī)劃內(nèi)容，編制周期為5年以上。

總體而言，在實(shí)施智能配電網(wǎng)規(guī)劃體系建設(shè)以后，應(yīng)該做到電網(wǎng)規(guī)劃與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)特點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，一方面要充分利用城鄉(xiāng)供電企業(yè)存量電網(wǎng)資產(chǎn)，一方面也要基于柔性約束規(guī)則來(lái)靈活調(diào)配智能配電網(wǎng)規(guī)劃方法。主要就是要重視基于可靠性的配電網(wǎng)規(guī)劃過(guò)程，并適當(dāng)設(shè)立智能網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)平臺(tái)，全面實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)規(guī)劃的信息化建設(shè)。

3 智能配電網(wǎng)規(guī)劃體系相關(guān)技術(shù)改造方案分析

3.1 饋線(xiàn)自動(dòng)化（FA）技術(shù)改造方案

饋線(xiàn)自動(dòng)化（FA）技術(shù)改造方案要基于智能配電網(wǎng)終端來(lái)實(shí)施故障報(bào)警檢測(cè)，并隨時(shí)結(jié)合開(kāi)閉站、變電站中的繼電保護(hù)信號(hào)、開(kāi)關(guān)等等位置進(jìn)行故障信息處理。為此，技術(shù)改造方案中設(shè)置了故障處理程序，由此來(lái)確定故障類(lèi)型及具體發(fā)生位置。具體通過(guò)語(yǔ)音、聲光等多種方式進(jìn)行預(yù)警報(bào)警，并在智能配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)圖譜圖上標(biāo)示出故障區(qū)段，輔助技術(shù)調(diào)度人員進(jìn)行供電恢復(fù)預(yù)案操作和倒閘操作，進(jìn)而進(jìn)一步提高故障隔離的供電恢復(fù)速度。

在故障定位方面，其技術(shù)改造方案主要基于智能配電網(wǎng)主站終端所傳送的故障信息來(lái)展開(kāi)。它能夠?qū)崿F(xiàn)故障區(qū)段自動(dòng)快速定位，并基于調(diào)度員工作站顯示器來(lái)實(shí)現(xiàn)信息點(diǎn)接線(xiàn)圖自動(dòng)調(diào)出，以最醒目的方式來(lái)顯示故障發(fā)生點(diǎn)及其相關(guān)信息。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行智能配電網(wǎng)各類(lèi)故障區(qū)域隔離，并對(duì)故障劃分優(yōu)先等級(jí)。如果智能配電網(wǎng)線(xiàn)路上存在多點(diǎn)故障，則選擇優(yōu)先處理重要配電線(xiàn)路上所存在的故障問(wèn)題。

對(duì)于非故障區(qū)域而言，可選擇自動(dòng)設(shè)定非故障區(qū)域供電恢復(fù)方案，如此技術(shù)改造能夠避免某些故障線(xiàn)路影響非故障區(qū)段，主要是避免供電恢復(fù)過(guò)程中非故障區(qū)段線(xiàn)路出現(xiàn)過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象。如果智能配電網(wǎng)設(shè)備擁有多個(gè)備用電源點(diǎn)，則可以根據(jù)實(shí)際電源點(diǎn)負(fù)載能力對(duì)所需要恢復(fù)區(qū)域進(jìn)行恢復(fù)供電的有效拆分。

3.2 分布式電源接入技術(shù)改造方案

分布式電源接入技術(shù)改造方案主要是利用到了微網(wǎng)理念，對(duì)可再生能源系統(tǒng)進(jìn)行順利接入，并實(shí)現(xiàn)分布式儲(chǔ)能能源的最大化利用結(jié)果。具體來(lái)講，對(duì)它的技術(shù)改造方案主要是基于并網(wǎng)運(yùn)行方式展開(kāi)的，當(dāng)智能配電網(wǎng)組合孤島功率缺額較大時(shí)，它可以轉(zhuǎn)化為僅含有一個(gè)分布式電源的獨(dú)立孤島式微網(wǎng)。一般來(lái)說(shuō)，由分布式電源接入技術(shù)改造所形成的微網(wǎng)系統(tǒng)在故障隔離后會(huì)采用同期方式重新并網(wǎng)，所采用的運(yùn)行方式也是孤島運(yùn)行方式，這種運(yùn)行方式能有效提高智能配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)可靠性，對(duì)分布式電源高滲透率配網(wǎng)而言是最佳技術(shù)改造途徑。

4 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要概述了基于智能電網(wǎng)的傳統(tǒng)配電網(wǎng)技術(shù)改造規(guī)劃體系構(gòu)建過(guò)程。從文中論述也可以見(jiàn)得技術(shù)改造對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃提出了更高要求，電力企業(yè)應(yīng)該結(jié)合自身現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)展實(shí)際需求，有針對(duì)性的提出電網(wǎng)規(guī)劃工作，確保智能電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)在配電網(wǎng)規(guī)劃體系中的充分發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

[1]曾建梁.基于智能電網(wǎng)的配電網(wǎng)規(guī)劃體系探討[J].供用電，2013（2）：28-31.