城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)若干問題探討

摘要：城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)性的工作，我國(guó)城市配網(wǎng)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，智能電網(wǎng)是未來的發(fā)展方向，但當(dāng)前存在電網(wǎng)構(gòu)架不合理等基礎(chǔ)問題，管理者需要有長(zhǎng)遠(yuǎn)的計(jì)劃，合理的架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，一方面需要關(guān)注110kV接入方式，另一方面需要構(gòu)建城市的信息網(wǎng)絡(luò)。文章對(duì)城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)若干問題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：城市配網(wǎng)；配網(wǎng)規(guī)劃；配網(wǎng)建設(shè)；智能電網(wǎng)；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM715 文章編號(hào)：1009-2374（2016）36-0167-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.083

我國(guó)電力行業(yè)較20世紀(jì)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，電力市場(chǎng)供求關(guān)系發(fā)生了翻天覆地的變化，2015年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量超過15億千瓦。但在取得可喜的成績(jī)的同時(shí)，我國(guó)電力行業(yè)仍存在許多問題，特別是在配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)方面明顯滯后，用電量、用電形式多樣化的城市尤為突出。本次研究試就城市配網(wǎng)現(xiàn)狀、問題進(jìn)行探討，并嘗試提出規(guī)劃、建設(shè)對(duì)策。

1 城市配網(wǎng)現(xiàn)狀問題

當(dāng)前，我國(guó)城市配網(wǎng)問題較多，主要集中在以下九個(gè)方面：（1）投入的資金、建設(shè)速度不相匹配，我國(guó)城市化建設(shè)已進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)期，各種產(chǎn)業(yè)鏈相繼進(jìn)入瓶頸期，不同城市電力負(fù)荷大小、增速存在較大的差異，與此同時(shí)在配網(wǎng)建設(shè)資金投入上計(jì)劃不科學(xué)，缺乏預(yù)見性，投入資金受限，總體上呈滯后趨勢(shì)；（2）城網(wǎng)中仍存在用電安全問題，部分地區(qū)特別是老城區(qū)設(shè)備老舊甚至缺失，線路電纜化率有待提高；（3）電網(wǎng)工程建設(shè)周期長(zhǎng)，缺乏科學(xué)的規(guī)劃指導(dǎo)，計(jì)劃朝令夕改情況較普遍；（4）電網(wǎng)網(wǎng)架不合理，環(huán)網(wǎng)率偏低；（5）配變重過載問題較突出，線路損耗高，電壓合格率低；（6）自動(dòng)化水平有待提高，信息化不足，人工操作監(jiān)管力度不到位；（7）干線線規(guī)不統(tǒng)一，掛接配變?nèi)萘看螅瑨旖虞^隨意；（8）結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，組網(wǎng)可靠性不足，組網(wǎng)規(guī)范性不高；（9）運(yùn)行方式存在許多薄弱環(huán)節(jié)，負(fù)荷高峰時(shí)期負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力差，影響用電安全。當(dāng)前，我國(guó)正大力建設(shè)智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)硬軟件成果豐碩，在部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市，智能電網(wǎng)已初見成效。

2 城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)主要解決目標(biāo)

城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)需解決的問題主要包括需要具有長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃、需要有合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)

負(fù)荷。

2.1 城市配網(wǎng)規(guī)劃的基本框架

配電網(wǎng)一般是指從輸電網(wǎng)接受電能，再分配給用戶的電網(wǎng)，各級(jí)電壓輸電網(wǎng)與各級(jí)電壓配電網(wǎng)屬于不同層次，配電網(wǎng)一般可分為高壓配電網(wǎng)、中壓配電網(wǎng)、低壓配電網(wǎng)三類。在進(jìn)行城市配網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)注意以下六點(diǎn)：（1）嚴(yán)格遵照《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》（Q/GDW 738-2012）中的指導(dǎo)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮用戶的重要程度、用電水平等因素綜合制定，以直轄市、省會(huì)城市為例，中心區(qū)域采用A，市區(qū)采用B，城鎮(zhèn)采用B或C，農(nóng)村采用C或D，不同級(jí)別反映不同負(fù)荷密度；（2）分析電網(wǎng)的現(xiàn)狀，包括用電負(fù)荷、電源現(xiàn)狀、高壓配電網(wǎng)情況等；（3）電力需求的預(yù)測(cè)與電源規(guī)劃；（4）遵循技術(shù)指導(dǎo)原則；（5）估算投資；（6）堅(jiān)持充裕性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性的指導(dǎo)思想進(jìn)行規(guī)劃。

2.2 城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃

城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃不僅需要考慮滿足持續(xù)增長(zhǎng)的用電需求，提高電力資源利用水平，還需要符合整個(gè)城市、地區(qū)乃至國(guó)家的發(fā)展目標(biāo)，謀求長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，與土地政策、環(huán)保政策、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)政策甚至國(guó)家安全相匹配。在這些因素的制約下，配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，需要盡可能提高資源的利用效力，堅(jiān)持可持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)。

2.3 主要問題

2.3.1 合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，應(yīng)以降低容量、減少損耗、減少人工成本、提高用電安全等為主要目標(biāo)，當(dāng)前城市配網(wǎng)以110kV為主要接入方式，是配網(wǎng)架構(gòu)的重要研究方向。從智能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)角度來看，需要構(gòu)建與之匹配的信息網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)城市配網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)基于一個(gè)信息交互總線完成，可采用ICE 61968/61970標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合當(dāng)前電力企業(yè)城市的信息系統(tǒng)，包括營(yíng)銷管理系統(tǒng)、生存管理系統(tǒng)、調(diào)度/配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。配網(wǎng)信息架構(gòu)應(yīng)包括信息交互總線、配電自動(dòng)化系統(tǒng)兩個(gè)部分，能夠?qū)崿F(xiàn)信息、流程、應(yīng)用集成，實(shí)現(xiàn)EMS系統(tǒng)、配電GIS系統(tǒng)、調(diào)度EMS系統(tǒng)、配電主站系統(tǒng)等配網(wǎng)相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用集成，滿足整個(gè)配網(wǎng)運(yùn)行需求。需注意的是，在架構(gòu)總線時(shí)，為滿足未來發(fā)展，添加新的應(yīng)用，需要預(yù)留總線結(jié)構(gòu)，為保證信息安全，需要設(shè)立安全區(qū)、防火墻等架構(gòu)。不同應(yīng)用層承擔(dān)不同的功能，如EMS系統(tǒng)又可分為數(shù)個(gè)層次，能從總線獲取配電網(wǎng)實(shí)施數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、電源信息，各層次的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)信息的傳達(dá)。針對(duì)110kV配網(wǎng)的目標(biāo)連接方式，可選擇方式包括輻射型連接、鏈接式連接、T型連接等，各有優(yōu)劣及其使用范圍，應(yīng)基于多屬性進(jìn)行決策，因地制宜，選擇綜合獲益更高的連接方式?？赏ㄟ^主觀測(cè)評(píng)、客觀測(cè)評(píng)，評(píng)價(jià)各個(gè)屬性權(quán)重，如一級(jí)指標(biāo)包括可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可實(shí)施性；二級(jí)指標(biāo)包括平均用電效度、平均停電持續(xù)時(shí)間、單位負(fù)荷年費(fèi)率、需投資費(fèi)用、改造費(fèi)用、占地費(fèi)用、操作方便性、調(diào)度方便性、占地面積、滿足市政整體規(guī)劃、與環(huán)境相協(xié)調(diào)程度、維護(hù)管理方便性等。據(jù)權(quán)重，綜合評(píng)價(jià)不同連接方式獲益，甚至可據(jù)實(shí)際情況，模擬計(jì)算不同連接方式最終獲益值，擇優(yōu)而取。

2.3.2 負(fù)荷預(yù)測(cè)。城市配網(wǎng)負(fù)荷的預(yù)測(cè)是進(jìn)行配網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)必須面對(duì)的一個(gè)問題，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)負(fù)荷，可使建設(shè)規(guī)劃事半功倍，減少資源浪費(fèi)，提高綜合效益。影響負(fù)荷的因素包括未來經(jīng)濟(jì)形勢(shì)、社會(huì)發(fā)展、氣候條件、氣象因素、國(guó)家政策等，如在大力提倡環(huán)境友好性、減能減排的今天，電力交通工具使用量明顯上升，對(duì)配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提出了新的要求，充電樁較密集的區(qū)域電負(fù)荷明顯增加。按照時(shí)間劃分，負(fù)荷的預(yù)測(cè)可分為短期預(yù)測(cè)、中期預(yù)測(cè)、長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，分別對(duì)應(yīng)1～5年、5～10年、10～30年，短期預(yù)測(cè)可指導(dǎo)配電網(wǎng)的整容，中期預(yù)測(cè)主要指導(dǎo)電力系統(tǒng)發(fā)輸配項(xiàng)目建設(shè)規(guī)劃，10～30年適用于戰(zhàn)略規(guī)劃。

預(yù)測(cè)的方法包括自下而上、自上而下、相互校核等預(yù)測(cè)方法。自下而上預(yù)測(cè)法，通過市場(chǎng)部，收集縣區(qū)內(nèi)規(guī)劃年份的大用戶報(bào)裝信息，以某市為例，其電負(fù)荷預(yù)測(cè)，應(yīng)基于全市區(qū)縣的最大負(fù)荷，采用回歸分析法、線性回歸模型等數(shù)學(xué)分析方法，并納入市場(chǎng)變化、經(jīng)濟(jì)政策、關(guān)鍵事件等參數(shù)，建立預(yù)測(cè)模型，盡量減少模型的偏倚，提高預(yù)測(cè)精度，最終錄入未來出現(xiàn)的參數(shù)，如在未來2年某廠新增加一家用電量在8.0MVA的生產(chǎn)線，綜合預(yù)測(cè)增長(zhǎng)速度，最終得出全市最大電荷預(yù)測(cè)結(jié)果。電量的預(yù)測(cè)可采用平均增長(zhǎng)率法、電力彈性系數(shù)法、產(chǎn)值單耗法、自適應(yīng)性指數(shù)、回歸分析預(yù)測(cè)、灰色線性回歸模型預(yù)測(cè)等，其中平均增長(zhǎng)率最簡(jiǎn)單、計(jì)算量小，但預(yù)測(cè)效果差，未能考慮變量因素。國(guó)內(nèi)目前普遍采用產(chǎn)值單耗法，也符合傳統(tǒng)的GDP產(chǎn)值管理理念。產(chǎn)值單耗法中，第一產(chǎn)業(yè)單耗量逐年下降，但用電量逐年上升；第二產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)較迅速，單耗呈下降趨勢(shì)；第三產(chǎn)業(yè)主要為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、服務(wù)業(yè)用電，單耗量也逐年減少。需注意的是，我國(guó)在世界節(jié)能減排計(jì)劃中承擔(dān)了較大的責(zé)任，在未來不排除政策變化，可能影響遠(yuǎn)期規(guī)劃。

2.3.3 規(guī)劃技術(shù)應(yīng)用。配網(wǎng)規(guī)劃理論基本成熟，技術(shù)包括配網(wǎng)規(guī)劃、通道規(guī)劃、運(yùn)行三類技術(shù)，新技術(shù)、新工藝仍不斷推出。配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)堅(jiān)持網(wǎng)架完善、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、運(yùn)行靈活、拓展方便、可靠性高的原則，從近年來日常的觀察發(fā)現(xiàn)，中壓電纜網(wǎng)采用電纜雙環(huán)網(wǎng)較穩(wěn)定可靠，并得到推廣，多供多備的方式投資較大，但并不代表這種方式并無(wú)需求，在部分對(duì)用電穩(wěn)定性要求較高的城區(qū)，如核心產(chǎn)業(yè)區(qū)，可采用多供多備

方式。

對(duì)于配網(wǎng)的組成方式，在進(jìn)行城市配電線路改造，供電規(guī)模、功能應(yīng)不低于原有的設(shè)計(jì)水平，考慮遠(yuǎn)期發(fā)展，對(duì)于普通居民，可采用“小容量，多布點(diǎn)”原則配置，將小型單相變壓器就近布局在居民社區(qū)，靠近社區(qū)，有助于提高電能利用效率，新的變壓器應(yīng)超過最大負(fù)載率，以滿足今后的增長(zhǎng)需要。在許多城區(qū)，新的住宅樓因居住率低，明顯偏低，不排除未來隨著入住率的提高，負(fù)載率上升的可能。為提高供電的可靠性，需考慮采用雙向負(fù)荷開關(guān)，實(shí)現(xiàn)主備電源之間的自動(dòng)切換。

對(duì)于電纜的鋪設(shè)，應(yīng)選擇地下通道，選擇技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上更合理的方案，需與城市、電力遠(yuǎn)景發(fā)展相符合，路徑選擇不僅僅需要考慮安裝的方式、電纜的類型、路徑道路結(jié)構(gòu)，還需考慮當(dāng)前技術(shù)人員儲(chǔ)備。電纜鋪設(shè)預(yù)留或預(yù)埋電纜通道。以直埋為例，其僅適用于臨時(shí)使用。對(duì)架空的路徑，需基于大量詳實(shí)的調(diào)查研究結(jié)果，同時(shí)考慮道路交通、施工等因素，統(tǒng)籌兼顧，特別需注意的是，架空線路需避開易燃、易爆物倉(cāng)庫(kù)區(qū)域。

對(duì)于配電網(wǎng)運(yùn)行，應(yīng)分層分區(qū)、就地平衡，以利于電壓調(diào)整。110kV系統(tǒng)采用直接接地方式。對(duì)于電源的介入，總安裝容量應(yīng)控制在上級(jí)變電站最小單臺(tái)變壓器額定容量?jī)?nèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)性的工作，管理者需要有科學(xué)管理的思想，從大局出發(fā)，運(yùn)用戰(zhàn)略管理理念、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法、配網(wǎng)接入等專業(yè)知識(shí)，指導(dǎo)配網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 程時(shí)杰，李興源，張之哲.智能電網(wǎng)統(tǒng)一信息系統(tǒng)的 電網(wǎng)信息全域共享和綜合應(yīng)用[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué) 報(bào)，2011，31（1）.

[2] 王平洋.配電系統(tǒng)規(guī)劃存在的若干重要問題[J].電網(wǎng) 技術(shù)，2013，25（5）.

[3] 賈鷗莎.電力發(fā)展新形勢(shì)下城市電網(wǎng)多階段規(guī)劃研究 [D].天津大學(xué)，2012.

[4] 賀輝.電力負(fù)荷預(yù)測(cè)與負(fù)荷管理[M].北京：中國(guó)電 力出版社，2013.

[5] 陳娟，吉培榮，盧豐.指數(shù)平滑法及其在負(fù)荷預(yù)測(cè) 中的應(yīng)用[J].三峽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010， 32（3）.

[6] 張承偉，楊子國(guó).中長(zhǎng)期電力負(fù)荷模糊聚類預(yù)測(cè)改進(jìn) 算法[J].計(jì)算機(jī)工程，2011，37（15）.

作者簡(jiǎn)介：田歷（1985-），男，貴州人，貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司畢節(jié)大方供電局工程師，研究方向：電力配網(wǎng)建設(shè)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）