高壓業(yè)擴(kuò)工程接入系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

劉慧瓊，唐黎舟，肖 瀟，張佳宇

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司 邵陽(yáng)供電公司，湖南 邵陽(yáng) 422000）

高壓業(yè)擴(kuò)工程接入系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

劉慧瓊，唐黎舟，肖 瀟，張佳宇

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司 邵陽(yáng)供電公司，湖南 邵陽(yáng) 422000）

業(yè)擴(kuò)報(bào)裝的主要工作是根據(jù)不同客戶(hù)的用電特性，設(shè)計(jì)出合理的供電方案，按照供電網(wǎng)絡(luò)目前情況把最安全、最實(shí)惠、最合適的供電方案提供給客戶(hù)選擇。高壓業(yè)擴(kuò)工程的供電方案設(shè)計(jì)分為2部分:接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)與受電工程設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的高壓業(yè)擴(kuò)接入系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中,在線路負(fù)荷條件允許的情況下,通常僅將供電電源點(diǎn)與受電點(diǎn)間的距離作為單一參考標(biāo)準(zhǔn)，存在局限性，但未考慮電纜線路與架空線路工程間建設(shè)的差價(jià)，施工作業(yè)環(huán)境、土建基礎(chǔ)對(duì)于工期影響，考慮不夠全面。在實(shí)際工程中，不能滿(mǎn)足客戶(hù)的個(gè)性化需求。

本文提出一種高壓業(yè)擴(kuò)接入系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法，以建設(shè)費(fèi)用與建設(shè)工期為約束條件，對(duì)比同時(shí)滿(mǎn)足供電要求的不同供電線路，將客戶(hù)用電特性納入優(yōu)化設(shè)計(jì)的考慮范圍，引入日均收益值概念，結(jié)合該工程的整體建設(shè)工期要求，兼顧到工程建設(shè)投運(yùn)后的年運(yùn)行費(fèi)用，綜合考慮日均收益值、線路長(zhǎng)度、線路類(lèi)型等因素的影響，確定最優(yōu)接入系統(tǒng)方案。

1 高壓業(yè)擴(kuò)工程供電方案概述

根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)供電方案編制導(dǎo)則》的要求，在滿(mǎn)足接入條件的前提下，高壓業(yè)擴(kuò)工程供電方案應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“符合規(guī)劃、安全經(jīng)濟(jì)、就近接入”的原則，確定客戶(hù)接入的公共連接點(diǎn)。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，將線路的距離與建設(shè)經(jīng)費(fèi)及建設(shè)工期視為正相關(guān)的關(guān)系，高壓客戶(hù)用電容量為確定值，以該客戶(hù)用電地址為基準(zhǔn)點(diǎn)，篩選出附近能提供該客戶(hù)接入容量電源的供電線路，選擇距離最近的供電線路作為電源點(diǎn)，就近接入。

但在工程建設(shè)中，將線路與高壓客戶(hù)受電點(diǎn)間的距離作為唯一參考標(biāo)準(zhǔn)的方法，未考慮電纜線路與架空線路工程間建設(shè)的差價(jià)，施工作業(yè)環(huán)境、土建基礎(chǔ)對(duì)于工期影響等因素往往考慮不夠全面，在實(shí)際工程中，不能滿(mǎn)足客戶(hù)的個(gè)性化需求。

2 高壓業(yè)擴(kuò)工程供電方案優(yōu)化設(shè)計(jì)模型

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，客戶(hù)對(duì)于用電需求的多樣化也逐漸體現(xiàn)。傳統(tǒng)高壓業(yè)擴(kuò)工程供電方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較為簡(jiǎn)單，就近接入方式局限性較大，考慮不夠全面。通過(guò)對(duì)目前電力市場(chǎng)高壓用戶(hù)的特性研究得出，工程建設(shè)的費(fèi)用與工程建設(shè)的周期為影響高壓接入系統(tǒng)方案的主要因素，同時(shí)也是客戶(hù)最為關(guān)注的因素。為此，本文提出一種以建設(shè)費(fèi)用與建設(shè)工期為約束條件優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

2.1 約束條件

（1）建設(shè)費(fèi)用

高壓接入系統(tǒng)方案建設(shè)費(fèi)用主要涉及接入系統(tǒng)方案中線路架設(shè)、管道鋪設(shè)等費(fèi)用，本方法中所述建設(shè)費(fèi)用主要考慮的因素包括:①線路的長(zhǎng)度:線路的長(zhǎng)度通常與建設(shè)的經(jīng)費(fèi)成正相關(guān)關(guān)系，距離越長(zhǎng)，所需線路建設(shè)資金就越高；②電纜線路與架空線路間的價(jià)差，且相對(duì)于架空線路，電纜線路通常采用地埋鋪設(shè)，會(huì)涉及電纜溝、電纜井等土建費(fèi)用，通常造價(jià)會(huì)更高。

（2）建設(shè)工期

本文所研究的建設(shè)工期為高壓業(yè)擴(kuò)接入系統(tǒng)方案中的關(guān)鍵工作，即從項(xiàng)目建設(shè)、啟動(dòng)到按設(shè)計(jì)完成施工的總體時(shí)間，即關(guān)鍵路線上的的建設(shè)工期。傳統(tǒng)的供電方案設(shè)計(jì)中，線路長(zhǎng)度同時(shí)也作為建設(shè)工期的參考值，但其未考慮架線方式、施工環(huán)境等影響因素。本方法中所講的建設(shè)工期主要考慮的因素包括:①架線方式:電纜地埋線路與架空電線的架線方式、施工方式、建設(shè)工期均不相同；②施工環(huán)境:電力線路施工往往受施工環(huán)境的影響較大，如:社會(huì)環(huán)境、道路條件等因素，均會(huì)對(duì)建設(shè)工期造成影響。

2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算模型

對(duì)于部分高壓用戶(hù)（例如:大工業(yè)客戶(hù)、大容量商業(yè)客戶(hù)），工程建設(shè)工期為相對(duì)重要的因素。而對(duì)于部分高壓用戶(hù)（例如:農(nóng)村式家庭作坊用戶(hù)、季節(jié)性用電用戶(hù)），工程建設(shè)所需的經(jīng)費(fèi)為相對(duì)重要的因素。當(dāng)存在2種不同方案，建設(shè)經(jīng)費(fèi)與建設(shè)工期成負(fù)相關(guān)的關(guān)系時(shí)，則應(yīng)按不同客戶(hù)的生產(chǎn)用電特性進(jìn)行分析，選擇最優(yōu)供電設(shè)計(jì)方案。

（1）工期成本值的概念

當(dāng)存在2個(gè)或2個(gè)以上可供接入電源的供電線路時(shí)，分別對(duì)每一套方案的工程建設(shè)經(jīng)費(fèi)及工程建設(shè)工期進(jìn)行估算，2套不同方案工程建設(shè)經(jīng)費(fèi)及工程建設(shè)工期之間的差值之比即為該2套方案間的工期成本值,表示減少一天工程建設(shè)工期可節(jié)約的工程建設(shè)經(jīng)費(fèi)。

工期成本值Rab如式（1）所示

式中:Fa、Fb分別為a、b方案的估算工程建設(shè)經(jīng)費(fèi)；Qa、Qb分別為a、b方案的估算工程建設(shè)工期。假設(shè)建設(shè)費(fèi)用Fa＞Fb，建設(shè)工期Qa＜Qb。

（2）判斷

對(duì)于不同的客戶(hù)，工程每提前一天完工帶來(lái)的收益情況是不同的，先預(yù)設(shè)完工后日均收益為收益值i。工期成本值計(jì)算出后，與日均收益值i進(jìn)行比較，選取最優(yōu)方案，計(jì)算收益差值，判別式如式（2）

當(dāng)tab＞0,表明增加一天建設(shè)工期，增加的建設(shè)經(jīng)費(fèi)要低于工程提前投產(chǎn)一天帶來(lái)的收益，應(yīng)選取工期較長(zhǎng)的a方案；當(dāng)tab≤0,表明增加一天建設(shè)工期，增加的建設(shè)經(jīng)費(fèi)要高于工程提前投產(chǎn)一天帶來(lái)的收益,應(yīng)選取工期較短的b方案。

當(dāng)存在2套以上的可供接入的供電方案，通過(guò)以上方法計(jì)算得到多個(gè)最優(yōu)方案時(shí)，建立絕對(duì)收益值模型，模型如式（3）

式中:tmn為m、n方案間的判別式，m、n為變量；Δt值越大表示其代表的方案絕對(duì)收益值越大，故Δt最大的方案為最優(yōu)方案。

3 案例分析

某市高壓大工業(yè)新裝用戶(hù)報(bào)裝容量為1 000 kVA，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查后發(fā)現(xiàn)，附近有2條線路A、B具備提供電源的條件。線路A為電纜線路，距離客戶(hù)受電點(diǎn)約為100 m，建設(shè)費(fèi)用約為13萬(wàn)元，建設(shè)工期約需10天；線路B為電纜線路，距離客戶(hù)受電點(diǎn)約為80 m，建設(shè)費(fèi)用約為10萬(wàn)元，但由于道路建設(shè)問(wèn)題，建設(shè)工期約需16天?？蛻?hù)提供的日均收益值i為0.8萬(wàn)元/天。2條線路參數(shù)如表1所示。

表1 某高壓大工業(yè)客戶(hù)報(bào)裝方案

根據(jù)公式（1）計(jì)算

根據(jù)公式（2）判斷

該客戶(hù)采用工期較短的a方案時(shí)，平均每提前投產(chǎn)一天的建設(shè)工期增加的建設(shè)經(jīng)費(fèi)為0.5萬(wàn)元/天。該客戶(hù)的日均收益值i為0.8萬(wàn)元/天，tab＜0，應(yīng)選擇工期較短的a方案。選擇工期較短的a方案，增加工程建設(shè)支出共3萬(wàn)元，而因?yàn)楸确桨竌提前6天完工，收益值為0.8萬(wàn)元/天×6天=4.8萬(wàn)元。所以，凈收益為4.8萬(wàn)元-3萬(wàn)元=1.8萬(wàn)元。選擇接入系統(tǒng)方案a比選擇接入系統(tǒng)方案b能夠帶來(lái)更大的收益。

在最終選擇接入系統(tǒng)方案時(shí)，同時(shí)應(yīng)該比較不同建設(shè)方案中年運(yùn)行費(fèi)用的差別，即不僅考慮項(xiàng)目建設(shè)時(shí)的投資額是多少，還要考慮項(xiàng)目建成后，年運(yùn)行費(fèi)用的高低。在本實(shí)例中，2個(gè)方案同為電纜線路，路徑地質(zhì)情況大致相同，僅僅是電纜線路長(zhǎng)度相差20 m，所以，在年運(yùn)行費(fèi)用上的差別可以忽略不計(jì)。這樣，最終選定接入系統(tǒng)方案a。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的高壓業(yè)擴(kuò)工程接入系統(tǒng)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法，以建設(shè)經(jīng)費(fèi)與建設(shè)工期為約束條件，將客戶(hù)用電特性納入優(yōu)化設(shè)計(jì)的考慮范圍，引入日均收益值概念，綜合考慮日均收益值、線路長(zhǎng)度、線路類(lèi)型、建設(shè)工期（關(guān)鍵路線）等因素的影響，兼顧年運(yùn)行費(fèi)用等因素，確定最優(yōu)供電方案。該方法計(jì)算簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。從2016年起，在湖南省某市供電公司投入使用，成功應(yīng)用于多種不同類(lèi)型的高壓新裝客戶(hù)的供電方案優(yōu)化設(shè)計(jì)中，采用率為100%，效益顯著。D

Research on optimization design ofhigh voltage business expansion project access system scheme

LIU Hui?qiong,TANG Li?zhou,XIAO xiao,ZHANG Jia?yu
（State Grid Hunan Electric Power Company,Shaoyang Power Supply Company,Shaoyang 422000,China）

針對(duì)傳統(tǒng)的高壓業(yè)擴(kuò)工程接入系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中,在線路負(fù)荷條件允許的情況下,通常僅將供電電源點(diǎn)與受電點(diǎn)間的距離作為單一參考標(biāo)準(zhǔn)的局限性，提出了以建設(shè)經(jīng)費(fèi)與建設(shè)工期為約束條件的一種高壓業(yè)擴(kuò)工程供電方案優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.綜合考慮日均收益值、線路長(zhǎng)度、線路類(lèi)型等因素的影響,確定最優(yōu)供電方案。

供電方案；建設(shè)經(jīng)費(fèi)；建設(shè)工期；優(yōu)化設(shè)計(jì)

In view of the traditional high voltage business ex?pansion projectaccess system scheme design,under the condition of the circuitload conditions allow,usually the method only putting the distance between power source and the electric point as the single reference standard is of limitation.The paper put forward the new method thatis the construction funds and construction period as the constraint condition of a high voltage power supply business expan?sion project scheme optimization design method.The optimal power supply scheme is determined by considering the influence of daily profitvalue,line length and line type.

power supply scheme;construction funds;con?struction period;optimization design

10.3969/j.issn.1009-1831.2017.04.013

TM744

C

2017-03-13；

2017-04-28