智能配電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)

劉盛浩

摘 ?要：近幾年，隨著我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，每年的用電需求量也在逐年增加，居民在日常生活中對(duì)于電力供應(yīng)的要求越來(lái)越高，如何能夠滿足居民日益增長(zhǎng)的用電需求，更好地進(jìn)行電網(wǎng)工程建設(shè)與運(yùn)維工作，是目前我國(guó)電力行業(yè)的主要任務(wù)。作為電網(wǎng)中的關(guān)鍵部分之一，只有確保配電網(wǎng)時(shí)刻處于平穩(wěn)、安全的工作狀態(tài)才能從根本上保障我國(guó)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。鑒于此，文章通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)使用弊端和智能配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行分析研究，從而得出具有針對(duì)性的智能配電網(wǎng)規(guī)劃方法與建設(shè)方案，并對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步探討，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展有一定意義。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng);規(guī)劃建設(shè);方案研究

中圖分類號(hào)：TM715 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）32-0061-02

Abstract： In recent years， with the continuous improvement of the overall economic level of our country， the annual electricity demand is also increasing year by year. Residents have higher and higher requirements for power supply in their daily life. How to meet the growing electricity demand of residents and better power grid engineering construction and operation and maintenance work has become the main task of China's power industry. As one of the key parts of the power grid， only by ensuring that the distribution network is in a stable and safe working state can we fundamentally ensure the normal operation of the power grid in our country. In view of this， through the analysis and study of the disadvantages of the traditional distribution network and the planning and construction goal of the intelligent distribution network， this paper obtains the targeted planning method and construction scheme of the intelligent distribution network， and further discusses the key technology. It is of certain significance to promote the development of China's power industry.

Keywords： intelligent distribution network; planning and construction; scheme research

1 傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)主要問(wèn)題

近年來(lái)，配網(wǎng)建設(shè)不斷增強(qiáng)，人們對(duì)配網(wǎng)建設(shè)更加關(guān)注和重視，與以往在進(jìn)行配網(wǎng)建設(shè)時(shí)主要以用戶投資資金為主，無(wú)法針對(duì)城市及鄉(xiāng)村地區(qū)的不同需求而進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃與統(tǒng)籌建設(shè)。從而導(dǎo)致部分重點(diǎn)項(xiàng)目在進(jìn)行建設(shè)時(shí)受到諸多的阻礙，地下相關(guān)管線也不能進(jìn)行配套設(shè)置。其次，由于配電網(wǎng)資產(chǎn)無(wú)法采取正常的方式進(jìn)行處理，設(shè)備使用過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致電網(wǎng)建設(shè)面臨嚴(yán)峻的資金壓力。第三，由于不同用戶的經(jīng)濟(jì)情況存在一定的異性，也會(huì)導(dǎo)致投資的電網(wǎng)設(shè)備質(zhì)量無(wú)法統(tǒng)一，存在嚴(yán)重的差異性，難以保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。最后，以往的電力規(guī)劃工作具有一定的局限性，對(duì)于能否滿足區(qū)域內(nèi)的供電需要更加關(guān)注，對(duì)于其他容量的電網(wǎng)的規(guī)劃大多仍處于原則技術(shù)指導(dǎo)層面。隨著人們對(duì)電力需求的不斷增加，對(duì)城市設(shè)施規(guī)劃建設(shè)提出了更加嚴(yán)格的要求，其需要全面總結(jié)電力設(shè)施落實(shí)過(guò)程中存在的困難，為電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)創(chuàng)造良好的條件。

2 智能配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)

2.1 建設(shè)可靠的智能配電網(wǎng)

首先，智能配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)工作應(yīng)以安全、可靠、經(jīng)濟(jì)為首要工作目標(biāo)，同時(shí)秉持著服務(wù)民生、服務(wù)經(jīng)濟(jì)、綠色發(fā)展的工作理念。旨在規(guī)劃建設(shè)出結(jié)構(gòu)牢固耐用、運(yùn)行模式靈活方便以及能夠與智慧城市發(fā)展環(huán)境相協(xié)調(diào)的智能配電網(wǎng)。具體工作中，應(yīng)針對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間資源的優(yōu)化改造配置，逐漸消除現(xiàn)有配電網(wǎng)中經(jīng)常出現(xiàn)的布局不合理、線路過(guò)長(zhǎng)、分段不足等問(wèn)題。從而促進(jìn)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與供電模式協(xié)同發(fā)展，加快形成電力設(shè)施網(wǎng)格化布局，為居民和企業(yè)提供更加可靠的電力服務(wù)。

2.2 建設(shè)協(xié)同互動(dòng)的智能配電網(wǎng)

由于智能電網(wǎng)的主要特征表現(xiàn)為信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化。所以在智能配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，我們需要更加注重智能化技術(shù)的應(yīng)用，建成具有高級(jí)自動(dòng)化的配電應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息化、自動(dòng)化的供電網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，利用配電SCADA、饋線自動(dòng)化等功能實(shí)現(xiàn)電力信息的集成與共享。通過(guò)采用電力調(diào)配控一體化的智能管理模式實(shí)現(xiàn)電力分布式能源接入、設(shè)備整體運(yùn)行監(jiān)控、用電情況智能分析評(píng)估、資源優(yōu)化調(diào)配等功能，最終構(gòu)建出“安全、高效、清潔”的智能配電系統(tǒng)。

2.3 秉持“四統(tǒng)一”理念開(kāi)展智能配電網(wǎng)建設(shè)活動(dòng)

在智能配電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)始終堅(jiān)持“四個(gè)統(tǒng)一”（統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)維、統(tǒng)一服務(wù)）模式，并將之在各個(gè)工作細(xì)節(jié)中進(jìn)行更深層次的完善和推廣。許多大規(guī)模公司對(duì)于供電的可靠性要求極高，就算停電只有短短數(shù)秒，都會(huì)對(duì)其造成重大損失。通過(guò)“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)”的方式進(jìn)行智能配電網(wǎng)的建設(shè)和規(guī)劃，能夠促使相關(guān)管理機(jī)構(gòu)全面統(tǒng)籌、綜合管理停電問(wèn)題，最大限度避免重復(fù)停電的情況出現(xiàn)，從而為各大企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益提供有力支持。傳統(tǒng)配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目的報(bào)送通常都是采用自下而上的形式，這極易導(dǎo)致配網(wǎng)建設(shè)與用戶的實(shí)際需求出現(xiàn)脫節(jié)問(wèn)題。通過(guò)實(shí)施“四個(gè)統(tǒng)一”標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)管理模式，項(xiàng)目規(guī)劃轉(zhuǎn)變?yōu)樽韵露咸嵝枨?，所有的建設(shè)和規(guī)劃工作都是針對(duì)用戶的實(shí)際問(wèn)題而制定的，建設(shè)效果也會(huì)立竿見(jiàn)影。最后，應(yīng)根據(jù)“統(tǒng)一服務(wù)”的思路成立相關(guān)的配網(wǎng)調(diào)度服務(wù)指揮中心，切實(shí)打造“遠(yuǎn)程渠道+服務(wù)調(diào)度+服務(wù)單元”的“后端融合”統(tǒng)一服務(wù)體系，使用更少的人力資源為更多的用戶提供專業(yè)服務(wù)。

3 智能配電網(wǎng)規(guī)劃方法

3.1 智能配電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)考慮的因素

（1）與智能配電網(wǎng)相適應(yīng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)。在進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，負(fù)荷預(yù)測(cè)工作非常關(guān)鍵，也是進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃的重要基礎(chǔ)。具體來(lái)說(shuō)，其需要對(duì)變電站的位置、容量等信息擁有明確的了解，并在此基礎(chǔ)上科學(xué)預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷和負(fù)荷類型。電力負(fù)荷會(huì)受到分布式電源和電力負(fù)荷的影響，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性無(wú)法得到保證，所以，在運(yùn)用智能配電網(wǎng)預(yù)測(cè)負(fù)荷時(shí)，需要結(jié)合不同地區(qū)的用電性質(zhì)，構(gòu)建合理的配電網(wǎng)模型。（2）配網(wǎng)自動(dòng)化與供電區(qū)域、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。作為智能配電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)內(nèi)容，配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平對(duì)于配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式也會(huì)產(chǎn)生較大影響。如何實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化與地區(qū)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，切實(shí)確保配網(wǎng)自動(dòng)化水平與配電網(wǎng)整體設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展是智能配電網(wǎng)規(guī)劃工作中的主要內(nèi)容。在實(shí)際工作中，配電網(wǎng)自動(dòng)化水平高低與通信、信息等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用程度，以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備質(zhì)量有著很大關(guān)系。由于各個(gè)地區(qū)的發(fā)展水平、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備使用情況各不相同，導(dǎo)致每個(gè)地區(qū)對(duì)于配電網(wǎng)的自動(dòng)化要求不同。（3）分布式電源和儲(chǔ)能裝置、微電網(wǎng)技術(shù)下的配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃。電網(wǎng)配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)之所以會(huì)出現(xiàn)變化，主要就是因?yàn)榻尤肓舜罅康膬?chǔ)能裝置，導(dǎo)致電網(wǎng)配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)面臨一定的阻礙，不確定性較強(qiáng)，所以如果想要對(duì)分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置進(jìn)行全面的優(yōu)化，必須不斷加強(qiáng)智能配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)。在進(jìn)行智能配電網(wǎng)優(yōu)化建設(shè)時(shí)，需要保證電源結(jié)構(gòu)的合理性，并對(duì)不同類型的電源進(jìn)行協(xié)調(diào)，使其可以進(jìn)一步提高利用效率。首先，與以往發(fā)電方式相比，傳統(tǒng)發(fā)電方式與可再生能源發(fā)電具有一定的差別，可再生能源發(fā)電的分布式電源雖然可以輸出較大的電流，但是其輸出量變化性也比較強(qiáng)，自然條件會(huì)直接影響輸出量，所以需要針對(duì)地區(qū)特有的氣象條件變化規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而建立相應(yīng)的智能配電網(wǎng)使用模型。其次，由于每個(gè)地區(qū)所處的發(fā)展階段不同。所以在解決分布式電源的規(guī)模、電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃制定以及選定最優(yōu)布點(diǎn)等問(wèn)題時(shí)，需要在智能配電網(wǎng)規(guī)劃的初步階段，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的容量裕度及增容方式進(jìn)行探討，并對(duì)所用技術(shù)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法和體系進(jìn)行研究，最后分析得出配電網(wǎng)分布式電源、儲(chǔ)能裝置最終配合容量。

3.2 智能配電網(wǎng)規(guī)劃算法

在智能配電網(wǎng)的規(guī)劃工作中，常用模型主要分為：基于地區(qū)經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行可靠性要求形成的靜態(tài)規(guī)劃模型、動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型以及具有嚴(yán)格約束或柔性約束的靈活規(guī)劃模型等。另外，由于智能配電網(wǎng)的規(guī)劃工作是一項(xiàng)擁有復(fù)雜目標(biāo)、多約束、非線性、非連續(xù)的規(guī)劃工作。所以，為了保障規(guī)劃方案的科學(xué)性，我們需要尋求一個(gè)有效的算法來(lái)解決上述復(fù)雜組合問(wèn)題。

（1）經(jīng)典數(shù)學(xué)優(yōu)化算法。數(shù)學(xué)優(yōu)化算法在理論上可保證規(guī)劃方案的最優(yōu)性，目前在我國(guó)電力行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。其中，最常見(jiàn)計(jì)算方法包括：線性規(guī)劃方法、分支定界法。（2）啟發(fā)式優(yōu)化算法。雖然優(yōu)化配電網(wǎng)規(guī)劃可以運(yùn)用數(shù)學(xué)優(yōu)化模型進(jìn)行推算，但是其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍然存在一定的弊端，電力系統(tǒng)規(guī)模相對(duì)比較龐大，并且電力網(wǎng)絡(luò)包含上千個(gè)節(jié)點(diǎn)，線路分布在不同的位置，加之受到多種因素的影響，導(dǎo)致在進(jìn)行規(guī)劃時(shí)會(huì)面臨較大的挑戰(zhàn)，如果僅僅只是依賴于數(shù)學(xué)優(yōu)化算法很難準(zhǔn)確進(jìn)行模擬，而如果能夠?qū)l(fā)式算法與其相融合。就可以為模擬提供準(zhǔn)確的依據(jù)，而如果規(guī)劃運(yùn)行人員擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，就可以對(duì)實(shí)際電網(wǎng)規(guī)劃模型進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬。（3）智能優(yōu)化算法。智能優(yōu)化算法的類型相對(duì)比較多元，其中遺傳算法、蟻群優(yōu)化算法等都是其重要的組成部分，具有不同的特點(diǎn)和作用。在實(shí)際應(yīng)用中則表現(xiàn)為：典型地區(qū)配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃方法、含分布式發(fā)電、微電網(wǎng)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法、儲(chǔ)能裝置規(guī)劃方法、綜合規(guī)劃方法等。由于傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法無(wú)法適應(yīng)當(dāng)下智能化、信息化的新型配電網(wǎng)工作需求，所以應(yīng)針對(duì)智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和重點(diǎn)問(wèn)題選用相應(yīng)的智能優(yōu)化算法，從而更好地指導(dǎo)智能配電網(wǎng)規(guī)劃工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的不斷變化，人們的生活品質(zhì)逐漸提升，對(duì)于供電水平、運(yùn)行狀況提出了更加嚴(yán)格的要求。截至目前，廣東電網(wǎng)潮州潮安供電局在運(yùn)10kV線路287回，已完成自動(dòng)化改造線路233回，自動(dòng)化率達(dá)到81%，共安裝725套自動(dòng)化設(shè)備。2016年至今，每年投入自動(dòng)化及配網(wǎng)升級(jí)改造資金都在4-5億之間，后續(xù)將繼續(xù)加大配網(wǎng)自動(dòng)化改造，確保配網(wǎng)自動(dòng)化達(dá)到100%。為了更好地滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需要，需滿足居民、工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)需求，切實(shí)解決當(dāng)前電網(wǎng)使用中存在的問(wèn)題，提高供電可靠性和電壓質(zhì)量，這就要求電力企業(yè)不斷加強(qiáng)智能化配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，提高地區(qū)之間設(shè)備的共享效率，通過(guò)優(yōu)化電源接入布點(diǎn)以及容量，有效避免風(fēng)險(xiǎn)以及故障的發(fā)生，確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠供電。

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