“單元制”在城市配電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

羅寧 賀墨琳 盧嗣斌

（貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心 貴州省貴陽市 550003）

對于城市建設(shè)發(fā)展而言，其基礎(chǔ)就在于電力網(wǎng)架，同時這對推動城市經(jīng)濟發(fā)展而言具有一定的重要性，隨著當前我國城市化發(fā)展進程越來越快，人們對電網(wǎng)方面的要求也越來越多，原本使用的城市電網(wǎng)規(guī)劃體系已經(jīng)不適用于當前城市快速發(fā)展的要求，同時也將電網(wǎng)規(guī)劃中存在的不合理之處顯現(xiàn)出來，這也就在一定程度上造成電力資源大量浪費的問題，為此本文基于“單元制”，詳細探究其在城市配電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用，旨在轉(zhuǎn)變以往采用的電網(wǎng)規(guī)劃體系中的不合理之處，真正推動城市電網(wǎng)的健康發(fā)展。

1 概述

1.1 城市配電網(wǎng)“單元制”規(guī)劃

所謂城市配電網(wǎng)“單元制”規(guī)劃，具體來講就是城市根據(jù)所在地區(qū)中不同區(qū)域?qū)τ秒姺矫娴男枨?，根?jù)用電需求將配電網(wǎng)劃分為多種類型的供電單位進行相應(yīng)的供電，以此來確保城市中不同區(qū)域都能夠獲取穩(wěn)定電力，從根本上提升用電成效，有效降低了電力資源浪費現(xiàn)象。在實際城市配電網(wǎng)“單元制”過程中，主要是以單元格為規(guī)劃單位進行配網(wǎng)規(guī)劃，以此來不斷形成一格一規(guī)劃的城市配電。在每個供電單元格中形成相對獨立的線路網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，以此來確保該地區(qū)電力供應(yīng)充足，除以上之外，因單元格不同，其網(wǎng)架線路結(jié)構(gòu)也具有相應(yīng)的獨立性特征，若運行過程中出現(xiàn)電力故障情況下，其他網(wǎng)架線路結(jié)構(gòu)不會因故障問題受到影響，以上也就在一定程度上提升了城市供電區(qū)域的穩(wěn)定性和可靠性，同時通過以“單元制”的方式劃分網(wǎng)架線路，能夠預(yù)存?zhèn)溆玫娜萘?，以此來確保之后在用電方面出現(xiàn)用電負荷時提供用電需求[1]。

1.2 電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)

（1）負荷預(yù)測，這也是進行電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)性技術(shù)，同時也是進行電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的重要內(nèi)容，關(guān)于負荷預(yù)測主要由電網(wǎng)最大用電負荷、用電量、最大供電量以及電網(wǎng)總供電量。關(guān)于負荷預(yù)測有兩種方式，一種為非參數(shù)模型法；另一種為參數(shù)模型法；

（2）電力電量平衡技術(shù)，具體是對整個電網(wǎng)規(guī)劃、電源設(shè)計提供數(shù)據(jù)資料；

（3）電力計算技術(shù)，這是進行電網(wǎng)規(guī)劃的輔助性計算方法，主要用于獲取電網(wǎng)在供電、應(yīng)變、潮流流向、電壓水平以及網(wǎng)損數(shù)據(jù)等方面的信息，針對信息中存在的問題進行電網(wǎng)整改；

（4）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃技術(shù)，這部分也是進行電網(wǎng)規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)，其方法有靈敏度分析法、線性規(guī)劃法等。

2 城市配電網(wǎng)“單元制”規(guī)劃步驟

2.1 結(jié)合城市用電實際合理規(guī)劃單元格

（1）在正式進行城市配電網(wǎng)單元制規(guī)劃劃分之前，不僅僅要考慮城市中各個地塊對用電方面的實際需求，同時也要將變電站所處地理位置的分布切實考慮其中，對各種變電站的供電范圍要有明確了解，例如中壓線路通道布置、各地區(qū)的符合性質(zhì)差別等。

（2）對該城市所處區(qū)域的自然、社會等方面因素的影響考慮其中，例如該城市中河流分布情況，是否存在山體，交通干線分布等等，將以上內(nèi)容作為城市配電網(wǎng)單元制規(guī)劃的依據(jù)，對其中的利弊之處進行有效權(quán)衡，然后合理將城市中各供電區(qū)域劃分為多個“單元格”，完成單元格劃分后，還要對各個單元格的供電范圍有個基

本了解，以此來進行供電線路劃分，例如單元格中主要供電源、網(wǎng)架界限類型、主要設(shè)備安裝位置等等；之后通過對單元格地塊飽和負荷進行相應(yīng)的預(yù)測，結(jié)合高壓電網(wǎng)運行變化，作為劃分依據(jù)，合理控制各個單元格中的線路負荷[2]。

（3）確定單元格中的遠景供電線路數(shù)量以及上級電源數(shù)量，通過這種方式來進行該城市未來遠景網(wǎng)架規(guī)劃，大體上可根據(jù)城市建設(shè)規(guī)劃劃分為四個區(qū)域：其一，以電纜雙環(huán)網(wǎng)接線作為單元格主要標準進行劃分；其二，若該區(qū)域日常人流比較密集，則說明用電負荷處于集中狀態(tài)，對于這部分區(qū)域可以電纜環(huán)網(wǎng)接線為主，若該區(qū)域處于工業(yè)園，則采用架空與電纜混合接線兩者結(jié)合為主進行規(guī)劃；其三，農(nóng)村地區(qū)，關(guān)于農(nóng)村地區(qū)可分為兩種，對于比較偏遠的農(nóng)村地區(qū)，一般采用架空線多分段適度聯(lián)絡(luò)接線為主進行規(guī)劃，對于有一定的建設(shè)條件的農(nóng)村地區(qū)，使用電纜線路進行規(guī)劃。

2.2 現(xiàn)狀網(wǎng)架與愿景網(wǎng)架兩者有效對接

從整體上來講，進行城市配網(wǎng)單元制規(guī)劃與其所在區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展之間存在密切關(guān)聯(lián)，因此在進行實際規(guī)劃過程中，應(yīng)該將城市中的市政項目考慮其中，并通過與該城市中的企業(yè)、政府等部門一起對接建設(shè)成果，根據(jù)配電網(wǎng)所在地區(qū)的發(fā)展建設(shè)以及對電力的使用需求為基礎(chǔ)，科學(xué)進行電網(wǎng)規(guī)劃，從根本上提升配電網(wǎng)與地方發(fā)展規(guī)劃兩者之間契合度。除以上之外，還應(yīng)結(jié)合我國在“十三五”期間已經(jīng)明確的城市高壓項目，以當前城市現(xiàn)有的網(wǎng)架為規(guī)劃基礎(chǔ)，以愿景網(wǎng)架為目標，對城市中每個單元格的目標網(wǎng)架進行合理規(guī)劃，進而實現(xiàn)城市現(xiàn)狀網(wǎng)架與愿景網(wǎng)架兩者之間的有效對接，真正將城市的配網(wǎng)規(guī)劃工作落實到實際工作中去[3]。

2.3 有序進行配電網(wǎng)“單元制”規(guī)劃項目

就城市配電網(wǎng)規(guī)劃項目而言，與社會發(fā)展、人們生活用電等多方面有密切關(guān)聯(lián)，因此在進行實際規(guī)劃時，應(yīng)該嚴格根據(jù)“一流配電網(wǎng)”所提出的建設(shè)要求進行規(guī)劃，并根據(jù)規(guī)劃成果，為該城市未來的項目儲備做好相應(yīng)的指導(dǎo)工作，逐步實現(xiàn)城市現(xiàn)狀網(wǎng)架朝向愿景網(wǎng)架建設(shè)目標的過渡，同時將配網(wǎng)規(guī)劃項目與桿線改造、業(yè)擴項目等融合起來共同進行，然后通過該城市中的政府、電力用戶等多方面力量提供支持，推動電力通道的順利開展，切實達成“一流配電網(wǎng)”所提出的建設(shè)要求，同時對上級電網(wǎng)與下級電網(wǎng)之間的有效連接也要做出充分考慮，根據(jù)當前城市中的道路建設(shè)、舊城改造等一些市政建設(shè)項目實際情況，對建設(shè)項目的內(nèi)容有充分的了解，以此來確保配電網(wǎng)“單元制”項目有序開展。對于完成規(guī)劃建設(shè)的區(qū)域，應(yīng)對進行相應(yīng)的優(yōu)化改造，在其滿足優(yōu)化基礎(chǔ)上應(yīng)盡最大可能減少改造量，最好做到一次改造完成；對于正在規(guī)劃建設(shè)的區(qū)域，應(yīng)將地區(qū)中的電力用戶用電時序，市政配套電纜溝建設(shè)實際以及當前已有的變電站資源進行充分分析，合理規(guī)劃資源，防止出現(xiàn)二次建設(shè)情況，確保規(guī)劃中的措施嚴格落實；對于自然發(fā)展的區(qū)域，應(yīng)根據(jù)當前已有的電網(wǎng)基礎(chǔ)，主要對其采取強化措施，對其中使用的架空線等進行相應(yīng)的完善建設(shè)[4]。

3 “單元制”在城市配電網(wǎng)規(guī)劃中的實際應(yīng)用

3.1 案例概況

本文以A 城市配網(wǎng)規(guī)劃作為研究案例，重點探究“單元制”配網(wǎng)規(guī)劃策略，該城市所處位置地理條件優(yōu)越，從城市功能角度來看，其能夠?qū)ΜF(xiàn)有城市振興經(jīng)濟活動進行有效延伸，具有很重要的經(jīng)濟戰(zhàn)略地位；從用地性質(zhì)來看，以居住、商業(yè)為主要，其中還有部分屬于商住混合，小部分用于行政辦公、倉儲物流等。從整體上來看A 城市規(guī)劃并不復(fù)雜，種類少且集中，下文基于A 城市當前道路系統(tǒng)實際，對城市配網(wǎng)“單元制”規(guī)劃進行探究。

3.2 實際應(yīng)用

根據(jù)圖1：A 城市道路規(guī)劃圖很明顯看出，道路系統(tǒng)規(guī)劃非常簡單，從整體上來看，其中主干道路可總結(jié)為“三橫三縱”，其中谷陽路、金潤大道以及秀山路為“三橫”；橋山路、寶平路以及官山路則是“三縱”，因此對于該城市進行城市配網(wǎng)“單元制”規(guī)劃過程中，應(yīng)根據(jù)自身城市中主干道路分布實際來劃分，這樣才能對之后該城市進行電力通道建設(shè)工作打好基礎(chǔ)工作。若從該城市的單元格面積上以及總負荷分布方面而言，兩者之間不論是在單元格面積上、還是在用電負荷方面都存在一定的差異，因此該城市不適合以主干道路為標準來劃分網(wǎng)格，因此這就要采取其他方式進行城市網(wǎng)格單元調(diào)整，將城市中的主、次干道結(jié)合起來組網(wǎng)，而該城市的主干道就是“三縱”，次干道是三里崗路、金潤大道以及四平山路，根據(jù)上圖1，可將該城市細分成7 個單元格，劃分依據(jù)為城市用地性質(zhì)以及主要道路。在開始規(guī)劃階段，根據(jù)該城市主干道路以及次干道路規(guī)劃實際來進行電力組網(wǎng)電力通道的規(guī)劃，使其形成兩大變電站之間的單環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)劃模式，以此來確保城市區(qū)域?qū)τ秒姺矫娴氖褂靡?。另外因當前城市化發(fā)展進程不斷加快，與此同時，用電負荷量也會因此而增加，這時候就需要與城市道路規(guī)劃相結(jié)合進行建設(shè)，采取與電力通道同步架設(shè)的方式進行，根據(jù)城市發(fā)展進程來開展新的組網(wǎng)建設(shè)工作，以此來確保城市配網(wǎng)供電始終城市發(fā)展需求[5]。以下詳細分析實例規(guī)劃方法：

（1）構(gòu)建A 城市配電網(wǎng)的目標網(wǎng)架，基于A 城市當前土地整體規(guī)劃，以此來進行負荷預(yù)測的指導(dǎo)依據(jù)，將城市中各單元格中的遠景電力負荷預(yù)測出來，之后結(jié)合當前A 城市中各大地塊開發(fā)強度、發(fā)展實際作為配網(wǎng)規(guī)劃依據(jù)，綜合以上明確A 城市到2022年的供電單元負荷量。除以上之外，還要根據(jù)A 城市的高壓電網(wǎng)使用情況，嚴格控制城市中每條線路負載量，通常情況下為4MW-5MW，以此為基礎(chǔ)確定城市中配網(wǎng)單元格，每年供電線路數(shù)量以及上級電源，將A 城市劃分為四個不同的配網(wǎng)建設(shè)區(qū)域，以此為依據(jù)，根據(jù)已有的配網(wǎng)網(wǎng)架作為建設(shè)基礎(chǔ)，結(jié)合已建設(shè)完的電力通道，并掌握A城市道路建設(shè)規(guī)劃，然后在每個供電單元格構(gòu)建一組到三組的目標接線組。具體如下：a 區(qū)域建立電纜雙環(huán)網(wǎng)接線；b 區(qū)域的負荷比較集中的建立電纜環(huán)網(wǎng)接線，對于分散工業(yè)園區(qū)和城郊建立架空和電纜混合接線；c、d 區(qū)域為農(nóng)村地區(qū)建設(shè)架空線多分段適度聯(lián)絡(luò)界限，對于有條件的集鎮(zhèn)可建立電纜線路接線[6]。

（2）明確A 城市過渡網(wǎng)架，在確定前應(yīng)根據(jù)該城市的負荷發(fā)展實際來分析，可將其分為三種類型：

第一種為負荷發(fā)展比較成熟的單元，一般情況下這部分地區(qū)經(jīng)濟在發(fā)展上屬于比較好的，例如在A 城市中的“三集園區(qū)”，這部分為該城市的金融商務(wù)聚集區(qū)域，而且該單元格中有供電企業(yè)、住宅、商業(yè)中心等，在進行配網(wǎng)“單元制”規(guī)劃期間沒有正在進行的項目，現(xiàn)在采用的電網(wǎng)為單環(huán)網(wǎng)以及單輻射組網(wǎng)，網(wǎng)架使用可靠性比較低、供電線路連接比較復(fù)雜，對于這種情況，該區(qū)域應(yīng)和其他單元格規(guī)劃情況，使用一組雙環(huán)網(wǎng)供電進行相應(yīng)的調(diào)整。

第二種為負荷發(fā)展比較快的單元，例如A 城市中的老舊鎮(zhèn)區(qū)，當前城市改造規(guī)劃正在加快開展，在原來的基礎(chǔ)上進行相應(yīng)的改造，將商業(yè)區(qū)、酒店等商業(yè)項目引入其中，以此來推動老舊鎮(zhèn)區(qū)的經(jīng)濟進步。對于這部分區(qū)域的用電負荷也會因改造而上升，當前使用的電網(wǎng)為單聯(lián)絡(luò)組網(wǎng)，線路采取跨網(wǎng)格的方式滿足供電需求，為此該區(qū)域應(yīng)通過調(diào)整網(wǎng)架，轉(zhuǎn)變以往跨單元的供電模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐唤M雙環(huán)網(wǎng)供電。

第三種為負荷發(fā)展不確定的單元，這部分單元作為位置比較偏遠，經(jīng)濟方面的發(fā)展也比較落后，以村莊建設(shè)用地為主要，因此對于用電負荷相比較于其他區(qū)域不是很明顯，當前配網(wǎng)使用的是架空多分段適度聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)，因此在過渡過程中，可選擇依托其他區(qū)域的單元格，以此來完善該區(qū)域的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，保證電力能夠穩(wěn)定供應(yīng)。

圖1：A 城市道路規(guī)劃圖

4 總結(jié)

綜上所述，以“單元制”的方式進行城市配電網(wǎng)規(guī)劃，一方面能夠進一步提升配電區(qū)域中的供電安全和穩(wěn)定；另一方面能夠結(jié)合城市所在地區(qū)的市政項目，滿足城市發(fā)展過程中對電力方面的使用需求，實現(xiàn)配電網(wǎng)精益化管理。基于以上，只有根據(jù)城市發(fā)展實際科學(xué)進行配電網(wǎng)規(guī)劃，才能真正推動城市電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展。