基于網(wǎng)格化理念的中壓配電網(wǎng)布局規(guī)劃

許小良，姚新麗，周 昊，陳吉祥

（1.浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，浙江杭州310030；2.國網(wǎng)浙江杭州市余杭區(qū)供電有限公司，浙江杭州311100；3.國網(wǎng)浙江臺州市天臺縣供電有限公司，浙江臺州317200）

網(wǎng)格是地理空間分析技術(shù)中產(chǎn)生的，地理空間網(wǎng)格是人類在認識地形環(huán)境過程中逐漸形成的一種基本理論和方法，即通過一定規(guī)則組織起來的、連續(xù)的、多分辨率的網(wǎng)格單元，逐步逼近最真實的地球，把空間的不確定性因素控制在相應(yīng)的尺度范圍之內(nèi)［1］。

網(wǎng)格化管理，是城市治理的一種手段，利用地理信息技術(shù)、通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，結(jié)合社會管理理念和管理方法，針對城市經(jīng)濟社會運行的一系列指揮、控制、協(xié)調(diào)、處置、反饋等行為及其過程，將城市各種類型的部件整合在網(wǎng)格中，以推動城市管理向信息化、數(shù)字化和網(wǎng)格化方向發(fā)展，真正實現(xiàn)精確、高效、全時段和全方位覆蓋的城市管理新模式［2］。最先實行網(wǎng)格化管理模式實踐的是北京市東城區(qū)。通過創(chuàng)新城市管理體制、再造城市管理流程、整合先進技術(shù)、實現(xiàn)城市管理空間細化和管理對象精確定位的數(shù)字化城市管理新模式。

中壓配電網(wǎng)，是上級電源與用戶之間聯(lián)系的橋梁，因此其規(guī)模是相當龐大和復雜的，給布局規(guī)劃帶來了很大的挑戰(zhàn)，在規(guī)劃的精細度、準確度、精益化方面，難以達到滿意的效果。故本文希望借鑒網(wǎng)格化定位精準、責權(quán)清晰、管理精細的優(yōu)勢，研究中壓配電網(wǎng)空間布局的思路、方法和深度，解決傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃面臨的難題，彌補規(guī)劃的不足。

1 中壓配電網(wǎng)特點

根據(jù)電壓等級的不同，電網(wǎng)可以分成特高壓、超高壓、高壓、中壓、低壓電網(wǎng)等，隨著規(guī)模的不斷擴大，配電網(wǎng)可以分為高壓配電網(wǎng)和中壓配電網(wǎng)，文中提及的中壓配電網(wǎng)是指10 kV和20 kV公用電網(wǎng)。

中壓配電網(wǎng)根據(jù)其所處的位置和電網(wǎng)發(fā)展趨勢，有一些自身的特點，簡述如下。

1.1 規(guī)模龐大，數(shù)據(jù)海量

電能由電廠發(fā)出后，進入輸電網(wǎng)，向負荷中心輸送能量。然后經(jīng)220 kV、110 kV等逐級降壓，成為10（20）kV電網(wǎng)，與城鄉(xiāng)各類用戶連接。因此，中壓配電網(wǎng)的規(guī)模比高壓電網(wǎng)大得多，如杭州市行政范圍內(nèi)，2015年10 kV線路長度規(guī)模是其上級電網(wǎng)（110 kV和35 kV）的6.4倍，是骨干輸電網(wǎng)（500 kV和1 000 kV）的35.4倍。除線路外，還有各類開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)室、設(shè)備，等等，使得中壓配網(wǎng)成為電力系統(tǒng)各層級序列中實體規(guī)模最龐大的一級。

同時，在配網(wǎng)設(shè)備規(guī)模的基礎(chǔ)上，中壓配電網(wǎng)的指標體系也是最復雜的，產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)。對于沿海經(jīng)濟發(fā)達縣市的中壓電網(wǎng)，現(xiàn)狀的指標數(shù)據(jù)量可達百萬級。

1.2 覆蓋面廣，配電點多

中壓配電網(wǎng)直接面向城鄉(xiāng)各類用地，沉入地塊內(nèi)部，除了一些電網(wǎng)孤島外，如同人體的血液循環(huán)系統(tǒng)，遍布人類生產(chǎn)生活和休閑的各個角落，有人的地方就有電網(wǎng)。因此，對地塊而言，中壓配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的毛細血管，無處不在。

1.3 能流雙向，中樞神經(jīng)

傳統(tǒng)的電網(wǎng)，能量從電廠側(cè)出發(fā)，經(jīng)輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)最后到用戶側(cè)，如同水向低處流一樣，是單向流動的。目前的高壓電網(wǎng)還是呈現(xiàn)此特性，結(jié)構(gòu)清晰，能流簡單。但隨著分布式能源、微網(wǎng)、電動汽車和可控負荷的發(fā)展，電能的流動不再是單向的，而是雙向的。這些雙向流動的能源主要在中壓配電網(wǎng)層面完成交匯，如同人體的中樞神經(jīng)，既要分配大電網(wǎng)的能源，又要控制用戶側(cè)的能源。這對于中壓配電網(wǎng)的規(guī)劃、控制、運行提出了更高的要求。中壓配電網(wǎng)也逐漸從被動模式轉(zhuǎn)向主動模式，為此，國際大電網(wǎng)會議（CIGRE）也提出了主動配電網(wǎng)的概念，以適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的新趨勢。

1.4 系統(tǒng)多變，規(guī)劃難做

相比高壓電網(wǎng)規(guī)劃，中壓配電網(wǎng)規(guī)劃面臨更多的難題、問題。比如可操作性差，規(guī)劃剛編完，用戶側(cè)已經(jīng)發(fā)生改變；比如存在“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，以解決短期問題為目標，無長遠規(guī)劃；比如配電網(wǎng)的弱項指標難以體現(xiàn)，導致網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不合理。這與中壓配電網(wǎng)自身的特點有關(guān)，但也反映出規(guī)劃手段有待進一步提升，規(guī)劃方法需要創(chuàng)新。

2 布局內(nèi)容

基于網(wǎng)格的中壓配電網(wǎng)布局規(guī)劃，其編制內(nèi)容、流程等，與一般的配網(wǎng)布局規(guī)劃類似，需要有現(xiàn)狀評估、負荷預測、電源規(guī)劃、網(wǎng)架規(guī)劃、空間布局、投資估算、成效分析等內(nèi)容。但在網(wǎng)格化理念和國土空間規(guī)劃管控的目標任務(wù)下，規(guī)劃編制的內(nèi)容需要緊跟時代潮流，體現(xiàn) “生態(tài)優(yōu)先、高質(zhì)量發(fā)展、高品質(zhì)生活、高效能治理”的價值導向。

2.1 劃分網(wǎng)格，全域覆蓋

劃分網(wǎng)格的目的是為了便于精細化管理。配電網(wǎng)的網(wǎng)格劃分，需要考慮地理空間、城鄉(xiāng)規(guī)劃、行政管理、電力系統(tǒng)等要素，按照目標網(wǎng)架清晰、電網(wǎng)規(guī)模適度、管理責任明確的原則，構(gòu)建“供電區(qū)域、供電網(wǎng)格、供電單元”三級網(wǎng)絡(luò)。

城鄉(xiāng)規(guī)劃中主干道路、鐵路、公路網(wǎng)的規(guī)劃，行政管理單元的調(diào)整等，對于網(wǎng)格的劃分有較大影響，此時需要打破現(xiàn)有的電網(wǎng)管理單元，劃定新的供電網(wǎng)格，調(diào)整管理責權(quán)。

劃分網(wǎng)格需要全域覆蓋，網(wǎng)格之間無縫銜接，對應(yīng)國土空間規(guī)劃全域全要素的要求，避免電網(wǎng)的規(guī)劃管理和監(jiān)督過程中出現(xiàn)責權(quán)不明的現(xiàn)象。

2.2 總控結(jié)合，分層分級

對于規(guī)劃范圍內(nèi)的電力設(shè)施，從高壓到中壓，需要全要素體現(xiàn)。由于高壓電力設(shè)施布局規(guī)劃一般面向的是縣市級及以上的行政管理區(qū)，是宏觀管控。此時需要在中壓配電網(wǎng)規(guī)劃中進一步落實和細化。

對于規(guī)劃范圍內(nèi)中壓電力設(shè)施的布局，從總體到詳細，從整體到局部，逐級細化?？傮w規(guī)劃便于全局把握，形成一張配網(wǎng)，一本規(guī)劃，一本圖冊；詳細規(guī)劃便于實施管控，形成一點一線，專人專職。

2.3 以人為本，優(yōu)化布局

電力設(shè)施是一類“鄰避設(shè)施”，公眾對其電磁環(huán)境影響關(guān)注較高，也擔心影響房價。若不處理好設(shè)施布點的鄰避效應(yīng)，則難以保障人民高品質(zhì)的生活。

高壓電力設(shè)施占地面積較大，在選址布局時，與居住區(qū)、學校等較為敏感的區(qū)塊保持一定的距離，可降低其對公眾心理造成的影響。但中壓電力設(shè)施，必須深入地塊，直接面向用戶。在鄰近住宅的區(qū)域選址獨立占地的設(shè)施時，通過敏感性分析，選擇最佳位置，優(yōu)化空間布局，便于實施。

2.4 逐年過渡，安排項目

對于近期規(guī)劃，將每個網(wǎng)格內(nèi)的新增項目、技改項目、退役項目按年度進行規(guī)劃，逐年過渡，形成一套設(shè)備臺賬庫、規(guī)劃項目庫和空間資源協(xié)調(diào)庫。對于網(wǎng)格管理專職，只需按本網(wǎng)格的圖、表、庫進行管理和監(jiān)督，類似一本操作手冊，便于精細化管理。無須學習整套規(guī)劃，避免因為理解不到位出現(xiàn)紕漏。對于供電企業(yè)來說，每個網(wǎng)格的年度投資也一目了然，便于精益化投資。對于政府部門，也能精準掌握本網(wǎng)格內(nèi)電力配套設(shè)施的完整信息。

2.5 數(shù)字規(guī)劃，平臺保障

以前的電網(wǎng)布局規(guī)劃，是報項目的規(guī)劃，當需要向政府申報空間資源需求時，才拿出規(guī)劃，按流程辦事。當不需要時，則束之高閣。而網(wǎng)格化是城市管理的模式創(chuàng)新，與國土空間規(guī)劃實施監(jiān)督的管控屬性相呼應(yīng)。因此，基于網(wǎng)格化理念的配電網(wǎng)布局規(guī)劃，還需要建立一個信息平臺，將規(guī)劃數(shù)字化，讓網(wǎng)格專職能夠“隨時、隨地、移動”管理和反饋，讓政府和企業(yè)管理者可以“按需、實時、在線”監(jiān)督和管控。見圖1。

圖1 信息平臺框架結(jié)構(gòu)

3 布局深度及新思路

一般的中壓配電網(wǎng)布局規(guī)劃，從目標網(wǎng)架到設(shè)施布局，著眼于整個規(guī)劃區(qū)，屬于中觀層面，側(cè)重于網(wǎng)的概念，對用戶的需求響應(yīng)較慢?；诰W(wǎng)格化的規(guī)劃，需要深入到微觀層面，對用戶需求作出快速響應(yīng)。因此，其規(guī)劃深度需向用戶側(cè)下沉。

3.1 精準定位，規(guī)劃下沉

北京東城區(qū)萬米單元網(wǎng)格，實現(xiàn)了管理空間細化和管理對象精確定位。配電網(wǎng)信息元素以電力系統(tǒng)為主，網(wǎng)格單元較大，但電力元素的空間信息系統(tǒng)需精確、精細，上至35 kV及以上的高壓元素，中至開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)箱、主干線路等主干元素，下至分支線、電纜分支箱、聯(lián)絡(luò)開關(guān)、分段開關(guān)、配變等分支元素，依據(jù)精細管理和精益投資的需要，分層分區(qū)體現(xiàn)。見圖2、圖3。

3.2 設(shè)計思維，便于落地

圖3 包含電纜分支箱、配變的規(guī)劃（局部）

“規(guī)劃設(shè)計本來一體，做規(guī)劃一定意義上就是做設(shè)計，即通過‘設(shè)計’形成規(guī)劃治理方案?！怀鲆越鉀Q問題為導向，將‘設(shè)計’作為規(guī)劃治理的基本手段和過程?！保?］電力系統(tǒng)規(guī)劃相對比較專業(yè)，規(guī)劃的審批、實施監(jiān)督和管理者，未必能較好地理解規(guī)劃。讓配網(wǎng)布局規(guī)劃“能用、管用、好用”，就不能完全站在電力系統(tǒng)的角度，而要將設(shè)計思維融入規(guī)劃，讓專項規(guī)劃能為管理者更好地理解，得到利益相關(guān)者的支持，還要讓規(guī)劃便于操作并實施，項目順利落地，這樣才能構(gòu)建堅強的智能電網(wǎng)。

3.3 多技術(shù)應(yīng)用，化繁為簡

中壓配電網(wǎng)配電點多，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大，且數(shù)據(jù)可靠性高，來源穩(wěn)定，利用好這些數(shù)據(jù)，對科學合理規(guī)劃電網(wǎng)能夠起到重要的作用。但對數(shù)據(jù)的處理工作是比較繁重的，此時可借助大數(shù)據(jù)分析的方法。圖4為對某地電力負荷的空間分布及其密度的熱力分析圖。

3.4 理念導引，規(guī)劃創(chuàng)新

國家電網(wǎng)公司提出的“具有中國特色國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”發(fā)展戰(zhàn)略，是傳統(tǒng)電力工業(yè)順應(yīng)信息技術(shù)革新的時代要求。“大云物移智鏈”等新技術(shù)在電網(wǎng)各層級進行應(yīng)用，逐步推動能源轉(zhuǎn)型與信息技術(shù)的深度融合。從面對能源轉(zhuǎn)型的新一代電力系統(tǒng)，到清潔能源全消納、多元負荷全接入、電網(wǎng)狀態(tài)全感知的理念；從電能替代、再電氣化的技術(shù)應(yīng)用，到新能源小鎮(zhèn)、智慧電力小鎮(zhèn)的打造；從泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，到“大云物移智鏈”，配電網(wǎng)層面是一個主戰(zhàn)場。

圖4 負荷空間分布熱力分析

面對電力行業(yè)新理念新技術(shù)新戰(zhàn)略，配電網(wǎng)布局規(guī)劃如何對此進行結(jié)合，在空間資源上進行保障，讓項目得到實實在在落地，需要規(guī)劃方式方法和管理的不斷創(chuàng)新，也是國土空間規(guī)劃“一優(yōu)三高”的價值要求。

4 結(jié) 語

中壓配電網(wǎng)的布局規(guī)劃工作是在吸取高壓電力設(shè)施布局專項規(guī)劃的成熟經(jīng)驗后開展的，但中壓配電網(wǎng)與高壓電網(wǎng)相比，有其自身的特點。規(guī)劃工作者需要充分研究中壓電網(wǎng)的特性，結(jié)合國土空間規(guī)劃的時代特征，將規(guī)劃做好、做精、做優(yōu)、做深、做細。本文從城市管理創(chuàng)新模式中借鑒理念，付之實踐，總結(jié)了一些編制中壓配電網(wǎng)的思路和經(jīng)驗，供相關(guān)研究者參考。