城市智能電網(wǎng)規(guī)劃原則及處理辦法研究

國網(wǎng)黑龍江哈爾濱市呼蘭供電有限公司 段思琪

在當前的發(fā)展階段下，提升社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展能力是全社會的普遍共識，在這個過程中，加強對資源的優(yōu)化配置，保證發(fā)展的可持續(xù)性成為各個行業(yè)的新趨勢?，F(xiàn)代社會對于能源的需求不斷提升，電力事業(yè)的發(fā)展需要從社會發(fā)展的需求出發(fā)，進一步保證電力配置的合理性科學性，并加強對相關電力技術的革新，從而能夠進一步提升供電的穩(wěn)定性以及安全性。現(xiàn)代電力企業(yè)需要以追求高效潔凈以及智能化的電力技術作為發(fā)展的重要內(nèi)容，而智能化電網(wǎng)規(guī)劃能夠較好地滿足，現(xiàn)階段電力事業(yè)發(fā)展的需求。智能電網(wǎng)依托現(xiàn)代信息智能技術，對電網(wǎng)進行更加科學的管理，對電力輸送以及配置環(huán)節(jié)進行了諸多的優(yōu)化，進一步提升電力能源的使用效能。

一、智能電網(wǎng)的特點

智能電網(wǎng)具有很強的智能性以及系統(tǒng)性。在系統(tǒng)應用的過程中，智能電網(wǎng)能夠?qū)θ后w的用電行為進行分析，從而對各個電力傳輸環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，保證系統(tǒng)運行的協(xié)調(diào)性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)終端的無線控制。隨著智能電網(wǎng)相關技術的發(fā)展成熟，該技術在電力建設中得到了廣泛的應用，進一步優(yōu)化了電力供應鏈與管理，并在很大程度上節(jié)約了電力資源。

（一）技術層面

從技術層面上來看，智能電網(wǎng)對目前較為先進的電力技術以及管理系統(tǒng)進行了整合，從而發(fā)展出了一種新型的，智能化的電力網(wǎng)絡系統(tǒng)，其本身具有較高的效率以及安全性。智能電網(wǎng)主要應用了傳感測量技術，分析決策技術，以及制動控制技術等。想要保證智能電網(wǎng)相關技術能夠被有效應用，就需要加強對智能電網(wǎng)技術的分析，了解其內(nèi)涵以及特征，確保相關技術能夠在電力系統(tǒng)建設中發(fā)揮作用。智能電網(wǎng)是新形勢下依據(jù)電力需求而形成的一種新型的電力管理模式，在該管理系統(tǒng)中能夠有效對現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡進行協(xié)調(diào)，并實現(xiàn)智能技術與現(xiàn)有電網(wǎng)的兼容。對電力系統(tǒng)各個組成部分的優(yōu)化集成，智能電網(wǎng)的決策分析功能也會對現(xiàn)有電力系統(tǒng)存在的問題進行分析，從而采取針對性的管理措施予以糾正，進一步提升供電的質(zhì)量。智能電網(wǎng)在發(fā)展應用的過程中，融合了大量新的供電以及電力監(jiān)控技術，能夠從用戶的用電行為來分析系統(tǒng)的運行機制，從而采取更加具有針對性、科學性的供電配置，這對于緩解電力供應緊張，提升系統(tǒng)運行效能具有重要的意義。

（二）應用層面

從應用層面上來看，智能電網(wǎng)在電力技術以及電力規(guī)劃上具有較為明顯的優(yōu)勢。智能電網(wǎng)能夠節(jié)約大量的電力能源。智能電網(wǎng)能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運行情況進行智能化的分析，同時，智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)關鍵性管理環(huán)節(jié)的整合。其獨有的決策分析機制，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)運行存在的問題進行糾正，讓系統(tǒng)在自我調(diào)節(jié)下實現(xiàn)更高的運行效率，智能電網(wǎng)在操作的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)自動調(diào)節(jié)以及自動控制，因此能夠解放相當一部分運營管理人員，提高了人力資源的利用效率。

在進行電力供應的過程中，智能電網(wǎng)能夠根據(jù)電力傳輸各個環(huán)節(jié)的信息來進行更為科學的把控，從而有效降低供電過程中的能源消耗。另外，智能電網(wǎng)具有較高的穩(wěn)定性，電力系統(tǒng)在運行的過程中存在兩大風險，一部分風險來自電力網(wǎng)絡中的軟件漏洞，另一部分來自外力因素，智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)部安全管理系統(tǒng)的自主更新，保證系統(tǒng)的軟件層面處于安全狀態(tài)，使電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的輸出電力能源。同時，智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)關鍵部分的自動控制，這就在很大程度上避免了自身部件受外部因素的影響，同時智能電網(wǎng)能夠?qū)ο到y(tǒng)的運行狀態(tài)進行診斷，分離無法正常工作的系統(tǒng)模塊，防止故障模塊而影響系統(tǒng)整體的運行效能。最后，智能電網(wǎng)在應用的過程中可以減少供電的能源損耗，同時其自身的運行模式更加智能，也能降低系統(tǒng)運行的能源消耗，在電力系統(tǒng)規(guī)劃和電力技術上實現(xiàn)了低碳環(huán)保的目標，符合現(xiàn)階段可持續(xù)發(fā)展的電力事業(yè)建設目標，基于以上優(yōu)點，需要重視智能電網(wǎng)在電力規(guī)劃建設中的應用。

二、智能配電網(wǎng)建設規(guī)劃的現(xiàn)狀、原則及應用技術

智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比具備以下優(yōu)勢：智能配電網(wǎng)具備較強的自我調(diào)節(jié)能力，在使用時能解決供電不穩(wěn)定的問題；智能電網(wǎng)的安全性較高，在使用時能更好抵抗自然災害，在出現(xiàn)電力系統(tǒng)故障時能更好規(guī)避停電問題；支持分布式電源的大量接入，也能實現(xiàn)可再生能源的隨插隨用；支持用戶間的互動交流，根據(jù)用戶的電量使用情況來分階梯的收費；能實現(xiàn)對配電網(wǎng)的可視化管理，在配電網(wǎng)運行過程中可全面收集整理電網(wǎng)設備的數(shù)據(jù)信息，并對配電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行在線監(jiān)督和風險防控分析。傳統(tǒng)配電網(wǎng)依靠用戶投資建設，而用戶的投資建設管理往往無法實現(xiàn)對整個電網(wǎng)運行的統(tǒng)一規(guī)劃，在配電網(wǎng)運行的過程中有很多項目都無法順利實施，地下管線更是無法隨意鋪設，配網(wǎng)資產(chǎn)無法根據(jù)需要來提取使用，最終對配電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行帶來了比較大的隱患。電力公司平時的電網(wǎng)規(guī)劃管理工作局限在35千瓦以及以上的電網(wǎng)規(guī)劃，在電網(wǎng)規(guī)劃管理的時候重點考察各個地區(qū)變電站容量是否滿足快速增長的電力負荷的使用要求，對10千瓦電網(wǎng)的規(guī)劃比較局限在現(xiàn)有的理論和技術層面，隨機應變性較差。

（一）電網(wǎng)改造規(guī)劃現(xiàn)狀

現(xiàn)階段城市電網(wǎng)建設規(guī)劃的制定和城市發(fā)展建設步伐、基本需求不相適應，城市電網(wǎng)的結(jié)構也很難和城市發(fā)展規(guī)劃目標適應。同時城市化進程的加快也對城市電網(wǎng)的規(guī)劃管理加大了負擔，無法實現(xiàn)對城市電網(wǎng)的科學分析和管理。最終導致城市網(wǎng)絡電源點的規(guī)劃落后于城市建設，電網(wǎng)規(guī)劃設備老化嚴重，城市電網(wǎng)改造困難。

（二）電網(wǎng)改造規(guī)劃原則

城市電網(wǎng)規(guī)劃改造的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)的科學使用，根據(jù)城市化建設發(fā)展需要打造出運行安全、可靠，兼具環(huán)保性和經(jīng)濟性的城市電網(wǎng)，從而不斷提升城市電網(wǎng)的供電能力，充分滿足城市發(fā)展需要。在新時期，城市電網(wǎng)規(guī)劃要堅持遠近結(jié)合、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的發(fā)展原則，將城市電網(wǎng)規(guī)劃管理和國家經(jīng)濟發(fā)展需要相結(jié)合，在不同的階段制定出不同時期的發(fā)展計劃。新形勢下城市電網(wǎng)改造規(guī)劃要達到以下的水平：經(jīng)過改造之后的城市電網(wǎng)要具備持續(xù)性的供電能力；經(jīng)過改造后的城市電網(wǎng)擁有科學合理的網(wǎng)絡架構；經(jīng)過改造之后的城市電網(wǎng)能做到上下級的互相協(xié)調(diào)；改造后的城市電網(wǎng)輸配電投資規(guī)模和社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模相適應；城市電網(wǎng)的規(guī)劃建設符合地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展需要。

三、城市智能電網(wǎng)規(guī)劃的技術方法

（一）負荷預測

負荷預測是城市智能電網(wǎng)規(guī)劃中的有效技術方法，在前期開展中必須依托于電網(wǎng)規(guī)劃，以此為根據(jù)進行負荷預測，幫助施工人員和設計人員精準布設電源點，計算電網(wǎng)規(guī)劃規(guī)模，按照電力負荷特性，結(jié)合不同電力系統(tǒng)和不同地區(qū)，選擇適當?shù)呢摵深A測方式。當前，負荷預測方法包括灰色預測法、專家預測法、模糊聚類識別預測法，其中模糊聚類識別預測法就是以歷史數(shù)據(jù)信息為參考依據(jù)，構建典型預測模型，分析和研究負荷變化情況和影響負荷變化的因素，判斷未來負荷變化走勢和發(fā)生狀態(tài)，選擇最佳的預測模型，達到負荷預測的最佳效果。

（二）網(wǎng)絡結(jié)構規(guī)劃

在城市智能電網(wǎng)規(guī)劃建設中，以智能電網(wǎng)結(jié)構優(yōu)化為主要任務，在結(jié)構優(yōu)化過程中，要保證電力系統(tǒng)正常運行，結(jié)合網(wǎng)絡規(guī)劃因素與變電站容載比，引入遺傳算法開展智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡結(jié)構規(guī)劃工作。遺傳算法依托于控制理論與生物遺傳學理論，由自然遺傳逐漸推演出的準確算法，將其引入到網(wǎng)絡結(jié)構優(yōu)化中，可以達到電網(wǎng)無功優(yōu)化的效果，具體如下：第一，根據(jù)智能電網(wǎng)結(jié)構準備數(shù)據(jù)信息，確定發(fā)電廠地理位置，準備電力設備中的元件電阻信息、最大溫度極限信息、電抗信息；第二，開展編碼工序，結(jié)合控制變量信息，對電網(wǎng)元器件設備進行編碼操作，構建自動化運行流程；第三，構建評價函數(shù)，將所有評價因素納入到評價函數(shù)中，綜合考量外界環(huán)境因素對智能電網(wǎng)運行的影響，并將其編入到函數(shù)表中；第四，開展遺傳操作，通過交叉變異操作，逐步實現(xiàn)電力系統(tǒng)結(jié)構優(yōu)化，達到智能電網(wǎng)的規(guī)劃和建設。

（三）電氣計算

在電氣計算中，工作人員要做好潮流計算、斷路電流計算和穩(wěn)定性計算，通過計算機輔助啟動運行模型，對智能電網(wǎng)中的電力系統(tǒng)運行設備開展模擬計算，驗證和判斷智能電網(wǎng)結(jié)構的穩(wěn)定性和可行性。在城市智能電網(wǎng)規(guī)劃中，利用預測負荷的方式檢測電力網(wǎng)架，模擬運行規(guī)劃中的智能電網(wǎng)，從智能電網(wǎng)模擬構架運行中，判斷未來建成電網(wǎng)的供電能力、網(wǎng)損情況、電壓水平和潮流流向等參數(shù)信息，及時發(fā)現(xiàn)城市智能電網(wǎng)規(guī)劃中的問題，提出合理的解決方案。同時，在電氣計算中，要根據(jù)已確定的網(wǎng)架結(jié)構，優(yōu)化短路計算，判斷智能電網(wǎng)短路電流水平，以此為依據(jù)，選擇電力設備型號與運行方式，提高智能電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。

四、結(jié)束語

綜上所述，在城市智能電網(wǎng)規(guī)劃中，要以頂層設計為目標，以逐步開展為手段，通過負荷預測、網(wǎng)絡結(jié)構規(guī)劃、電氣計算等方式進行城市智能電網(wǎng)規(guī)劃，結(jié)合供電區(qū)域的具體情況，優(yōu)化電網(wǎng)接線設計，提高智能電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和安全性。