基于供電所的配電網(wǎng)規(guī)劃研究

申一煬

（國網(wǎng)河南省電力公司內(nèi)黃縣供電公司，河南安陽 456300）

1.配電網(wǎng)規(guī)劃的意義

由于社會主義國民經(jīng)濟的發(fā)展，國家電網(wǎng)為地方經(jīng)濟發(fā)展提供了巨大的貢獻，但也呈現(xiàn)出供應能力不夠、網(wǎng)架構造脆弱、安全性有待改善、供電施工難度過大等突出的問題，對配電網(wǎng)作出了合理計劃，以提高供電改造施工的可靠性以及供電運營的安全與經(jīng)濟效益，從而提高電能品質(zhì)，是供電公司的主要職責。供電計劃是一項知識密集型的科研領域，它涵蓋了電力系統(tǒng)運營的許多方面?，F(xiàn)代配電網(wǎng)計劃主要通過科學研究的方式，確定規(guī)劃區(qū)何時何地建設或改善電力設施，使未來的供電企業(yè)可以適應與符合市場的發(fā)展趨勢以及對各種新供電技術的需求，更可靠地為顧客供應所需要品質(zhì)的電力；能夠符合城市建筑規(guī)劃的需要；符合環(huán)境、美觀等其他公共需求。在實現(xiàn)以上約束目標的基礎上，為公司發(fā)展追求最大的經(jīng)濟性與效益[1]。

2.配電網(wǎng)網(wǎng)格化的規(guī)劃原則

供電公司要規(guī)劃出負荷經(jīng)濟發(fā)展的完善網(wǎng)絡，根據(jù)已配線的網(wǎng)格特點，以運行問題為基礎，在適當降低改造量的基礎上，逐步解決城市配電網(wǎng)的架設要求；根據(jù)未配線、管理機構較復雜的區(qū)域特點，從已有路網(wǎng)的運作方案上明確聯(lián)接中心性質(zhì)、特點，之后再經(jīng)過對城市供電網(wǎng)問題的綜合評估，提出改造方案，并測算改建經(jīng)費；在已有城市配電網(wǎng)線路的正常運行狀況下，再確定聯(lián)接中心特性，并根據(jù)其原因，遵循節(jié)省工程經(jīng)費的基本原則，從原有的單環(huán)網(wǎng)向架設目標轉(zhuǎn)變；面對負載發(fā)展范圍不明確的網(wǎng)格，要有針對性地設計發(fā)展規(guī)劃，明確負載增長點范圍。

城網(wǎng)建設考慮的電源可靠性程度是指在供電設施停運后，對用戶持續(xù)供電時的可靠性程度，供電公司要從滿足電網(wǎng)供電安全標準和對用戶供電的可靠性程度兩個方面具體規(guī)定。中壓配電網(wǎng)的用電安全實行“N-1”安全原則，即中壓配電網(wǎng)的一個架空線，或一根光纜，或變壓器上的一個降壓變電器出現(xiàn)故障停機段后，在一般情況下，除故障段外不停供電，也不能出現(xiàn)電壓過低和設備上不允許的過負載情況；在原計劃停機情形下，又出現(xiàn)故障停機段時，可以部分中斷，并應當在規(guī)定日期內(nèi)重新供電。城網(wǎng)結構是城網(wǎng)建設的重要基礎，要能夠靈活適應城市建筑體量、負荷壓力、用電需求以及經(jīng)濟效益與安全性。變電所應當按照城網(wǎng)綜合負荷、區(qū)域負荷的需求預測和地理環(huán)境要求，并本著利于實現(xiàn)建設目標能力和方便網(wǎng)絡經(jīng)濟運行的原則加以合理布置，同時預留了插入或新建變電所的可能性。

規(guī)范的城網(wǎng)結構應滿足各級高電壓電網(wǎng)的接地規(guī)范，以增強安全性，并降低維修、檢測的費用；高壓配電網(wǎng)接地簡單，以滿足智能化管理和無人值班工作；下一層供電能支撐上一層供電。同時，規(guī)劃的城網(wǎng)結構還應當符合供電送出條件和形成長期穩(wěn)定安全的供電能力，以滿足城市用電市場擴大和消費的需求；具有一定的裕度和應變能力，并具備技術先進性；供電運行方式要靈活、經(jīng)濟，線損和成本控制事宜也相應較少；接地結構簡單、分層清晰；結構形式和潮流方向科學合理，防止電磁環(huán)網(wǎng)和網(wǎng)內(nèi)環(huán)流；采取適當措施，控制了短路電壓[2]。

3.供電所配電網(wǎng)存在的問題

3.1 供電安全性較低

單輻射型線路，和部分負荷頻率偏高的單環(huán)網(wǎng)線，但不能符合“N-1”的電力安全標準，因此用電安全性較差。相關線路中存在著單線單變的配電方案，當線路或電力變壓器故障后，整個線路都面臨著斷電風險，而現(xiàn)狀的十二回線，僅有二回線達到了可轉(zhuǎn)配電條件，可轉(zhuǎn)配電效率、環(huán)網(wǎng)效率和站點之間的聯(lián)網(wǎng)效率等數(shù)據(jù)都需要通過此項目得到進一步完善與提升，以提高供電可靠性。

3.2 線路的建設問題

目前，供電所中壓線存在聯(lián)絡方式不合理、負荷值偏高的狀況，因此在建設過程中首先應該著重處理由于重過載等問題而造成的用戶報裝設備受限問題，然后再根據(jù)負荷預估結果和上級供電狀況，在建設專線的同時，考慮對既有的配電網(wǎng)架加以更新，并逐步淘汰單輻射型線，提升可轉(zhuǎn)供電效率、站間聯(lián)網(wǎng)效率、環(huán)網(wǎng)效率等，并針對在建設期間可能發(fā)生的負荷突增等狀況，提前建設好健康、安全可靠的網(wǎng)架。

3.3 變壓器重過載問題

供電所目前的現(xiàn)狀是具有數(shù)量較多的重過載供電變壓器，在有限的基礎建設投入下一次性解決這些問題并不太現(xiàn)實，所以，對負載比較集中的地方可采用直接更換大容量變壓器的方式，以緩解相對緊張的現(xiàn)狀負載增長；而對負載提升速度較慢和今后可能產(chǎn)生大量集中負載問題的地方，則建議采用“小容量、密布點”方法，以科學合理的方式劃分負載，并及時進行地區(qū)規(guī)劃，以應對未來可能出現(xiàn)的負荷增長。造成這種問題發(fā)生的因素，主要是由于該區(qū)域配置的供電變壓器容量，相對于近年來日益增加的城市周圍供電負荷需求偏小，無法應付類似的城市用電量突增。

3.4 設施不健全

隨著人們?nèi)粘﹄娏Φ男枨罅垦杆僭黾?，使得供電常常超負荷運轉(zhuǎn)。在現(xiàn)在的配電網(wǎng)中，設施更換速度趕不上日新月異的新時代。配電網(wǎng)潮流計算布線模式比較單調(diào)，現(xiàn)在的供電所接線方式大多為單輻射線，但這些線的一個突出弊端是內(nèi)部結構較為簡單，不能適應轉(zhuǎn)供需要，必須通過聯(lián)網(wǎng)方式增加配電功能。供水電壓過低，導電線徑過小或者超負荷用電等都是造成供水電壓過低的重要原因，這個情況在節(jié)假日前后比較突出。

3.5 沒有先進信息技術的使用

由于受經(jīng)濟條件和環(huán)境的限制，傳統(tǒng)計算機無法應用到城市的供電網(wǎng)絡設備中，從而導致在收集數(shù)據(jù)并加以處理的過程中，極易發(fā)生運算上的出錯甚至是在數(shù)據(jù)處理上的遺漏，進而造成供電所在信號獲取過程中無法獲取配電網(wǎng)的問題所在，或者是發(fā)生故障造成中斷等不良現(xiàn)象[3]。

3.6 設備老化問題嚴重，不易維護

配電網(wǎng)中存在的交流輸電線路設備老化問題很容易被人們忽視，這是一個很大的安全隱患，輕則造成斷電，重則甚至威脅到人類的生命和財產(chǎn)安全。另外，供電所的修理人員是否保養(yǎng)成功也是一個問題，因為修理人員是直接與用戶聯(lián)系的，在某個程度上修理人員也就代表了供電所的整個面貌，所以對維修技術人員的專業(yè)技術培訓變得非常關鍵。

4.優(yōu)化供電所的配電網(wǎng)現(xiàn)的規(guī)劃方案

4.1 改善配電網(wǎng)架結構穩(wěn)定性

配電網(wǎng)架結構的主要性能就是要求輸送線走向更加安全暢通，對于供電所的輸電有著重大作用。因此，在施工過程中要避免線路結構過于復雜的問題，同時對裸露的輸電用線也要選擇良好的絕緣線路，防止出現(xiàn)安全隱患。

4.2 加強配電智能化程度

在當前的很多應用領域里，智能化技術一直被普遍采用，而且都得到了良好的回報。但是，中國配電網(wǎng)在這個方面的技術還處在剛開始的水平，與發(fā)達國家相比，他們不僅起步較早，而且電網(wǎng)技術發(fā)展的核心都在這里。未來中國社會經(jīng)濟的發(fā)展離不開自動化科技的應用，如果不是配電網(wǎng)的高度自動化，整個故障診斷、隔離和修復時間都將相當漫長，甚至不能進行網(wǎng)絡重建和自愈。所以，加快供電網(wǎng)的智能化建設是必然趨勢，只有這樣，才能增強供電所在行業(yè)的實力。

4.3 做好對維護人員的培養(yǎng)工作

供電所維護人才是直接和使用者發(fā)生聯(lián)系，在相當程度上也代表著供電所的門面。所以，強化對維護員工的素養(yǎng)考察和專業(yè)技能的訓練是十分關鍵的。修理人員的微笑式上門服務是給老百姓的一抹朝陽，也是獲得老百姓好感的重要途徑，可以減輕或者是防止修理人員和老百姓之間產(chǎn)生沖突。

4.4 科學合理地開展負荷預測

電網(wǎng)長期負荷預報是發(fā)電生產(chǎn)規(guī)劃的重要依據(jù)，是發(fā)電市場工作順利開展的必需資料，同時科學合理的短期負荷預報也有助于優(yōu)化工作的開展，所以做好科學、正確的長期負荷預報是做好配電網(wǎng)建設工作的重要基礎。根據(jù)地方政府規(guī)劃方案、區(qū)域發(fā)展狀況等客觀因素的需要，在注重適當超前和可持續(xù)發(fā)展的原則下，供電公司采用合理的預報模式和方式使負荷預報的成果更為精確，能夠為城市規(guī)劃建設提供科學合理的基礎條件與保障。

4.5 配電網(wǎng)的整體規(guī)劃思路

基于同一網(wǎng)格下的配電網(wǎng)潮汐計算規(guī)律，其一般基本思路是將供電所劃分各地區(qū)，并按照配電網(wǎng)對潮汐的設計情況、地區(qū)狀況作出整體規(guī)劃，并正確、合理地歸類不同土地屬性、經(jīng)濟發(fā)展水平，以預測在規(guī)劃范圍內(nèi)的最大綜合負荷。另外，針對配電區(qū)距離的不同的情況，可以確定配電網(wǎng)的網(wǎng)架目標與模型，以網(wǎng)格作為設計配電網(wǎng)、連接用戶的基本單元，以便實現(xiàn)網(wǎng)格化管理的供電要求[4]。

在對城市配電網(wǎng)的整體空間結構進行布局策劃時，首先應當按照使用者特性分類，即工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、農(nóng)村居民點、行政村等，并將之視為基礎，整體布局城市的配電網(wǎng)絡空間，隨后再按照城市地域狀況，確定配電室、變電所等基礎設施的具體建筑地點。

4.6 深入信息融合

供電所開展的城市配電網(wǎng)管理工作信息來源包括很多方面，如市政規(guī)劃、使用者報裝、建筑設計合作等，其中，使用者是與供電所的對內(nèi)合作，而城市建設和市政規(guī)劃則是對外合作。市政信息系統(tǒng)主要以城市道路施工規(guī)劃、城市供電網(wǎng)絡改遷施工為主，也包括已開發(fā)區(qū)域信息、變電站的規(guī)劃信息、建設線路情況、電力情況等。

在對配電網(wǎng)路實施城市規(guī)劃時，所發(fā)生的數(shù)據(jù)相當多，而且多與城市規(guī)劃的地域背景有關。一般情況下，可通過CAD圖形保存有關信息，以便建設工作人員清晰、直觀地掌握配電網(wǎng)信號，便于規(guī)范管理工作的實施。從配電網(wǎng)建設管理狀況來看，多由建設管理人員任命的信息管理者，主要承擔信息系統(tǒng)的更新任務。另外，需要形成信息資源共享制度。由于配電網(wǎng)覆蓋面廣、頻率變化等特點的出現(xiàn)，如果信號交換不及時，將產(chǎn)生很大沖擊。所以，政府要與當?shù)厣鐣纬闪己眯畔贤ㄖ贫?，建立城市配電網(wǎng)設計、規(guī)劃管理等制度，以確保信息的暢通，并及時地把消息傳達給規(guī)劃工作者，以便于在推進城市規(guī)劃過程的同時，提高城市規(guī)劃管理工作的順利進行。

4.7 加快精益化、標準化配電網(wǎng)建設

改變“掛燈籠”和“蛛蛛網(wǎng)”形狀的供電現(xiàn)狀，做到科學合理連接，明晰配電網(wǎng)架構。供電公司要根據(jù)中心城區(qū)的“掛燈籠”式多電源、遠距離電力架空網(wǎng)絡項目進行整合改造，對多分段連通項目進行整合改造，并根據(jù)城市規(guī)劃逐步實施電纜化改造；對連接點過多的架空線路、電纜混合網(wǎng)加以分析，移除不必要聯(lián)絡中心和供電節(jié)點，組成較為自由的單環(huán)網(wǎng)或雙環(huán)網(wǎng)，以改善網(wǎng)絡連線；對不符合“N-1”規(guī)定的饋電方式進行改變，通過重新插入供電節(jié)點、割接負荷和將線路切改等方法加以改變。

4.8 提高運維效率，積極構建精益化的運維系統(tǒng)

供電公司要重視配電網(wǎng)絡設施提升改造工作，積極采用旋弧式負荷開關、智能開關等免維修、高可靠性的裝置；積極整改異常的區(qū)域，適度開展城市配電網(wǎng)智能化建設，積極優(yōu)化供電系統(tǒng)通信網(wǎng)進行城市配網(wǎng)信息可視化。供電公司要運用國家“電網(wǎng)化”計劃研究成果，根據(jù)配網(wǎng)搶修規(guī)范化需求，主動構建“電網(wǎng)化”的搶修系統(tǒng)，以減少復電難度；需要積極運用城市配網(wǎng)資源建設運營一體化的管理系統(tǒng)，進行配網(wǎng)主動管理與優(yōu)化調(diào)整，以提升城市配電網(wǎng)運營效能，指導電網(wǎng)設計、工程改造以及負荷切割等實施方案制訂工作，并通過典型的城市配電網(wǎng)網(wǎng)架發(fā)展流程，嚴格控制城市配電網(wǎng)架發(fā)展流程[5]。

4.9 其他方法

除了以上的優(yōu)化方法外還有很多其他的方法，比如，提前模擬：利用電子仿真、云計算等技術，在提前計劃好的工作空間中建立配電網(wǎng)，以精確測算耗電量，并詳實記載、合理調(diào)度，為未來工作的實施提供了保證。以實用價值視為重要指標：在網(wǎng)格化配電網(wǎng)建設、規(guī)劃過程中，為了更好地服務于使用者，應特別注意輸配電網(wǎng)絡的實用價值。在合理規(guī)劃布局的基礎上，盡可能覆蓋所有用戶，考慮極有可能發(fā)生的突變，有備無患。適時更新設施：配電網(wǎng)建設過程中，要適時更新已破損、老舊的設施，著重排除容易發(fā)生故障的地方。進行供電布局計劃：針對跨越式發(fā)達的區(qū)域，應當及時合理規(guī)劃變電站及各資源，根據(jù)政府的計劃情況，進行重要區(qū)域的供電計劃。根據(jù)對條件滿足要求的區(qū)域，可以進行負荷、空間利用的預測處理，并建議當?shù)卣诳傮w規(guī)劃上，留出一些空間、用地，以確保在滿足國家總體發(fā)展時期，順利開展城市配電網(wǎng)的建設管理工作。

5.結論

科學合理的配電網(wǎng)計劃能夠優(yōu)化電網(wǎng)建設改造項目，是改善企業(yè)投資效率的最有效方式，是提高城市發(fā)展規(guī)模的關鍵組成部分。配電網(wǎng)建設是一個長期性、經(jīng)常性的工作，只有在綜合了區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展狀況和用電市場狀況等因素下，通過結合現(xiàn)代科技的方式方法持續(xù)地對計劃進行滾動調(diào)整，才能達到國家電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展，并做到有備無患。