城市配網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)中的問題與對策分析

葉舟

（國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司，江蘇 南京 210000）

城市配電網(wǎng)是關(guān)系到城市建設(shè)與發(fā)展的重要因素，而配網(wǎng)不僅關(guān)系到電網(wǎng)的建設(shè)和改造，而且還關(guān)系到整個城市的電力供應(yīng)和質(zhì)量保障問題?？茖W(xué)地規(guī)劃與建設(shè)城市配電網(wǎng)，是當(dāng)前我國電力系統(tǒng)相關(guān)人員的重要工作，電力供應(yīng)是保障人民經(jīng)濟、安全、高質(zhì)量用電的根本，也是我國城市發(fā)展的長期戰(zhàn)略。長期以來，由于種種原因，我國的城市配電系統(tǒng)存在諸多問題，這不僅會對城市居民的生活品質(zhì)產(chǎn)生很大的影響，也會成為城市長期發(fā)展的瓶頸。本文就目前我國城市配電網(wǎng)建設(shè)中的幾個問題進行了討論，以期為今后進一步發(fā)展城市配電網(wǎng)提供有益的借鑒，同時，也為我國城市可持續(xù)、穩(wěn)定地發(fā)展，改善居民的生活品質(zhì)打下了堅實的基礎(chǔ)。

1 城市配網(wǎng)的整體規(guī)劃概述

分配網(wǎng)規(guī)劃一般是指長遠的計劃，該計劃一般長達5～10 年甚至20 年之久。在短期內(nèi)的計劃，僅僅是根據(jù)負載的增加來調(diào)整原有的電配網(wǎng)。計劃的重點是確定合適的擴建時間、合理的變電站位置和變電站的大小，還要考慮到電網(wǎng)的線路規(guī)范和電網(wǎng)的電壓水平等。另外，還應(yīng)當(dāng)達到供電可靠性和供電質(zhì)量一定的要求，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合該地區(qū)今后數(shù)年的用電量及地理環(huán)境，制定本地區(qū)的配網(wǎng)規(guī)劃。這種分配制度具有以下特點：與城市的建設(shè)和美化息息相關(guān)，其分布范圍很廣，電氣設(shè)備種類繁多，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。分配系統(tǒng)的投入一般可以達到總投資的40%左右。配電網(wǎng)的設(shè)計與可靠性，將直接影響到用戶的供電連續(xù)性和供電質(zhì)量。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，電力供應(yīng)中斷的主要原因是配電系統(tǒng)發(fā)生故障所產(chǎn)生的。因此，在電網(wǎng)的總體規(guī)劃中，配電計劃的重要性不言而喻。

2 城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀

（1）沒有深入地理解配電網(wǎng)絡(luò)。目前，國內(nèi)許多地方都不能對電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容進行深入的剖析，同時，也沒有更好地辦法進行深入地分析電網(wǎng)的規(guī)劃，存在著容載率和負荷率概念混淆、文字表述不清楚、數(shù)據(jù)不一致、數(shù)據(jù)采集不完整等問題，有的地方甚至只能對線路的負荷率和聯(lián)系方式都只是進行一個簡單的分析，并不能真正地反映出配電系統(tǒng)的問題，而且無法對正在運轉(zhuǎn)的設(shè)備進行綜合分析，不能有效地保障設(shè)備的安全使用，導(dǎo)致了經(jīng)費的浪費。

（2）電纜鋪設(shè)不合理。在市政城市建設(shè)工程中，請務(wù)必聽從專業(yè)技術(shù)人員的指示使用電纜線。關(guān)于電纜進入地面的特定操作規(guī)程，由于沒有統(tǒng)一的法規(guī)，而且與地方當(dāng)局的交流也不多，某些地方在興建城市的時候，過于講究美觀，如果沒有專門的技術(shù)人員進行指導(dǎo)，貿(mào)然將這些線路全部埋入地下，實在是一種極大的浪費。這對未來城市的配網(wǎng)規(guī)劃，也有很大的影響。另外，這些行為也會對城市配網(wǎng)增加日常維護和管理工作的難度。

（3）電力計算有很大的偏差，而且不能準確地預(yù)報負載。由于對電力系統(tǒng)的負荷預(yù)報知識缺少更多的認識和沒有專用的計算機軟件的使用，由于所收集到的資料不完整，在城市的配電網(wǎng)規(guī)劃中，很難對其進行精確的負荷預(yù)測，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)方案的布置、線路路徑規(guī)劃等方面存在較大的偏離，從而造成無功電壓計算、電器潮流計算、短路電流計算等計算誤差。未按有關(guān)規(guī)范檢查短路水平、線損率、電壓等，甚至有一些地方在沒有進行電力計算的情況下，就開始編制計劃，缺少了一定的理論依據(jù)，使得計劃很難在實踐中付諸實施，從而造成了大量的人力、物力的浪費。

（4）技術(shù)經(jīng)濟指導(dǎo)是沒有原則的，投資估計不正確。在設(shè)備投資方面，各國有不同的標(biāo)準，也沒有一個統(tǒng)一的技術(shù)經(jīng)濟原理。例如，A 區(qū)域同樣型號的電纜，售價為1020,000 元/公里和1720,000 元/公里。同樣的生產(chǎn)廠商和型號的環(huán)網(wǎng)柜造價，成本為2.5 萬/臺和13.5 萬/臺。同時本區(qū)域的無功補償設(shè)備的價格分別為413 元/kvar與190.6 元/kvar，這樣，在計劃的時候，對投資的預(yù)算就會出現(xiàn)很大的偏差。

3 城市配網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)發(fā)展中存在的問題

在傳統(tǒng)的電力建設(shè)中，我國常常把發(fā)電放在首位，如圖1 所示，在供電過程中，事故是次要的，而對城市的配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)卻沒有給予足夠的關(guān)注，這就造成了一直以來存在的電力供應(yīng)和分配的不平衡問題，這對城市的發(fā)展造成了很大的影響。后來政府開始將注意力放在城市的布線規(guī)劃和建設(shè)上。目前，國內(nèi)已經(jīng)開始考慮改變“重發(fā)電、輕輸送配電”的現(xiàn)狀，通過對配電網(wǎng)絡(luò)總體布局的規(guī)范、合理性進行完善，已取得了一些成效。但是這其中依舊存在一些重要的問題，主要概括為以下幾個方面：

圖1 城市配網(wǎng)規(guī)劃中存在的問題

3.1 城市配網(wǎng)的發(fā)展受到城市建設(shè)的影響

（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，條理不清。在早期的配網(wǎng)建設(shè)的過程中,對配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)考慮不嚴謹、缺乏整體性,因而，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障，線路維護工作就會變得非常復(fù)雜，有時，還必須增加一些其他的因素，增加了工作的復(fù)雜性，員工工作起來很困難，這就造成了電力設(shè)備的不靈活。

（2）電力分配不當(dāng)，造成電力供應(yīng)半徑太大。供電電力線太長，會產(chǎn)生更高的導(dǎo)線，這一切都是由于前期總體規(guī)劃的不夠完善，沒有充分考慮到電網(wǎng)供電節(jié)點的分布。因此，在供電質(zhì)量、線路維護等諸多問題中，一些地區(qū)還存在著負荷不平衡現(xiàn)象。一方面不僅會降低人們的生活品質(zhì)，還會帶來不必要的經(jīng)濟損失。

（3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計不足，影響以后的靈活運作。由于在前期的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，沒有充分的考慮，也沒有全面的規(guī)劃。這就造成當(dāng)需要維修或者增加線路的時候，設(shè)備無法進行靈活的調(diào)節(jié)，這就限制了他們的工作，有一定的局限性。

3.2 電力使用期間事故頻發(fā)

較高的故障率和電力供應(yīng)的可靠性降低。由于受環(huán)境、技術(shù)條件等因素的制約，我國大部分電力系統(tǒng)采用的是高架線，但最近幾年，環(huán)境越來越差，氣候也越來越惡劣，這樣一來，高架橋的損壞程度就會大大提高。高架線的損壞會降低電力供應(yīng)的可靠性，而且修理的難度和維修的安全性也不能估計。

3.3 城市電網(wǎng)妥協(xié)于城市建設(shè)

由于前期總體規(guī)劃設(shè)計不夠完善，未充分考慮到電網(wǎng)供電節(jié)點的不均衡等問題，給后期的供電質(zhì)量、線路維護等帶來了諸多問題，在一些地區(qū)，還存在著主變負荷不平衡現(xiàn)象。這不僅會降低人們的生活品質(zhì)，還會帶來不必要的經(jīng)濟損失。由于在前期的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，沒有充分考慮，也沒有全面規(guī)劃。這就造成需要維修、增加線路的時候，裝備不能隨意調(diào)節(jié)，造成一些工作的不暢。

在配電網(wǎng)建設(shè)中，要研究和搜集大量的資料，從而保證在制定科學(xué)、合理、高效的電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，綜合考慮各種因素。如前期的研究、數(shù)據(jù)收集，都需要大量的人力物力資源，花費大量成本等，這都需要我們事先做好規(guī)劃。然而，這樣一個龐大的工程，其實施的難度可想而知，這也成為了目前我國城市配網(wǎng)建設(shè)面臨的最大問題。

3.4 負荷分配不合理

負載量增加飛行速度，電網(wǎng)建設(shè)用地緊張。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和城市建設(shè)的日益完善，住宅的密度也越來越大，城市閑置土地日益減少，一方面，由于住宅密集的電能負荷密度不斷提高，而城市土地面積縮減，使得城市電網(wǎng)的規(guī)劃難度加大、電力供需矛盾更加突出。此外，除上述還有一些電源裝置的自動機較差；電力供應(yīng)緊張期間的電力分布及負載控制；配電網(wǎng)管理混亂，設(shè)備老化，造成電壓下降；配電網(wǎng)絡(luò)的無功補償問題；由于導(dǎo)線截面積小，電阻大，從而影響了供電質(zhì)量。

4 城市配網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)中的優(yōu)化措施

在城市布線規(guī)劃和施工過程中，存在著許多問題。

（1）由于存在諸多不確定性因素，使得電力系統(tǒng)的負荷發(fā)展和分配情況難以精確地預(yù)報；（2）我國城市電網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)，涉及到多個行業(yè)，在保證安全性、可靠性、投資成本等技術(shù)和經(jīng)濟性的前提下，同時，也要與市規(guī)劃、其他相關(guān)部門進行協(xié)調(diào)，以適應(yīng)城市發(fā)展的需求。

因此，在進行城市配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，需要綜合考慮各種因素。

4.1 做好系統(tǒng)規(guī)劃，形成合理架構(gòu)

在不同的方案中，目前的配電網(wǎng)的布線模式是一個自然的出發(fā)點，如果從將來的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢來看，要做好計劃，要把所有的因素都考慮進去，若不對現(xiàn)有的負載狀況或失效狀態(tài)進行調(diào)查，對整個網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)能力進行客觀評價，對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的缺陷進行分析是不現(xiàn)實的，因此，在計劃中不能針對問題，并有針對性地給出解決辦法。為此，我們需要對已有的網(wǎng)絡(luò)做詳細的分析與解決，在最大限度地了解規(guī)劃地區(qū)未來的負荷發(fā)展趨勢，并運用多種計算手段準確、合理地估算該地區(qū)的負荷，這是電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計的關(guān)鍵。由于計劃期的負荷水平偏差是導(dǎo)致投資失誤的重要因素，而過快的預(yù)測負荷將導(dǎo)致投資提高、過剩的電力供給不能充分利用，如果負荷預(yù)測偏低，將會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的建設(shè)不能滿足負荷發(fā)展的需要。只有對已有的電力系統(tǒng)進行全面的認識，準確地進行負荷預(yù)報，才能使電力系統(tǒng)具有安全、可靠、適應(yīng)能力強、結(jié)構(gòu)合理、裕度充分的特性。

4.2 調(diào)整線路負荷，實現(xiàn)用電優(yōu)化

線路的自動優(yōu)化。為提高電力供應(yīng)的利用率和電力市場的供電品質(zhì)，實現(xiàn)線路的自動優(yōu)化是必要的，根據(jù)城市的供電特性和電網(wǎng)的運行需要，實現(xiàn)線路配置開關(guān)的自動化功能。鐵路的自動機改造要因地制宜，要做到科學(xué)，不能盲目。對電纜線上的開關(guān)、環(huán)形開關(guān)、電纜線上的分支開關(guān)，根據(jù)實際情況，可以選擇一種長程或雙程；以及對高架線路的自動切換，那么它應(yīng)該裝有1 個自動開關(guān)和1個雙重遠程控制的分閉自動開關(guān)，同時設(shè)有2 個遙測功能，可以實現(xiàn)對各個站點的主要監(jiān)控。對架空支線自動切換裝置的設(shè)置，應(yīng)增設(shè)自動保護，要增加自動化保護功能，該系統(tǒng)具有2 種遙測功能，可在某一分支出現(xiàn)故障時，及時切斷故障線路，確保主干電源的正常運行。

節(jié)能的具體措施：一是有效地調(diào)節(jié)工作電壓，減少有功率損失；二是實施線路損耗目標(biāo)管理責(zé)任制；三是注重三相負載均衡，以減少配電變壓器的損失；四是大力推廣節(jié)能型變壓器，減少無負荷損失；五是加強對輸電線路的巡視和維修，防止出現(xiàn)漏電事故；六是盡量減少維修次數(shù)，改善維修質(zhì)量，改進帶電維修技術(shù)，有效地縮短維修周期；七是大力推廣國內(nèi)外新技術(shù)，更新設(shè)備和材料，既能達到治本的目的，又能有效地減少電力損耗。

4.3 保證系統(tǒng)安全，提升建設(shè)前瞻

城市配電網(wǎng)絡(luò)的自動化是城市電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，尤其是對電力系統(tǒng)的可靠性要求不斷提高。其目的在于改善城市配電網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性，改善電力系統(tǒng)的供電品質(zhì)，減少線路損耗。這是我國城市中低壓配電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。因此，規(guī)劃人員在規(guī)劃和建設(shè)配電網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)原則時，必須充分考慮到配電自動化的可行性，尤其是在通道建設(shè)、設(shè)備選型等方面，充分考慮到配電自動化建設(shè)的需求，避免重復(fù)建設(shè)和資源浪費。城市配網(wǎng)規(guī)劃相對于主網(wǎng)規(guī)劃而言，存在著時間上的局限性。特別是隨著我國城市化進程的加快，城市規(guī)劃的調(diào)整、地區(qū)負荷的增長、環(huán)境的變遷、不確定性的增大。在規(guī)劃設(shè)計低壓配網(wǎng)時，要主動與城市規(guī)劃、施工管理機關(guān)保持密切的關(guān)系，適時調(diào)整和確定電網(wǎng)建設(shè)項目及資金的投入，中、低壓配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計要嚴格、靈活，才能真正承擔(dān)起電網(wǎng)建設(shè)和投資決策的作用。

5 結(jié)語

總而言之，我國越來越重視城市配電網(wǎng)的規(guī)劃，這是一項關(guān)系到整個社會、促進國民經(jīng)濟發(fā)展的重要民生項目。因此，應(yīng)充分關(guān)注城市配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的一些問題，并對其進行合理的規(guī)劃和設(shè)計，同時，還應(yīng)及時采取有效的對策，使之得到迅速、穩(wěn)定的發(fā)展。此外，電力供應(yīng)計劃部門的員工在工作之余，也要充分認識到電力在社會中的重要性，為其更好地發(fā)展做出更多的努力，從而為提高我國的總體經(jīng)濟發(fā)展水平奠定良好的基礎(chǔ)。