葉劍飛

摘 要：近年來，國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的過程不斷深入，為我國城市電網(wǎng)的發(fā)展帶來了蓬勃發(fā)展，也給城市電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)提出了新的命題。在對我國城市配電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)的現(xiàn)狀進行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合工作實踐，闡述城市配電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)的主要內(nèi)容及主要步驟。

關(guān)鍵詞：城市電網(wǎng) 規(guī)劃 建設(shè) 步驟

中圖分類號：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）005-074-02

1 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，電力工業(yè)作為國民經(jīng)濟的支柱性產(chǎn)業(yè)也獲得了蓬勃的發(fā)展機遇。2009年，國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，將建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的新型節(jié)能、高效的綠色電網(wǎng)，并將加大投資城市電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)。

在此背景下，為滿足城市電網(wǎng)負(fù)荷增長的需要，梳理城市電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)運行的各項指標(biāo)，對完善和優(yōu)化城市電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、加強與上級電網(wǎng)的協(xié)調(diào)配合，提高電網(wǎng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力有重要作用，城市電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)再次成為業(yè)界討論的熱點。下文中，筆者將以城市配電網(wǎng)為例，對電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)中的相關(guān)問題展開討論。

2 我國城市配電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)的現(xiàn)狀分析

2.1 城市配電網(wǎng)的規(guī)劃特點

在我國城市電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)中，一般將10kV和380V的電網(wǎng)一并規(guī)劃，并稱為中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃。中低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃有以下特點：

（1）10kV與380V線路是電網(wǎng)向用戶供電的最后一級，擔(dān)負(fù)著向電力負(fù)荷安全供電的重任，然而，因為中低壓配電網(wǎng)往往處于電力負(fù)荷密集的區(qū)域，所以供電半徑小、線路回數(shù)多、布線的工作量大且煩瑣。

（2）中低壓配電線路的規(guī)劃與建設(shè)與與所在地區(qū)的土地使用現(xiàn)狀、土地遠(yuǎn)期規(guī)劃、用戶類型等因素密切相關(guān)。因此，在進行規(guī)劃時，對負(fù)荷地理分布的信息需求量大，且規(guī)劃中面對的不確定因素多。所以，一般中低壓配電網(wǎng)只規(guī)劃到5年以內(nèi)，而且不斷的進行滾動修編。

如上所述，由于城市發(fā)展存在的不確定性，超過2年的出線方案對于配電網(wǎng)規(guī)劃并沒有太高的參考價值。好的規(guī)劃應(yīng)當(dāng)更關(guān)注對配網(wǎng)建設(shè)指導(dǎo)性原則的確定，包括：電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的確定（分段開關(guān)、配電變壓器的接入原則，線路聯(lián)絡(luò)方式等）；對規(guī)劃期內(nèi)2-4平方公里的大塊區(qū)域進行負(fù)荷密度估計；對變電站的布點和各個變電站供電范圍的優(yōu)化；對線路、公用變壓器、開關(guān)設(shè)備等的規(guī)范選型；對出線密集區(qū)域的線路走廊要求等。

2.2 城市配電網(wǎng)的運行現(xiàn)狀

3 城市配電網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容

結(jié)合自身工作實踐，筆者將城市配電網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容總結(jié)歸納如下：

（1）對地區(qū)人口、經(jīng)濟狀況、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和分布的分析。

（2）對電網(wǎng)規(guī)模和負(fù)荷現(xiàn)狀（高壓變電站規(guī)模、地方電源、中低壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、負(fù)荷水平和整體運營指標(biāo)數(shù)據(jù)）的統(tǒng)計。

（3）對中低壓配電網(wǎng)存在問題的分析，包括幾個方面：高壓電源容量是否充足、供電半徑是否合理；設(shè)備狀況如何，有待改造的殘舊開關(guān)設(shè)備和高損變壓器的數(shù)量；10kV饋線的狀況，包括：具體的重載和過長線路情況，應(yīng)通過轉(zhuǎn)移負(fù)荷還是更換大截面線路來改造等問題；電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是否合理，包括無聯(lián)絡(luò)的線路有多少，有聯(lián)絡(luò)的線路有無事故轉(zhuǎn)供能力等。

4 城市配電網(wǎng)規(guī)劃的主要步驟

4.1 規(guī)劃期負(fù)荷預(yù)測

規(guī)劃期的負(fù)荷預(yù)測對城市電網(wǎng)規(guī)劃的正確性有極大影響，在實際的負(fù)荷預(yù)測中，為了貼近城市發(fā)展實際，應(yīng)以政府制定的官方城市發(fā)展計劃為依據(jù)，通過大量的信息搜集與調(diào)查，充分了解到當(dāng)?shù)氐挠秒娦枨?，?guī)劃期負(fù)荷預(yù)測包括最大負(fù)荷總量預(yù)測和負(fù)荷地理分布預(yù)測，電網(wǎng)規(guī)劃對負(fù)荷預(yù)測精度的要求為偏差在[-10%，30%]之間。

4.1.1 電量和最大負(fù)荷總量預(yù)測

電量和最大負(fù)荷總量預(yù)測主要用于衡量高壓電源總量規(guī)劃的合理性，并初步測算規(guī)劃期內(nèi)需新建輸變電設(shè)施的規(guī)模，這也是負(fù)荷地理分布預(yù)測的基礎(chǔ)。

電量總量的預(yù)測方法主要有：電力彈性系數(shù)法、時間序列法、參數(shù)回歸法等。

（1）電力彈性系數(shù)法。

電力彈性系數(shù)法是描述電力發(fā)展與國民經(jīng)濟發(fā)展之間關(guān)系的宏觀指標(biāo)，通常定義為：K=Vw/VG。其中：Vw為電量年均增長率，VG為經(jīng)濟年均增長率。

電力彈性系數(shù)法首先根據(jù)歷史數(shù)據(jù)計算K，然后用該K值預(yù)測規(guī)劃期內(nèi)的電量。電力彈性系數(shù)法適用于負(fù)荷增長較平穩(wěn)的地區(qū)，對處于快速發(fā)展期、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化較大的地區(qū)、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)單一且受產(chǎn)業(yè)政策影響較大的地區(qū)預(yù)測效果較差。

（2）時間序列法。

時間序列法是所需資料最少的一種負(fù)荷預(yù)測方法。常見的是采用曲線擬合公式得出歷史負(fù)荷隨時間的變化規(guī)律W（t），然后預(yù)測規(guī)劃年電量。該方法僅需歷史電量數(shù)據(jù)，當(dāng)預(yù)測期電量發(fā)生突然變化時，預(yù)測誤差較大。同時，應(yīng)注意擬合函數(shù)的選取、壞測點的刪除。

（3）參數(shù)回歸法。

參數(shù)回歸法與時間序列法同為曲線擬合類方法，但自變量不是時間，而是經(jīng)濟指標(biāo)等與電量相關(guān)的參數(shù)，必要時可選取多參數(shù)，但單參數(shù)更有利于函數(shù)選取。該預(yù)測方法可計及經(jīng)濟增長因素的變化，但在參數(shù)選取和回歸模型選取時有較大的不確定性，應(yīng)用效果受人為因素影響較大。

4.1.2 負(fù)荷地理分布預(yù)測

負(fù)荷地理分布預(yù)測用于衡量高壓電源分布的合理性，確定城市各供電區(qū)域規(guī)劃期內(nèi)的負(fù)荷增長情況，是高壓電源供電分區(qū)劃定、線路布置和供電范圍確定的依據(jù)。

10kV網(wǎng)電壓等級低，線路供電范圍小，相應(yīng)的負(fù)荷分區(qū)也小，負(fù)荷地理分布預(yù)測是負(fù)荷預(yù)測中的難點。負(fù)荷地理分布預(yù)測的主要預(yù)測方法有用地仿真法和負(fù)荷密度法兩種。

4.2 規(guī)劃技術(shù)原則的確定

包括電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、線路的選型、變壓器及開關(guān)設(shè)備的選型、二次設(shè)備（繼電保護設(shè)備和綜合自動化系統(tǒng)）應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求等。

10kV配網(wǎng)因為直接承擔(dān)向用戶供電的責(zé)任，需覆蓋整個供電區(qū)域，線路、設(shè)備眾多，大量開關(guān)不具備遙信和保護功能。所以，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運行方式應(yīng)盡量簡化，環(huán)網(wǎng)接線、開環(huán)運行，聯(lián)絡(luò)本身也不宜太復(fù)雜，盡量做到分片分區(qū)小環(huán)獨立運行。

另外，由于負(fù)荷開關(guān)的廣泛使用，故障時允許局部用戶短時停電，但應(yīng)能通過負(fù)荷轉(zhuǎn)移盡快回復(fù)供電，滿足N-1運行方式。

4.3 電網(wǎng)建設(shè)改造規(guī)劃

城市電網(wǎng)的低壓線路數(shù)量巨大，截面小、老化線路多，統(tǒng)計資料缺乏，其建設(shè)規(guī)模難以準(zhǔn)確測算，改造規(guī)模在規(guī)劃階段更難以測定，資金需求也十分巨大。規(guī)劃階段只能根據(jù)資金確定建設(shè)改造的總量規(guī)模。具體實施中在采用分片逐步實施的方式逐步鋪開，應(yīng)注意避免資金分配“撒胡椒面”的做法，否則難以評估改造效果。

4.4 規(guī)劃項目的投資估算和經(jīng)濟評價

規(guī)劃項目的投資估算和經(jīng)濟評價主要包括：分年度規(guī)劃工程靜態(tài)投資估算、規(guī)劃工程動態(tài)投資估算、規(guī)劃工程的總成本費用估算、電價測算、電價加價額確定、投資收益分析等，因篇幅所限，在此不再贅述。

5 結(jié)語

城市配電網(wǎng)是電網(wǎng)和客戶間直接相連的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，城市電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)水平直接影響著電力企業(yè)的綜合效益，新形勢下，應(yīng)重視對城市電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)，提高中低壓配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行水平。

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