陳建文

(廣東電網(wǎng)公司珠海斗門供電局，廣東珠海 519100）

高壓配電網(wǎng)規(guī)劃及其優(yōu)化措施研究

陳建文

(廣東電網(wǎng)公司珠海斗門供電局，廣東珠海 519100）

首先介紹了高壓配電網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容、重要性以及具體流程然后，針對高壓配電網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀分析其存在的主要問題，并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施。

高壓配電網(wǎng)；規(guī)劃；優(yōu)化；配網(wǎng)自動(dòng)化

1 高壓配電網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容及重要性

電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電和配電3個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，其中配電是連接發(fā)電、輸電系統(tǒng)和用戶的重要環(huán)節(jié)。配電網(wǎng)規(guī)劃由負(fù)荷預(yù)測、變電站優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、潮流計(jì)算和可靠性分析等幾部分構(gòu)成，其主要工作是通過分析配電網(wǎng)現(xiàn)狀預(yù)測負(fù)荷增長，來規(guī)劃配電系統(tǒng)擴(kuò)建和改造方案，以達(dá)到盡量滿足用戶容量并最大限度地提高供電可靠性、降低線損、節(jié)約經(jīng)濟(jì)投入的目的[1]。換言之，合理地規(guī)劃配電網(wǎng)能夠提高電網(wǎng)的可靠性和運(yùn)行效益，確保電網(wǎng)資源利用的可持續(xù)發(fā)展。配電網(wǎng)可分為高壓配電網(wǎng)和中低壓配電網(wǎng)2種，相應(yīng)地，配電網(wǎng)規(guī)劃也有高壓配電網(wǎng)規(guī)劃和中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃之分。高壓配電網(wǎng)在接受上級電源供電后可直接向高壓用戶供電或?yàn)橄录壷械蛪号潆娋W(wǎng)供電。較之中低壓配電網(wǎng)，高壓配電網(wǎng)更加重要，因此，研究高壓配電網(wǎng)規(guī)劃方案具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 高壓配電網(wǎng)規(guī)劃流程

配電網(wǎng)規(guī)劃包括近中期規(guī)劃和遠(yuǎn)期規(guī)劃，以遠(yuǎn)期規(guī)劃為指導(dǎo)，通過近中期規(guī)劃落實(shí)和調(diào)整遠(yuǎn)期規(guī)劃，采用配電網(wǎng)改造和新建相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)接線規(guī)范化，不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高配電網(wǎng)的適應(yīng)性和供電性能。然而，高壓配電網(wǎng)規(guī)劃和中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃在規(guī)劃內(nèi)容、方法等方面存在較大差異，高壓配電網(wǎng)規(guī)劃的具體流程如圖1所示。

圖1 高壓配電網(wǎng)規(guī)劃流程

2.1 原始數(shù)據(jù)資料收集整理

配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，配電設(shè)備種類繁多，且負(fù)荷預(yù)測、變電站布局等過程中所涉及的信息包括相關(guān)歷史數(shù)據(jù)、規(guī)劃發(fā)展材料、導(dǎo)線型號、相關(guān)建設(shè)投資參數(shù)、政策、環(huán)境因素等，數(shù)據(jù)量非常大。對這些原始資料的調(diào)查整理能夠找出現(xiàn)有配電網(wǎng)中存在的問題及隱患，為配電網(wǎng)規(guī)劃提供依據(jù)。因此，必須全面、合理地對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，以確保規(guī)劃所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。采用層次分析法能夠?qū)⑴潆娋W(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)逐層分解，最終確定影響網(wǎng)絡(luò)的單項(xiàng)指標(biāo)，用以分析配電網(wǎng)綜合性能。

2.2 候選規(guī)劃方案的確定

該過程需要通過分析配電網(wǎng)的運(yùn)行狀況、設(shè)備情況和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等現(xiàn)狀，確定符合當(dāng)?shù)匦枨笄铱刹僮鞯囊?guī)劃相關(guān)技術(shù)原則，以保證配電網(wǎng)規(guī)劃更加標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，并綜合考慮規(guī)劃區(qū)域歷史負(fù)荷、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)規(guī)劃等信息，對負(fù)荷分布進(jìn)行預(yù)測，以指導(dǎo)規(guī)劃工作。在此基礎(chǔ)上，確定主變壓器容量、可行的變電站站址布局以及供電范圍，完成候選配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)規(guī)劃。目前，高壓配電網(wǎng)多基于地理信息系統(tǒng)(GIS）進(jìn)行啟發(fā)式規(guī)劃，即根據(jù)可能的線路路徑、電源位置、變電站位置及主變臺(tái)數(shù)和容量，研究高壓配電網(wǎng)典型接線，進(jìn)而根據(jù)典型接線提出高壓配電網(wǎng)規(guī)劃方案。

另外，電力系統(tǒng)的無功功率優(yōu)化可提高系統(tǒng)電壓質(zhì)量，減少變壓器和線路的電能損耗，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。因此，在進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，應(yīng)考慮無功電源的合理配置，以達(dá)到平衡無功分區(qū)、提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的目的。

2.3 投資估算及性能評價(jià)

根據(jù)各規(guī)劃方案的建設(shè)規(guī)模估算投資水平，并對各方案的供電能力、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、風(fēng)險(xiǎn)等方面進(jìn)行詳細(xì)評估。

2.4 配電網(wǎng)最佳規(guī)劃方案的確定

根據(jù)對候選規(guī)劃方案的投資水平和系統(tǒng)性能的評估報(bào)告，選擇整體性能最優(yōu)的規(guī)劃方案作為最終的配電網(wǎng)規(guī)劃方案。該方案必須與輸電網(wǎng)的規(guī)劃方案緊密配合，并達(dá)到安全性、運(yùn)行管理等方面的相關(guān)要求。

3 高壓配電網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀及存在的主要問題

我國的配電系統(tǒng)建設(shè)相對落后，一些城市的配電網(wǎng)已制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。目前，高壓配電網(wǎng)存在的問題可總結(jié)如下:

(1）負(fù)荷增長快，配電網(wǎng)架構(gòu)不合理。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，居民和商業(yè)用電大幅增加，對配電網(wǎng)的負(fù)荷量提出了更高的要求。然而，目前的配電網(wǎng)建設(shè)速度卻比較緩慢，無法滿足負(fù)荷增長需求，大量電力設(shè)備因過載而發(fā)生故障。同時(shí)，長期的無序發(fā)展導(dǎo)致配電網(wǎng)的主次網(wǎng)層次不清晰，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理，可靠性較差。另外，配電網(wǎng)的主干導(dǎo)線在選型過程中，所選導(dǎo)線截面偏小，在用電高峰期，不得不采用限電方式以避免配電設(shè)備過載。

(2）配電網(wǎng)技術(shù)落后。一方面，目前我國的配電網(wǎng)設(shè)備陳舊、能耗大、安全性能差，且網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化水平偏低，沒有系統(tǒng)化的技術(shù)政策和標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，電氣計(jì)算過程缺少數(shù)據(jù)和計(jì)算軟件支持，電氣計(jì)算結(jié)果存在較大偏差，導(dǎo)致缺少必要的規(guī)劃理論依據(jù)，因而不能保障規(guī)劃方案的合理性和可行性。同樣地，因缺少數(shù)據(jù)和計(jì)算軟件支持，無功電壓等計(jì)算結(jié)果誤差較大，造成負(fù)荷預(yù)測結(jié)果不準(zhǔn)確，導(dǎo)致配電網(wǎng)規(guī)劃方案不合理。

(3）投資估算不準(zhǔn)確，效益評估過于簡單。因缺乏技術(shù)經(jīng)濟(jì)指導(dǎo)原則的指導(dǎo)，許多地區(qū)收費(fèi)存在差異，使得配電網(wǎng)規(guī)劃的投資估算結(jié)果不一致，無法對規(guī)劃方案的選擇提供依據(jù)[2]。另外，未能科學(xué)、全面地分析改造后的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，難以對比規(guī)劃前后系統(tǒng)供電能力、供電可靠性和線損率等重要指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)效益評估方面則因缺少充分的科學(xué)計(jì)算論證，而不能為投資決策提供有效的指導(dǎo)。

(4）缺乏有效的資料管理手段。許多地區(qū)配電網(wǎng)的相關(guān)歷史資料不全，缺少一定年限內(nèi)的電量和負(fù)荷數(shù)據(jù)，并且已有的資料也存在數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、前后數(shù)據(jù)不一致、描述不準(zhǔn)確、概念模糊等問題，導(dǎo)致所收集的數(shù)據(jù)資料不能真實(shí)地反映配電網(wǎng)中存在的問題，使得負(fù)荷預(yù)測和配電網(wǎng)規(guī)劃難度較大或規(guī)劃質(zhì)量無法得到保證。

(5）配電網(wǎng)規(guī)劃與和地區(qū)發(fā)展不協(xié)調(diào)。目前，配電網(wǎng)規(guī)劃部門、地區(qū)發(fā)展規(guī)劃部門和地方經(jīng)濟(jì)管理部門間缺乏有效溝通，造成了配電網(wǎng)規(guī)劃與地區(qū)發(fā)展建設(shè)相脫節(jié)的現(xiàn)象，無法充分發(fā)揮配電網(wǎng)規(guī)劃的作用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)。

4 高壓配電網(wǎng)規(guī)劃的優(yōu)化措施

4.1 高度重視高壓配電網(wǎng)的規(guī)劃

目前，高壓配電網(wǎng)規(guī)劃缺乏資金投入和統(tǒng)一指導(dǎo)，發(fā)展相對滯后。因此，必須高度重視高壓配電網(wǎng)的規(guī)劃工作。以審定后的配電網(wǎng)規(guī)劃方案作為投資依據(jù)，以避免盲目投資，保證投資的合理性。

4.2 采用新型設(shè)施，提高配網(wǎng)自動(dòng)化程度

在電網(wǎng)逐步向智能化方向發(fā)展的今天，必須積極推進(jìn)高壓配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用，將智能配電網(wǎng)作為規(guī)劃方向，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)施和裝置以提高電力系統(tǒng)利用率和供電可靠性，簡化設(shè)備操作。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)、配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面的研究，促使高壓配電網(wǎng)規(guī)劃科學(xué)合理地進(jìn)行。

4.3 加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)和人才培養(yǎng)

電網(wǎng)規(guī)劃專業(yè)技術(shù)部門應(yīng)加強(qiáng)對各供電局規(guī)劃的專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)，完善高壓配電網(wǎng)規(guī)劃編制、評審及實(shí)施的管理流程，重視配電網(wǎng)計(jì)算軟件的配置，為合理規(guī)劃高壓配電網(wǎng)提供技術(shù)支持。此外，為了提高高壓配電網(wǎng)的規(guī)劃質(zhì)量，對高壓配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)人員的培養(yǎng)也是必不可少的。應(yīng)多組織與配電網(wǎng)規(guī)劃原則相關(guān)的培訓(xùn)，并鼓勵(lì)學(xué)習(xí)優(yōu)秀的配電網(wǎng)規(guī)劃案例和經(jīng)驗(yàn)，以提高規(guī)劃人員的專業(yè)水平，提升高壓配電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量。

4.4 配電網(wǎng)規(guī)劃和地區(qū)發(fā)展相協(xié)調(diào)

地區(qū)發(fā)展離不開電力的配合，地區(qū)發(fā)展規(guī)劃中有必要納入電網(wǎng)規(guī)劃部分，使配電網(wǎng)規(guī)劃與地區(qū)發(fā)展相協(xié)調(diào)。在地區(qū)發(fā)展規(guī)劃過程中，應(yīng)及時(shí)調(diào)整和確認(rèn)預(yù)留電網(wǎng)建設(shè)用地，確保電網(wǎng)規(guī)劃順利實(shí)施。

5 結(jié)語

合理的配電網(wǎng)規(guī)劃能夠提高供電可靠性和運(yùn)行效益，確保電網(wǎng)資源利用的可持續(xù)發(fā)展。然而，目前的高壓配電網(wǎng)規(guī)劃方式存在一定的缺陷，因此，必須予以高度重視，通過提高配網(wǎng)自動(dòng)化程度、加強(qiáng)技術(shù)和人才培養(yǎng)等手段，提高高壓配電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量。

[1]覃國金.關(guān)于配網(wǎng)的現(xiàn)狀以及規(guī)劃和建設(shè)研究[J].中國電業(yè):技術(shù)版，2012(3）

[2]程林，焦崗，田浩.可靠性與經(jīng)濟(jì)性相協(xié)調(diào)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2010(11）

2014-10-10

陳建文(1987—），男，廣東珠海人，助理工程師，主要從事電力工程技術(shù)相關(guān)工作。