蹇昭龍

中國(guó)水利水電第六工程局有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 110000

引言

智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)形式是目前廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)形式，在城市化的發(fā)展中發(fā)揮著非常突出的作用。它是城市配電網(wǎng)建設(shè)中電力能源系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)促進(jìn)城市配套服務(wù)的發(fā)展起著積極的推動(dòng)作用。在實(shí)際管理控制中，應(yīng)結(jié)合規(guī)劃建設(shè)的基本要求，依據(jù)城市化發(fā)展的特點(diǎn)和需求等進(jìn)行落實(shí)，只有合理進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃，才能符合要求，在實(shí)施中可以從經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)體系等方面實(shí)現(xiàn)城市配網(wǎng)規(guī)劃的進(jìn)一步落實(shí)。針對(duì)切實(shí)存在的各類(lèi)問(wèn)題，在當(dāng)前階段如果不及時(shí)對(duì)存在的各種問(wèn)題進(jìn)行處理，很容易影響城市配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。城市配電網(wǎng)設(shè)計(jì)中存在設(shè)備老化的問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合城市配網(wǎng)改造的具體情況，在發(fā)展電力時(shí)要保證電網(wǎng)建設(shè)與城市建設(shè)發(fā)展相匹配，從而保證供電的可行性。

1 智能配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃介紹

1.1 智能配電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)

智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比具備以下優(yōu)勢(shì)：智能配電網(wǎng)具備較強(qiáng)的自愈能力，在使用時(shí)能解決供電不穩(wěn)定的問(wèn)題；智能電網(wǎng)的安全性較高，在使用時(shí)能更好抵抗自然災(zāi)害，在出現(xiàn)電力系統(tǒng)故障時(shí)能更好規(guī)避停電問(wèn)題；支持分布式電源的大量接入，也能實(shí)現(xiàn)可再生能源的隨插隨用；支持用戶間的互動(dòng)交流，根據(jù)用戶的電量使用情況來(lái)分階梯的收費(fèi)；能實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的可視化管理，在配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中可全面收集整理電網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)督和風(fēng)險(xiǎn)防控分析。

1.2 電網(wǎng)改造規(guī)劃現(xiàn)狀

現(xiàn)階段城市電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的制定和城市發(fā)展建設(shè)步伐、基本需求不相適應(yīng)，城市電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也很難和城市發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)適應(yīng)。同時(shí)城市化進(jìn)程的加快也對(duì)城市電網(wǎng)的規(guī)劃管理增加了負(fù)擔(dān)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)城市電網(wǎng)電源點(diǎn)的科學(xué)分析和管理，最終導(dǎo)致城市網(wǎng)絡(luò)電源點(diǎn)的規(guī)劃落后于城市建設(shè)，電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)備老化嚴(yán)重，城市電網(wǎng)改造困難。

1.3 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(duì)電網(wǎng)的科學(xué)使用，根據(jù)城市化建設(shè)發(fā)展需要打造出運(yùn)行安全、可靠，兼具環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)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(shí)期，城市電網(wǎng)規(guī)劃要堅(jiān)持遠(yuǎn)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(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要相結(jié)合，在不同的階段制定出不同時(shí)期的發(fā)展計(jì)劃。新形勢(shì)下城市電網(wǎng)改造規(guī)劃要達(dá)到以下的水平：經(jīng)過(guò)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(guò)改造后的城市電網(wǎng)擁有科學(xué)合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；經(jīng)過(guò)改造之后的城市電網(wǎng)能做到上下級(jí)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(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模相適應(yīng)；城市電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)符合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。

1.4 智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

1.4.1 分布式發(fā)電技術(shù)。智能配電網(wǎng)技術(shù)以分布式技術(shù)為主，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須發(fā)揮客戶端的作用，對(duì)配電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)對(duì)所在區(qū)域的配電設(shè)施的基礎(chǔ)優(yōu)化之后，可利用多余的電量進(jìn)行發(fā)電，在整個(gè)過(guò)程中確保電力輸出的合理性，只有合理處理，才能保證分布式處理的優(yōu)勢(shì)。分布式發(fā)電技術(shù)本身有突出的作用，考慮到太陽(yáng)能和風(fēng)能等利用情況，在實(shí)施中借助同步電機(jī)和感應(yīng)電機(jī)以及變流器等進(jìn)行接入處理。智能配電網(wǎng)中分布式的形式，不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生影響，本身有良好的節(jié)能型和環(huán)保性。但是此類(lèi)技術(shù)本身也有一定的局限性，考慮到自身的節(jié)能型和環(huán)保情況等，需要突破當(dāng)前的局限，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用。在整個(gè)過(guò)程中，對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的合理應(yīng)用，只有不斷提升技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)升級(jí)中，以經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益為發(fā)展目標(biāo)，積極響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召和要求，依據(jù)政策的要求和需求，開(kāi)展合理的管控，將分布式發(fā)電納入到城市電網(wǎng)管理中去，確保實(shí)現(xiàn)智能化[1]。

1.4.2 配電自動(dòng)化技術(shù)。配電自動(dòng)化是智能配電網(wǎng)發(fā)展管理的一個(gè)基礎(chǔ)力量，在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中會(huì)應(yīng)用多種通信方式來(lái)監(jiān)督控制配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并通過(guò)和其他關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的緊密結(jié)合來(lái)提升電力資源的綜合利用率。配網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)具備數(shù)據(jù)信息的收集整理、監(jiān)督控制、電壓管理等功能，即能夠?yàn)楦鱾€(gè)領(lǐng)域發(fā)展需要來(lái)為其提供持續(xù)性的電力資源支持。

1.4.3 微網(wǎng)技術(shù)。整合了發(fā)電機(jī)裝置、負(fù)荷承載裝置、儲(chǔ)能裝置、控制裝置，在整合這些裝置后打造出一個(gè)獨(dú)立的供電系統(tǒng)，使得配電網(wǎng)在運(yùn)行的過(guò)程中擁有一個(gè)統(tǒng)一的控制系統(tǒng)支持。整合設(shè)備會(huì)和配電網(wǎng)形成一種互相關(guān)聯(lián)的運(yùn)行模式，在電力資源管理方面體現(xiàn)出了交互性、靈活性的特點(diǎn)。

2 城市配電網(wǎng)存在的問(wèn)題

2.1 外部環(huán)境變化大

2.1.1 城市電網(wǎng)建設(shè)周期過(guò)長(zhǎng)。由于城市電網(wǎng)建設(shè)還涉及了環(huán)境等各方面的因素，在電網(wǎng)建設(shè)前還需經(jīng)過(guò)環(huán)評(píng)等行政許可手續(xù)，導(dǎo)致電網(wǎng)建設(shè)周期延長(zhǎng)。從而使電網(wǎng)規(guī)劃與改造面臨更大的負(fù)荷預(yù)測(cè)偏差，同時(shí)增加了資金壓力，并且會(huì)導(dǎo)致一些規(guī)劃項(xiàng)目不能如期投產(chǎn)。

2.1.2 城市電網(wǎng)建設(shè)成本過(guò)高。目前，城市配電網(wǎng)的改造一般都基于城市經(jīng)濟(jì)和環(huán)境發(fā)展要求，大部分配電線路用地下或者半地下形式，這使電網(wǎng)改造的成本大幅度提高。同時(shí)，拆遷補(bǔ)償成本也在上升[2]。

2.2 電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)不斷加大

2.2.1 負(fù)荷預(yù)測(cè)難度加大。目前我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，用電負(fù)荷也急劇增加，負(fù)荷的發(fā)展和情況變化很復(fù)雜。而對(duì)城市電力負(fù)荷預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確將會(huì)帶來(lái)以下問(wèn)題：①導(dǎo)致城市配電網(wǎng)規(guī)劃中電源容量的規(guī)劃不合理；②影響配電設(shè)施的選址，導(dǎo)致配電網(wǎng)供電能量的分布與負(fù)荷不匹配。

2.2.2 全國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)程度不斷提高。全國(guó)“一張網(wǎng)”的發(fā)展目標(biāo)使電網(wǎng)的互聯(lián)性不斷加強(qiáng)，解決了我國(guó)能源分布不均衡的問(wèn)題，提高了電網(wǎng)的利用率。但是同時(shí)帶來(lái)了電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題：如短路電流增加。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障，調(diào)度處理不當(dāng)或者不及時(shí)時(shí)，很容易造成事故擴(kuò)大。

2.2.3 分布式電網(wǎng)增加。國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展新能源如太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等，但新能源接入電網(wǎng)具有隨機(jī)性，給電網(wǎng)安全運(yùn)行增加了很大的風(fēng)險(xiǎn)。如增加電網(wǎng)運(yùn)行的方式的復(fù)雜性，增加電網(wǎng)故障時(shí)的短路電流，對(duì)電網(wǎng)容易形成沖擊[3]。

2.3 電網(wǎng)安全運(yùn)行要求不斷提高

2.3.1 可靠性要求提高。城市配電網(wǎng)是一個(gè)大型的受端電網(wǎng)，安全穩(wěn)定能力比較弱。城市配電網(wǎng)是城市所有服務(wù)措施的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)必須不斷提高供電可靠性，強(qiáng)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，滿足城市發(fā)展的用電要求。

2.3.2 經(jīng)濟(jì)性要求提高。供電是城市最基礎(chǔ)的服務(wù)，電力的成本與電價(jià)直接掛鉤，并影響著綜合物價(jià)。所以，對(duì)電力經(jīng)濟(jì)性的要求不斷提高。同時(shí)，土地成本、環(huán)保成本等提高，也造成城市配電網(wǎng)規(guī)劃成本的提高。所以，必須通過(guò)更合理的規(guī)劃以提高電網(wǎng)的運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性[4]。

2.3.3 對(duì)抗重大自然災(zāi)害的能力要求提高。重大自然災(zāi)害頻繁，對(duì)城市電網(wǎng)也提出了極大的挑戰(zhàn)。所以，對(duì)城市配電網(wǎng)抗災(zāi)、容災(zāi)的能力不斷提高，并要求提高電網(wǎng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。

3 智能電網(wǎng)發(fā)展形勢(shì)下的城市電網(wǎng)規(guī)劃改造模式

3.1 進(jìn)行電力需求負(fù)荷的分布和預(yù)測(cè)

盡管我國(guó)的經(jīng)濟(jì)體制從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，但長(zhǎng)期的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制使得我國(guó)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)難以適應(yīng)現(xiàn)代城市電網(wǎng)的發(fā)展速度，而在現(xiàn)代城市的發(fā)展規(guī)劃中，負(fù)荷分布預(yù)測(cè)已經(jīng)成為城市電網(wǎng)規(guī)劃和發(fā)展的決策基礎(chǔ)[5]。

在傳統(tǒng)的電網(wǎng)預(yù)測(cè)的電力彈性系統(tǒng)參數(shù)中，包括回歸分析法和單耗法等，在現(xiàn)代城市電網(wǎng)規(guī)劃的過(guò)程中，如何適應(yīng)智能化城市的發(fā)展需求是重點(diǎn)，在城市電網(wǎng)的建設(shè)中，突出10kV配電變壓器，在過(guò)去的城市電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中，電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)結(jié)合配電變壓器進(jìn)行布局，如果缺少科學(xué)合理的負(fù)荷，則會(huì)導(dǎo)致變壓器分布不合理的現(xiàn)象，出現(xiàn)變壓器超載或者輕載等現(xiàn)象。電網(wǎng)在不拒簽通過(guò)負(fù)荷預(yù)測(cè)之后，結(jié)合原有的基本用電情況進(jìn)行電力布局和規(guī)劃，結(jié)合區(qū)域不同設(shè)立的年限進(jìn)行電網(wǎng)配電模式的調(diào)整。另外，還可以通過(guò)對(duì)各小區(qū)負(fù)荷值的監(jiān)控，進(jìn)而將負(fù)荷密度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整理，通過(guò)對(duì)10kV配電變壓器的現(xiàn)行和歷史統(tǒng)計(jì)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，使用外推法等傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析手段，來(lái)預(yù)測(cè)10kV配電變壓器的負(fù)荷。最后，可以通過(guò)上述方法對(duì)全市用電負(fù)荷情況進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，然后再利用彈性系數(shù)法、單耗法、綜合用電法等預(yù)測(cè)法進(jìn)行核對(duì)，根據(jù)核對(duì)評(píng)估確定城市電網(wǎng)規(guī)劃中需要的負(fù)荷預(yù)測(cè)值[6]。

3.2 選擇合適的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在當(dāng)前城市化發(fā)展的過(guò)程中，智能電網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，在城市發(fā)展中必須確保相互適應(yīng)，在城市電網(wǎng)的基本建設(shè)階段，合理的規(guī)劃和建設(shè)，根據(jù)實(shí)際的分區(qū)和分層布局等，對(duì)電壓等級(jí)調(diào)整之后，可確保電源的負(fù)荷平衡，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和電壓等級(jí)和電源點(diǎn)的控制等存在差異，在設(shè)計(jì)中必須掌握具體的類(lèi)型，合理進(jìn)行安排和設(shè)計(jì)。

4 如何構(gòu)建智能化城市電網(wǎng)

4.1 充分借助新能源

隨著新能源的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，新能源建設(shè)對(duì)城市電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)也有一定的影響，這就需要智能電網(wǎng)不僅可以滿足城市電網(wǎng)的發(fā)展需求，而且還要具備兼容接納新型能源的能力，在實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)能源的兼容模式。因此，城市智能電網(wǎng)應(yīng)在自身發(fā)展的基礎(chǔ)上，不斷適應(yīng)新能源的發(fā)展需求，不斷更新技術(shù)，研發(fā)新設(shè)備，不斷提高城市配電網(wǎng)的兼容性和可靠性，提高城市供電質(zhì)量，提高城市電網(wǎng)的安全應(yīng)急供電能力[7]。

4.2 積極推進(jìn)城市配電自動(dòng)化

在城市電網(wǎng)智能化發(fā)展階段，配電網(wǎng)的供電可靠性和整體運(yùn)行管理水平經(jīng)過(guò)不斷調(diào)整得到了提高。在城市智能電網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)充分考慮智能電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)適應(yīng)性，并結(jié)合設(shè)備的性價(jià)比進(jìn)行科學(xué)合理的建設(shè)。在城市建設(shè)中，不同區(qū)域的功能設(shè)計(jì)存在差異，在城市建設(shè)中，要根據(jù)實(shí)際分區(qū)和要求進(jìn)行綜合布局。

4.3 開(kāi)展數(shù)字化信息建設(shè)

在目前的建設(shè)過(guò)程中，采用的是數(shù)字化信息化建設(shè)模式。根據(jù)不同階段的數(shù)據(jù)和信息交換情況，在智能管控中通過(guò)對(duì)違約方式進(jìn)行分析，立足當(dāng)前管理情況，積極開(kāi)展數(shù)字化形式。在數(shù)字化管理的基礎(chǔ)上，按照當(dāng)前管控的需求和要求實(shí)施，只有合理進(jìn)行處理，才能實(shí)現(xiàn)招投標(biāo)綜合管控的自動(dòng)化管理，從而滿足電網(wǎng)自動(dòng)化的需要，完善智能電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)[8]。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著我國(guó)智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)形成了一個(gè)全國(guó)性的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，為我國(guó)城市化的發(fā)展以及城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的加劇，對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量和安全性、可靠性的要求也進(jìn)一步提高，這樣就要求智能電網(wǎng)也要更新?lián)Q代，以進(jìn)一步適應(yīng)城市化的發(fā)展要求。