城鎮供電規劃中的設計要求與技術指標分析

摘 要：城鎮供電規劃就是確定在何時何地進行城鎮的電網建設，選擇適應的供電設備來保障供電安全，所以應對設計要求與技術指標進行全面掌握，對關鍵問題加以解決，才能提高規劃設計的經濟性和適應性。

關鍵詞：供電網絡；規劃設計；設計要求；技術指標

中圖分類號：TM732 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）33-0081-02

城鎮建設離不開多種基礎設施的建設與發展，其中供電就是一項重要的基礎設施建設內容。尤其是在城鎮的供電規劃設計中必須考慮其規劃的長遠性及發展性，如果在供電規劃中不能按照實際以及發展角度進行規劃，就容易導致電網不能適應城鎮發展的需求，從而引發諸多問題。

1 城鎮供電規劃

供電規劃就是對電網進行合理的設計與規劃，保證整個供電網絡在長期的工作中保持一種最優的狀態，規劃設計根據城鎮電網的長期負荷增長以及升級需要對未來多年的電網結構和安全性、運行經濟性等進行合理的選擇與設計。供電規劃的基本原則就是在保障安全供電的情況下，使得供電所需要的基本費用最低實踐經驗證明，設計上的小規模調整可以獲得較好的經濟效益。在初期的供電規劃中選擇合理的網絡結構和供電模式等，可以選擇更加優化的技術措施和網絡結構，利用計算和經驗型比較，規劃人員可以提供建議，并選擇一個最佳的規劃方案，使規劃設計的供電網絡運行最優化。隨著這樣的優化比較與規劃設計的不斷科學化和完善，供電規劃設計也隨之不算的完善，供電方案也隨之得到優化。

2 供電規劃的設計要求

2.1 電網負荷預測

首先，供電規劃設計必須明確供電網絡的負荷情況，這樣才能在其基礎上進行準確的推測和預判，這樣才能保證規劃合理。負荷預測的目的就是要保持供電網絡滿足負荷的發展以及實際水平，同時確定各個供電區域、年供電量、最大負荷、總體載荷的發展等，這樣就可保證供電規劃滿足城鎮實際的發展需求，進一步確定年供電負荷的構成，從而知道整個供電規劃設計。

其次，是對負荷預測的基本要求。其中包括對全局負荷的預測以及分區負荷的預測，例如對全局負荷的預測。即根據符合性質對城鎮總負荷分為一般負荷和點負荷兩種。并對其電量預測和最大負荷進行預測。對一般負荷通常為自然增長法實現預測，即利用線性回歸法、二次函數回歸法、指數函數回歸法等，這樣可以獲得一般性負荷的電量增長情況。針對點負荷的電量約則應按照立項報告的基本數據進行分析，同時考慮用戶對擴大生產的需求以及規模，調整各個年度的用電預測值。用到的基本方法就是單產電量損耗法。綜合一般負荷和點負荷的就能獲得城鎮預測電量以及最大負荷，從而可以在此基礎上對供電網絡的負荷進行預測和分析，以此獲得對用電總量的預測。

2.2 電量平衡分析

在供電規劃中，需要電量進行平衡，綜合各個專家組以及負荷情況進行分析，總結城鎮電力電量的平衡原則。即對夏季高峰負荷方式進行平衡；對系統最大容量選擇最大機組的容量；如包括水電站則應按照季節性考慮其電量的負荷情況，枯水期應按照裝機容量的1/5進行計入。低谷負荷按照高峰負荷的一半進行考慮。對大型水電廠以及火電廠應按照生產電量進行調整。需要對豐水期的電量進行平衡。主要是調整豐水期城鎮用電系統變電設備和輸電線路的經濟性調整。對枯水期電量進行平衡，校驗枯水期缺電情況并進行平衡性補償等。

2.3 供電規劃的網絡規劃

首先，應對供電網絡進行分區和分層。即對網絡結構展開規劃。網絡結構的規劃為網絡規劃的重點與中心環節，需要貫徹分區、分層規劃原則，各區層應對供電范圍進行明確，且供電范圍需有重疊或交叉。在規劃前需對總體原則進行明確。應按照安全性原則進行規劃；網絡結構應于變電站的接線方式、規模等要求相符，同時應服從變電站容載比的原則，復合短路電流控制的原則，同時應滿足電網中心店運行的相應要求、無功平衡原則及線路設計原則等。

其次，對網絡結構進行優化。在設計和規劃中應在最終實施前對網絡結構進行優化，即利用多種數學和模擬方式對網絡結構的設計方案進行分析與仿真，從而獲得最佳的網絡結構模式，如遺傳算法，即利用遺傳學的基本原理對網絡結構進行抽象分析與計算。其計算的過程就是將實際的優化問題進行遺傳學轉變。利用染色體將實際的網絡規劃問題變為適應度函數的計算和分析。在隨機出現的代表事件的染色體中對染色體的適應度進行分析，利用繁殖、交叉、變異等遺傳操學的操作方式獲得一批新的染色體。適應度函數值的大小可以決定染色體被繁殖的幾率，從而反應適者生存的基本法則。從理論上看，遺傳算法通過一些列的分析與計算會出現一種無限接近最優的解，因此可以在復雜的供電網絡結構設計優化中獲得一個相對最優的結果。

其運用的方式如下：采集整個供電網絡的基本數據并進行數據準備，在獲取最佳結構前，應對變電站的線路、地質情況、電抗、長度、熱穩定性、投資及網絡電阻等等基本數據予以確定，并對城鎮規劃的基本負荷和電源出力等進行匯總。對各種方案中的決策變量展開編碼，對于遺傳算法而言，其中的每個網絡方案均類似于一個染色體，而利用整數編碼方式可將各待選線路視為一個基因，路線方案中基因值為二進制，即0或者1，1個染色體和一個規劃方案相對應，對適應性函數進行確定，通過評價函數的方式分析、評價染色體，分析方案，將方案中的約束性條件通過函數形式轉入目標函數之內，將約束規劃問題變成無約束條件的問題。通過一系列遺傳操作，對群體內各個體予以交叉評價，并循環分析這一步驟，直到獲取最佳群體。

遺傳算法可以滿足潮流合理和N-1的基本原則，同時也可獲得最佳投資回報比，但是在實際的供電規劃中還有一些局限性。但是綜合起來看，遺傳算法仍是對已供電規劃設計有重要幫助的分析與輔助工具。主要的優勢就是遺傳算法為規劃者提供的是一組優化后的候選方案，并可以供規劃人進行選擇與比較，并確定最終的優化結果。

3 供電規劃中的技術指標分析

3.1 安全性指標

供電規劃中突出的重要問題就安全性問題，因此安全性技術指標是十分重要的。安全性就是指在任意一個時間節點，面對一組預想的故障可以保持對負荷的正常而持續的供電能力。因此在城鎮供電規劃中對其評價的重要技術指標就是安全性。城鎮的電網的技術指標中的安全性指標主要是對全年最大的負荷下的安全性進行分析與評價。對電網預想發生故障后是否可以堅持持續供電的能力進行量化評價。在設計中評價指標包括“N-1校驗”和“抗大面積停電能力”其中N就是某個電網中一種重要設備，如變壓器或者變電站出線的總體個數，而其中的“1”代表停運的設備，以此分析整個供電規劃中的安全性指標。

3.2 可靠性指標

可靠性指標是對電網的穩定性進行評價，即對瞬間狀態的安全性指標。可靠性是針對一個時間區間內的評價指標。供電規劃中的可靠性指在電網容量、母線電壓、系統頻率等在允許的范圍內進行監測，并將考慮到電網中的元件會進行計劃性停運以及非計劃停運考慮在內，同時評價向用戶供電的全部電力或者電量的能力。通常的技術指標包括平均停電時間、系統平均停電頻率、用戶平均停電持續時間、系統供電可用度等指標，這些具體的技術指標反映的就是可靠性。

3.3 供電經濟性

供電規劃設計中對電網的經濟性評價也是十分重要的，即對供電中的決策科學化加以強化，減少和避免決策出現失誤而導致電網的經濟性降低，提高整體運營的效益保障能力。電網經濟性主要控制的就是網絡損耗以及設備利用效率的角度。供電規劃則是要對投資角度進行分析和研究，包括投資額、供電效益、供電收入等較大進行綜合性的對比，以此形成一個完整的經濟性評價結果。

3.4 供電適應性和協調性

供電規劃是建立在負荷預測為基礎，負荷預測在一定范圍內存在不確定性，因此在規劃中應保留發展的空間，因此需要對電網的負荷發展能力進行評價。供電規劃的適應性包括資源寬裕度、供電能力冗余、電網擴展冗余等。協調性則是對整個電網控制與協調的能力，即供電規劃設計應保證整個電網電量的分配平衡，局部過載或者局部輕載都會給電網造成較大的影響。尤其城鎮供電規劃還應配合高中低壓的網絡規劃，否則網絡較弱的區域會影響整個網絡供電的質量。所以高中低壓的配電網絡都應進行能力匹配以及負荷均衡。

4 供電規劃中對設計評價的步驟

客觀的對供電規劃進行評價是設計的重要內容，在評價階段主要是對評價指標進行選擇，評價指標進行判斷，對評價標準以及指標權重進行分析等。在規劃平評價階段首先應對供電規劃的基本數據進行輸入，然后對規劃報告中的電網狀況進行采集，包括電網中間年以及目標件的方案，分布對單向指標評價和綜合評價。按照不同的評價目標對上述的評價結果進行分析與比對，以此對規劃的優劣進行評價，最后根據不同的評價目標對結果進行選擇。評分標準指通過一定的標度體系，將各種原始數據轉換成可直接比較的規范化格式。評分標度多采用百分制、十分制和五分制。指標權重反映了同層指標之間的相互重要性關系，采用歸一化的向量來表示。

5 結 語

城鎮供電規劃需要重視的不是當前的供電需求，而是應在預測的基礎上進行長期規劃，還應考慮到城鎮技術應用的現狀，以及后期網絡升級的需求。在設計中應按照各項技術要求完成規劃，并利用各項技術指標對規劃進行科學的選擇和評價，以此實現規劃的合理性與科學性。

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