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）

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，并提出相應的優(yōu)化措施。

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

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個環(huán)節(jié)構成，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)劃由負荷預測、變電站優(yōu)化、網(wǎng)絡結構優(yōu)化、潮流計算和可靠性分析等幾部分構成，其主要工作是通過分析配電網(wǎng)現(xiàn)狀預測負荷增長，來規(guī)劃配電系統(tǒng)擴建和改造方案，以達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為下級中低壓配電網(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)劃和遠期規(guī)劃，以遠期規(guī)劃為指導，通過近中期規(guī)劃落實和調(diào)整遠期規(guī)劃，采用配電網(wǎng)改造和新建相結合的方式實現(xiàn)接線規(guī)范化，不斷優(yōu)化網(wǎng)絡結構，提高配電網(wǎng)的適應性和供電性能。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)結構十分復雜，配電設備種類繁多，且負荷預測、變電站布局等過程中所涉及的信息包括相關歷史數(shù)據(jù)、規(guī)劃發(fā)展材料、導線型號、相關建設投資參數(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)進行量化分析，以確保規(guī)劃所需基礎數(shù)據(jù)的準確性。采用層次分析法能夠將配電網(wǎng)規(guī)劃目標逐層分解，最終確定影響網(wǎng)絡的單項指標，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)的運行狀況、設備情況和網(wǎng)架結構等現(xiàn)狀，確定符合當?shù)匦枨笄铱刹僮鞯囊?guī)劃相關技術原則，以保證配電網(wǎng)規(guī)劃更加標準化、規(guī)范化，并綜合考慮規(guī)劃區(qū)域歷史負荷、經(jīng)濟發(fā)展狀況以及當?shù)亟ㄔO規(guī)劃等信息，對負荷分布進行預測，以指導規(guī)劃工作。在此基礎上，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)架結構規(guī)劃。目前，高壓配電網(wǎng)多基于地理信息系統(tǒng)(GIS）進行啟發(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數(shù)和容量，研究高壓配電網(wǎng)典型接線，進而根據(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)安全運行。因此，在進行配電網(wǎng)規(guī)劃時，應考慮無功電源的合理配置，以達到平衡無功分區(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

根據(jù)各規(guī)劃方案的建設規(guī)模估算投資水平，并對各方案的供電能力、可靠性、經(jīng)濟性、風險等方面進行詳細評估。

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，并達到安全性、運行管理等方面的相關要求。

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)建設相對落后，一些城市的配電網(wǎng)已制約了當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。目前，高壓配電網(wǎng)存在的問題可總結如下:

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

(2）配電網(wǎng)技術落后。一方面，目前我國的配電網(wǎng)設備陳舊、能耗大、安全性能差，且網(wǎng)絡自動化水平偏低，沒有系統(tǒng)化的技術政策和標準。另一方面，電氣計算過程缺少數(shù)據(jù)和計算軟件支持，電氣計算結果存在較大偏差，導致缺少必要的規(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)和計算軟件支持，無功電壓等計算結果誤差較大，造成負荷預測結果不準確，導致配電網(wǎng)規(guī)劃方案不合理。

(3）投資估算不準確，效益評估過于簡單。因缺乏技術經(jīng)濟指導原則的指導，許多地區(qū)收費存在差異，使得配電網(wǎng)規(guī)劃的投資估算結果不一致，無法對規(guī)劃方案的選擇提供依據(jù)[2]。另外，未能科學、全面地分析改造后的網(wǎng)架結構，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。經(jīng)濟效益評估方面則因缺少充分的科學計算論證，而不能為投資決策提供有效的指導。

(4）缺乏有效的資料管理手段。許多地區(qū)配電網(wǎng)的相關歷史資料不全，缺少一定年限內(nèi)的電量和負荷數(shù)據(jù)，并且已有的資料也存在數(shù)據(jù)不準確、前后數(shù)據(jù)不一致、描述不準確、概念模糊等問題，導致所收集的數(shù)據(jù)資料不能真實地反映配電網(wǎng)中存在的問題，使得負荷預測和配電網(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，實現(xiàn)電網(wǎng)與地區(qū)經(jīng)濟發(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，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 采用新型設施，提高配網(wǎng)自動化程度

在電網(wǎng)逐步向智能化方向發(fā)展的今天，必須積極推進高壓配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設計和使用，將智能配電網(wǎng)作為規(guī)劃方向，引進先進的設施和裝置以提高電力系統(tǒng)利用率和供電可靠性，簡化設備操作。同時，應加強配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設、配電網(wǎng)絡結構優(yōu)化等方面的研究，促使高壓配電網(wǎng)規(guī)劃科學合理地進行。

4.3 加強專業(yè)技術指導和人才培養(yǎng)

電網(wǎng)規(guī)劃專業(yè)技術部門應加強對各供電局規(guī)劃的專業(yè)技術指導，完善高壓配電網(wǎng)規(guī)劃編制、評審及實施的管理流程，重視配電網(wǎng)計算軟件的配置，為合理規(guī)劃高壓配電網(wǎng)提供技術支持。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)劃技術人員的培養(yǎng)也是必不可少的。應多組織與配電網(wǎng)規(guī)劃原則相關的培訓，并鼓勵學習優(yōu)秀的配電網(wǎng)規(guī)劃案例和經(jīng)驗，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，應及時調(diào)整和確認預留電網(wǎng)建設用地，確保電網(wǎng)規(guī)劃順利實施。

5 結語

合理的配電網(wǎng)規(guī)劃能夠提高供電可靠性和運行效益，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)自動化程度、加強技術和人才培養(yǎng)等手段，提高高壓配電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量。

[1]覃國金.關于配網(wǎng)的現(xiàn)狀以及規(guī)劃和建設研究[J].中國電業(yè):技術版，2012(3）

[2]程林，焦崗，田浩.可靠性與經(jīng)濟性相協(xié)調(diào)的配電網(wǎng)規(guī)劃方法[J].電網(wǎng)技術，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相關工作。