論電力規劃設計工作中全過程信息化支撐的重要性

范春燕 邱云崗 李曉霞

摘 要：隨著舊城改造、城中村拆遷、道路拓寬、立體交通的新建等各項城市建設工程的逐步開展，高標準的城市發展規劃向電力規劃提出了更高的配套要求。地市經研所作為本地區規劃設計技術支撐單位，是城市電力規劃的主要承擔者，但規劃工作中由于信息化支撐不足，存在著規劃與實際結合不緊密、規劃數據來源不全面等影響規劃工作合理性的癥結。文章主要介紹了通過構建全過程信息化支撐平臺實現電網規劃與城市規劃同步進行、協調發展的有益探索。

關鍵詞：電力規劃；規劃全過程；城市發展規劃配套；EPGIS深化應用；規劃數據全采集

引言

由于城市建設提速、道路改造頻繁，電力部門所做的城市電網規劃不適應、跟不上發展的節奏，各類工商業區、舊城區改造后新增的成百上千倍的供電量不能做到有效預測，以致在電網規劃中不能及時體現，電網中短期規劃調整由于數據銜接不暢滿足不了城市快速發展的要求。某些時期政府規劃特別是道路建設有很大的隨意性，給電網規劃帶來困難。

尤其是近三年來，太原城市道路改造工作的快速推進，著實解決了制約都市建設的主要因素。太原空間布局“一城獨大”，城市中心區聚集了太多的行政、產業、人口及服務，不僅造成了交通的擁堵，也造成了空間結構的失衡。產業、基礎設施和人口從市中心區疏解到城市周邊，會迅速帶動縣域經濟的崛起，實現全市城鄉的均衡發展。可以預見，隨著道路基礎設施不斷完善，對電力資源的要求逐步提升，提升電力規劃工作的合理、科學性，為城市建設提速是電力企業的重要責任。

1 項目主要內容

針對上述情況，亟需建立一套以先進的規劃理論、規劃方法為指導，通過多項數據來源和接口，構建模型，建立電力電網規劃輔助及決策風險分析的研究與應用的信息化系統。具有使用方便、結果直觀，圖形信息全的優點，結合城市規劃發展，形成對電網規劃工作的全過程管控與技術支撐，整個系統能夠詮釋理論與專家經驗的結合，科學性與實用性的統一，從而完成結構合理、界面友好、擴展性強的電網規劃輔助平臺構建。結合城市建設發展規劃為電網規劃設計人員提供全面的源頭資料，提高城市電網的規劃設計水平。從規劃的各個時期、層面做好分析工作，使經濟效益的觀點寓于城網規劃之中，使供電企業的效益有機的增長。

2 項目設計思路

項目將按照電網空間信息服務平臺，電網規劃資源信息庫，電網數字化輔助規劃三個部分研究實施。

電網空間信息服務平臺：通過國網EPGIS平臺提供的相關空間分析服務對電網現狀（供電能力、負荷分析預測等）分析提供技術支持。

電網規劃資源信息庫：主要為電網規劃提供相關數據功能，包括接入地理信息數據、衛星影像數據、國網GIS平臺數據、營銷數據等，為電網規劃提供主要的數據支撐。

電網數字化輔助規劃：主要對供電區域的空間分析計算，提供需求預測、負荷與電源分析、電氣計算、項目統計、數據分析、經濟評價、指標評估、風險評估、成果輔助管理等。

3 項目研究路線

項目通過對地市供電公司及下屬技術支撐單位的電網規劃工作范圍、特點及需求的詳細分析形成了對規劃工作啟動階段、編制階段和審查實施階段的全過程信息化、規范化輔助，具體包括：

規劃前期：通過上級規劃方案分析形成對本單位規劃范圍及內容的初步理解，并根據需求整合現有各類非電力規劃資源，如市政發展規劃、產業推動計劃等，依托EPGIS數據接入實現包括電網規劃、電源規劃、能源資源、地理地質、電網架構、電量負荷、典型設備電氣參數等各類重要數據。并針對規劃區域針對性分析現狀。為規劃工作的開展提供準確、全面的數據和科學、有效的前期分析工具。

規劃中期：依據前期調研收集的各種規劃數據及當前的現狀分析，提供為負荷與電源分析、需求預測及潮流計算等輔助計算工具，使規劃人員從繁瑣的人工計算中解脫出來，最終形成線路布線和優化、變電站選址定位等功能輔助規劃方案的形成。

規劃后期：實現規劃方案初稿產生后的方案評估、經濟評價、方案評審及數字化方案資料移交，針對規劃成果提供多樣化展示，并形成規劃方案資源庫，便于檢索查詢為方案規劃工作提供典型經驗。

4 項目主要特點

4.1 實現EPGIS平臺接入

國網GIS平臺服務的請求報文采用SOAP方式，涉及到空間圖形數據時采用GML標準格式進行封裝，采用標準的XML接入規范實現。

根據國網GIS平臺的開放接口實現基礎地理數據的接入、圖形服務的接入、業務功能的接入。

基礎地理數據接入：包括基礎地理信息數據（鐵路、河流、公路、省界、市界、縣界、收費站、鄉間小路等）、衛圖影像、輸電線路、桿塔、變電站及站內設備矢量數據。

圖形服務接入：包括圖形瀏覽服務、矢量圖形服務、專題圖服務、空間分析服務、查詢定位服務、電網拓撲分析服務、切片地圖服務。

業務功能接入：電力線路走廊分析、最短路徑分析、供電能力分析、供電半徑分析。

4.2 負荷預測

負荷預測是電網規劃中的基礎性工作，它為電網規劃提供了必不可少的基礎數據，其精度的高低直接影響著整個規劃工作的優劣。負荷預測涉及的范圍廣泛，影響負荷的因素很多且具有不確定性，預測的方法和模型眾多且各有其優缺點和適用場合，預測的思路也千差萬別，所以準確的負荷預測難度很大。

在各途徑結果相互校核的基礎上，通過專家干預，最終確定目標年各項預測結果。按年度分區，分電壓等級收集和積累最大負荷數據，根據電網地理分布、變電站主變、線路及大用戶的典型日、最大負荷計算分區最大負荷和區塊間的同時率，繪制全市負荷分布圖，并實現任意劃定區域內的負荷統計等功能。分析各分區的負荷密度、增長率、電網密度和負荷的匹配情況。

4.3 潮流計算

潮流計算是電力系統非常重要的分析計算，用以研究系統規劃和運行中提出的各種問題。對規劃中的電力系統，通過潮流計算可以檢驗所提出的電力系統規劃方案能否滿足各種運行方式的要求；對運行中的電力系統，通過潮流計算可以預知各種負荷變化和網絡結構的改變會不會危及系統的安全，系統中所有母線的電壓是否在允許的范圍以內，系統中各種元件（線路、變壓器等）是否會出現過負荷，以及可能出現過負荷時應事先采取哪些預防措施等。潮流計算方法很多：高斯-塞德爾法、牛頓-拉夫遜法、P-Q分解法、直流潮流法，以及由高斯-塞德爾法、牛頓-拉夫遜法演變的各種潮流計算方法。目前主要的潮流計算方法研究方向為牛頓法及P-Q分解法在算法模型上的優化。

5 結束語

項目自投運以來，依托信息化平臺實現了地市電網規劃工作的有效輔助，形成了電網規劃全過程一體化、空間信息化、輔助智能化的管理提升。將電網規劃與城市規劃在信息平臺上相結合，合理利用城市資源對規劃預留站址、管線做更有效的管理，避免城市資源與電網資源的浪費，為城市規劃提供了良好配套。項目的建設過程中，培養和鍛煉了一支技術過硬、團隊精神強的技術力量，隨著項目的進一步深化應用，勢必為電力企業規劃設計工作提供科學、合理的指導。