基于分析方法的城市中壓配電網規劃研究

王宏茹　郭劍黎

摘要：近些年來電力能源逐漸在我國的能源產業中占據了主要地位。而我國很多地方由于原有的一些配電網過于陳舊，導致了在供電過程中供電效果差的現象。良好的電網架構可以有效的提高中壓配電的能力，減少配電事故的產生，提高配電服務質量。為了實現穩定堅強的城市中壓配電網的規劃與實現，本文通過理論研究與實際工作經驗總結對分析方法在城市配電網中的應用做了以下幾點研究：1）對現有的城市配電網絡進行相應的研究，研究城市中壓配電網絡供電穩定性差的主要原因。2）根據實際工作經驗以及對遺傳算法的研究，研究遺傳算法這一分析方法對配電網規劃的促進作用。3）利用實驗對基于分析方法進行城市中壓配電網規劃效果進行評價與分析。

關鍵詞：分析方法；人工智能；遺傳算法；城市中壓配電網；規劃；試驗模擬

中圖分類號TM6 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2015）12-0033-01

1.概述

電力系統的重要部位之一就是城市的配電網，作為主要的用電負荷中心，直接決定了電網規劃的意義與價值。良好的電網規劃可以有效的降低電網建設成本并提高使用效率。所以，現階段對于電網的規劃的研究也就顯得十分的重要。

1.1研究背景

目前的電網結構由于成網年限較長，導致了一部分電網的規劃設計已經與現有的城市規劃形成了一定的矛盾突出點。特別是隨著用電量的極具增加，導致了大量的用電事故的發生，使得國家電網公司甚至一些城市規劃部門在今后的城市中壓配電網的規劃的要求越來越高。

1.2研究現狀

作為電網的重要前期規劃，城市電網規劃的技術研究一直是研究重點。隨著人工智能技術的逐漸發展，分析方法的應用逐漸普及。近些年來，例如線性計算、單純型法等分析方法被大量應用于電網規劃中。特別是對于遺傳算法等分析方法的應用，在一定程度上提高了城市中壓配電網的規劃質量。

2.分析方法在城市中壓配電網規劃中的應用研究

由于原有的城市中壓配電網規劃技術老舊，導致了現在與城市發展相矛盾。所以，為了滿足現有城市的配電網的規劃要求，將分析方法運用到城市中壓配電網的規劃中可以極大的提高配電網的使用效率。

2.1現有電網規劃技術研究與評價

隨著我國的經濟快速發展以及城鎮化的實現，導致了我國現有的城市配電網出現了例如用電負荷過高超出電網發展速度、電網技術陳舊且設備老化、電網發展速度過緩等等一系列問題。特別是由于電網技術陳舊以及一些設備急需更新，所以導致我國在城市配電網方面的用電結構較為單一等問題。根據常年實際工作經驗以及針對電網理論研究我們可以研究得到現有的電網規劃技術導致電網出現了以下幾點問題：1）由于電網建設速度的之后特別是城市電網建設緩慢，我國的發、輸、配電環節方面效率要遠遠的低于世界上其他主要能源大國。2）由于近些年來我國城市發展速度快，而電網設備更新速度較慢，導致了我國現有的一些設備不能滿足電網的工作穩定性要求，特別是在進行負荷輸送時，穩定性較差。3）由于用電負荷的快速增長，而原有配電網的一些缺點，直接導致了故障率居高不下等問題，其中絕大部分是由于配電網絡規劃不合理導致的。

2.2城市中壓配電網規劃優化技術研究

本文針對我國現階段城市中壓配電網中存在的主要缺陷特別是在中壓配電網規劃方面出現的問題。采用分析方法特別是分析方法中的遺傳算法進行優化技術研究。

城市中壓配電網主要是電壓等級為10kV電網。針對存在的一系列問題，利用分析方法中的遺傳算法可以在以下幾個方面進行相關研究并解決存在的主要問題：1）采用遺傳算法進行電網的長期規劃：利用遺傳算法通過對今后電網中主要負荷的發展方向以及形成特點進行計算并預測，針對預測結果進行針對性規劃。2）利用分析方法對于電網下游進行決策：利用分析方法中的遺傳算法對變電站等城市電網下游系統進行補充性的短期規劃，使得城市電網在既滿足長期發展要求的同時降低成本投入。3）利用分析方法的計算特性預測空間負荷：利用遺傳算法進行高發散性計算，并結合人工智能等技術進行相應的空間負荷預測。規劃時結合計算結果，對相應的空間負荷進行負荷預留。

3.城市中壓配電網的設計與驗證

針對分析方法對現有電網規劃方案的改進目標以及技術應用可以對現有的城市配電網進行相應的計算并根據計算結果進行目標性規劃。

3.1遺傳算法計算規劃設計研究

針對現有城市配電網中的問題，利用遺傳算法進行求解，針對交叉算子的確定則運用人工智能算法進行輔助計算。將城市用電負荷數據進行輸入并進行相應的計算得到了以下幾點規劃指導：1）等效負荷計算結果：根據現有的用電數據，利用人工智能并利用分析方法進行相應的計算，根據計算結果我們可以肯定在相同的街區，負荷是可以掛接在相同的饋線上的。借此則可以針對每一條線路在規劃前首先統計街區用電負荷信息，將距離小于1000m的街區同時掛接在相同的饋線上。2）針對計算結果將負荷進行相應的分區：通過利用分析方法特別是分析方法中的遺傳算法的計算結果，將現有的一些整體街區可以進行有效的負荷分區。空間差隨著分區的進行可以有效降低，從而降低原有區域內的負荷最高峰。3）歸并計算結果形成末枝：根據計算結果將樹狀負荷點可以有效的并入同一根饋線，直接形成相應的末枝效應，降低負荷，增加效率。

3.2試驗驗證與結果模擬對比

根據對城市中壓配電網規劃技術進行相應的改進，將分析方法中的遺傳算法與人工智能算法運用于電網規劃技術中。本文根據對某地區110KV線路進行電腦模擬規劃設計對技術改進結果進行試驗驗證。

通過對改進后后的規劃方法與傳統規劃設計方法對比我們得到了以下幾點：1）經過對比發現分析方法規劃得到的線路數量略高于原有線路數量，增長比為1%，相差不大。2）經過軟件模擬可以發現，改進后的線路負荷率明顯小于原有線路，基本為原有線路的83%。

根據實驗結果可以認為經過人工智能等分析方法進行改進的規劃方法可以在保證線路數量的同時，極大的降低用電負荷，保證線路的正常運行。

4.結論

通過對中壓電網的配電線路規劃技術進行相應的改進，引進了分析方法可以有效的提升規劃質量，降低線路負荷，具有極大的經濟價值與學術價值。今后隨著特高壓的快速發展，由于造價等問題，規劃問題中引進分析方法則是今后的重要發展方向。