淺談電力系統網架結構規劃優化

摘 要：隨著電力系統的快速發展，有關網架結構的傳統計算方法已經不能滿足現代規劃的需求，需要通過全新的方式對結構規劃進行全新的優化。電力系統網架結構的優化是多階段、離散性的規劃問題，需要按照電網所具有的特點采取針對性的數學模型進行計算。文章主要探討了電網網架結構存在的問題，同時對相關問題進行了規劃優化，希望能夠給相關人士提供參考。

關鍵詞：電力系統；網架結構；優化

引言

隨著電力體制改革的逐漸深入，電力系統的運營正在向著市場化的方向逐漸邁進。在此背景下要想提升電力企業的競爭力，就需要在確保電力系統安全性的前提下最大程度的降低電網建設以及運行中的成本。電網規劃所要做的工作就是要遵照上述原則的基礎上來制定年度電網網架結構以及其他方面的規劃。所以電網網架結構的優化已經成為了電網發展的最主要問題，直接決定著電網的建設成本和安全性，因此對網架結構規劃進行優化是非常有意義的。

1 電網網架結構規劃優化的基本原則

1.1 安全穩定的原則

電力系統網架結構優化最基本的原則就是確保系統的安全穩定。當用電量出現大幅度上升時，要按照科學合理的方式將部分電量進行轉移，保證電力線路功能處在正常狀態。就算某一線路發生相應故障也不會影響到其他線路的正常供電。

1.2 電壓等級分配原則

電力系統中電壓等級的分配直接決定著電網系統的供電能力，同時也會對電網后期的運行維護成本具有較大影響。

1.3 服務模式多樣化原則

電力系統服務的對象分布在不同的領域，每個用戶都有其自身的需求特點，這樣就需要電網結構具有多種運行模式，能夠滿足用戶不同的用電需求。在此基礎上要保證電力系統能夠正常的發揮出相應的作用，只有這樣才能夠充分體現出網架結構優化帶來的作用。

2 電網網架結構規劃優化的方式

2.1 電力系統網架結構優化的相關內容

第一，要對不同區域、不同空間的電力網架線路構造進行充分的分析，例如分析所用電纜、絕緣導線等的不同，要確定好不同區域范圍內所需要的供電量等內容，為科學合理的網架結構優化提供參考。

第二，對于配網主干線路長寬的確定。在電力系統中，配網是和電力用戶較為接近的電網架構，主要傳送的是經過一定程度降壓之后的電壓，這就使得主干線路的長寬直接影響著供電末端電壓大小情況和配電所具有的安全性以及穩定性，甚至會影響電網線路的使用壽命。這就需要通過區域來劃分單位，從而形成主干線長、寬的記錄。

第三，對于電網線路使用時間的分析。電網線路使用時間的長短會在很大程度上決定著系統整體的安全性和穩定性，尤其是隨著電力需求量的不斷上升，某些線路的長時間使用一定會造成相應的破損老化現象，這會嚴重影響供電安全性，尤其是電力過載時危險性更大。

2.2 電力系統網架結構優化中GIS技術的應用

電力系統是較為復雜的、綜合性的系統，包括不同的組成部分，例如輸電網、配電網以及變電站等等，每個部分都有各自的特點，同時有自身的地理坐標。這些地理數據信息都需要某個系統來對其進行集中分析處理，這就需要采用GIS技術。GIS技術能夠對空間地理信息數據進行采集、存儲以及分析處理，同時也具有空間信息定位和查詢的功能，這樣就能夠給網架結構優化提供技術支持。

GIS技術能夠在網架結構優化中發揮有效作用的基礎是建立起GIS的空間數據庫，較為科學的方式就是按照網架結構所具有的特點設計出GIS軟件數據結構模型，例如在網架結構設計時要以道路為基準進行分段，從而將單條道路形成折線，使得道路段位于拐點間或者位于障礙點間。

2.3 以GIS技術為基礎的電力系統網架結構優化策略

第一，加快數據可視化發展。電力系統通過GIS技術能夠搜集到各個電力設備的地理信息，這樣就能夠形成完成的屏幕坐標系統，使其能夠通過電腦屏幕很形象的展現出來。與此同時也能夠將所有的數據信息進行統一儲存，并且能夠在屏幕中的不同位置標示出不同設備所在的地理坐標以及空間分布信息等。

配電網的節點主要是負荷點，所以要以負荷點作為中心進行網架結構規劃設計。要將所有的計算數據信息集中進行數據庫錄入，同時對于搜集到的數據進行相應的可視化處理，通過顯示屏展示出不同負荷點所具有的分布特征，以此作為基礎來進行分區的規劃設計，同時將負荷點作為界限來劃分所要優化的區域，之后可以地理實物分布為基礎得到不同分區銜接位置的地理坐標，這樣就能夠對不同的區域進行科學合理的規劃設計。

第二，對于分區主線位置的確定。相對于空間較為狹小的城市市區來說，郊區或者是鄉鎮區域具有更加廣闊的地理空間，能夠有更加充足的街道空間進行主線的位置的確定。最佳的主線位置應是距離負荷點最近的直線，按照不同分區相關負荷點地理空間不同，可以通過相應的函數“y=kx+b（k≠0）”來計算得到分區內主線的明確位置，通過計算K值的大小表示的就能夠此函數主線的斜率，這樣就能夠得到傾斜的角度，從而進行主干線的定位。

第三，對于負荷點鏈接模式的確定。主要是以初期確定的規劃最為參照來獲得負荷點的鏈接模式。在實際操作中主要是以主線作為參照，通過節點進行劃線，這樣就能夠和主線保持平行。在劃線之后就會形成各邊和主干線相平行的四邊形，以此作為基礎進行相應的計算就會得到此節點和負荷點間的距離，之后就能夠得到主干線和節點之間的距離，這些距離中最小的就是負荷點的鏈接模式。

第四，對于最初網架結構的計算。在進行最初網架結構計算時要首先忽略功率方面的消耗，而是要以負荷值作為基本的參照來進行計算，從而獲得配網架構的初始功率，之后再按照功率的消耗情況來選擇適合的導線。另外也可以通過相應的公式進行對應的檢驗，公式為：Umax>Ui>Umin（i=1、2、3）；Pij<0.5Pijmax（i，j=1、2、3）。

此式中，Umin表示的是不同節點所具有的最小電壓；Umax表示的是不同節點所具有的最大電壓；Ui表示的是不同節點的實際電壓值；Pij表示的是i、j所代表的不同線路節點的功率；Pijmax表示的是優化線路所能承受的最大功率。

一般情況下，普通線路的負荷極值都會達到線路負荷的50%以上，若是所得數據符合上述公式，那么就表示線路滿足標準要求。反之就要更換合適的導線，之后再通過此公式進行檢驗。

第五，對于分區電力網架結構的修正。對于負荷點的準確定位能夠影響到分區主線的選擇，同時線路所具有的負荷量以及負荷的分布情況也會對主線的良好定位造成影響。所以在進行主線修復過程中最主要的是要確定電源點的位置，確保其處在主線之上。若是電源點偏離了主線就要進行主線位置調整，保證電源點位于其上，這樣就能夠進行負荷的分解，從而形成i區段負荷以及j區段負荷，分別計算出不同區段負荷值，之后對其進行對比。若是SiSj，就需要對主線向著i的方向調整。通過此種方式再結合上述的一次函數就能夠得到網架結構的優化方案。

3 結束語

對于電力系統網架結構規劃進行優化就是要提升電網系統整體的運行效率，并且提升供電服務的質量。要以這些內容為核心進行相應的優化，優化過程中要通過科學合理的現代化技術來確保達到預期的效果，從而推動電力系統進一步發展。

參考文獻

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