城市電網設計的關鍵問題與技術

賴英迪

【摘 要】電網是電力系統中的各項設施構建的整體，電網系統的主要功能是為人們提供穩定的電能，變電、配電、輸電三個單元構成了電網。合理的電網規劃與電力設計能夠確保電網的穩定運行、電力安全，電網建設的規模也是由電網規劃、設計決定的。此外，電網建設通常會占用大量的人力、財力、物力，而電網規劃、電力設計工作還決定了電網建設的成本以及施工時間，所以會直接對電力企業的經濟效益，電力用戶的正常生活造成影響。因此，探討電力設計、電網規劃對電網的影響有著重要的現實意義。

【關鍵詞】城市電網設計；關鍵問題；技術要點

中圖分類號：TM715文獻標識碼：A

引言

隨著經濟社會水平、科學技術水平的進步演化，標準化在保障產品質量安全、促進產業轉型升級和經濟提質增效、服務外交貿易等方面發揮的作用越來越明顯。在支撐和推動國家科技創新、制度創新、產業創新和管理創新，加快促進技術專利化、標準產業化的過程中發揮了關鍵作用。

1城市電網設計要點

1.1保證設計電網的可靠性

我國城市對電力的要求越加嚴格，不僅對電量增加提出要求，相應也對質量、安全與可靠性提出全新的標準。特別是電網規劃，需要密切聯系人口密度、電量需求等因素，根據實際特點，提高電網可靠性，這也是電力系統持續、穩定供電的體現。只有在設計中強調可靠性，才與居民的用電需求有效適應，并且平穩提供電力能源。當前居民逐步強化環保思想，傳統高能耗、重污染的交通方式已逐步變成電力公車與鐵路，一定程度上保護了城市環境。但是，電力公車與鐵路也對電網企業產生更大的供電壓力。一旦電力系統發生故障，必將造成道路交通擁堵，甚至威脅城市的運行。所以，對設計電網來講可靠性非常關鍵。

1.2電壓等級設計

電壓等級的確定是電網建設工作中的重要部分，會直接對電網建設后續工作產生一系列的影響，所以相關工作人員必須做好電壓等級的確認工作。我國城市、郊區地區的用電量有著較大差異，所以電壓等級的確定要根據城市、郊區的分布確定。在確定城市的電壓等級時，必須規避重復降壓等現象，在電網建設中合理的構建中高壓、高電壓等節點，還要根據城市中不同的區域實際用電情況進行針對性的規劃，這樣才能確保電力傳輸的效率，人們的正常用電以及電力企業的經濟效益。在確定郊區的電壓等級時，也必須實地進行考察，現場勘察郊區的電力設施建設情況，然后根據實際情況確定電壓等級。

1.3負荷轉移

負荷轉移功能是確保電力安全運行的重要功能，所以電網的規劃往往都會考慮到負荷轉移功能。在電網規劃、電力設計工作中。在電網系統運行出現不穩定情況的時候，應該確保電網能夠及時的將符合進行轉移，以此確保電網系統運行的穩定性，避免安全事故的發生。在實際工作的過程中，如果電網出現了大面積故障，就必須對故障的原因、現象進行分析，在維護的過程中要保證備用容量能夠保證排查、維護工作的正常進行。所以電網規劃、電力設計工作也要將可能發生的事故、檢修工作納入考慮范圍。

電網在運行中出現的問題也各不相同，如果電網運行的過程中配電技術出現了問題，就能通過適當的改變、調整就可以解決。舉個例子，如果電力系統中變電站中的一根母線出現了異常，經過檢查也很難檢測出問題發生的原因，所以電力系統在運行的過程中，中壓配電網也能對整個電力系統的運行提供保障。要確保電網的正常運行，必須確保滿足以下幾點要求：①部分電力用戶的供電回路有兩條，只要保證一條供電回路的正常運行，就能夠為用戶的用電提供保障；②部分電力用戶的供電回路有三條，如果其中的一條出現問題，也不會對電力供應構成影響，但是如果有兩條發生了故障，就會導致供電電能只有正常情況的3/4；③變電站中的回路發生故障的時候，恢復正常供電的時間與解決斷電花費的時間相同，如果電網的供電形式為環網供電形式，那么達到最低電量的時間和電力恢復的時間相同，一般情況下，要在2min之內恢復對配電網的控制，避免對電力用戶的正常用電產生影響。

1.4變電站的電力設計

一般情況下，在進行110千伏及以下變電站規劃設計的過程中需要遵守以下幾點規定：①在規劃、設計之前要充分的做好實地考察工作，確保區域電能符合當地電力用戶的需求，并且保證電力企業的經濟效益。同時，在設計的過程中也要充分考慮到電網建設所需要花費的成本，盡量避免不必要的資金投入。②在規劃設計110千伏以下的電力時，要對接線形式、出線回路的數量、供電的電源進行合理的規劃。比如，在選擇接線形式的過程中，一般都會選用橋式接線，在設計的過程中要根據實際工作情況，不斷地對接線形式進行改善，根據實際情況選擇內橋接線或者外橋接線。規劃供電電源的過程中，為了保證電網系統的穩定運行，也要盡可能的采取備用電源，以此為其提供保障。

2城市電網設計關鍵技術

2.1負荷預測技術

在規劃和設計電網過程中，首先應預測電網未來負荷增長。在規劃操作中，保證負荷未來數值的準確性，但預測過程中，極有可能受到各種因素干擾，因此，有必要采取合適的預測方式。應在預測操作中綜合利用各種方式，對各種方法取得的結果認真比較，選擇準確度最高的方法。經過研究可知，參數模型和非參數模型預測方法可得到最精準的數值。其中參數模型是基于理論角度分析運行負荷及不同電網負荷之間的影響情況，對各種關聯數據有效明確，進一步構建比較完善的模型。非參數模型是對實際運行電網中可能產生的因素整合思考，對多變量性、時效性的負荷因素整體參考預測，更多人員使用這一方法，主要是由于其具有較高準確性。

2.2電網規劃評估

電網規劃評估主要是評價電網規劃的關鍵技術可行性的一項指標，主要是以規劃設計方案評估為基礎，綜合評價整個方案的可行性和實用性。經過研究電網，規劃設計評估工作要對整個設計方案進行分析和評估，例如整個電網的供電能力、安全性、綜合線損評估等，然后根據這些數據評價整個電網結構的可行性，在評估調結構供電能力及其安全性過程中，會運用到容載比公式、潮流計算公式和短路電流計算公式等，若計算出電網結構的容載比高，則說明變電站的容量大，整個電網經濟效益低，調整相關數據，優化電網設計方案。

2.3網架結構優化

在電網規劃中，主網規劃的界限模式分為很多種，例如雙輻射型接線、T型接線，這兩種網架結構都比較簡單，但是缺點是靈活性不夠。配網的網架結構也有多種模式可以選擇，常見的有單輻射模式、架空線多分段兩聯絡等，架空線多分段兩聯絡連接模式是將整個配網的網架結構分成多段，每一段又可以有自己的連接方式，這兩個連接模式靈活性強，因此，在整個網架結構過程中確定整個結構的主網和配網的連接方式是優化網架結構的一種重要途徑。現階段，隨著我國電力系統趨于完善，電網規劃中網架結構的接線模式得到了有效調整，接線方式得到了有效簡化。

結束語

綜上所述，我國電力系統在發展中不斷完善，為人們提供更加優質的服務，在提高人們生活水平上有一定的貢獻，但是這也對電力事業提出了更高的要求，電力規劃設計方案需要根據社會發展情況不斷改進和優化，為促進我國電力實業發展提供幫助。

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（作者單位：國網浙江象山縣供電有限公司）