基于“布局+網格化”模型的中壓配網規劃研究

摘要：主要針對傳統配網規劃的局限性，提出利用“布局+網格化”模型進行中壓配網規劃，以實現統籌資源分配、主配層間協同、明晰分區供電、優化網架結構、提升供電可靠性等目的。

關鍵詞：中壓;配網規劃;布局;網格化

1? ? 具體問題描述

隨著經濟發展，社會用電需求不斷增大，電力用戶對電網安全、電能質量的要求越來越高。傳統配網規劃存在“頭痛醫頭，腳痛醫腳”的現象，缺乏全局的系統思維。“原生態規劃”不但會造成重復規劃、投資浪費，而且未能真正解決潛在問題。傳統配網規劃由于其局限性，難以適應日趨復雜的城市鄉鎮配網的發展需求。因此，要打破傳統配網規劃的局限性，尋找配網規劃思路的突破點，提升配網規劃的理論與技術水平。

2? ? 總體思路

本文提出采用“布局+網格化”模型進行中壓配網規劃，結合兩種模型的優勢，以達到統籌資源分配、主配層間協同、明晰分區供電、優化網架結構、提升供電可靠性等目的。布局規劃主要解決統籌資源分配、主配層間協同問題;網格化規劃更關注饋線組層級規劃，以明晰分區供電、優化網架結構為主。

2.1? ? 布局模型

“配電分區”是布局模型中的核心概念，是一個中壓網架中可以單獨進行配網專項規劃、邊界相鄰且不交叉重疊的相對獨立的供電區域。配電分區的劃分有助于布局規劃的數據篩選分析及實操應用管理，旨在方便分析研究變電站資源（站點、容量與出線間隔）的分配方案。

布局模型就是通過配電分區的劃分，“自上而下”地將變電站資源統籌分配到各供電網格，具體解決每回10 kV線路由哪個變電站母線出線間隔供電的問題。

2.2? ? 網格化模型

“供電網格”是網格化模型中的核心概念，是負荷特性相對一致、地理空間連續且不交叉重疊、面積大小適度的供電區域。供電網格是最小的規劃單元，直接體現饋線組規劃的“因地制宜”，同時用于輔助區域負荷預測、變電站資源分配及網架聯絡布局。

網格化模型就是從供電網格著手進行饋線組各層級（主干層、接入層、用戶）規劃，包括自動化與通信規劃，具體解決用電地塊（用戶）用上電及用好電的問題。

3? ? 方法步驟

“布局+網格化”模型可通過如下步驟開展中壓配網規劃：區域概況分析、電網現狀分析、配電分區劃分、負荷預測、電力平衡分析、上級電源規劃引用及變電容量需求計算、供電網格劃分、饋線組層規劃、上級電源資源配置及校驗、饋線組各層級規劃、配網自動化及通信規劃、投資估算及方案評估。

3.1? ? 區域概況分析、電網現狀分析

結合區域經濟發展、土地規劃、控制性規劃及配電網現狀，建立配電網規劃數據，主要包括資產數據、供需關系數據、企業運營數據、環境數據以及評估數據，對區域發展、電網現狀進行全面分析。

3.2? ? 配電分區劃分

配電分區邊界劃分以供電區域行政邊界[區（鎮）界、主要路網或規劃邊界]為主要約束條件，結合變電站分布情況及中壓配電線路間的聯絡強弱程度，作為配電分區劃分的判斷依據。配電分區邊界劃分建議如下：

（1）針對相鄰多個區（鎮）共用一座變電站或一個區（鎮）擁有一座變電站的供電區域，宜將多個區（鎮）劃分為一個配電分區。

（2）針對一個區（鎮）擁有兩座及以上、五座以下變電站的供電區域，宜將該區（鎮）劃分為一個配電分區。

（3）針對一個區（鎮）擁有五座及以上變電站的供電區域，宜結合該區（鎮）區域發展定位及土地規劃情況，將該區（鎮）劃分為若干個配電分區。

3.3? ? 負荷預測

在負荷預測前做好數據收資，包括電源數據、負荷歷史數據、輸電網負荷預測結果、業擴報裝數據、招商引資信息、用地規劃信息、城鄉發展信息等。為提高配網規劃的可視化程度，利用奧維地圖作為輔助工具，通過奧維地圖的圖表轉換，可將地圖上標示的信息轉換為Excel表格，作為負荷預測的計算工具。負荷預測近期采用負荷報裝法+自然增長法，中期采用年均增長法，遠期采用負荷達成法+負荷密度法，采用合適參數，通過公式計算，可以得出各時期各配電分區（供電網格）負荷預測結果。

3.4? ? 電力平衡分析、上級電源規劃引用及變電容量需求計算

結合各配電分區負荷預測，進行電力平衡分析。引用上級電源規劃，對配電分區進行變電容量需求計算。

（1）以規劃容載比為目標導向，得到各配電分區的變電站容量初步需求。

（2）針對部分變電站存在跨配電分區供電的情況，結合變電站現狀供電范圍及遠景布局，為盡量不改變變電站現狀的供電范圍，設置對應的邏輯站用于配電分區間的容量調配。

（3）完成配電分區間容量調配后，綜合考慮電源分布、供電現狀等情況，對各配電分區變電站容量進行優化調配。

3.5? ? 供電網格劃分

供電網格邊界劃分是在配電分區的基礎上，以現狀中壓線路沿布圖為基礎，結合土地利用規劃、控制性詳細規劃作為網格劃分的判斷依據。根據以下條件對網格邊界進行調整：

（1）分析城市規劃路網布局，網格不宜跨越主要路網、河流、山體等;分析城市功能區布局，不同功能地塊宜劃分到不同網格。

（2）針對邊界模糊的區域，如普通工業與居民混合、發展不確定、廣大農村等用電地塊負荷性質、路網邊界不明顯的區域，可適當調整網格邊界。

（3）為便于運維管理，網格劃分時應適當考慮行政區邊界的影響。

（4）考慮現狀網架結構，合理利用現有線路資產，避免大拆大建。

3.6? ? 饋線組層規劃、上級電源資源配置及校驗

在各配電分區變電站資源分配基礎上，結合各供電網格負荷預測，對各供電網格進行饋線組層規劃。中壓線路遠景網架布局應盡量與現狀線路走向保持一致，保障網架的合理過渡，避免大拆大建。為實現主配層間協同，中壓網架布局應結合輸電網網架結構、變電站高壓側母線運行方式，優先考慮站間聯絡，次之站內不同母線聯絡，下策為站內同母聯絡。饋線組層規劃步驟及基本原則如下：

（1）在供電網格劃分的基礎上，結合各供電網格負荷預測結果，選取合適的典型網架饋線組，如雙環網、三供一備、“3-1”環網等。

（2）選擇饋線組站間站內聯絡方式應結合考慮輸電網架結構（雙鏈、單鏈、輻射）、線路進變電站的形式（架空線同塔架設進站、不同路徑進站）、變電站高壓側母線運行方式（分母、單母運行）。即主網拓撲結構較強或強的，配網的聯絡方式可選取站間聯絡或站內不同母線聯絡;主網拓撲結構弱或較弱的，配網的聯絡方式宜選取站間聯絡。

（3）確認饋線組每回10 kV線路供電范圍及供電負荷，為每回10 kV線路分配變電站母線出線間隔。

（4）匯總各供電網格饋線組分配情況，對上級變電站容量、間隔分配結果進行校驗。如校驗不合格，則對部分饋線組分配進行優化。

3.7? ? 饋線組各層級規劃、配網自動化及通信規劃

優先考慮一個供電網格由一組標準饋線組供電，針對負荷密度高或地塊邊界難以拆分的網格，可適當增加供電線路，但不應超過3組標準饋線組供電。在饋線組層規劃的基礎上，開展饋線組各層級規劃，包括主干層、接入層、用戶層。主干層重點關注線路主干層走向、自動化關鍵節點（分段點、聯絡點）設置。接入層重點關注臺變、配電房T接線路主干層的方式，如單輻射分支線、主干配內環。用戶層重點關注低壓配網，如配變供電范圍、低壓出線回路數等。針對光纖通信規劃，結合自動化三遙點地理分布，為關鍵三遙點規劃光纖骨干網，其余節點以“花瓣”形式T接骨干網，形成支線環。

3.8? ? 投資估算及方案評估

匯總各供電網格饋線組規劃方案，按照標準造價，形成規劃項目庫及投資估算，按需求依次納入前期項目庫。

4? ? 結語

基于“布局+網格化”模型的中壓配網規劃緊密結合地方控規，具有前瞻性、全面性、系統性、策略性等方面的優勢，突破了傳統配網規劃自身局限性問題，能夠適應日趨復雜的城市鄉鎮配網發展要求，是一套非常有用、好用的規劃模型，值得推廣。

[參考文獻]

[1] 陳章潮.城市電網規劃與改造[M].2版.北京：中國電力出版社，2007.

[2] 金義雄，王承民.電網規劃基礎及應用[M].北京：中國電力出版社，2011.

[3] 廣東電網有限責任公司.江門十三五配電網規劃報告（中方案）[R]，2015.

收稿日期：2020-03-23

作者簡介：周杰文（1988—），男，廣東江門人，工程師，主要從事配網規劃工作。