城市配網規劃存在的問題與解決方案

馮德開

（廣東電網有限責任公司江門新會供電局，廣東 新會 529100）

我國城市配網大多投入使用年限較長，規劃設計與現階段用電負荷需求存在一定出入。尤其是在低壓配網中，其配電線路較多、網架結構較為復雜、運行環境差異較大，易出現由環境因素及技術因素造成的配網安全問題，嚴重影響了配網的可靠性和經濟效益，在城市配網升級改造過程中須全面重視。

1 城市配網規劃存在的主要問題

某市低壓配網主要負責區域居民生產生活用電，總容量960 kVA，線路全長3520 km。梳理近3 年該配網的運行資料發現，低壓配網規劃建設過程中存在典型的不合理問題，其主要表現在：

運行安全問題。低壓配網線路老化情況較為嚴重，裝置設備老舊，其絕緣安全性能和輸配電能力無法滿足現階段運行需求。該市低壓配網中約4/5的配電線路處于過載狀態，近1/4 的線路呈超負荷運行，很容易造成配電線路損毀，引起大面積斷電。

網架結構問題。低壓配網規劃設計時缺乏前瞻性，不同等級配網并行建設，未依照用電情況合理規劃和安全防護，這加大了配網運行風險。如在新增配電線路時，隨意設置線路接入點，使用戶側配電線路過于復雜，加大運行風險；低壓配電線路規劃，缺乏可靠的饋線自動化系統，配電系統脆弱，易出現短路、斷線及接地造成的大面積停電事故。

負荷分配問題。低壓配網運行過程中未依照用電需求做好負荷分配，造成臺區內用電需求與配電負荷不一致；未針對用戶用電量變化情況，做好不同時期的負荷調節，造成用電峰谷平時期負荷分配不均衡，導致用電高峰期末端低電壓、其他時段電量冗余。此外，部分電源點位置也須進行調整，其供電半徑過長、供電損耗較高、環境較為惡劣等，也在一定程度上影響配網運行性能及經濟效益。

2 城市配網規劃設計要點

2.1 目標分析

為進一步提升低壓配網的安全性、可靠性和穩定性，在其改造升級過程中應做好長遠規劃，從網架結構、參數調節、自動化建設等方面做好優化和拓展，詳見表1所示。

表1 某市低壓配網的規劃目標

2.2 規劃方案

低壓配網規劃設計的過程中應明確安全性、可靠性、經濟性、協調性、技術性、環境性等指標，確定配網運行經濟效益和社會效益，要有計劃、有目的地開展調整和優化，在最優原則基礎上改善負荷分布、規范網架布局、調整接線模式等。

負荷預測。低壓配網規劃設計時應建立有效的負荷預測模型，利用智能采集、特征分析及仿真模擬，快速擬合用電需求變化情況，開展需求評估和校驗，如圖1所示。

圖1 負荷預測模型

針對同一地區，可按照用電計劃表、歷年用電情況等，分區分塊計算用電負荷，將其輸入到系統中進行靜態特征分析，識別用戶用電特征及差異情況，實現電力負荷曲線模擬，確定用電負荷指標。

針對不同地區，應充分考慮環境差異，在用電量基礎上導入氣象數據，分析在不同時間、不同氣候下的用電特征，得到準確的負荷預測結果。必要時還須引入同類配電用戶量測值，將其作為參照進行負荷預測校驗，以得到準確、可靠、有效的評估結果。

2.2.1 站點分布

低壓配網改造升級環節，按照負荷預測結果合理規劃設計站點。一般站點設計時須先按照用電負荷需求和安全冗余標準確定容量指標，再根據供電經濟性需求調整電源位置，即：

為提升配網的安全效益和可靠性能，容量設計時依照負荷預測及負載現狀，保持30%以上冗余，這樣有利于配網的長遠規劃及穩定運行；

為提升配網的經濟指標和運行效益，在站點設置的過程中可將開關站調整為公用配電站，利用公用配電站增加站點。部分區域可搭配配電變壓器，將其作為高壓配電站，用于遠程輸配電；

盡量保證電源靠近負荷中心，使配電線路供電半徑最短，對于用電負荷波動較大的區域，可建立多電源分布形式，通過增加分布密度，為負荷不均勻分配提供有效保障。對于不同等級配電需求，遠程配電應適當選用高壓裝置，降低線路損耗，近距離配電，則可通過降壓調整減少配電風險等。同時，該形式還可減少站點間的供電線路長度，以減小配網線損。

2.2.2 結構優化

某市低壓配網中主要為單環網結構，系統性能較差。為增強網架強度，在規劃設計時可增加分段開關，形成多聯絡的分層環網體系，確保故障后第一時間進行故障區域的隔離和非故障區域重新送電。

按照用電負荷分層。按配電等級劃分為兩層配電體系。第一層為主干線及專線系統，負荷容量較高，用于遠距離輸配電；第二層為分支線及末端線路，負荷容量與用戶側用電需求匹配，保證平穩、持續、可靠供電。

按照負載情況分段。按照運行情況劃分為不同區間，通過分段開關、聯絡開關，設置成多段多聯絡模式，縮小故障區間，減少故障斷電時間。其中，主線路須依照主站情況設置分段開關和聯絡開關，分支線中應保證其至少含有3～4個分段開關，并在分段處設置聯絡開關，便于配網故障后能夠快速識別、定位和處理。

2.2.3 參數調整

一般應從環網參數、出力情況、負載設置三方面進行配網調整和優化，提升配網的安全質量和經濟效益。

低壓配網規劃設計時應對環網接線進行調整，合理設置線路接入點，減少不必要的配電分支線，尤其是要避免成環可能性較低的接線方式，以降低配網線損，改善配網運行效益。

低壓配網規劃設計時要做好主網和配網的協調，依照用電負荷需求適當調配，減少損耗。如在負荷較大的區域，在負荷指標下做好主網和配網規劃，使其協調配合，增強配網的可靠性、穩定性和經濟型。

低壓配網規劃設計時須做好負載的調整優化，修復和更換老舊線路、高能耗設備，按照節能降耗技術要求做好線路、裝置的改造和升級。

2.2.4 自動化建設

按照智能配網建設需求做好二次改造升級，利用自動化裝置提升配網遠程監測質量和安全防護效果。

現階段配網中最常用的為“三遙”系統，即利用智能電表、傳感器、敏感元件等采集用電情況和狀態數據，通過局域網和無線網進行雙向通信傳輸，在DTU、FTU等終端及主站控制基礎上，配合分段開關和聯絡開關，進行配網故障隔離。其中，主站中應設置專業自動化管理平臺，依照“三遙”需求設置功能單元，確保實時監測、雙向通信及遠程控制順利開展。必要時還要利用可視化技術、風險評估模型等，增強主站管理的直觀性、可靠性和高效性，在風險告警、歷史數據對比、智能決策等基礎上，全面提升配網運維質量。

3 結束語

城市配網規劃設計過程中要從可靠性和經濟性指標出發，對負荷情況、電源設置及配網架構進行調整，形成安全、高效的設計方案，做好配網的拓展和優化，形成系統化、層次化電網架構。全面把握城市配網容量現狀，在自動化、智能化基礎上實現城市配網的全面升級，最大限度降低線損，提升電能質量。