基于供電所的配電網規劃研究

申一煬

（國網河南省電力公司內黃縣供電公司，河南安陽 456300）

1.配電網規劃的意義

由于社會主義國民經濟的發展，國家電網為地方經濟發展提供了巨大的貢獻，但也呈現出供應能力不夠、網架構造脆弱、安全性有待改善、供電施工難度過大等突出的問題，對配電網作出了合理計劃，以提高供電改造施工的可靠性以及供電運營的安全與經濟效益，從而提高電能品質，是供電公司的主要職責。供電計劃是一項知識密集型的科研領域，它涵蓋了電力系統運營的許多方面。現代配電網計劃主要通過科學研究的方式，確定規劃區何時何地建設或改善電力設施，使未來的供電企業可以適應與符合市場的發展趨勢以及對各種新供電技術的需求，更可靠地為顧客供應所需要品質的電力；能夠符合城市建筑規劃的需要；符合環境、美觀等其他公共需求。在實現以上約束目標的基礎上，為公司發展追求最大的經濟性與效益[1]。

2.配電網網格化的規劃原則

供電公司要規劃出負荷經濟發展的完善網絡，根據已配線的網格特點，以運行問題為基礎，在適當降低改造量的基礎上，逐步解決城市配電網的架設要求；根據未配線、管理機構較復雜的區域特點，從已有路網的運作方案上明確聯接中心性質、特點，之后再經過對城市供電網問題的綜合評估，提出改造方案，并測算改建經費；在已有城市配電網線路的正常運行狀況下，再確定聯接中心特性，并根據其原因，遵循節省工程經費的基本原則，從原有的單環網向架設目標轉變；面對負載發展范圍不明確的網格，要有針對性地設計發展規劃，明確負載增長點范圍。

城網建設考慮的電源可靠性程度是指在供電設施停運后，對用戶持續供電時的可靠性程度，供電公司要從滿足電網供電安全標準和對用戶供電的可靠性程度兩個方面具體規定。中壓配電網的用電安全實行“N-1”安全原則，即中壓配電網的一個架空線，或一根光纜，或變壓器上的一個降壓變電器出現故障停機段后，在一般情況下，除故障段外不停供電，也不能出現電壓過低和設備上不允許的過負載情況；在原計劃停機情形下，又出現故障停機段時，可以部分中斷，并應當在規定日期內重新供電。城網結構是城網建設的重要基礎，要能夠靈活適應城市建筑體量、負荷壓力、用電需求以及經濟效益與安全性。變電所應當按照城網綜合負荷、區域負荷的需求預測和地理環境要求，并本著利于實現建設目標能力和方便網絡經濟運行的原則加以合理布置，同時預留了插入或新建變電所的可能性。

規范的城網結構應滿足各級高電壓電網的接地規范，以增強安全性，并降低維修、檢測的費用；高壓配電網接地簡單，以滿足智能化管理和無人值班工作；下一層供電能支撐上一層供電。同時，規劃的城網結構還應當符合供電送出條件和形成長期穩定安全的供電能力，以滿足城市用電市場擴大和消費的需求；具有一定的裕度和應變能力，并具備技術先進性；供電運行方式要靈活、經濟，線損和成本控制事宜也相應較少；接地結構簡單、分層清晰；結構形式和潮流方向科學合理，防止電磁環網和網內環流；采取適當措施，控制了短路電壓[2]。

3.供電所配電網存在的問題

3.1 供電安全性較低

單輻射型線路，和部分負荷頻率偏高的單環網線，但不能符合“N-1”的電力安全標準，因此用電安全性較差。相關線路中存在著單線單變的配電方案，當線路或電力變壓器故障后，整個線路都面臨著斷電風險，而現狀的十二回線，僅有二回線達到了可轉配電條件，可轉配電效率、環網效率和站點之間的聯網效率等數據都需要通過此項目得到進一步完善與提升，以提高供電可靠性。

3.2 線路的建設問題

目前，供電所中壓線存在聯絡方式不合理、負荷值偏高的狀況，因此在建設過程中首先應該著重處理由于重過載等問題而造成的用戶報裝設備受限問題，然后再根據負荷預估結果和上級供電狀況，在建設專線的同時，考慮對既有的配電網架加以更新，并逐步淘汰單輻射型線，提升可轉供電效率、站間聯網效率、環網效率等，并針對在建設期間可能發生的負荷突增等狀況，提前建設好健康、安全可靠的網架。

3.3 變壓器重過載問題

供電所目前的現狀是具有數量較多的重過載供電變壓器，在有限的基礎建設投入下一次性解決這些問題并不太現實，所以，對負載比較集中的地方可采用直接更換大容量變壓器的方式，以緩解相對緊張的現狀負載增長；而對負載提升速度較慢和今后可能產生大量集中負載問題的地方，則建議采用“小容量、密布點”方法，以科學合理的方式劃分負載，并及時進行地區規劃，以應對未來可能出現的負荷增長。造成這種問題發生的因素，主要是由于該區域配置的供電變壓器容量，相對于近年來日益增加的城市周圍供電負荷需求偏小，無法應付類似的城市用電量突增。

3.4 設施不健全

隨著人們日常對電力的需求量迅速增加，使得供電常常超負荷運轉。在現在的配電網中，設施更換速度趕不上日新月異的新時代。配電網潮流計算布線模式比較單調，現在的供電所接線方式大多為單輻射線，但這些線的一個突出弊端是內部結構較為簡單，不能適應轉供需要，必須通過聯網方式增加配電功能。供水電壓過低，導電線徑過小或者超負荷用電等都是造成供水電壓過低的重要原因，這個情況在節假日前后比較突出。

3.5 沒有先進信息技術的使用

由于受經濟條件和環境的限制，傳統計算機無法應用到城市的供電網絡設備中，從而導致在收集數據并加以處理的過程中，極易發生運算上的出錯甚至是在數據處理上的遺漏，進而造成供電所在信號獲取過程中無法獲取配電網的問題所在，或者是發生故障造成中斷等不良現象[3]。

3.6 設備老化問題嚴重，不易維護

配電網中存在的交流輸電線路設備老化問題很容易被人們忽視，這是一個很大的安全隱患，輕則造成斷電，重則甚至威脅到人類的生命和財產安全。另外，供電所的修理人員是否保養成功也是一個問題，因為修理人員是直接與用戶聯系的，在某個程度上修理人員也就代表了供電所的整個面貌，所以對維修技術人員的專業技術培訓變得非常關鍵。

4.優化供電所的配電網現的規劃方案

4.1 改善配電網架結構穩定性

配電網架結構的主要性能就是要求輸送線走向更加安全暢通，對于供電所的輸電有著重大作用。因此，在施工過程中要避免線路結構過于復雜的問題，同時對裸露的輸電用線也要選擇良好的絕緣線路，防止出現安全隱患。

4.2 加強配電智能化程度

在當前的很多應用領域里，智能化技術一直被普遍采用，而且都得到了良好的回報。但是，中國配電網在這個方面的技術還處在剛開始的水平，與發達國家相比，他們不僅起步較早，而且電網技術發展的核心都在這里。未來中國社會經濟的發展離不開自動化科技的應用，如果不是配電網的高度自動化，整個故障診斷、隔離和修復時間都將相當漫長，甚至不能進行網絡重建和自愈。所以，加快供電網的智能化建設是必然趨勢，只有這樣，才能增強供電所在行業的實力。

4.3 做好對維護人員的培養工作

供電所維護人才是直接和使用者發生聯系，在相當程度上也代表著供電所的門面。所以，強化對維護員工的素養考察和專業技能的訓練是十分關鍵的。修理人員的微笑式上門服務是給老百姓的一抹朝陽，也是獲得老百姓好感的重要途徑，可以減輕或者是防止修理人員和老百姓之間產生沖突。

4.4 科學合理地開展負荷預測

電網長期負荷預報是發電生產規劃的重要依據，是發電市場工作順利開展的必需資料，同時科學合理的短期負荷預報也有助于優化工作的開展，所以做好科學、正確的長期負荷預報是做好配電網建設工作的重要基礎。根據地方政府規劃方案、區域發展狀況等客觀因素的需要，在注重適當超前和可持續發展的原則下，供電公司采用合理的預報模式和方式使負荷預報的成果更為精確，能夠為城市規劃建設提供科學合理的基礎條件與保障。

4.5 配電網的整體規劃思路

基于同一網格下的配電網潮汐計算規律，其一般基本思路是將供電所劃分各地區，并按照配電網對潮汐的設計情況、地區狀況作出整體規劃，并正確、合理地歸類不同土地屬性、經濟發展水平，以預測在規劃范圍內的最大綜合負荷。另外，針對配電區距離的不同的情況，可以確定配電網的網架目標與模型，以網格作為設計配電網、連接用戶的基本單元，以便實現網格化管理的供電要求[4]。

在對城市配電網的整體空間結構進行布局策劃時，首先應當按照使用者特性分類，即工業區、商業區、農村居民點、行政村等，并將之視為基礎，整體布局城市的配電網絡空間，隨后再按照城市地域狀況，確定配電室、變電所等基礎設施的具體建筑地點。

4.6 深入信息融合

供電所開展的城市配電網管理工作信息來源包括很多方面，如市政規劃、使用者報裝、建筑設計合作等，其中，使用者是與供電所的對內合作，而城市建設和市政規劃則是對外合作。市政信息系統主要以城市道路施工規劃、城市供電網絡改遷施工為主，也包括已開發區域信息、變電站的規劃信息、建設線路情況、電力情況等。

在對配電網路實施城市規劃時，所發生的數據相當多，而且多與城市規劃的地域背景有關。一般情況下，可通過CAD圖形保存有關信息，以便建設工作人員清晰、直觀地掌握配電網信號，便于規范管理工作的實施。從配電網建設管理狀況來看，多由建設管理人員任命的信息管理者，主要承擔信息系統的更新任務。另外，需要形成信息資源共享制度。由于配電網覆蓋面廣、頻率變化等特點的出現，如果信號交換不及時，將產生很大沖擊。所以，政府要與當地社會形成良好信息溝通制度，建立城市配電網設計、規劃管理等制度，以確保信息的暢通，并及時地把消息傳達給規劃工作者，以便于在推進城市規劃過程的同時，提高城市規劃管理工作的順利進行。

4.7 加快精益化、標準化配電網建設

改變“掛燈籠”和“蛛蛛網”形狀的供電現狀，做到科學合理連接，明晰配電網架構。供電公司要根據中心城區的“掛燈籠”式多電源、遠距離電力架空網絡項目進行整合改造，對多分段連通項目進行整合改造，并根據城市規劃逐步實施電纜化改造；對連接點過多的架空線路、電纜混合網加以分析，移除不必要聯絡中心和供電節點，組成較為自由的單環網或雙環網，以改善網絡連線；對不符合“N-1”規定的饋電方式進行改變，通過重新插入供電節點、割接負荷和將線路切改等方法加以改變。

4.8 提高運維效率，積極構建精益化的運維系統

供電公司要重視配電網絡設施提升改造工作，積極采用旋弧式負荷開關、智能開關等免維修、高可靠性的裝置；積極整改異常的區域，適度開展城市配電網智能化建設，積極優化供電系統通信網進行城市配網信息可視化。供電公司要運用國家“電網化”計劃研究成果，根據配網搶修規范化需求，主動構建“電網化”的搶修系統，以減少復電難度；需要積極運用城市配網資源建設運營一體化的管理系統，進行配網主動管理與優化調整，以提升城市配電網運營效能，指導電網設計、工程改造以及負荷切割等實施方案制訂工作，并通過典型的城市配電網網架發展流程，嚴格控制城市配電網架發展流程[5]。

4.9 其他方法

除了以上的優化方法外還有很多其他的方法，比如，提前模擬：利用電子仿真、云計算等技術，在提前計劃好的工作空間中建立配電網，以精確測算耗電量，并詳實記載、合理調度，為未來工作的實施提供了保證。以實用價值視為重要指標：在網格化配電網建設、規劃過程中，為了更好地服務于使用者，應特別注意輸配電網絡的實用價值。在合理規劃布局的基礎上，盡可能覆蓋所有用戶，考慮極有可能發生的突變，有備無患。適時更新設施：配電網建設過程中，要適時更新已破損、老舊的設施，著重排除容易發生故障的地方。進行供電布局計劃：針對跨越式發達的區域，應當及時合理規劃變電站及各資源，根據政府的計劃情況，進行重要區域的供電計劃。根據對條件滿足要求的區域，可以進行負荷、空間利用的預測處理，并建議當地政府在總體規劃上，留出一些空間、用地，以確保在滿足國家總體發展時期，順利開展城市配電網的建設管理工作。

5.結論

科學合理的配電網計劃能夠優化電網建設改造項目，是改善企業投資效率的最有效方式，是提高城市發展規模的關鍵組成部分。配電網建設是一個長期性、經常性的工作，只有在綜合了區域經濟社會發展狀況和用電市場狀況等因素下，通過結合現代科技的方式方法持續地對計劃進行滾動調整，才能達到國家電網的可持續發展，并做到有備無患。