城市配網規劃和建設中的問題與對策分析

葉舟

（國電南瑞南京控制系統有限公司，江蘇 南京 210000）

城市配電網是關系到城市建設與發展的重要因素，而配網不僅關系到電網的建設和改造，而且還關系到整個城市的電力供應和質量保障問題。科學地規劃與建設城市配電網，是當前我國電力系統相關人員的重要工作，電力供應是保障人民經濟、安全、高質量用電的根本，也是我國城市發展的長期戰略。長期以來，由于種種原因，我國的城市配電系統存在諸多問題，這不僅會對城市居民的生活品質產生很大的影響，也會成為城市長期發展的瓶頸。本文就目前我國城市配電網建設中的幾個問題進行了討論，以期為今后進一步發展城市配電網提供有益的借鑒，同時，也為我國城市可持續、穩定地發展，改善居民的生活品質打下了堅實的基礎。

1 城市配網的整體規劃概述

分配網規劃一般是指長遠的計劃，該計劃一般長達5～10 年甚至20 年之久。在短期內的計劃，僅僅是根據負載的增加來調整原有的電配網。計劃的重點是確定合適的擴建時間、合理的變電站位置和變電站的大小，還要考慮到電網的線路規范和電網的電壓水平等。另外，還應當達到供電可靠性和供電質量一定的要求，在此基礎上，結合該地區今后數年的用電量及地理環境，制定本地區的配網規劃。這種分配制度具有以下特點：與城市的建設和美化息息相關，其分布范圍很廣，電氣設備種類繁多，結構也比較復雜。分配系統的投入一般可以達到總投資的40%左右。配電網的設計與可靠性，將直接影響到用戶的供電連續性和供電質量。統計數據顯示，電力供應中斷的主要原因是配電系統發生故障所產生的。因此，在電網的總體規劃中，配電計劃的重要性不言而喻。

2 城市配網規劃與建設發展現狀

（1）沒有深入地理解配電網絡。目前，國內許多地方都不能對電網規劃內容進行深入的剖析，同時，也沒有更好地辦法進行深入地分析電網的規劃，存在著容載率和負荷率概念混淆、文字表述不清楚、數據不一致、數據采集不完整等問題，有的地方甚至只能對線路的負荷率和聯系方式都只是進行一個簡單的分析，并不能真正地反映出配電系統的問題，而且無法對正在運轉的設備進行綜合分析，不能有效地保障設備的安全使用，導致了經費的浪費。

（2）電纜鋪設不合理。在市政城市建設工程中，請務必聽從專業技術人員的指示使用電纜線。關于電纜進入地面的特定操作規程，由于沒有統一的法規，而且與地方當局的交流也不多，某些地方在興建城市的時候，過于講究美觀，如果沒有專門的技術人員進行指導，貿然將這些線路全部埋入地下，實在是一種極大的浪費。這對未來城市的配網規劃，也有很大的影響。另外，這些行為也會對城市配網增加日常維護和管理工作的難度。

（3）電力計算有很大的偏差，而且不能準確地預報負載。由于對電力系統的負荷預報知識缺少更多的認識和沒有專用的計算機軟件的使用，由于所收集到的資料不完整，在城市的配電網規劃中，很難對其進行精確的負荷預測，在電網結構方案的布置、線路路徑規劃等方面存在較大的偏離，從而造成無功電壓計算、電器潮流計算、短路電流計算等計算誤差。未按有關規范檢查短路水平、線損率、電壓等，甚至有一些地方在沒有進行電力計算的情況下，就開始編制計劃，缺少了一定的理論依據，使得計劃很難在實踐中付諸實施，從而造成了大量的人力、物力的浪費。

（4）技術經濟指導是沒有原則的，投資估計不正確。在設備投資方面，各國有不同的標準，也沒有一個統一的技術經濟原理。例如，A 區域同樣型號的電纜，售價為1020,000 元/公里和1720,000 元/公里。同樣的生產廠商和型號的環網柜造價，成本為2.5 萬/臺和13.5 萬/臺。同時本區域的無功補償設備的價格分別為413 元/kvar與190.6 元/kvar，這樣，在計劃的時候，對投資的預算就會出現很大的偏差。

3 城市配網規劃與建設發展中存在的問題

在傳統的電力建設中，我國常常把發電放在首位，如圖1 所示，在供電過程中，事故是次要的，而對城市的配電網絡建設卻沒有給予足夠的關注，這就造成了一直以來存在的電力供應和分配的不平衡問題，這對城市的發展造成了很大的影響。后來政府開始將注意力放在城市的布線規劃和建設上。目前，國內已經開始考慮改變“重發電、輕輸送配電”的現狀，通過對配電網絡總體布局的規范、合理性進行完善，已取得了一些成效。但是這其中依舊存在一些重要的問題，主要概括為以下幾個方面：

圖1 城市配網規劃中存在的問題

3.1 城市配網的發展受到城市建設的影響

（1）網絡結構復雜，條理不清。在早期的配網建設的過程中,對配網網絡結構考慮不嚴謹、缺乏整體性,因而，一旦電網出現故障，線路維護工作就會變得非常復雜，有時，還必須增加一些其他的因素，增加了工作的復雜性，員工工作起來很困難，這就造成了電力設備的不靈活。

（2）電力分配不當，造成電力供應半徑太大。供電電力線太長，會產生更高的導線，這一切都是由于前期總體規劃的不夠完善，沒有充分考慮到電網供電節點的分布。因此，在供電質量、線路維護等諸多問題中，一些地區還存在著負荷不平衡現象。一方面不僅會降低人們的生活品質，還會帶來不必要的經濟損失。

（3）網絡結構設計不足，影響以后的靈活運作。由于在前期的網絡規劃中，沒有充分的考慮，也沒有全面的規劃。這就造成當需要維修或者增加線路的時候，設備無法進行靈活的調節，這就限制了他們的工作，有一定的局限性。

3.2 電力使用期間事故頻發

較高的故障率和電力供應的可靠性降低。由于受環境、技術條件等因素的制約，我國大部分電力系統采用的是高架線，但最近幾年，環境越來越差，氣候也越來越惡劣，這樣一來，高架橋的損壞程度就會大大提高。高架線的損壞會降低電力供應的可靠性，而且修理的難度和維修的安全性也不能估計。

3.3 城市電網妥協于城市建設

由于前期總體規劃設計不夠完善，未充分考慮到電網供電節點的不均衡等問題，給后期的供電質量、線路維護等帶來了諸多問題，在一些地區，還存在著主變負荷不平衡現象。這不僅會降低人們的生活品質，還會帶來不必要的經濟損失。由于在前期的網絡規劃中，沒有充分考慮，也沒有全面規劃。這就造成需要維修、增加線路的時候，裝備不能隨意調節，造成一些工作的不暢。

在配電網建設中，要研究和搜集大量的資料，從而保證在制定科學、合理、高效的電力系統的基礎上，綜合考慮各種因素。如前期的研究、數據收集，都需要大量的人力物力資源，花費大量成本等，這都需要我們事先做好規劃。然而，這樣一個龐大的工程，其實施的難度可想而知，這也成為了目前我國城市配網建設面臨的最大問題。

3.4 負荷分配不合理

負載量增加飛行速度，電網建設用地緊張。隨著我國經濟的迅速發展和城市建設的日益完善，住宅的密度也越來越大，城市閑置土地日益減少，一方面，由于住宅密集的電能負荷密度不斷提高，而城市土地面積縮減，使得城市電網的規劃難度加大、電力供需矛盾更加突出。此外，除上述還有一些電源裝置的自動機較差；電力供應緊張期間的電力分布及負載控制；配電網管理混亂，設備老化，造成電壓下降；配電網絡的無功補償問題；由于導線截面積小，電阻大，從而影響了供電質量。

4 城市配網規劃和建設中的優化措施

在城市布線規劃和施工過程中，存在著許多問題。

（1）由于存在諸多不確定性因素，使得電力系統的負荷發展和分配情況難以精確地預報；（2）我國城市電網的規劃和建設，涉及到多個行業，在保證安全性、可靠性、投資成本等技術和經濟性的前提下，同時，也要與市規劃、其他相關部門進行協調，以適應城市發展的需求。

因此，在進行城市配電網絡規劃時，需要綜合考慮各種因素。

4.1 做好系統規劃，形成合理架構

在不同的方案中，目前的配電網的布線模式是一個自然的出發點，如果從將來的互聯網發展趨勢來看，要做好計劃，要把所有的因素都考慮進去，若不對現有的負載狀況或失效狀態進行調查，對整個網絡的技術能力進行客觀評價，對現有網絡的缺陷進行分析是不現實的，因此，在計劃中不能針對問題，并有針對性地給出解決辦法。為此，我們需要對已有的網絡做詳細的分析與解決，在最大限度地了解規劃地區未來的負荷發展趨勢，并運用多種計算手段準確、合理地估算該地區的負荷，這是電網規劃和設計的關鍵。由于計劃期的負荷水平偏差是導致投資失誤的重要因素，而過快的預測負荷將導致投資提高、過剩的電力供給不能充分利用，如果負荷預測偏低，將會導致電力系統的建設不能滿足負荷發展的需要。只有對已有的電力系統進行全面的認識，準確地進行負荷預報，才能使電力系統具有安全、可靠、適應能力強、結構合理、裕度充分的特性。

4.2 調整線路負荷，實現用電優化

線路的自動優化。為提高電力供應的利用率和電力市場的供電品質，實現線路的自動優化是必要的，根據城市的供電特性和電網的運行需要，實現線路配置開關的自動化功能。鐵路的自動機改造要因地制宜，要做到科學，不能盲目。對電纜線上的開關、環形開關、電纜線上的分支開關，根據實際情況，可以選擇一種長程或雙程；以及對高架線路的自動切換，那么它應該裝有1 個自動開關和1個雙重遠程控制的分閉自動開關，同時設有2 個遙測功能，可以實現對各個站點的主要監控。對架空支線自動切換裝置的設置，應增設自動保護，要增加自動化保護功能，該系統具有2 種遙測功能，可在某一分支出現故障時，及時切斷故障線路，確保主干電源的正常運行。

節能的具體措施：一是有效地調節工作電壓，減少有功率損失；二是實施線路損耗目標管理責任制；三是注重三相負載均衡，以減少配電變壓器的損失；四是大力推廣節能型變壓器，減少無負荷損失；五是加強對輸電線路的巡視和維修，防止出現漏電事故；六是盡量減少維修次數，改善維修質量，改進帶電維修技術，有效地縮短維修周期；七是大力推廣國內外新技術，更新設備和材料，既能達到治本的目的，又能有效地減少電力損耗。

4.3 保證系統安全，提升建設前瞻

城市配電網絡的自動化是城市電力系統發展的必然趨勢，尤其是對電力系統的可靠性要求不斷提高。其目的在于改善城市配電網絡的供電可靠性，改善電力系統的供電品質，減少線路損耗。這是我國城市中低壓配電網發展的必然趨勢。因此，規劃人員在規劃和建設配電網絡的技術原則時，必須充分考慮到配電自動化的可行性，尤其是在通道建設、設備選型等方面，充分考慮到配電自動化建設的需求，避免重復建設和資源浪費。城市配網規劃相對于主網規劃而言，存在著時間上的局限性。特別是隨著我國城市化進程的加快，城市規劃的調整、地區負荷的增長、環境的變遷、不確定性的增大。在規劃設計低壓配網時，要主動與城市規劃、施工管理機關保持密切的關系，適時調整和確定電網建設項目及資金的投入，中、低壓配網規劃設計要嚴格、靈活，才能真正承擔起電網建設和投資決策的作用。

5 結語

總而言之，我國越來越重視城市配電網的規劃，這是一項關系到整個社會、促進國民經濟發展的重要民生項目。因此，應充分關注城市配電網絡規劃中的一些問題，并對其進行合理的規劃和設計，同時，還應及時采取有效的對策，使之得到迅速、穩定的發展。此外，電力供應計劃部門的員工在工作之余，也要充分認識到電力在社會中的重要性，為其更好地發展做出更多的努力，從而為提高我國的總體經濟發展水平奠定良好的基礎。