張志剛

摘 要：在社會不斷發(fā)展的過程中，人們對電力的需求量越來越大，對供電質(zhì)量和穩(wěn)定性也提出了的要求，然而就我國當(dāng)前中低壓配電網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀來看，其中仍存在一些不同忽視的問題，大大降低了供電質(zhì)量，嚴(yán)重影響了居民的正常用電，這就迫切的需要對城市配網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃和改造。該文主要闡述了當(dāng)前城市配網(wǎng)建設(shè)中的問題，對城市配網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測應(yīng)用進(jìn)行了分析，并詳細(xì)研究了城市配網(wǎng)規(guī)劃與改造對策，以期更好的指導(dǎo)規(guī)劃和改造工作的開展，有效解決配網(wǎng)供電問題，增強(qiáng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：城市配電網(wǎng) 負(fù)荷預(yù)測 規(guī)劃 改造

中圖分類號：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（b）-0205-02

近年來，城市配網(wǎng)獲得了迅猛的發(fā)展，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電力的智能化和自動化，在城市用電量逐漸增大的同時，傳統(tǒng)城市配網(wǎng)已經(jīng)無法滿足人們的需求，進(jìn)行城市配網(wǎng)的規(guī)劃和改造已經(jīng)成為當(dāng)前亟待解決的一項(xiàng)任務(wù)。當(dāng)前我國已經(jīng)意識到城市配網(wǎng)改造的重要性，投入了大量的資金，對城市配網(wǎng)的薄弱之處進(jìn)行重點(diǎn)改造。因此，研究城市配網(wǎng)規(guī)劃與改造問題具有非常重要的意義，能夠規(guī)范配網(wǎng)的改造建設(shè)，有效規(guī)避城市配網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，達(dá)到電力需求標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，為相關(guān)研究提供參考意見。

1 城市配網(wǎng)建設(shè)中的問題分析

（1）配網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有待完善。

早期的城市配網(wǎng)規(guī)劃由于當(dāng)時社會和城市發(fā)展情況的影響，在具體的設(shè)計(jì)中沒有很好地進(jìn)行綜合性的考慮，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很不完善，突出表現(xiàn)在配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)固定、難以改變，也就直接給后期的維修和改造工作帶來了極大的挑戰(zhàn)。

（2）配電網(wǎng)電源布置不恰當(dāng)。

在較早的城市電網(wǎng)合理布局設(shè)計(jì)上，相關(guān)部門沒有能夠進(jìn)行全面、科學(xué)的考慮，缺乏對遠(yuǎn)期配網(wǎng)問題的預(yù)測，只是從當(dāng)時短期內(nèi)的具體情況出發(fā)，進(jìn)行城市配網(wǎng)設(shè)計(jì)和工程建設(shè)，由此在實(shí)際的使用和考驗(yàn)中，城市配電網(wǎng)逐漸凸現(xiàn)各種問題[1]。比如：供電線路過長、過廣致使電流質(zhì)量不高、修整難度加大等，直接影響到民眾的生活質(zhì)量，同時帶來一定的經(jīng)濟(jì)損害。

（3）電網(wǎng)負(fù)荷大，建設(shè)用地少。

伴隨著城市的高度發(fā)展，隨之而來的是對城市電網(wǎng)負(fù)荷的高要求。我國城市高樓建設(shè)不斷呈現(xiàn)高層和密集的發(fā)展趨勢，加上每個家庭的用電水平翻倍增長，直接導(dǎo)致電力負(fù)荷的密度也急劇變大。這就更加凸顯了少量城網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)用地與現(xiàn)代城市對電力高需求之間的不協(xié)調(diào)。

（4）供電可靠性較差。

高壓線在早期的城市配網(wǎng)中是最主要的輸電途徑，但是隨著城市建設(shè)的不斷變化和社會環(huán)境的快速更迭，高壓線已經(jīng)無法滿足和適應(yīng)現(xiàn)代社會和繁華城市[2]。并且隨著自然天氣的日益惡劣化，雷雨、暴風(fēng)天氣使高壓線近年來不斷遭受損壞，直接增加了維修的次數(shù)、花費(fèi)，更是威脅到維修人員以及相關(guān)技術(shù)人員的人身安全。

2 城市配網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測

制定一套結(jié)構(gòu)優(yōu)化、適應(yīng)范圍廣、具有良好的穩(wěn)定性及安全性的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是實(shí)施規(guī)劃改造的根本目標(biāo)，不僅要達(dá)到社會用電標(biāo)準(zhǔn)需求，還要促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而城市配網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃的首要任務(wù)就是要進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測，通過預(yù)測配網(wǎng)的用電負(fù)荷狀況，為城市配網(wǎng)的設(shè)計(jì)改造提供準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)，保證規(guī)劃設(shè)計(jì)方案制定的可行性和有效性。在負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)上，能夠合理的對電壓、網(wǎng)架布置結(jié)構(gòu)、變電所分布等內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，提高電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測水平的利用率。城市配網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）預(yù)測城市配網(wǎng)總負(fù)荷。

城市電網(wǎng)規(guī)劃改造工作實(shí)施的主要參考依據(jù)就是戰(zhàn)略性預(yù)測，要求對城市地區(qū)的整體負(fù)荷、用電需求總量有一個全面性的把握，在此基礎(chǔ)上對不同區(qū)域的供電量進(jìn)行預(yù)先設(shè)置，科學(xué)設(shè)計(jì)配電網(wǎng)規(guī)劃方案，明確供電地點(diǎn)和位置，確保規(guī)劃改造工作按部就班的開展。選取電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測方式的過程中，主要應(yīng)用的是確定手段，根據(jù)實(shí)際預(yù)測的電力負(fù)荷、電量等信息，通過方程的方式表達(dá)出這些預(yù)測數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，分析出電力負(fù)荷同其他變量之間的關(guān)系[3]?？梢赃x取的電力負(fù)荷預(yù)測方法多種多樣，針對城市電網(wǎng)的電量預(yù)測來說，預(yù)測法包括：參數(shù)回歸法、彈性系數(shù)法、綜合產(chǎn)值單耗法等；而時間回歸法則主要用于配網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測，通過該預(yù)測方法得到的預(yù)測值，如：負(fù)荷損耗小時數(shù)、負(fù)荷均為最大值，最終確定的數(shù)據(jù)為多次測量的平均數(shù)。

（2）預(yù)測城市配網(wǎng)負(fù)荷分布狀況。

應(yīng)用小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)的方式可以實(shí)現(xiàn)城市配網(wǎng)區(qū)塊的細(xì)化分配，使城市區(qū)域規(guī)劃更加合理、準(zhǔn)確，預(yù)測出不同區(qū)域的年度負(fù)荷分配信息。開展城市配網(wǎng)負(fù)荷分布預(yù)測工作時，應(yīng)將城市細(xì)分為多個小區(qū)，結(jié)合單元小區(qū)的土地占用面積，將小區(qū)歸為公民居住、公共設(shè)施、工業(yè)生產(chǎn)等多種類型，將不同類型的小區(qū)負(fù)荷用電量加和起來，并分析相應(yīng)的負(fù)荷損耗小時數(shù)，得到用電、負(fù)荷密度，最終預(yù)測出不同用地的負(fù)荷分布狀況。

（3）預(yù)測城市配網(wǎng)分區(qū)負(fù)荷。

對城市配網(wǎng)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測的過程中，在完成供電總量負(fù)荷預(yù)測工作后，還必須要開展分區(qū)負(fù)荷預(yù)測，掌握各個區(qū)域的不同負(fù)荷狀況，進(jìn)而合理建造變電所，使其位于電網(wǎng)負(fù)荷的核心位置。分區(qū)負(fù)荷預(yù)測法共劃分為三個階段：首先根據(jù)當(dāng)前高壓電站的狀況，以電網(wǎng)線路的供電范圍為中心，對不同區(qū)域的電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行合理的規(guī)劃，明確區(qū)域性的地理分布狀況，參考這些數(shù)據(jù)對城市電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行劃分和分配，確信相應(yīng)的比值大?。黄浯谓Y(jié)合當(dāng)前城市規(guī)劃發(fā)展戰(zhàn)略，要適當(dāng)增大配網(wǎng)負(fù)荷在關(guān)鍵發(fā)展地區(qū)、用電量較大區(qū)域的分配比值，結(jié)合多方面的負(fù)荷預(yù)測信息，對各個年度的負(fù)荷分配進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整和控制；最后以得到區(qū)域負(fù)荷分布數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，劃分區(qū)域年度負(fù)荷的最大值，得出分區(qū)配電網(wǎng)負(fù)荷分配表[4]。

3 城市配網(wǎng)規(guī)劃與改造研究

要想建設(shè)科學(xué)、合理、完善、綜合的城市配網(wǎng)，要求在規(guī)劃設(shè)計(jì)中充分考慮到配網(wǎng)資源的整合利用，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的因地制宜、全面實(shí)用性以及配網(wǎng)建設(shè)技術(shù)的高端性。隨著城市配電網(wǎng)發(fā)展的不斷規(guī)模化、復(fù)雜化和現(xiàn)代化，必須構(gòu)建相應(yīng)的配電網(wǎng)管理體制，廣泛應(yīng)用聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉鎖設(shè)施、高性能導(dǎo)線，完善配網(wǎng)線路，將電源供電途徑擴(kuò)大，提升城市配網(wǎng)的穩(wěn)定性，有效避免配網(wǎng)運(yùn)行故障、線損等問題的出現(xiàn)。城市配網(wǎng)規(guī)劃與改造的具體內(nèi)容體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 城市配網(wǎng)的規(guī)劃

在對城市配網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時，應(yīng)遵循基本的配電網(wǎng)管理規(guī)范，依據(jù)配網(wǎng)建設(shè)原則，循序漸進(jìn)的推進(jìn)城市配網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)工作，為后期的維修工作提供便利，提高配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性。

（1）應(yīng)切實(shí)按照配電網(wǎng)饋線規(guī)劃原則，結(jié)合城市配電網(wǎng)的實(shí)際線路狀況，選取環(huán)網(wǎng)、聯(lián)絡(luò)原則或線路出現(xiàn)方向原則，對饋線的連接方式和同變電站形成結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對性的調(diào)整。城市配網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作人員在對某個地區(qū)內(nèi)的饋線進(jìn)行規(guī)劃時候，可以從主變中將饋線區(qū)分開來，并在一臺主變區(qū)域內(nèi)的線路進(jìn)行交叉處理，并使用配網(wǎng)電纜饋線（四回）構(gòu)成雙環(huán)網(wǎng)狀，或利用變電站組成的單環(huán)網(wǎng)來保證供電系統(tǒng)運(yùn)行的持續(xù)性，將配網(wǎng)線路負(fù)載率維持在50%以下，不僅要方便配電網(wǎng)技術(shù)人員的操作和處理，同時還要增強(qiáng)配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠程度，達(dá)到供電需求。

（2）預(yù)測工作是開展規(guī)劃城市配網(wǎng)的前提，也是保障規(guī)劃效率的關(guān)鍵因素，應(yīng)統(tǒng)籌性的把握該地區(qū)的總電力需求狀況，選取相應(yīng)的電力設(shè)施，配置高質(zhì)量的配電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)施[5]。地區(qū)作為城市配網(wǎng)規(guī)劃的主要單位，規(guī)劃設(shè)計(jì)的核心預(yù)測依據(jù)為110 kV配電網(wǎng)，而10 kV及以下配電網(wǎng)為用電量較大地區(qū)的主要標(biāo)準(zhǔn)，要以季度、年為時間段預(yù)測市區(qū)、城鎮(zhèn)等地的電量，有效處理供電區(qū)域電力預(yù)測、電力供需均衡等問題。

（3）通過不斷的努力，國內(nèi)已經(jīng)完成了優(yōu)化110 kV配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的任務(wù)，但在一些較為偏遠(yuǎn)的城市地區(qū)仍需要進(jìn)行進(jìn)一步的規(guī)劃設(shè)計(jì)，這就要求城市供電機(jī)構(gòu)要提高對城鎮(zhèn)地區(qū)的重視。供電機(jī)構(gòu)應(yīng)從無功補(bǔ)償配合、供電半徑、主網(wǎng)同配網(wǎng)配合等多個角度出發(fā)，分別應(yīng)用集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償?shù)姆绞綄Φ蛪号渚W(wǎng)、高壓配網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，充分發(fā)揮引導(dǎo)、補(bǔ)充和調(diào)節(jié)的功效，確定供電分配的具體規(guī)模大小，將供電半徑控制在有效范圍內(nèi)，盡可能的消除線損[6]。同時還需要將主網(wǎng)、配網(wǎng)均納入城市配電網(wǎng)規(guī)劃的范疇中，使二者達(dá)到一種相互補(bǔ)充、協(xié)同運(yùn)行的效果，保證主網(wǎng)和配網(wǎng)規(guī)劃的協(xié)調(diào)程度。

（4）線損是影響城市配網(wǎng)規(guī)劃效率的一個關(guān)鍵因素，對供電穩(wěn)定性、電力生產(chǎn)效益都有很大的影響。所以配網(wǎng)規(guī)劃要提高對配電站點(diǎn)分布工作的重視，在達(dá)到城市供電需求的基礎(chǔ)上，對電源點(diǎn)的位置、配電站位置進(jìn)行設(shè)定，調(diào)控站點(diǎn)覆蓋范圍，提高城市配網(wǎng)規(guī)劃的整體水平，為城市社會和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障。

3.2 城市配網(wǎng)的改造

開展城市配網(wǎng)改造工作的根本目的在于改造、完善電力系統(tǒng)中不達(dá)標(biāo)的設(shè)施和裝置，例如針對城市配網(wǎng)線路絕緣性較差的問題，可以更新和配備具備節(jié)能作用的線路來替代原有線路，增強(qiáng)線路的絕緣性能和耐熱性能。同時，還可以應(yīng)用先進(jìn)的配網(wǎng)技術(shù)，優(yōu)化相關(guān)設(shè)施的承載力、容量，滿足人們更大的電力需求。還應(yīng)對配網(wǎng)系統(tǒng)的配送通道進(jìn)行針對性的改造，最大限度的降低電力能源的消耗，將無功補(bǔ)償設(shè)備合理的設(shè)置在配網(wǎng)系統(tǒng)中，借助無功裝置的作用，增強(qiáng)電壓質(zhì)量，提高配網(wǎng)供電能力和穩(wěn)定性。在城市現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程不斷加快的過程中，箱式變壓器、開關(guān)站和地下電纜的應(yīng)用范圍越來越廣，已經(jīng)取代了傳統(tǒng)柱上開關(guān)、架空線等配網(wǎng)設(shè)備。所以在對城市配網(wǎng)進(jìn)行改造的過程中，配網(wǎng)改造設(shè)計(jì)部門應(yīng)加強(qiáng)同城市建設(shè)機(jī)構(gòu)的溝通和聯(lián)系，對開關(guān)站的位置進(jìn)行預(yù)先設(shè)定，提前選擇好就愛如配網(wǎng)系統(tǒng)的箱式變壓器，進(jìn)一步提高供電質(zhì)量。

除此之外，配網(wǎng)的改造還要實(shí)現(xiàn)城市配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)，構(gòu)建一體化的配網(wǎng)信息管理體系，運(yùn)用更加智能化、自動化的方式對配電網(wǎng)進(jìn)行控制，實(shí)施性的監(jiān)測配網(wǎng)運(yùn)行狀況，依據(jù)統(tǒng)一、規(guī)范的方法進(jìn)行管理，降低配網(wǎng)運(yùn)行故障問題的發(fā)生幾率[7]。配網(wǎng)功能、通信規(guī)劃也屬于改造的內(nèi)容，前者要以城市配網(wǎng)結(jié)構(gòu)為參考，設(shè)置相應(yīng)的電力系統(tǒng)功能。對電力數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的處理是配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵作用，利用遠(yuǎn)程工作站點(diǎn)來獲取數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)的正常工作；而后者則應(yīng)高效利用配電網(wǎng)通信方式，制定差異性的裝置端口要求，改善配網(wǎng)運(yùn)行安全程度，優(yōu)化配網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信方案，有效解決運(yùn)行過程中出現(xiàn)的通信問題。

4 結(jié)語

中低壓配電網(wǎng)是城市配網(wǎng)的主要構(gòu)成，在運(yùn)行過程中經(jīng)常存在配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)混亂、電力故障處理時間長等現(xiàn)象，對居民的生活和工作造成很大的影響。城市配網(wǎng)規(guī)劃與改造是我國當(dāng)前工作的重點(diǎn)，在實(shí)踐過程中必須要站在整體的角度全面把握各方面的因素，制定完善的規(guī)劃指導(dǎo)方案，使城市配網(wǎng)規(guī)劃和改造更加合理化、科學(xué)化，從而提高供電質(zhì)量，優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保證電力系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，推動城市的發(fā)展。

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