肖前殊

摘 要：隨著社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)的電能需求不斷增大，我國(guó)的電力行業(yè)取得了一系列的進(jìn)步與發(fā)展，這也對(duì)城市配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化提出了更高的要求，城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障就是配電網(wǎng)的良好運(yùn)行，而中壓配電網(wǎng)是城市配電網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，本文就主要結(jié)合我國(guó)城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃的現(xiàn)狀，對(duì)其優(yōu)化規(guī)劃工作予以簡(jiǎn)單分析探討。

關(guān)鍵詞：城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)；優(yōu)化規(guī)劃；方向

中圖分類(lèi)號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)的電力需求不斷增大，同時(shí)對(duì)于供電質(zhì)量也提出了更高的要求，中壓配電網(wǎng)作為城市發(fā)展過(guò)程中非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)于保證城市的正常用電具有非常重要的作用，本文就對(duì)其優(yōu)化規(guī)劃工作予以簡(jiǎn)單分析研究。

一、配電網(wǎng)的簡(jiǎn)單介紹

我國(guó)大型發(fā)電廠的分布受到能源結(jié)構(gòu)分布的影響比較大，其大多數(shù)處于遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的地區(qū)，經(jīng)由發(fā)電廠所發(fā)出的電能，通常是要經(jīng)過(guò)高壓或者是超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)送至負(fù)荷中心中，并在負(fù)荷中心由低壓網(wǎng)絡(luò)將電能分配給用戶(hù)，配電網(wǎng)就是指在電力網(wǎng)絡(luò)中起到主要的分配電能作用的網(wǎng)絡(luò)，其主要由直接接入用戶(hù)的設(shè)備、柱上降壓變壓器、配電所、電纜配電線(xiàn)路、架空線(xiàn)路等組成。依據(jù)電壓的等級(jí)，可以將配電網(wǎng)劃分為低壓、中壓、高壓幾種類(lèi)型，其中低壓配電網(wǎng)的電壓等級(jí)為220V～380V；中壓配電網(wǎng)的電壓等級(jí)為：6kV～20kV；高壓配電網(wǎng)的電壓等級(jí)為35kV～110kV。如果是依據(jù)地區(qū)對(duì)配電網(wǎng)實(shí)施分類(lèi)，可以將其劃分為工廠配電網(wǎng)、農(nóng)村配電網(wǎng)、城市配電網(wǎng)幾種類(lèi)型。

中壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)大體上可以分為環(huán)狀、樹(shù)狀、輻射狀幾種類(lèi)型，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

一般情況下，城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)具備以下特點(diǎn)：（1）需要經(jīng)常實(shí)施系統(tǒng)中設(shè)備的更新、變更及改造；（2）中壓配電網(wǎng)的設(shè)備量大，并且遍布于街道等場(chǎng)所中；（3）與用戶(hù)的利益密切相關(guān)，如果由于施工、系統(tǒng)故障等原因造成停電，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的社會(huì)影響。

二、城市中壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

城市中壓配電網(wǎng)具有不確定性、多目標(biāo)性、非線(xiàn)性、動(dòng)態(tài)性、離散性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，其中不確定性是指：網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備有效度、負(fù)荷曲線(xiàn)等存在一定的不確定性；多目標(biāo)性是指：在配電網(wǎng)的規(guī)劃工作中需要綜合的考慮環(huán)境、政治、社會(huì)等多方面的因素；非線(xiàn)性主要是指：網(wǎng)損、線(xiàn)路功率等線(xiàn)路參數(shù)與電氣量之間的關(guān)系是非線(xiàn)性的；離散性主要是指：線(xiàn)路依據(jù)整數(shù)回路來(lái)進(jìn)行假設(shè)，其規(guī)劃決策的取值是離散的；復(fù)雜性主要是指：由于網(wǎng)絡(luò)中所涉及的設(shè)備的數(shù)量過(guò)多，需要考慮的各種因素較多。

在配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃模型的選取工作中，可以從以下幾方面予以綜合的考慮：（1）站在靈活性的角度，配電網(wǎng)的優(yōu)化可以分為不確定性與確定性的兩種建模方法；（2）從多目標(biāo)與單目標(biāo)的角度予以考慮，配電網(wǎng)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型依據(jù)目標(biāo)函數(shù)的實(shí)際個(gè)數(shù)可以劃分為多目標(biāo)模型與單目標(biāo)模型兩種；（3）從可靠性與經(jīng)濟(jì)性的角度分析，配電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型可以劃分為可靠性模型與確定性模型兩種；（4）從時(shí)間角度來(lái)進(jìn)行分析，主要可以劃分為動(dòng)態(tài)負(fù)荷整體系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)負(fù)荷子系統(tǒng)、靜態(tài)負(fù)荷整體系統(tǒng)、靜態(tài)負(fù)荷子系統(tǒng)幾種類(lèi)型。

中壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃的內(nèi)容主要有：原始資料與歷史數(shù)據(jù)的收集、功能模塊的劃分、負(fù)荷的預(yù)測(cè)、供電區(qū)域的分割、主干線(xiàn)路的配置、電纜通道的規(guī)劃、費(fèi)用估算、電氣計(jì)算的規(guī)劃、可靠性計(jì)算、無(wú)功補(bǔ)償規(guī)劃、繼電保護(hù)、通信及自動(dòng)化規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)分析、配電可靠性估計(jì)、分年度安排、優(yōu)化方案比較等幾種?？梢詫⑵鋬?yōu)化規(guī)劃的流程進(jìn)行如下的簡(jiǎn)化：原始資料的收集、用戶(hù)用電需求分析、電壓要求分析、供電可靠性分析、電荷分布要求分析、變電站站址要求分析、地區(qū)環(huán)境要求分析、現(xiàn)有配電網(wǎng)改造計(jì)劃分析、輸電網(wǎng)規(guī)劃分析等，依據(jù)這些優(yōu)化因素，對(duì)各種可能的配電網(wǎng)規(guī)劃方案予以確定，并對(duì)其實(shí)施經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。

三、城市中壓配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃工作中存在的主要問(wèn)題

1數(shù)據(jù)收集工作具有較大難度

隨著配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的逐漸增大，其設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)越來(lái)越多，并且更新的速度非常的快，在實(shí)施配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃工作的過(guò)程中，需要花費(fèi)大量的時(shí)間及人力來(lái)對(duì)相關(guān)的資料進(jìn)行整理，其涉及到的數(shù)據(jù)主要有：規(guī)劃區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)類(lèi)數(shù)據(jù)、規(guī)劃區(qū)域中的市政規(guī)劃資料、規(guī)劃區(qū)域的用電及負(fù)荷數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)設(shè)備的裝備及運(yùn)行數(shù)據(jù)等，其中數(shù)據(jù)量最大的就是配網(wǎng)設(shè)備及運(yùn)行數(shù)據(jù)，在進(jìn)行該部分?jǐn)?shù)據(jù)整理的過(guò)程中，不僅需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，對(duì)其實(shí)施全面、準(zhǔn)確的分析，也具有較大難度。

2空間負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性不高

配網(wǎng)規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測(cè)工作中，通過(guò)長(zhǎng)期的研究與實(shí)踐，總量預(yù)測(cè)技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而空間負(fù)荷預(yù)測(cè)工作是整個(gè)配網(wǎng)規(guī)劃的核心，在該項(xiàng)工作中，既需要對(duì)負(fù)荷的大小進(jìn)行預(yù)測(cè)，還需要對(duì)負(fù)荷的增長(zhǎng)位置實(shí)施預(yù)測(cè)，城市中的用地類(lèi)型的變化非常的頻繁，這使得配網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)比較復(fù)雜，難以保證其預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

3配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化中具有較大難度

網(wǎng)路規(guī)劃的主要目的是依據(jù)規(guī)劃期中的電源規(guī)劃及負(fù)荷水平確定最佳配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并要能夠滿(mǎn)足可靠性與經(jīng)濟(jì)性要求，由此可見(jiàn)，配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化工作是一項(xiàng)非線(xiàn)性、不確定、多目標(biāo)的復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題，在一些參數(shù)的求解過(guò)程中具有較大難度。

四、基于GIS平臺(tái)的城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃

在配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化工作中，應(yīng)用基于GIS的電網(wǎng)規(guī)劃的智能決策支持系統(tǒng)及軟件包，對(duì)于其規(guī)劃效率的提升具有非常重要的作用。在該系統(tǒng)中，主要是依據(jù)先進(jìn)的通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)將配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)信息、屬性、分布等依據(jù)其實(shí)際的地理信息位置在地理背景上予以描述，以便于形成級(jí)管理、分析、維護(hù)、運(yùn)行、統(tǒng)計(jì)、查詢(xún)等各種功能為一體的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，應(yīng)用GIS中強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)分析功能及空間數(shù)據(jù)處理功能來(lái)對(duì)配電系統(tǒng)中與空間相關(guān)的的信息予以分析，不但能夠方便數(shù)據(jù)的獲取與處理，還能夠有效的提升規(guī)劃人員的效率， 并且能夠有效提升規(guī)劃結(jié)果的交互性與直觀性。

目前基于GIS的配網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)研究主要集中在自動(dòng)布線(xiàn)、網(wǎng)架優(yōu)化等方面的研究，但是對(duì)于解決實(shí)際的規(guī)劃問(wèn)題，還存在一些不足之處，在新形勢(shì)的要求之下，應(yīng)該積極開(kāi)展以規(guī)劃試點(diǎn)的模式對(duì)基于GIS平臺(tái)的規(guī)劃工作開(kāi)展嘗試，軟件的試點(diǎn)必須在有GIS系統(tǒng)并且管理應(yīng)用較為成熟的地區(qū)開(kāi)展，并且規(guī)劃軟件必須能夠很好的與GIS系統(tǒng)相結(jié)合。

現(xiàn)階段還沒(méi)有成熟的基于GIS的規(guī)劃軟件，所以在實(shí)際工作中建議應(yīng)用試點(diǎn)的方式，由科研單位與供電部門(mén)合作開(kāi)發(fā)，依據(jù)不同的需求，不斷的對(duì)軟件進(jìn)行完善目前中壓配電網(wǎng)規(guī)劃的難點(diǎn)在于準(zhǔn)確的空間負(fù)荷預(yù)測(cè)，以及線(xiàn)路的自動(dòng)布線(xiàn)，在自動(dòng)布線(xiàn)不成熟的時(shí)候，可以通過(guò)GIS平臺(tái)給出一些布線(xiàn)的走向建議，并且提供人工布線(xiàn)的工具，重點(diǎn)對(duì)規(guī)劃布線(xiàn)的方案效果予以分析評(píng)價(jià)，在基于GIS的規(guī)劃軟件在沒(méi)有真正成熟之前，即便是不能應(yīng)用其實(shí)施完整的規(guī)劃，也可以應(yīng)用其中相對(duì)來(lái)講比較成熟的部分，在部分規(guī)劃工作中起到一定的輔助作用，隨著軟件的成熟，逐漸的加大軟件的應(yīng)用及其在配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃工作中的應(yīng)用范圍，這對(duì)于城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃效率及質(zhì)量的提升具有積極的作用。

結(jié)語(yǔ)

中壓配電網(wǎng)絡(luò)是城市配電網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，為了保證其正常運(yùn)行，做好其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃工作是非常必要的，本文就主要針對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析研究，對(duì)于實(shí)際的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作具有一定的參照價(jià)值。

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