侯祖鋒

摘 要：電能作為一項(xiàng)基本能源，被認(rèn)為是新世紀(jì)國(guó)家的戰(zhàn)略能源之一。電能作為一種能源動(dòng)力在城市的發(fā)展中是不可或缺的。配電網(wǎng)的一個(gè)主要組成部分是中壓配電網(wǎng)，所以，對(duì)中壓配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化可以促進(jìn)國(guó)家電力發(fā)展和城市電網(wǎng)的改進(jìn)。本文主要探討中壓配電網(wǎng)的特點(diǎn)、形式等內(nèi)容并進(jìn)行規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上剖析了中壓配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：中壓 配電網(wǎng) 城市 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0097-01

電力作為支撐城市發(fā)展的重要因素，城市用電的良好運(yùn)作必須得到保證。在電力網(wǎng)絡(luò)的配置中，城市中壓配電網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)面對(duì)用戶，結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣直接影響用電客戶的體驗(yàn)。我們必須要對(duì)中壓配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，從而使城市的配電網(wǎng)絡(luò)得到完善，提高電力供應(yīng)水平。

1 配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

配電網(wǎng)的選址受能源分布制約影響，大規(guī)模的發(fā)電廠通常離負(fù)荷中心遠(yuǎn)。電能從發(fā)電廠發(fā)出，然后經(jīng)過(guò)高壓輸電網(wǎng)絡(luò)到達(dá)負(fù)荷中心，再通過(guò)低壓網(wǎng)絡(luò)分配電能給用戶。配電網(wǎng)主要由配電線路、配電所、環(huán)網(wǎng)柜、臺(tái)變等設(shè)備構(gòu)成。中壓配電網(wǎng)電壓等級(jí)為6～20 kV，低壓配電網(wǎng)電壓等級(jí)為220～380 V。

如圖1，中壓配電網(wǎng)通常有三種結(jié)構(gòu)形式：a是輻射狀，b是樹狀，c是環(huán)狀。中壓配電網(wǎng)的特點(diǎn)一是設(shè)備量大，存在于城市的各個(gè)場(chǎng)所。二是與用戶利益息息相關(guān)，施工或故障能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)影響。三是設(shè)備時(shí)常需要更新。城市中壓配電網(wǎng)有復(fù)雜性和離散性、多階段性、多目標(biāo)性、非線性、運(yùn)行方式多樣性等特點(diǎn)。復(fù)雜性體現(xiàn)在供電過(guò)程中所使用的設(shè)備多，需要控制的環(huán)節(jié)多。離散性體現(xiàn)在路線按整數(shù)的回路做假設(shè)，規(guī)劃決策的數(shù)值是離散的。非線性體現(xiàn)在線路的功率和網(wǎng)損等電氣量與線路參數(shù)之間的關(guān)系上，他們是非線性的。多目標(biāo)性是要在規(guī)劃時(shí)考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等因素。配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃模型與算法有多種多樣，有支路交換法、遺傳算法、進(jìn)化策略、禁忌搜索算法、模擬退火算法、啟發(fā)式蟻群算法等等。每種算法和模型都有其獨(dú)特的方式。

2 中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃模型

中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃模型可分為以下：一是從時(shí)間方面進(jìn)行分類，可以分為靜負(fù)荷整體系統(tǒng)、靜態(tài)負(fù)荷子系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)負(fù)荷子系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)負(fù)荷整體系統(tǒng)。二是從經(jīng)濟(jì)、可靠性方面進(jìn)行分類，配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型可以分為確定性模型與可靠性模型。三是從目標(biāo)函數(shù)個(gè)數(shù)分為單目標(biāo)模型與多目標(biāo)模型。四是從靈活性的角度看，可以分為確定性與不確定性。

3 中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃程序

中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃程序一般有收集原始材料和歷史數(shù)據(jù)，劃分功能塊，預(yù)測(cè)負(fù)荷，分供電區(qū)域，主干線路的配置，規(guī)劃電纜通道，估算費(fèi)用，電氣計(jì)算的規(guī)劃，計(jì)算可靠性，規(guī)劃無(wú)功補(bǔ)償，繼電保護(hù)，規(guī)劃通信、自動(dòng)化，分析經(jīng)濟(jì)，估計(jì)配電可靠性，安排分年度，比較方案優(yōu)化等步驟。

這樣復(fù)雜的程序在具體的實(shí)施中可以稍微簡(jiǎn)化，如下程序。

（1）收集原始材料和數(shù)據(jù)。

（2）用戶的用電需求、電壓要求、用電可靠性要求。

（3）用電的負(fù)荷分布、變電站的地址問(wèn)題、地區(qū)的環(huán)境。

（4）改造現(xiàn)有的配電網(wǎng)、輸電網(wǎng)計(jì)劃。

按如上步驟進(jìn)行了優(yōu)化因素考量，就可以制定新的具有可行性優(yōu)化規(guī)劃方案，且符合經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)。

4 城市中壓配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃的難點(diǎn)

4.1 預(yù)測(cè)空間負(fù)荷的準(zhǔn)確性不高

總量預(yù)測(cè)技術(shù)在配網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測(cè)中已經(jīng)十分成熟，但是空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法卻有待提高，作為配網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃的中心，它要預(yù)測(cè)負(fù)荷的大小，同時(shí)又要預(yù)測(cè)負(fù)荷增長(zhǎng)位置，其準(zhǔn)確性的預(yù)測(cè)受到很多因素制約，如城市用地的類型變化、配網(wǎng)負(fù)荷的發(fā)展復(fù)雜等。

4.2 數(shù)據(jù)難以收集

隨著電網(wǎng)行業(yè)的逐漸發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模和設(shè)備都日趨見多，更新速度提升，每次優(yōu)化規(guī)劃都要耗費(fèi)人力、物力、財(cái)力。電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃所需的數(shù)據(jù)有配網(wǎng)設(shè)備和運(yùn)行的數(shù)據(jù)、規(guī)劃區(qū)域的市政規(guī)劃材料、規(guī)劃區(qū)域的用電量和負(fù)荷數(shù)據(jù)、規(guī)劃區(qū)域的經(jīng)濟(jì)類指標(biāo)數(shù)據(jù)等。其中，配網(wǎng)設(shè)備和運(yùn)行的數(shù)據(jù)最為重要，它的收集分析耗費(fèi)較多時(shí)間和精力。

4.3 優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)架困難

網(wǎng)架規(guī)劃要根據(jù)負(fù)荷水平和電源規(guī)劃來(lái)確定目的，從而構(gòu)架出最好的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，不僅滿足可靠性需求，而且要滿足經(jīng)濟(jì)性需求。因此，配網(wǎng)的規(guī)劃是具有不確定性的多目標(biāo)性和線性復(fù)雜工程。

5 基于GIS而進(jìn)行的配網(wǎng)規(guī)劃

基于GIS平臺(tái)的電網(wǎng)規(guī)劃軟件包的產(chǎn)生對(duì)中壓配電網(wǎng)有劃時(shí)代的意義，以及智能決策支持系統(tǒng)的問(wèn)世也幫助解決這一問(wèn)題。配電GIS是通過(guò)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對(duì)配電絡(luò)網(wǎng)進(jìn)行分配，屬性和實(shí)施的信息可以按照實(shí)際地理位置來(lái)查找，這樣就形成了一個(gè)可查詢、統(tǒng)計(jì)、分析與管理的系統(tǒng)。GIS有非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、分析能力，適合配電網(wǎng)數(shù)據(jù)量大的城市電網(wǎng)規(guī)劃。對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃試點(diǎn)，深度應(yīng)用GIS平臺(tái)，是往后電網(wǎng)規(guī)劃的主流方式。

6 中壓配電網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展

在未來(lái)的中壓配電網(wǎng)的發(fā)展中，配電裝備更趨向無(wú)油化、小型化、免維修與緊湊型。新的裝備開發(fā)要能夠適應(yīng)嚴(yán)格的用電環(huán)境和供電可靠性要求、還要控制成本。近些年來(lái)，配電網(wǎng)在試點(diǎn)中形成了內(nèi)容比較完整、層次比較分明的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這有助于推動(dòng)電業(yè)的發(fā)展，使中壓配電網(wǎng)日趨智能化。配電管理更加傾向于需求側(cè)方向。配電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系著用電用戶和發(fā)電企業(yè)，是對(duì)用戶服務(wù)管理的區(qū)域。需求側(cè)管理是一種有用戶參與的情況下，充分使用電力資源的工程。人工智能和專家系統(tǒng)在今后的電力發(fā)展中占有更多比例，以上兩種工具可以更高效的解決中壓配電網(wǎng)中的問(wèn)題。

7 結(jié)語(yǔ)

與過(guò)去相比，我們的用電量有了大幅度的提升，對(duì)電能的良好使用依賴于輸電線路。在架設(shè)輸電線路時(shí)要規(guī)劃全面，如設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)維護(hù)。關(guān)注細(xì)節(jié)，使得輸電線路的架設(shè)更加完善。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，城市對(duì)電網(wǎng)的需求也越來(lái)越大，要求也越來(lái)越高，因此，電網(wǎng)的優(yōu)化是必要的，只有配電網(wǎng)不斷良好的運(yùn)行，城市才能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，人們的生產(chǎn)生活才能夠正常進(jìn)行，配電網(wǎng)的基礎(chǔ)保障作用毋庸置疑。

參考文獻(xiàn)

[1] 李惠玲，盛萬(wàn)興，孟曉麗.基于改進(jìn)小生境遺傳算法的配電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（4）：34-37.

[2] 劉向軍，馬爽，許剛.基元接線模型構(gòu)建的配電網(wǎng)典型接線方式[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012（2）.

[3] 任洪偉，韓叢英，裴瑋，等.基于多目標(biāo)優(yōu)化模型的分布式電源選址方案研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013（24）：64-69.

[4] 林瑞星，張蓓，李旻，劉柏私，徐琳.基于無(wú)功輔助服務(wù)補(bǔ)償?shù)陌l(fā)電廠AVC系統(tǒng)機(jī)組無(wú)功出力分配策略[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013（24）.endprint

摘 要：電能作為一項(xiàng)基本能源，被認(rèn)為是新世紀(jì)國(guó)家的戰(zhàn)略能源之一。電能作為一種能源動(dòng)力在城市的發(fā)展中是不可或缺的。配電網(wǎng)的一個(gè)主要組成部分是中壓配電網(wǎng)，所以，對(duì)中壓配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化可以促進(jìn)國(guó)家電力發(fā)展和城市電網(wǎng)的改進(jìn)。本文主要探討中壓配電網(wǎng)的特點(diǎn)、形式等內(nèi)容并進(jìn)行規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上剖析了中壓配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：中壓 配電網(wǎng) 城市 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0097-01

電力作為支撐城市發(fā)展的重要因素，城市用電的良好運(yùn)作必須得到保證。在電力網(wǎng)絡(luò)的配置中，城市中壓配電網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)面對(duì)用戶，結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣直接影響用電客戶的體驗(yàn)。我們必須要對(duì)中壓配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，從而使城市的配電網(wǎng)絡(luò)得到完善，提高電力供應(yīng)水平。

1 配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

配電網(wǎng)的選址受能源分布制約影響，大規(guī)模的發(fā)電廠通常離負(fù)荷中心遠(yuǎn)。電能從發(fā)電廠發(fā)出，然后經(jīng)過(guò)高壓輸電網(wǎng)絡(luò)到達(dá)負(fù)荷中心，再通過(guò)低壓網(wǎng)絡(luò)分配電能給用戶。配電網(wǎng)主要由配電線路、配電所、環(huán)網(wǎng)柜、臺(tái)變等設(shè)備構(gòu)成。中壓配電網(wǎng)電壓等級(jí)為6～20 kV，低壓配電網(wǎng)電壓等級(jí)為220～380 V。

如圖1，中壓配電網(wǎng)通常有三種結(jié)構(gòu)形式：a是輻射狀，b是樹狀，c是環(huán)狀。中壓配電網(wǎng)的特點(diǎn)一是設(shè)備量大，存在于城市的各個(gè)場(chǎng)所。二是與用戶利益息息相關(guān)，施工或故障能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)影響。三是設(shè)備時(shí)常需要更新。城市中壓配電網(wǎng)有復(fù)雜性和離散性、多階段性、多目標(biāo)性、非線性、運(yùn)行方式多樣性等特點(diǎn)。復(fù)雜性體現(xiàn)在供電過(guò)程中所使用的設(shè)備多，需要控制的環(huán)節(jié)多。離散性體現(xiàn)在路線按整數(shù)的回路做假設(shè)，規(guī)劃決策的數(shù)值是離散的。非線性體現(xiàn)在線路的功率和網(wǎng)損等電氣量與線路參數(shù)之間的關(guān)系上，他們是非線性的。多目標(biāo)性是要在規(guī)劃時(shí)考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等因素。配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃模型與算法有多種多樣，有支路交換法、遺傳算法、進(jìn)化策略、禁忌搜索算法、模擬退火算法、啟發(fā)式蟻群算法等等。每種算法和模型都有其獨(dú)特的方式。

2 中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃模型

中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃模型可分為以下：一是從時(shí)間方面進(jìn)行分類，可以分為靜負(fù)荷整體系統(tǒng)、靜態(tài)負(fù)荷子系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)負(fù)荷子系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)負(fù)荷整體系統(tǒng)。二是從經(jīng)濟(jì)、可靠性方面進(jìn)行分類，配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型可以分為確定性模型與可靠性模型。三是從目標(biāo)函數(shù)個(gè)數(shù)分為單目標(biāo)模型與多目標(biāo)模型。四是從靈活性的角度看，可以分為確定性與不確定性。

3 中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃程序

中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃程序一般有收集原始材料和歷史數(shù)據(jù)，劃分功能塊，預(yù)測(cè)負(fù)荷，分供電區(qū)域，主干線路的配置，規(guī)劃電纜通道，估算費(fèi)用，電氣計(jì)算的規(guī)劃，計(jì)算可靠性，規(guī)劃無(wú)功補(bǔ)償，繼電保護(hù)，規(guī)劃通信、自動(dòng)化，分析經(jīng)濟(jì)，估計(jì)配電可靠性，安排分年度，比較方案優(yōu)化等步驟。

這樣復(fù)雜的程序在具體的實(shí)施中可以稍微簡(jiǎn)化，如下程序。

（1）收集原始材料和數(shù)據(jù)。

（2）用戶的用電需求、電壓要求、用電可靠性要求。

（3）用電的負(fù)荷分布、變電站的地址問(wèn)題、地區(qū)的環(huán)境。

（4）改造現(xiàn)有的配電網(wǎng)、輸電網(wǎng)計(jì)劃。

按如上步驟進(jìn)行了優(yōu)化因素考量，就可以制定新的具有可行性優(yōu)化規(guī)劃方案，且符合經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)。

4 城市中壓配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃的難點(diǎn)

4.1 預(yù)測(cè)空間負(fù)荷的準(zhǔn)確性不高

總量預(yù)測(cè)技術(shù)在配網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測(cè)中已經(jīng)十分成熟，但是空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法卻有待提高，作為配網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃的中心，它要預(yù)測(cè)負(fù)荷的大小，同時(shí)又要預(yù)測(cè)負(fù)荷增長(zhǎng)位置，其準(zhǔn)確性的預(yù)測(cè)受到很多因素制約，如城市用地的類型變化、配網(wǎng)負(fù)荷的發(fā)展復(fù)雜等。

4.2 數(shù)據(jù)難以收集

隨著電網(wǎng)行業(yè)的逐漸發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模和設(shè)備都日趨見多，更新速度提升，每次優(yōu)化規(guī)劃都要耗費(fèi)人力、物力、財(cái)力。電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃所需的數(shù)據(jù)有配網(wǎng)設(shè)備和運(yùn)行的數(shù)據(jù)、規(guī)劃區(qū)域的市政規(guī)劃材料、規(guī)劃區(qū)域的用電量和負(fù)荷數(shù)據(jù)、規(guī)劃區(qū)域的經(jīng)濟(jì)類指標(biāo)數(shù)據(jù)等。其中，配網(wǎng)設(shè)備和運(yùn)行的數(shù)據(jù)最為重要，它的收集分析耗費(fèi)較多時(shí)間和精力。

4.3 優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)架困難

網(wǎng)架規(guī)劃要根據(jù)負(fù)荷水平和電源規(guī)劃來(lái)確定目的，從而構(gòu)架出最好的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，不僅滿足可靠性需求，而且要滿足經(jīng)濟(jì)性需求。因此，配網(wǎng)的規(guī)劃是具有不確定性的多目標(biāo)性和線性復(fù)雜工程。

5 基于GIS而進(jìn)行的配網(wǎng)規(guī)劃

基于GIS平臺(tái)的電網(wǎng)規(guī)劃軟件包的產(chǎn)生對(duì)中壓配電網(wǎng)有劃時(shí)代的意義，以及智能決策支持系統(tǒng)的問(wèn)世也幫助解決這一問(wèn)題。配電GIS是通過(guò)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對(duì)配電絡(luò)網(wǎng)進(jìn)行分配，屬性和實(shí)施的信息可以按照實(shí)際地理位置來(lái)查找，這樣就形成了一個(gè)可查詢、統(tǒng)計(jì)、分析與管理的系統(tǒng)。GIS有非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、分析能力，適合配電網(wǎng)數(shù)據(jù)量大的城市電網(wǎng)規(guī)劃。對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃試點(diǎn)，深度應(yīng)用GIS平臺(tái)，是往后電網(wǎng)規(guī)劃的主流方式。

6 中壓配電網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展

在未來(lái)的中壓配電網(wǎng)的發(fā)展中，配電裝備更趨向無(wú)油化、小型化、免維修與緊湊型。新的裝備開發(fā)要能夠適應(yīng)嚴(yán)格的用電環(huán)境和供電可靠性要求、還要控制成本。近些年來(lái)，配電網(wǎng)在試點(diǎn)中形成了內(nèi)容比較完整、層次比較分明的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這有助于推動(dòng)電業(yè)的發(fā)展，使中壓配電網(wǎng)日趨智能化。配電管理更加傾向于需求側(cè)方向。配電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系著用電用戶和發(fā)電企業(yè)，是對(duì)用戶服務(wù)管理的區(qū)域。需求側(cè)管理是一種有用戶參與的情況下，充分使用電力資源的工程。人工智能和專家系統(tǒng)在今后的電力發(fā)展中占有更多比例，以上兩種工具可以更高效的解決中壓配電網(wǎng)中的問(wèn)題。

7 結(jié)語(yǔ)

與過(guò)去相比，我們的用電量有了大幅度的提升，對(duì)電能的良好使用依賴于輸電線路。在架設(shè)輸電線路時(shí)要規(guī)劃全面，如設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)維護(hù)。關(guān)注細(xì)節(jié)，使得輸電線路的架設(shè)更加完善。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，城市對(duì)電網(wǎng)的需求也越來(lái)越大，要求也越來(lái)越高，因此，電網(wǎng)的優(yōu)化是必要的，只有配電網(wǎng)不斷良好的運(yùn)行，城市才能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，人們的生產(chǎn)生活才能夠正常進(jìn)行，配電網(wǎng)的基礎(chǔ)保障作用毋庸置疑。

參考文獻(xiàn)

[1] 李惠玲，盛萬(wàn)興，孟曉麗.基于改進(jìn)小生境遺傳算法的配電網(wǎng)全網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（4）：34-37.

[2] 劉向軍，馬爽，許剛.基元接線模型構(gòu)建的配電網(wǎng)典型接線方式[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012（2）.

[3] 任洪偉，韓叢英，裴瑋，等.基于多目標(biāo)優(yōu)化模型的分布式電源選址方案研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013（24）：64-69.

[4] 林瑞星，張蓓，李旻，劉柏私，徐琳.基于無(wú)功輔助服務(wù)補(bǔ)償?shù)陌l(fā)電廠AVC系統(tǒng)機(jī)組無(wú)功出力分配策略[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013（24）.endprint

摘 要：電能作為一項(xiàng)基本能源，被認(rèn)為是新世紀(jì)國(guó)家的戰(zhàn)略能源之一。電能作為一種能源動(dòng)力在城市的發(fā)展中是不可或缺的。配電網(wǎng)的一個(gè)主要組成部分是中壓配電網(wǎng)，所以，對(duì)中壓配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化可以促進(jìn)國(guó)家電力發(fā)展和城市電網(wǎng)的改進(jìn)。本文主要探討中壓配電網(wǎng)的特點(diǎn)、形式等內(nèi)容并進(jìn)行規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上剖析了中壓配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：中壓 配電網(wǎng) 城市 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0097-01

電力作為支撐城市發(fā)展的重要因素，城市用電的良好運(yùn)作必須得到保證。在電力網(wǎng)絡(luò)的配置中，城市中壓配電網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)面對(duì)用戶，結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣直接影響用電客戶的體驗(yàn)。我們必須要對(duì)中壓配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，從而使城市的配電網(wǎng)絡(luò)得到完善，提高電力供應(yīng)水平。

1 配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

配電網(wǎng)的選址受能源分布制約影響，大規(guī)模的發(fā)電廠通常離負(fù)荷中心遠(yuǎn)。電能從發(fā)電廠發(fā)出，然后經(jīng)過(guò)高壓輸電網(wǎng)絡(luò)到達(dá)負(fù)荷中心，再通過(guò)低壓網(wǎng)絡(luò)分配電能給用戶。配電網(wǎng)主要由配電線路、配電所、環(huán)網(wǎng)柜、臺(tái)變等設(shè)備構(gòu)成。中壓配電網(wǎng)電壓等級(jí)為6～20 kV，低壓配電網(wǎng)電壓等級(jí)為220～380 V。

如圖1，中壓配電網(wǎng)通常有三種結(jié)構(gòu)形式：a是輻射狀，b是樹狀，c是環(huán)狀。中壓配電網(wǎng)的特點(diǎn)一是設(shè)備量大，存在于城市的各個(gè)場(chǎng)所。二是與用戶利益息息相關(guān)，施工或故障能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)影響。三是設(shè)備時(shí)常需要更新。城市中壓配電網(wǎng)有復(fù)雜性和離散性、多階段性、多目標(biāo)性、非線性、運(yùn)行方式多樣性等特點(diǎn)。復(fù)雜性體現(xiàn)在供電過(guò)程中所使用的設(shè)備多，需要控制的環(huán)節(jié)多。離散性體現(xiàn)在路線按整數(shù)的回路做假設(shè)，規(guī)劃決策的數(shù)值是離散的。非線性體現(xiàn)在線路的功率和網(wǎng)損等電氣量與線路參數(shù)之間的關(guān)系上，他們是非線性的。多目標(biāo)性是要在規(guī)劃時(shí)考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等因素。配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃模型與算法有多種多樣，有支路交換法、遺傳算法、進(jìn)化策略、禁忌搜索算法、模擬退火算法、啟發(fā)式蟻群算法等等。每種算法和模型都有其獨(dú)特的方式。

2 中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃模型

中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃模型可分為以下：一是從時(shí)間方面進(jìn)行分類，可以分為靜負(fù)荷整體系統(tǒng)、靜態(tài)負(fù)荷子系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)負(fù)荷子系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)負(fù)荷整體系統(tǒng)。二是從經(jīng)濟(jì)、可靠性方面進(jìn)行分類，配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型可以分為確定性模型與可靠性模型。三是從目標(biāo)函數(shù)個(gè)數(shù)分為單目標(biāo)模型與多目標(biāo)模型。四是從靈活性的角度看，可以分為確定性與不確定性。

3 中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃程序

中壓配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃程序一般有收集原始材料和歷史數(shù)據(jù)，劃分功能塊，預(yù)測(cè)負(fù)荷，分供電區(qū)域，主干線路的配置，規(guī)劃電纜通道，估算費(fèi)用，電氣計(jì)算的規(guī)劃，計(jì)算可靠性，規(guī)劃無(wú)功補(bǔ)償，繼電保護(hù)，規(guī)劃通信、自動(dòng)化，分析經(jīng)濟(jì)，估計(jì)配電可靠性，安排分年度，比較方案優(yōu)化等步驟。

這樣復(fù)雜的程序在具體的實(shí)施中可以稍微簡(jiǎn)化，如下程序。

（1）收集原始材料和數(shù)據(jù)。

（2）用戶的用電需求、電壓要求、用電可靠性要求。

（3）用電的負(fù)荷分布、變電站的地址問(wèn)題、地區(qū)的環(huán)境。

（4）改造現(xiàn)有的配電網(wǎng)、輸電網(wǎng)計(jì)劃。

按如上步驟進(jìn)行了優(yōu)化因素考量，就可以制定新的具有可行性優(yōu)化規(guī)劃方案，且符合經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)。

4 城市中壓配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃的難點(diǎn)

4.1 預(yù)測(cè)空間負(fù)荷的準(zhǔn)確性不高

總量預(yù)測(cè)技術(shù)在配網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測(cè)中已經(jīng)十分成熟，但是空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法卻有待提高，作為配網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃的中心，它要預(yù)測(cè)負(fù)荷的大小，同時(shí)又要預(yù)測(cè)負(fù)荷增長(zhǎng)位置，其準(zhǔn)確性的預(yù)測(cè)受到很多因素制約，如城市用地的類型變化、配網(wǎng)負(fù)荷的發(fā)展復(fù)雜等。

4.2 數(shù)據(jù)難以收集

隨著電網(wǎng)行業(yè)的逐漸發(fā)展，電網(wǎng)的規(guī)模和設(shè)備都日趨見多，更新速度提升，每次優(yōu)化規(guī)劃都要耗費(fèi)人力、物力、財(cái)力。電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃所需的數(shù)據(jù)有配網(wǎng)設(shè)備和運(yùn)行的數(shù)據(jù)、規(guī)劃區(qū)域的市政規(guī)劃材料、規(guī)劃區(qū)域的用電量和負(fù)荷數(shù)據(jù)、規(guī)劃區(qū)域的經(jīng)濟(jì)類指標(biāo)數(shù)據(jù)等。其中，配網(wǎng)設(shè)備和運(yùn)行的數(shù)據(jù)最為重要，它的收集分析耗費(fèi)較多時(shí)間和精力。

4.3 優(yōu)化配電網(wǎng)網(wǎng)架困難

網(wǎng)架規(guī)劃要根據(jù)負(fù)荷水平和電源規(guī)劃來(lái)確定目的，從而構(gòu)架出最好的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，不僅滿足可靠性需求，而且要滿足經(jīng)濟(jì)性需求。因此，配網(wǎng)的規(guī)劃是具有不確定性的多目標(biāo)性和線性復(fù)雜工程。

5 基于GIS而進(jìn)行的配網(wǎng)規(guī)劃

基于GIS平臺(tái)的電網(wǎng)規(guī)劃軟件包的產(chǎn)生對(duì)中壓配電網(wǎng)有劃時(shí)代的意義，以及智能決策支持系統(tǒng)的問(wèn)世也幫助解決這一問(wèn)題。配電GIS是通過(guò)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對(duì)配電絡(luò)網(wǎng)進(jìn)行分配，屬性和實(shí)施的信息可以按照實(shí)際地理位置來(lái)查找，這樣就形成了一個(gè)可查詢、統(tǒng)計(jì)、分析與管理的系統(tǒng)。GIS有非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、分析能力，適合配電網(wǎng)數(shù)據(jù)量大的城市電網(wǎng)規(guī)劃。對(duì)配網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃試點(diǎn)，深度應(yīng)用GIS平臺(tái)，是往后電網(wǎng)規(guī)劃的主流方式。

6 中壓配電網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展

在未來(lái)的中壓配電網(wǎng)的發(fā)展中，配電裝備更趨向無(wú)油化、小型化、免維修與緊湊型。新的裝備開發(fā)要能夠適應(yīng)嚴(yán)格的用電環(huán)境和供電可靠性要求、還要控制成本。近些年來(lái)，配電網(wǎng)在試點(diǎn)中形成了內(nèi)容比較完整、層次比較分明的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這有助于推動(dòng)電業(yè)的發(fā)展，使中壓配電網(wǎng)日趨智能化。配電管理更加傾向于需求側(cè)方向。配電網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系著用電用戶和發(fā)電企業(yè)，是對(duì)用戶服務(wù)管理的區(qū)域。需求側(cè)管理是一種有用戶參與的情況下，充分使用電力資源的工程。人工智能和專家系統(tǒng)在今后的電力發(fā)展中占有更多比例，以上兩種工具可以更高效的解決中壓配電網(wǎng)中的問(wèn)題。

7 結(jié)語(yǔ)

與過(guò)去相比，我們的用電量有了大幅度的提升，對(duì)電能的良好使用依賴于輸電線路。在架設(shè)輸電線路時(shí)要規(guī)劃全面，如設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)維護(hù)。關(guān)注細(xì)節(jié)，使得輸電線路的架設(shè)更加完善。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，城市對(duì)電網(wǎng)的需求也越來(lái)越大，要求也越來(lái)越高，因此，電網(wǎng)的優(yōu)化是必要的，只有配電網(wǎng)不斷良好的運(yùn)行，城市才能正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，人們的生產(chǎn)生活才能夠正常進(jìn)行，配電網(wǎng)的基礎(chǔ)保障作用毋庸置疑。

參考文獻(xiàn)

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