周斐斐（1.寧夏經(jīng)濟技術(shù)研究院; 2.國網(wǎng)寧夏電力設(shè)計有限公司,銀川 750011）

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基于城市電網(wǎng)規(guī)劃的技術(shù)方法淺析

周斐斐1,2
（1.寧夏經(jīng)濟技術(shù)研究院; 2.國網(wǎng)寧夏電力設(shè)計有限公司,銀川 750011）

摘 要：電力是城市獲得能源供給的主要方式，對于城市居民的工作、生活等都有著不可或缺的重要作用，因此，優(yōu)化城市電網(wǎng)規(guī)劃的技術(shù)方法，維持電網(wǎng)的電力電量平衡，提高城市電網(wǎng)的供電能力，這一問題已經(jīng)成為影響城市居民各項活動正常開展的重要問題。然而，現(xiàn)階段，我國城市電網(wǎng)規(guī)劃的實際情況卻不容樂觀，現(xiàn)有的城市電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)方法尚且不夠科學(xué)完善，對于負荷預(yù)測、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)整體規(guī)劃、電力電量平衡等內(nèi)容的相關(guān)研究還不夠深入全面。下面，本文將初步分析目前我國城市電網(wǎng)規(guī)劃的基本技術(shù)方法，再探討如何對其進行有效的改進，以期能夠提高城市電網(wǎng)的供電能力。

關(guān)鍵詞：城市電網(wǎng)；技術(shù)方法；規(guī)劃優(yōu)化

1 城市電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展的現(xiàn)狀

目前，我國的社會、經(jīng)濟等發(fā)展日新月異，國家對于公共基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度不斷加大，城市電網(wǎng)建設(shè)作為城市公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一部分，其發(fā)展也在不斷的更新變化，然而，由于地域范圍過于廣泛以及受環(huán)境、氣候等客觀因素的制約，電力工作人員在進行相關(guān)城市電網(wǎng)數(shù)據(jù)的收集與整理方面存在一定的難度。

如今，城市的發(fā)展速度不斷加快，城市占地面積也在不斷的增加，逐漸向郊區(qū)延伸，由于現(xiàn)階段的發(fā)展速度過快，導(dǎo)致許多城市公共設(shè)施建設(shè)還不夠到位，城市電網(wǎng)規(guī)劃由于其工作性質(zhì)的特殊性與復(fù)雜性，在電網(wǎng)正式開始施工搭建之前都需要經(jīng)過一個長期的、系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計，以保障城市電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性，因而，這一漫長的設(shè)計、施工工程導(dǎo)致城市電網(wǎng)的搭建速度跟不上城市向外擴張的速度，最終造成城市電網(wǎng)的覆蓋率較低，供電不穩(wěn)定，城市電網(wǎng)供電能力較差。其次，由于城市建設(shè)資金等較為緊缺，也導(dǎo)致了城市電網(wǎng)搭建速度的滯后。

2 城市電網(wǎng)規(guī)劃的技術(shù)方法

2.1 負荷預(yù)測

近年來，由于城市經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市化的速度逐年加快，商業(yè)、工業(yè)以及城市居民的用電需求不斷增加，同時受到季節(jié)、氣候等客觀因素的影響，造成商業(yè)用電負荷、工業(yè)用電負荷以及城市居民用電負荷的季節(jié)性波動較為明顯，用電負荷呈螺旋式上升的趨勢。因此，為了能夠良好的掌握因各種因素造成的用電負荷波動情況，需要對電力系統(tǒng)進行負荷預(yù)測，以保證城市電網(wǎng)在不同時期都能夠正常穩(wěn)定的持續(xù)供電。

2.1.1 負荷預(yù)測的內(nèi)容

電力系統(tǒng)負荷預(yù)測工作的主要內(nèi)容是以對最大負荷功率、負荷電量及負荷曲線的預(yù)測為主，以便于更好的了解電力發(fā)電設(shè)備以及輸變電設(shè)備的容量，同時對于發(fā)電機組類型、電源結(jié)構(gòu)以及燃料等的合理配備與確定都有著極其重要的作用，且負荷曲線的預(yù)測可為研究電力系統(tǒng)的峰值、抽水蓄能電站的容量以及發(fā)輸電設(shè)備的協(xié)調(diào)運行提供數(shù)據(jù)支持。

2.1.2 負荷預(yù)測的方法

負荷預(yù)測的方法主要以經(jīng)典負荷預(yù)測法中的回歸分析法與現(xiàn)代負荷預(yù)測法中的模糊負荷預(yù)測法使用的頻率最高。模糊負荷預(yù)測法主要是針對某些無法進行數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的負荷預(yù)測情況，在采用模糊數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ)上，針對電力的輸入與輸出設(shè)計出與其極為接近的非線性函數(shù)，以對未來的用電負荷做出較為精準的預(yù)測。

2.2 電力電量平衡

電力電量平衡是不僅對于解決城市用電供需不平衡具有重要的作用，對于進一步的研究城市電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也有極大的現(xiàn)實意義。2.2.1 電力電量平衡的內(nèi)容

我國城市電網(wǎng)規(guī)劃在電力電量平衡校驗方面主要包括兩方面的內(nèi)容，即豐水期對于城市電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)電力電量平衡的校驗與枯水期對城市電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的電力電量平衡的校驗。實時的跟進這一期間城市用電量的變化走向，及時及時檢修輸電網(wǎng)絡(luò)線路，以更好的維持用電高峰期的電力電量的穩(wěn)定與平衡。另外，在枯水期這一階段，掌握水力發(fā)電的基本情況，及時的采取多種發(fā)電措施來彌補因枯水期而帶來的水力發(fā)電不足，以平衡枯水期城市電力電量的平衡。2.2.2 電力電量平衡的主要方法原則:

針對以往城市電網(wǎng)規(guī)劃中電力電量平衡發(fā)展的資料數(shù)據(jù)，結(jié)合有關(guān)電力系統(tǒng)研究專家的建議，我們制定出以下幾點維持電力電量平衡的方法及原則：（1）針對用電需求量較大的季節(jié)采取“分段式”收費，控制用電量；（2）城市電力系統(tǒng)的最大容量以用電系統(tǒng)最大機組的容量為標準；（3）水力發(fā)電系統(tǒng)的最大發(fā)電量要達到裝機容量的5/6以上，枯水期可只需達到1/5左右即可；（4）用電高峰期的用電負荷與用電低谷期的用電負荷差值應(yīng)該占前者的45%左右；（5）在豐水期以水力發(fā)電為主，火力發(fā)電及其他發(fā)電模式為輔；枯水期以火力發(fā)電方式為主，水力發(fā)電及其他多種發(fā)電方式為輔。

2.3 電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)整體規(guī)劃

推動電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化發(fā)展是城市電網(wǎng)規(guī)劃工作的重心，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，不僅要做到保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，還要將輸變電設(shè)備的容載比以及電網(wǎng)輸送電的能力等納入到考慮的范圍中來，以確保實現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化發(fā)展。當前，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃的方法主要以遺傳算法應(yīng)用最為普遍。遺傳算法是從控制理論與生物遺傳學(xué)當中衍生出來的一種新型算法，如今被引入到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案中來，遺傳算法在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作中的流程大致如下：（1）數(shù)據(jù)準備。在架設(shè)網(wǎng)架之前要充分考慮變電站的選址，電線的電阻、抗壓能力以及熱穩(wěn)定性，還要了解各電站的歷史負荷情況等；（2）編碼。在確定好網(wǎng)絡(luò)架設(shè)的方案后，對其中的各個變量采取編碼處理的方式，利用遺傳算法的染色體原理對線路進行處理；（3）確定評價函數(shù)。該函數(shù)對各個方案進行科學(xué)專業(yè)的評價，最終在目標函數(shù)中實現(xiàn)不利的規(guī)劃條件向有利的規(guī)劃條件轉(zhuǎn)化；（4）遺傳操作。通過模擬生物學(xué)中的交叉變異，獲得新的染色體，即獲得一種新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃方案。

3 結(jié)語

綜上，新時期城市發(fā)展背景下，推動城市電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)方法的優(yōu)化發(fā)展是城市電力工作的重要內(nèi)容。實現(xiàn)城市電網(wǎng)規(guī)劃朝著更加科學(xué)、更加完善的方向發(fā)展，不僅能夠穩(wěn)定城市的供電，對于城市的經(jīng)濟發(fā)展和促進社會穩(wěn)定也極具現(xiàn)實意義。

參考文獻：

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.137