劉國(guó)平，王　聰，趙　杰，耿　亮，李　梁

(國(guó)網(wǎng)河北省電力公司石家莊供電分公司，石家莊　050051)

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基于服務(wù)城市行政區(qū)域拓展的高效配電網(wǎng)規(guī)劃管理體系研究

劉國(guó)平，王聰，趙杰，耿亮，李梁

(國(guó)網(wǎng)河北省電力公司石家莊供電分公司，石家莊050051)

摘要：在京津冀一體化發(fā)展、石家莊市行政區(qū)劃調(diào)整的大背景下，以石家莊市城區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃為研究基礎(chǔ)，深入分析配電網(wǎng)規(guī)劃、管理方面存在的問題，提出市政/電網(wǎng)相互銜接、市縣電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的現(xiàn)代智能配電網(wǎng)規(guī)劃理念，采用“網(wǎng)格化”配電網(wǎng)精準(zhǔn)規(guī)劃方法，建立了目標(biāo)、組織、策略三維度體系的規(guī)劃管理機(jī)制，高效優(yōu)質(zhì)進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃，最后通過實(shí)施成效，驗(yàn)證該規(guī)劃管理體系的創(chuàng)新性、準(zhǔn)確性和有效性。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；規(guī)劃；管理體系；網(wǎng)格化

配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)與電力用戶直接接觸的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，保證配電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)電網(wǎng)企業(yè)具有重大的意義。黨中央、國(guó)務(wù)院對(duì)加強(qiáng)配電網(wǎng)建設(shè)做了重要部署。2015年9月，國(guó)家能源局正式發(fā)布了《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃(2015—2020年)》。國(guó)家電網(wǎng)公司也明確提出以解決“兩頭薄弱”問題為重點(diǎn)，全面加強(qiáng)配電網(wǎng)建設(shè)[1-3]。隨著京津冀一體化發(fā)展、石家莊市行政區(qū)劃調(diào)整對(duì)本地配電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)提出新課題。配電網(wǎng)規(guī)劃管理就是要對(duì)接城市發(fā)展，采用差異化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足各類供電區(qū)域不同用戶供電質(zhì)量為目標(biāo)，創(chuàng)新市政/電網(wǎng)相互銜接、市縣電網(wǎng)發(fā)展協(xié)調(diào)一致的現(xiàn)代智能配電網(wǎng)規(guī)劃理念，采用“網(wǎng)格化”配電網(wǎng)精準(zhǔn)規(guī)劃方法，建立目標(biāo)、組織、策略三維度體系的規(guī)劃管理機(jī)制，高效優(yōu)質(zhì)進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃，全面推進(jìn)石家莊市配電網(wǎng)發(fā)展，為服務(wù)京津冀協(xié)同發(fā)展提供有力支撐，為行政區(qū)域拓展做好供電保障服務(wù)。

1配電網(wǎng)規(guī)劃管理存在的問題

電網(wǎng)發(fā)展一直存在“重主輕配”問題，石家莊市配電網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱，隨著城市行政區(qū)域拓展后的需求及分布式電源、電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，配電網(wǎng)的功能、形態(tài)以及發(fā)展環(huán)境均發(fā)生了巨大變化，老問題和新需求相互交織增加了石家莊配電網(wǎng)發(fā)展難度。

a. 配電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展時(shí)間短，制約多，遠(yuǎn)景目標(biāo)網(wǎng)架的規(guī)劃沒有市政建設(shè)變化快。配電網(wǎng)規(guī)劃約束力較差，沒有形成統(tǒng)一的管理體系，規(guī)劃質(zhì)量和效率低下。

b. 傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃與用戶需求銜接不足，存在規(guī)劃依據(jù)不實(shí)、負(fù)荷預(yù)測(cè)不細(xì)、項(xiàng)目?jī)?chǔ)備不深等問題。

c. 由于配電網(wǎng)網(wǎng)架變化快、線路轉(zhuǎn)接頻繁，造成配電網(wǎng)現(xiàn)狀分析不透徹，不能如實(shí)反映配電網(wǎng)存在問題；配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，差異化大；規(guī)劃前后缺乏重要指標(biāo)對(duì)比，不能為投資決策提供可信依據(jù)。

2智能配電網(wǎng)規(guī)劃管理體系的構(gòu)建

科學(xué)進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃，優(yōu)化電網(wǎng)資源配置，建設(shè)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、技術(shù)先進(jìn)、環(huán)境友好的現(xiàn)代智能配電網(wǎng)。智能配電網(wǎng)規(guī)劃管理體系主要由目標(biāo)體系、組織體系、策略體系三部分組成。

2.1目標(biāo)體系

從統(tǒng)籌城鄉(xiāng)規(guī)劃、對(duì)接政府規(guī)劃、提升投資精度、配電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、多元化負(fù)荷發(fā)展五個(gè)方面建立配電網(wǎng)規(guī)劃管理目標(biāo)體系。

a. 合理劃分供電區(qū)域，確立滿足各類供電區(qū)域不同用戶供電質(zhì)量為目標(biāo)，實(shí)行城鄉(xiāng)配電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃，界面清晰、統(tǒng)籌發(fā)展。

b. 以城鄉(xiāng)發(fā)展總體規(guī)劃為指導(dǎo)，配電網(wǎng)與城市控制性詳細(xì)規(guī)劃無縫對(duì)接，開展“網(wǎng)格化”配電網(wǎng)詳細(xì)規(guī)劃，構(gòu)建遠(yuǎn)景目標(biāo)網(wǎng)架，指導(dǎo)近中期網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，統(tǒng)籌考慮電源、用戶以及土地、環(huán)境、站址廊道等公共資源，合理布局變電站、開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)單元和電纜通道等配電網(wǎng)設(shè)施，依法依規(guī)保護(hù)配電網(wǎng)站址路徑，納入城市控規(guī)，促進(jìn)配電網(wǎng)項(xiàng)目落實(shí)。

c. 深入開展配電網(wǎng)診斷分析、電力市場(chǎng)負(fù)荷調(diào)研，全口徑儲(chǔ)備規(guī)劃項(xiàng)目，指導(dǎo)用戶接入和配電網(wǎng)改造，提高投資精準(zhǔn)度。

d. 根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和供電可靠性，整合和優(yōu)化已有標(biāo)準(zhǔn)化成果，科學(xué)指導(dǎo)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)與改造，全面推行模塊化設(shè)計(jì)、規(guī)范化選型、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

e. 統(tǒng)籌兼顧新能源、分布式電源、電動(dòng)汽車和電能替代等多元化負(fù)荷發(fā)展，最大程度對(duì)可再生清潔能源進(jìn)行就地消納，滿需足各類用戶接入需求。

2.2組織體系

成立規(guī)劃管理組織體系，實(shí)行公司主要領(lǐng)導(dǎo)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下的分層分級(jí)管理模式，明確工作目標(biāo)，制訂工作計(jì)劃和管理措施，確保職責(zé)界面清晰、協(xié)同高效，高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)完成前期準(zhǔn)備、規(guī)劃編制及成果發(fā)布工作。

a. 優(yōu)化、深化網(wǎng)格配電網(wǎng)規(guī)劃管理職責(zé)，分級(jí)管理、分層負(fù)責(zé)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃管理的縱向貫通。成立領(lǐng)導(dǎo)小組，加強(qiáng)工作的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)；明確歸口管理部門，確保工作的有效執(zhí)行；成立公司配電網(wǎng)規(guī)劃工作組。

b. 落實(shí)各專業(yè)部門職責(zé)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃管理的橫向協(xié)同，保障工作的協(xié)調(diào)推進(jìn)。

c. 優(yōu)化調(diào)整規(guī)劃管理支撐單位(如經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所等)，加強(qiáng)技術(shù)支撐。

2.3策略體系

創(chuàng)新配電網(wǎng)規(guī)劃管理理念，制定配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，采用“網(wǎng)格化”配電網(wǎng)精準(zhǔn)規(guī)劃方法，在開展電網(wǎng)診斷分析專題研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合新能源并網(wǎng)、電動(dòng)汽車、電能替代等多元負(fù)荷發(fā)展需求，高質(zhì)量的完成了石家莊中心城區(qū)及藁城、欒城、鹿泉、正定四區(qū)縣配電網(wǎng)詳細(xì)規(guī)劃(總面積500多km2)，并推廣至其他14個(gè)縣域配電網(wǎng)。認(rèn)真分析和梳理新形勢(shì)下石家莊配電網(wǎng)發(fā)展模式，形成具有“管理先進(jìn)、技術(shù)領(lǐng)先、高效可靠”的配電網(wǎng)規(guī)劃管理策略體系。

a. 確立以滿足用戶的供電質(zhì)量為規(guī)劃目標(biāo)，統(tǒng)籌城鄉(xiāng)配電網(wǎng)規(guī)劃，采用逐站逐線的方式分析和梳理配電網(wǎng)現(xiàn)狀，與市政規(guī)劃無縫對(duì)接，依據(jù)城市控制性詳細(xì)規(guī)劃，引入空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)負(fù)荷需求和空間分布，將供電區(qū)按行政區(qū)劃和負(fù)荷密度分類，設(shè)定差異化的發(fā)展目標(biāo)，將規(guī)劃重點(diǎn)放在中壓電網(wǎng)、規(guī)劃范圍延伸至0.4 kV電網(wǎng)。同規(guī)劃部門形成雙向協(xié)同溝通機(jī)制，保證規(guī)劃落地。編制完成《石家莊市區(qū)變電站10 kV供電分區(qū)遠(yuǎn)景規(guī)劃圖》，《石家莊市中心城區(qū)遠(yuǎn)景年高壓網(wǎng)架規(guī)劃圖》，擴(kuò)展了配電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容和深度，起到了示范引領(lǐng)作用。

b. 借鑒先進(jìn)城市經(jīng)驗(yàn)，整合配電網(wǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)改造的標(biāo)準(zhǔn)化成果，制定了《石家莊中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)建設(shè)技術(shù)細(xì)則》，為配電網(wǎng)建設(shè)提供了參考標(biāo)準(zhǔn)?！凹?xì)則”中首次采用優(yōu)化調(diào)整用戶接入方案中需用系數(shù)(見表1)，減少配變?nèi)萘?6%，提高電網(wǎng)可開放容量，大大節(jié)省電網(wǎng)投資，在河北省公司范圍內(nèi)進(jìn)行推廣。

表1用戶接入方案需用系數(shù)

住宅戶數(shù)用電負(fù)荷需用系數(shù)調(diào)整前配變?nèi)萘颗渲孟禂?shù)調(diào)整后配變?nèi)萘颗渲孟禂?shù)72戶及以下0.30.70.4872戶以上300戶以下0.250.60.4300戶及以上0.20.50.32

c. 明晰配電網(wǎng)網(wǎng)架層級(jí)，從變電站饋出的為主干層，從開關(guān)站或環(huán)網(wǎng)單元節(jié)點(diǎn)饋出的為次干層，其余為分支層；規(guī)范主干層、次干層、分支層對(duì)應(yīng)的接入容量，新建網(wǎng)架不超過3層，梳理層次過多的現(xiàn)狀網(wǎng)架。配電網(wǎng)分層供電模型，見圖1。

圖1　配電網(wǎng)分層供電模型

明確雙環(huán)網(wǎng)主干最多串5組環(huán)網(wǎng)單元，分支最多2級(jí)，如圖2所示。

圖2　雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

d. “網(wǎng)格化”配電網(wǎng)精準(zhǔn)規(guī)劃遵循“做實(shí)、做細(xì)、做深”的理念，按照“自下而上”的方式，采用“六化”工作策略，形成網(wǎng)格化供電區(qū)域、開展多元化負(fù)荷預(yù)測(cè)、制定差異化規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)、搭建模塊化目標(biāo)網(wǎng)架、采用數(shù)據(jù)化指標(biāo)分析、呈現(xiàn)實(shí)用化規(guī)劃成果。

依據(jù)城市控詳規(guī)細(xì)分規(guī)劃單元，根據(jù)建設(shè)用地性質(zhì)劃分為居住、行政辦公、商業(yè)金融業(yè)等共10類用地，以A、B、C、D 4類不同發(fā)展定位確定的供電區(qū)域，打造差異化經(jīng)濟(jì)高效配網(wǎng)。采用了規(guī)劃輔助管理軟件。改變了傳統(tǒng)粗放的負(fù)荷預(yù)測(cè)及規(guī)劃的方式，實(shí)現(xiàn)了與城市規(guī)劃的精準(zhǔn)對(duì)接，進(jìn)行了分層規(guī)劃，便于電力設(shè)施落地。

網(wǎng)格化的飽和負(fù)荷預(yù)測(cè)。按照單一功能最小化原則劃分網(wǎng)格，中心城區(qū)劃分為2 308個(gè)網(wǎng)格。采用空間負(fù)荷預(yù)測(cè)與大用戶報(bào)裝相結(jié)合的預(yù)測(cè)方法，預(yù)測(cè)飽和負(fù)荷(5 970 MW)是目前(2 120 MW)的2.8倍。

變電站布點(diǎn)：根據(jù)網(wǎng)格負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了變電站選址的智能化，飽和負(fù)荷下需新增52座變電站布點(diǎn)，并優(yōu)化了供電范圍。

開關(guān)站布點(diǎn)：現(xiàn)有開關(guān)站10座，規(guī)劃環(huán)網(wǎng)型開關(guān)站46座、終端型開關(guān)站71座。

環(huán)網(wǎng)單元的布點(diǎn)：現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)單元1 812座，規(guī)劃主干環(huán)網(wǎng)單元966座。

目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃：目標(biāo)網(wǎng)架通過單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)建立站間聯(lián)絡(luò)，提高10 kV配網(wǎng)的倒供靈活性，有效支撐上級(jí)電網(wǎng)。

配電網(wǎng)智能化規(guī)劃：2016年全自動(dòng)模式試點(diǎn)應(yīng)用、2017年底中心城區(qū)配電自動(dòng)化全覆蓋，光纖、無線及其他通信方式相結(jié)合。滿足電動(dòng)汽車充換電設(shè)施建設(shè)、光伏等新能源接入的需要。

電纜通道規(guī)劃：電纜通道規(guī)劃形成縱橫暢通的地下管網(wǎng)，隨著城市發(fā)展建設(shè)同期預(yù)埋。

3實(shí)施效果

a.在深入進(jìn)行電網(wǎng)現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，將市區(qū)控制性詳規(guī)按照單一功能最小化原則進(jìn)行劃分，通過空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法得出10種功能區(qū)飽和負(fù)荷和每個(gè)網(wǎng)格的飽和負(fù)荷，同采用自然增長(zhǎng)加大用戶預(yù)測(cè)法比較，提高了負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，掌握了負(fù)荷的空間分布，為配電網(wǎng)規(guī)劃打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。將變電站、開關(guān)站、環(huán)網(wǎng)單元、配電室、線路路由進(jìn)行合理規(guī)劃，編制完成《石家莊市中心城區(qū)2020年10kV網(wǎng)架規(guī)劃圖》、《石家莊市中心城區(qū)遠(yuǎn)景年10kV網(wǎng)架規(guī)劃圖》、《石家莊市中心城區(qū)遠(yuǎn)景年電纜通道規(guī)劃圖》。進(jìn)一步指導(dǎo)配電網(wǎng)規(guī)劃，確定規(guī)劃項(xiàng)目，開展規(guī)劃方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，以效益分析法評(píng)價(jià)電網(wǎng)規(guī)劃實(shí)施本文責(zé)任編輯：王麗斌

效果，優(yōu)化電網(wǎng)投資。

b. 控制出線裝接容量，通過合理切改，解決負(fù)荷分配不均和供電范圍交叉重疊問題。通過開關(guān)站解決出口電纜通道資源緊張問題。

c. 依據(jù)《石家莊新能源及可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，配電網(wǎng)精準(zhǔn)規(guī)劃統(tǒng)籌考慮新能源電源建設(shè)布局，加強(qiáng)對(duì)其接入位置和規(guī)模的引導(dǎo)和管理，提前規(guī)劃配套工程，滿足靈活接入。

d. 通過對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃管理進(jìn)行全面、系統(tǒng)、科學(xué)的提升，完善市區(qū)配電自動(dòng)化和配網(wǎng)通信規(guī)劃，公司系統(tǒng)供電可靠性和電力服務(wù)水平得到顯著提升。用戶平均停電時(shí)間，由2008年11.8 h，降低為2014年的1.85 h。

4結(jié)論

a. 緊跟城市發(fā)展脈搏，采用“網(wǎng)格化”配電網(wǎng)精準(zhǔn)規(guī)劃方法，科學(xué)實(shí)施電網(wǎng)規(guī)劃。

b. 以用電需求為導(dǎo)向，以實(shí)測(cè)負(fù)荷為模型，開展網(wǎng)格化負(fù)荷預(yù)測(cè)、差異化網(wǎng)架規(guī)劃，統(tǒng)籌配電自動(dòng)化、通信、分布式電源、電力管道等智能配電網(wǎng)內(nèi)容，形成多元化規(guī)劃成果。

c. 圍繞省會(huì)石家莊“十三五”發(fā)展，科學(xué)編制石家莊電網(wǎng)“十三五”規(guī)劃和石家莊市網(wǎng)格化配電網(wǎng)精準(zhǔn)規(guī)劃管理機(jī)制，并逐步拓展到周邊縣域，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)發(fā)展與城市發(fā)展實(shí)現(xiàn)同步推進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖峻，谷文卓，郭曉丹，等，配電系統(tǒng)供電能力模型[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011，35(24)：47-52.

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本文責(zé)任編輯：王麗斌

下期要目

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Study on Efficient Distribution Network Planning Management SystemBased on Service City Administrative Areas Expanding

Liu Guoping，Wang Cong，Zhao Jie，Geng Liang,Li Liang

(State Grid Hebei Electric Power Company Shijiazhuang Power Supply Branch, Shijiazhuang 050051,China)

Abstract:Under the background of the integration development of the beijing-tianjin-hebei region and shibjiazhuang administrative division adjustment, based on the research of shijiazhuang urban distribution network planning, analyzing the existing problems in the distribution network planning and management, in this paper, the modern intelligent distribution network planning concept is proposed on the basis of the link-up municipal/network and the coordinated development of cities and counties grid, and the method of "Grid" accurate distribution network planning is used to establish the planning management mechanism of three dimensional system including the goals, organization, policies to proceed the distribution network planning. Finally, through the implementation effect, the innovation, accuracy and validity of planning and management system is verified.

Key words：distribution network;planning;management system;grid

中圖分類號(hào)：TM715

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1001-9898(2016)01-0001-03

作者簡(jiǎn)介：劉國(guó)平(1975-)，男，高級(jí)工程師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和新能源并網(wǎng)方面工作。

收稿日期：2015-11-13