肖如全

(國(guó)網(wǎng)湖南電力有限公司懷化供電分公司 湖南 懷化 418000)

基于網(wǎng)格化的城市智能配電網(wǎng)規(guī)劃分析

肖如全

(國(guó)網(wǎng)湖南電力有限公司懷化供電分公司 湖南 懷化 418000)

近幾年，隨著城市行政區(qū)域拓展、分布式電源的快速發(fā)展，電網(wǎng)發(fā)展中存在的“重主輕配”問(wèn)題愈加明顯，使得配電網(wǎng)的功能、形態(tài)及發(fā)展環(huán)境均發(fā)生了巨大變化，在這種情況下，如何運(yùn)用合理有效的配電網(wǎng)規(guī)劃方法已成為我國(guó)建設(shè)現(xiàn)代化配電網(wǎng)系統(tǒng)的主要任務(wù)。本文主要就網(wǎng)格化配電網(wǎng)規(guī)劃方法作為研究重點(diǎn)，從配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃的相關(guān)內(nèi)容出發(fā)，就網(wǎng)格化在城市智能配電網(wǎng)規(guī)劃中的具體應(yīng)用展開(kāi)研究，可作為其他配電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目的參考。

智能配電網(wǎng);網(wǎng)格化;規(guī)劃

一、引言

近幾年，城市中心區(qū)電力負(fù)荷呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，出現(xiàn)中心城區(qū)變電站站點(diǎn)分布不合理、設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行等問(wèn)題，導(dǎo)致城市配電網(wǎng)建設(shè)不能很好的滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求。通過(guò)對(duì)城市智能配電網(wǎng)的合理規(guī)劃，可在不影響用戶正常用電的前提下，減少電網(wǎng)損耗，確保配電網(wǎng)運(yùn)行的良好效益。網(wǎng)格化配電網(wǎng)規(guī)劃是一種自上而下的配網(wǎng)規(guī)劃新機(jī)制，具有避免重復(fù)交叉供電、運(yùn)行方式靈活、便于管理等特點(diǎn)，已成為完善城市配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)工作的重要手段之一。

二、配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃

(一)網(wǎng)格化理念

配電網(wǎng)網(wǎng)格化是指從地理角度出發(fā)，將某一供電區(qū)域劃分為若干個(gè)片區(qū)，且這些片區(qū)是相對(duì)獨(dú)立且供電范圍不會(huì)重疊的。以網(wǎng)格為單位對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)等進(jìn)行精細(xì)化管理，這種管理方法能夠?yàn)榕潆娋W(wǎng)的項(xiàng)目?jī)?chǔ)備、線損管理、運(yùn)行維護(hù)管理等提供更為合理、可靠的決策參考。

(二)配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃

配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃適宜地塊用電需求為導(dǎo)向，按照地區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃內(nèi)容對(duì)不同用地性質(zhì)、不同開(kāi)發(fā)深度的地塊進(jìn)行分析，再結(jié)合典型負(fù)荷預(yù)測(cè)模型和差異化的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)某一供電區(qū)域開(kāi)展10kV一次網(wǎng)架布局，并在系統(tǒng)化負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌配電網(wǎng)的通信、設(shè)備保護(hù)、自動(dòng)化運(yùn)行等內(nèi)容。

三、網(wǎng)格化配電網(wǎng)規(guī)劃體系構(gòu)建

(一)網(wǎng)格化配電網(wǎng)規(guī)劃體系的組成

1.目標(biāo)體系。①打造網(wǎng)格化空間布局。結(jié)合地區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃劃分為單元，根據(jù)建設(shè)用地性質(zhì)對(duì)地塊進(jìn)行劃分，并以A、B、C、D四類供電區(qū)域確定目標(biāo)網(wǎng)架，開(kāi)發(fā)深度定義為已建成、新建和半建這三類;將供電網(wǎng)格劃分為三類:一是負(fù)荷發(fā)展較為成熟的網(wǎng)格，即網(wǎng)格所在地區(qū)的土地利用情況趨于飽和狀態(tài)，負(fù)荷增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)不明顯;二是負(fù)荷空間較大的配電網(wǎng)網(wǎng)格，即電量負(fù)荷增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)比較明顯;三是沒(méi)有明確的區(qū)域發(fā)展規(guī)劃和負(fù)荷增長(zhǎng)空間的配電網(wǎng)網(wǎng)格;②全口徑儲(chǔ)備規(guī)劃項(xiàng)目。結(jié)合《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》等，對(duì)電力管道、配電自動(dòng)化、通信網(wǎng)等內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃;全口徑儲(chǔ)備規(guī)劃項(xiàng)目則在確保配網(wǎng)建設(shè)資金充足的情況下，指導(dǎo)客戶接入和配網(wǎng)改造。針對(duì)一些電量負(fù)荷增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)明顯的網(wǎng)格，可以結(jié)合電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)現(xiàn)狀，選擇合理的接線模式，盡可能減少改造工作量;③將規(guī)劃成果納入控制性詳細(xì)規(guī)劃中。盡可能將環(huán)網(wǎng)單元、配電室等納入地區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃中，使其形成具備法律效力的文件，對(duì)配電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃的內(nèi)容、行為等進(jìn)行約束。

2.策略體系。①形成網(wǎng)格化供電區(qū)域。結(jié)合本地區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃，對(duì)已建成區(qū)、半建成區(qū)和新建成區(qū)的發(fā)展需求和建設(shè)模式進(jìn)行指導(dǎo);②負(fù)荷預(yù)測(cè)。結(jié)合《城市電力規(guī)劃規(guī)范》以及不同地塊的用電需求等，自上而下開(kāi)展各網(wǎng)格空間負(fù)荷預(yù)測(cè)，包括同類負(fù)荷同時(shí)率、容積率等，以提高配網(wǎng)年電量規(guī)劃水平;③制定差異化規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)。按照行政區(qū)劃和負(fù)荷密度確定各類網(wǎng)格的差異化規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，包括網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、配電自動(dòng)化和管道等;④搭建模塊化目標(biāo)網(wǎng)架。對(duì)各類網(wǎng)格的現(xiàn)狀進(jìn)行梳理分析，并針對(duì)其中存在的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃，或者通過(guò)搭建模塊化目標(biāo)網(wǎng)架的方式來(lái)確定不用類型網(wǎng)格的規(guī)劃方法或途徑;⑤采用數(shù)據(jù)化指標(biāo)分析。結(jié)合相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件，在不同類型試點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展配電網(wǎng)線路的短路、負(fù)荷及潮流等計(jì)算，同時(shí)對(duì)各目標(biāo)網(wǎng)架的指標(biāo)提升情況、規(guī)劃效果及整體效益等進(jìn)行定量分析。

3.指標(biāo)體系。①電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。A、B、C類區(qū)架空網(wǎng)以三分段單聯(lián)絡(luò)，電纜網(wǎng)以單、雙環(huán)為目標(biāo)網(wǎng)架;D類區(qū)以主干線合理分段 (≤5)，并逐步增加聯(lián)絡(luò);②通道資源。目前，中心城區(qū)正趨于飽和，結(jié)合城市規(guī)劃目標(biāo)及目標(biāo)網(wǎng)架需求等，合理確定配電網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo);城市次干路、支路按照管井的目標(biāo)建設(shè);在交叉路口形成環(huán)形管溝通道;③設(shè)備健康水平。A、B類供電區(qū)采用智能化或自動(dòng)化分布式，通過(guò)無(wú)線、光纖等多種資源結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)地區(qū)通信;C、D類供電區(qū)采用故障指示器式，通信方案以無(wú)線為主;地區(qū)內(nèi)所有用電用戶安裝智能分接開(kāi)關(guān);④供電可靠性。A、B、C、D四類供電區(qū)每戶均通電時(shí)間分別小于50min、1h、3h及9h，其中A類供電區(qū)戶停電可靠性達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平;⑤節(jié)能減排?？h城架空線路的絕緣水平達(dá)到100%;配電網(wǎng)線損下降在6%范圍內(nèi);城市電網(wǎng)中所有高損耗的供電設(shè)備已停用。

四、基于網(wǎng)格化的城市配電網(wǎng)規(guī)劃效果分析

城市智能配電網(wǎng)網(wǎng)格化的規(guī)劃思路應(yīng)與智慧城市的發(fā)展理念相符，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)網(wǎng)格化的規(guī)劃對(duì)提高可再生能源的利用率、增強(qiáng)供電可靠性等具有重要作用，預(yù)期可以達(dá)到以下效果:以網(wǎng)格為單位對(duì)配網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行明確，并在明確負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，制定起到過(guò)渡作用的目標(biāo)網(wǎng)架，合理安排網(wǎng)架建設(shè)時(shí)序，使其逐漸形成一個(gè)“網(wǎng)絡(luò)清晰、聯(lián)絡(luò)有序、安全可靠、負(fù)荷均衡”的網(wǎng)架;以網(wǎng)格為單位，綜合采用回歸模型分析法、空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法等負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，以確保負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的合理性，便于為網(wǎng)架改造方案提供依據(jù)參考;以網(wǎng)格為單位，在不影響用戶正常用電的前提下，合理解決中壓配電網(wǎng)接線復(fù)雜的問(wèn)題，改善當(dāng)前配網(wǎng)電源點(diǎn)建設(shè)相對(duì)滯后的局面。

另外，配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)劃在以下方面也取得顯著成效:①配電自動(dòng)化主站整體升級(jí)，開(kāi)發(fā)或完善高層應(yīng)用功能，以適應(yīng)調(diào)控一體化和智能化配網(wǎng)調(diào)度發(fā)展的需要;②結(jié)合架空線路等改造工作開(kāi)展的實(shí)際，對(duì)無(wú)法滿足自動(dòng)化終端的設(shè)備進(jìn)行更換;③重點(diǎn)改造和升級(jí)一些故障發(fā)生率高且難以修復(fù)的自動(dòng)化終端，通過(guò)增補(bǔ)、改造自動(dòng)化三遙終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)主次干層“三遙”全覆蓋，包括開(kāi)關(guān)站、配電站和架空線路聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)等;④配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)堅(jiān)持網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)易擴(kuò)展性和設(shè)備易維護(hù)的原則，對(duì)相關(guān)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行改造升級(jí)。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在采用網(wǎng)格化配電網(wǎng)規(guī)劃法時(shí)，要求相關(guān)工作人員對(duì)各個(gè)網(wǎng)格隨負(fù)荷變化情況進(jìn)行明確，并盡可能結(jié)合各地區(qū)的配電網(wǎng)規(guī)劃方案和變化規(guī)律，制定出符合電力電量實(shí)際的配電網(wǎng)網(wǎng)格，避免網(wǎng)格化規(guī)劃對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)造成負(fù)面影響。同時(shí)，還應(yīng)將精細(xì)化管理應(yīng)用到網(wǎng)格化管理中，提升網(wǎng)格化規(guī)劃的可操作性，進(jìn)而確保整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

［1］張植華，李健，林毓等.網(wǎng)格化城市配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架動(dòng)態(tài)構(gòu)建方法 ［J］.陜西電力，2015，43(2):23－29.

［2］衛(wèi)澤晨，趙鳳展，王佳慧等.網(wǎng)格化中低壓智能配電網(wǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與方法 ［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2016，40(1):249－255.

［3］姚剛，仲立軍，張代紅.復(fù)雜城市配電網(wǎng)網(wǎng)格化供電組網(wǎng)方式優(yōu)化研究及實(shí)踐 ［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2014，38(5):1297－1301.

肖如全 (1985－)，男，工程師，本科，主要從事電網(wǎng)規(guī)劃管理工作。