范春燕

摘 要：研究探索新型城鎮(zhèn)化配網(wǎng)規(guī)劃建設，以期對新型城鎮(zhèn)電網(wǎng)進行合理的規(guī)劃建設。針對城鎮(zhèn)電網(wǎng)現(xiàn)狀，從新型城鎮(zhèn)負荷預測、高壓變電站站址布置、新型城鎮(zhèn)分布式電源建設、配電自動化建設這些方面進行研究，以提高城鎮(zhèn)配電自動化水平。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)化；配網(wǎng)規(guī)劃；負荷預測；電源建設

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.038

城鄉(xiāng)電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，與國民經(jīng)濟和社會發(fā)展緊密相連，更貼近人民群眾的日常生活。隨著國內(nèi)社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力負荷也持續(xù)增長，作為城市和經(jīng)濟發(fā)展的重要公共基礎(chǔ)設施的電力設施建設顯得尤為迫切。近年來，隨著區(qū)域大型發(fā)電廠的建成投產(chǎn)，部分經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)缺電原因逐漸由“電源性缺電”向“電網(wǎng)性缺電”轉(zhuǎn)變，更加迫切要求加快電網(wǎng)的建設。而由于規(guī)劃工作滯后，電力設施建設用地缺乏專項規(guī)劃統(tǒng)一控制，造成選址困難，進而影響輸變電項目的進度。

1 城鎮(zhèn)化電網(wǎng)現(xiàn)狀

隨著當前我國城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展，城鎮(zhèn)電網(wǎng)運行質(zhì)量成為關(guān)系到一個地區(qū)電力系統(tǒng)健康運行的關(guān)鍵。

1.1 負荷增長迅猛，城鎮(zhèn)電網(wǎng)故障頻發(fā)

以上海市區(qū)和天津市和平區(qū)為例，配電網(wǎng)的負荷增長率平均為25%左右。如此負荷增長率在國內(nèi)外一些發(fā)達城市都鮮見。由于負荷增長迅速，城市配電網(wǎng)改造和建設的滯后投入給城市配電網(wǎng)帶來了巨大壓力，中低壓配電網(wǎng)故障頻繁發(fā)生。

1.2 城鎮(zhèn)的電網(wǎng)建設嚴重落后于電源建設

城鎮(zhèn)的電網(wǎng)建設嚴重落后于電源建設，跟不上形勢發(fā)展的需要。電源的問題是我國電力供應的核心問題，但電源的增長并沒有有效地緩解城市電網(wǎng)的供電矛盾。各地供電部門普遍反映，輸變電工程的投資落后于電源投資，而城鎮(zhèn)電網(wǎng)的投資又落后于輸變電工程投資，在設備配置上又存在“重高壓設備、輕低壓設備”的傾向。與發(fā)達國家相比，投資比例和裝備比例嚴重失調(diào)，造成電網(wǎng)發(fā)展嚴重落后于輸變電和電廠的建設。

1.3 城鎮(zhèn)電網(wǎng)設備陳舊、落后，過載嚴重

部分城鎮(zhèn)電網(wǎng)由于缺乏維修改造資金，設備普遍陳舊、落后。不但現(xiàn)有的供電設備陳舊，而且原有結(jié)構(gòu)落后，導致轉(zhuǎn)供能力差，且年久失修，給安全供電造成了麻煩和困難。

1.4 技術(shù)研發(fā)落后于電力發(fā)展和城市建設

目前，城鎮(zhèn)電網(wǎng)技術(shù)大多還停留在幾十年前的水平，雖然近幾年來也引進了一些新設備和新技術(shù)，但全國城鎮(zhèn)電網(wǎng)技術(shù)與國外相比差距仍相當大。各地自發(fā)的研究項目難以及時推廣。而城鎮(zhèn)電網(wǎng)的現(xiàn)代化管理技術(shù)水平直接影響到電網(wǎng)供電可靠性的提高。

2 新型城鎮(zhèn)負荷預測

由于城鎮(zhèn)化建設尚處于起步階段，關(guān)于城鎮(zhèn)化發(fā)展地區(qū)負荷預測可借鑒的經(jīng)驗不多。具體的研究思路如下。

2.1 采用綜合預測模型技術(shù)

對于序列量（比如電量、最大負荷）的預測，預測人員可選擇的模型是多種多樣的。數(shù)學模型是理想化抽象模型，負荷發(fā)展的自然規(guī)律很難用單一的數(shù)學模型加以描述，任何單一的預測模型的精度都不可能很高。研究過程中，將建立負荷預測模型庫，采用需要系數(shù)法、負荷增長相似性分析等多種方法，根據(jù)區(qū)塊城鎮(zhèn)化發(fā)展的不同階段進行綜合預測。

2.2 預測過程中結(jié)合專家的經(jīng)驗和技巧

負荷預測結(jié)果的合理性依賴于預測人員的經(jīng)驗和技巧。在預測過程中，首先通過查閱歷史數(shù)據(jù)和各種相關(guān)數(shù)據(jù)，以及歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析結(jié)果，為選擇何種預測方法提供可供參考的依據(jù)。然后根據(jù)電力部門運行人員的實際經(jīng)驗，采用專家系統(tǒng)技術(shù)對負荷預測的不同階段性結(jié)果作適當?shù)募m正或者調(diào)整，保證預測的合理性和可靠性。

2.3 歷史數(shù)據(jù)的預處理技術(shù)

為了獲得較好的預測效果，用于預測的歷史數(shù)據(jù)的合理性應該得到充分保證。因此，需要對歷史數(shù)據(jù)進行合理性分析，去偽存真。最基本的要求是：排除因人為因素帶來的錯誤（比如錄入錯誤）以及因統(tǒng)計口徑不同帶來的誤差。

3 高壓變電站站址布置

變電站的選址需符合地區(qū)總體規(guī)劃，盡可能靠近負荷中心，因此，可借助于遞歸法，以計算得到變電站最優(yōu)幾何位置。實際建設時，應在該中心點附近選取合適位置建設。

此方法的核心思路為：根據(jù)各區(qū)塊的負荷中心點進行兩兩變換合并，經(jīng)多級變換后將區(qū)域內(nèi)所有負荷集中到一個幾何中心點，則自該點到達各個區(qū)塊的供電線路空間距離長度為最優(yōu)。

4 新型城鎮(zhèn)分布式電源建設

我國大部分地區(qū)的可再生新能源都以分布式電源的形式存在，只有少數(shù)地區(qū)可以大規(guī)模集中利用，像風電、光伏這樣的分布式電源，隨機性和間歇性較強，當接入數(shù)量達到一定程度時，會對電力系統(tǒng)的控制運行造成不利影響。

針對新型城鎮(zhèn)能源構(gòu)成中家庭分布式電源的特殊性，可將各小區(qū)每戶的分布式光伏發(fā)電單元通過統(tǒng)一的逆變單元一次升壓后接入?yún)^(qū)域儲能裝置或反饋入小區(qū)電網(wǎng)，在每戶與逆變單元的節(jié)點部分裝設分閘。此種建設方案的優(yōu)點在于能源利用率較高，且對主網(wǎng)造成的諧波雜訊較小。但缺點也顯而易見，其一次投入較高，成本回收周期較長。

目前，分布式電源（光伏、風能）的主要接入步驟如下：①風電單元、光伏單元與其配套逆變器一一對應；②正常運行時，由逆變器將各分機、光伏單元的出口電壓首次升壓至同一水準；③集電線各分機、光伏單元統(tǒng)一接入二次升壓站；④二次升壓站接入主網(wǎng)并網(wǎng)運行。

5 配電自動化建設

從目前的技術(shù)水平看，沒有任何一種單一的通信手段能夠全面滿足各種規(guī)模的配電自動化的需要，因此多種通信方式在配電網(wǎng)中的混合使用就難以避免。鑒于此，需根據(jù)實施配電自動化區(qū)域的具體情況選擇合適的通信方式（光纖專網(wǎng)、電力線通信、無線通信等）。

由于配電網(wǎng)自動化中可能使用多種通信方式，因此通信系統(tǒng)相互間的協(xié)調(diào)和管理也很重要。好的管理方式可以實現(xiàn)信息的共享及通信間有效、高速的連接等。

現(xiàn)代配電自動化通道技術(shù)主要分為5種，分別為引導線通道、電力線載波通道、微波通道、光纖通信和無線專網(wǎng)通信。

新型城鎮(zhèn)電網(wǎng)建設倡導分布式電源接入配電網(wǎng)，分布式電源注入并網(wǎng)時間隨機性較強，電能質(zhì)量也參差不齊，對電網(wǎng)的即時反應能力提出了較高的要求。無線專網(wǎng)通信采用電力專用頻點，帶寬高，系統(tǒng)容量大，建設成本較低，擴展性和實時性較好，能滿足新型城鎮(zhèn)電網(wǎng)建設要求。因此，建議新型城鎮(zhèn)電網(wǎng)自動化通信方式采用無線專網(wǎng)通信。

6 總結(jié)

對新型城鎮(zhèn)化配網(wǎng)規(guī)劃建設研究項目的成功實施，實現(xiàn)了新型城鎮(zhèn)負荷預測、高壓變電站站址布置、新型城鎮(zhèn)分布式電源建設、配電自動化建設、現(xiàn)場管控工作有效開展等，還實現(xiàn)了部分線路由分布式電源供電。這在一定程度上滿足了大負荷供電的需求，促進了新型城鎮(zhèn)電網(wǎng)的合理規(guī)劃建設，提高了配電自動化水平。

〔編輯：劉曉芳〕