蹇昭龍

中國水利水電第六工程局有限公司 遼寧 沈陽 110000

引言

智能電網(wǎng)設(shè)計形式是目前廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)形式，在城市化的發(fā)展中發(fā)揮著非常突出的作用。它是城市配電網(wǎng)建設(shè)中電力能源系統(tǒng)的重要組成部分，對促進(jìn)城市配套服務(wù)的發(fā)展起著積極的推動作用。在實際管理控制中，應(yīng)結(jié)合規(guī)劃建設(shè)的基本要求，依據(jù)城市化發(fā)展的特點和需求等進(jìn)行落實，只有合理進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃，才能符合要求，在實施中可以從經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)體系等方面實現(xiàn)城市配網(wǎng)規(guī)劃的進(jìn)一步落實。針對切實存在的各類問題，在當(dāng)前階段如果不及時對存在的各種問題進(jìn)行處理，很容易影響城市配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計。城市配電網(wǎng)設(shè)計中存在設(shè)備老化的問題，應(yīng)結(jié)合城市配網(wǎng)改造的具體情況，在發(fā)展電力時要保證電網(wǎng)建設(shè)與城市建設(shè)發(fā)展相匹配，從而保證供電的可行性。

1 智能配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃介紹

1.1 智能配電網(wǎng)優(yōu)勢

智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比具備以下優(yōu)勢：智能配電網(wǎng)具備較強的自愈能力，在使用時能解決供電不穩(wěn)定的問題；智能電網(wǎng)的安全性較高，在使用時能更好抵抗自然災(zāi)害，在出現(xiàn)電力系統(tǒng)故障時能更好規(guī)避停電問題；支持分布式電源的大量接入，也能實現(xiàn)可再生能源的隨插隨用；支持用戶間的互動交流，根據(jù)用戶的電量使用情況來分階梯的收費；能實現(xiàn)對配電網(wǎng)的可視化管理，在配電網(wǎng)運行過程中可全面收集整理電網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，并對配電網(wǎng)的運行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)督和風(fēng)險防控分析。

1.2 電網(wǎng)改造規(guī)劃現(xiàn)狀

現(xiàn)階段城市電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的制定和城市發(fā)展建設(shè)步伐、基本需求不相適應(yīng)，城市電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也很難和城市發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)適應(yīng)。同時城市化進(jìn)程的加快也對城市電網(wǎng)的規(guī)劃管理增加了負(fù)擔(dān)，無法實現(xiàn)對城市電網(wǎng)電源點的科學(xué)分析和管理，最終導(dǎo)致城市網(wǎng)絡(luò)電源點的規(guī)劃落后于城市建設(shè)，電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)備老化嚴(yán)重，城市電網(wǎng)改造困難。

1.3 電網(wǎng)改造規(guī)劃原則

城市電網(wǎng)規(guī)劃改造的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)的科學(xué)使用，根據(jù)城市化建設(shè)發(fā)展需要打造出運行安全、可靠，兼具環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的城市電網(wǎng)，從而不斷提升城市電網(wǎng)的供電能力，充分滿足城市發(fā)展需要。在新時期，城市電網(wǎng)規(guī)劃要堅持遠(yuǎn)近結(jié)合、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的發(fā)展原則，將城市電網(wǎng)規(guī)劃管理和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要相結(jié)合，在不同的階段制定出不同時期的發(fā)展計劃。新形勢下城市電網(wǎng)改造規(guī)劃要達(dá)到以下的水平：經(jīng)過改造之后的城市電網(wǎng)要具備持續(xù)性的供電能力；經(jīng)過改造后的城市電網(wǎng)擁有科學(xué)合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；經(jīng)過改造之后的城市電網(wǎng)能做到上下級的互相協(xié)調(diào)；改造后的城市電網(wǎng)輸配電投資規(guī)模和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模相適應(yīng)；城市電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)符合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。

1.4 智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

1.4.1 分布式發(fā)電技術(shù)。智能配電網(wǎng)技術(shù)以分布式技術(shù)為主，在設(shè)計過程中必須發(fā)揮客戶端的作用，對配電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過對所在區(qū)域的配電設(shè)施的基礎(chǔ)優(yōu)化之后，可利用多余的電量進(jìn)行發(fā)電，在整個過程中確保電力輸出的合理性，只有合理處理，才能保證分布式處理的優(yōu)勢。分布式發(fā)電技術(shù)本身有突出的作用，考慮到太陽能和風(fēng)能等利用情況，在實施中借助同步電機和感應(yīng)電機以及變流器等進(jìn)行接入處理。智能配電網(wǎng)中分布式的形式，不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響，本身有良好的節(jié)能型和環(huán)保性。但是此類技術(shù)本身也有一定的局限性，考慮到自身的節(jié)能型和環(huán)保情況等，需要突破當(dāng)前的局限，實現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用。在整個過程中，對分布式發(fā)電系統(tǒng)需要實現(xiàn)進(jìn)一步的合理應(yīng)用，只有不斷提升技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，在技術(shù)升級中，以經(jīng)濟(jì)效益和社會效益為發(fā)展目標(biāo)，積極響應(yīng)國家的號召和要求，依據(jù)政策的要求和需求，開展合理的管控，將分布式發(fā)電納入到城市電網(wǎng)管理中去，確保實現(xiàn)智能化[1]。

1.4.2 配電自動化技術(shù)。配電自動化是智能配電網(wǎng)發(fā)展管理的一個基礎(chǔ)力量，在實現(xiàn)的過程中會應(yīng)用多種通信方式來監(jiān)督控制配電系統(tǒng)的運行情況，并通過和其他關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的緊密結(jié)合來提升電力資源的綜合利用率。配網(wǎng)自動化的實現(xiàn)具備數(shù)據(jù)信息的收集整理、監(jiān)督控制、電壓管理等功能，即能夠為各個領(lǐng)域發(fā)展需要來為其提供持續(xù)性的電力資源支持。

1.4.3 微網(wǎng)技術(shù)。整合了發(fā)電機裝置、負(fù)荷承載裝置、儲能裝置、控制裝置，在整合這些裝置后打造出一個獨立的供電系統(tǒng)，使得配電網(wǎng)在運行的過程中擁有一個統(tǒng)一的控制系統(tǒng)支持。整合設(shè)備會和配電網(wǎng)形成一種互相關(guān)聯(lián)的運行模式，在電力資源管理方面體現(xiàn)出了交互性、靈活性的特點。

2 城市配電網(wǎng)存在的問題

2.1 外部環(huán)境變化大

2.1.1 城市電網(wǎng)建設(shè)周期過長。由于城市電網(wǎng)建設(shè)還涉及了環(huán)境等各方面的因素，在電網(wǎng)建設(shè)前還需經(jīng)過環(huán)評等行政許可手續(xù)，導(dǎo)致電網(wǎng)建設(shè)周期延長。從而使電網(wǎng)規(guī)劃與改造面臨更大的負(fù)荷預(yù)測偏差，同時增加了資金壓力，并且會導(dǎo)致一些規(guī)劃項目不能如期投產(chǎn)。

2.1.2 城市電網(wǎng)建設(shè)成本過高。目前，城市配電網(wǎng)的改造一般都基于城市經(jīng)濟(jì)和環(huán)境發(fā)展要求，大部分配電線路用地下或者半地下形式，這使電網(wǎng)改造的成本大幅度提高。同時，拆遷補償成本也在上升[2]。

2.2 電網(wǎng)運行風(fēng)險不斷加大

2.2.1 負(fù)荷預(yù)測難度加大。目前我國城市經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，用電負(fù)荷也急劇增加，負(fù)荷的發(fā)展和情況變化很復(fù)雜。而對城市電力負(fù)荷預(yù)測不準(zhǔn)確將會帶來以下問題：①導(dǎo)致城市配電網(wǎng)規(guī)劃中電源容量的規(guī)劃不合理；②影響配電設(shè)施的選址，導(dǎo)致配電網(wǎng)供電能量的分布與負(fù)荷不匹配。

2.2.2 全國電網(wǎng)互聯(lián)程度不斷提高。全國“一張網(wǎng)”的發(fā)展目標(biāo)使電網(wǎng)的互聯(lián)性不斷加強，解決了我國能源分布不均衡的問題，提高了電網(wǎng)的利用率。但是同時帶來了電網(wǎng)運行的風(fēng)險問題：如短路電流增加。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障，調(diào)度處理不當(dāng)或者不及時時，很容易造成事故擴(kuò)大。

2.2.3 分布式電網(wǎng)增加。國家鼓勵發(fā)展新能源如太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等，但新能源接入電網(wǎng)具有隨機性，給電網(wǎng)安全運行增加了很大的風(fēng)險。如增加電網(wǎng)運行的方式的復(fù)雜性，增加電網(wǎng)故障時的短路電流，對電網(wǎng)容易形成沖擊[3]。

2.3 電網(wǎng)安全運行要求不斷提高

2.3.1 可靠性要求提高。城市配電網(wǎng)是一個大型的受端電網(wǎng)，安全穩(wěn)定能力比較弱。城市配電網(wǎng)是城市所有服務(wù)措施的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)必須不斷提高供電可靠性，強化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，滿足城市發(fā)展的用電要求。

2.3.2 經(jīng)濟(jì)性要求提高。供電是城市最基礎(chǔ)的服務(wù)，電力的成本與電價直接掛鉤，并影響著綜合物價。所以，對電力經(jīng)濟(jì)性的要求不斷提高。同時，土地成本、環(huán)保成本等提高，也造成城市配電網(wǎng)規(guī)劃成本的提高。所以，必須通過更合理的規(guī)劃以提高電網(wǎng)的運行的經(jīng)濟(jì)性[4]。

2.3.3 對抗重大自然災(zāi)害的能力要求提高。重大自然災(zāi)害頻繁，對城市電網(wǎng)也提出了極大的挑戰(zhàn)。所以，對城市配電網(wǎng)抗災(zāi)、容災(zāi)的能力不斷提高，并要求提高電網(wǎng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。

3 智能電網(wǎng)發(fā)展形勢下的城市電網(wǎng)規(guī)劃改造模式

3.1 進(jìn)行電力需求負(fù)荷的分布和預(yù)測

盡管我國的經(jīng)濟(jì)體制從計劃經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型為市場經(jīng)濟(jì)，但長期的計劃經(jīng)濟(jì)體制使得我國電力負(fù)荷預(yù)測難以適應(yīng)現(xiàn)代城市電網(wǎng)的發(fā)展速度，而在現(xiàn)代城市的發(fā)展規(guī)劃中，負(fù)荷分布預(yù)測已經(jīng)成為城市電網(wǎng)規(guī)劃和發(fā)展的決策基礎(chǔ)[5]。

在傳統(tǒng)的電網(wǎng)預(yù)測的電力彈性系統(tǒng)參數(shù)中，包括回歸分析法和單耗法等，在現(xiàn)代城市電網(wǎng)規(guī)劃的過程中，如何適應(yīng)智能化城市的發(fā)展需求是重點，在城市電網(wǎng)的建設(shè)中，突出10kV配電變壓器，在過去的城市電網(wǎng)建設(shè)的過程中，電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)結(jié)合配電變壓器進(jìn)行布局，如果缺少科學(xué)合理的負(fù)荷，則會導(dǎo)致變壓器分布不合理的現(xiàn)象，出現(xiàn)變壓器超載或者輕載等現(xiàn)象。電網(wǎng)在不拒簽通過負(fù)荷預(yù)測之后，結(jié)合原有的基本用電情況進(jìn)行電力布局和規(guī)劃，結(jié)合區(qū)域不同設(shè)立的年限進(jìn)行電網(wǎng)配電模式的調(diào)整。另外，還可以通過對各小區(qū)負(fù)荷值的監(jiān)控，進(jìn)而將負(fù)荷密度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整理，通過對10kV配電變壓器的現(xiàn)行和歷史統(tǒng)計的負(fù)荷數(shù)據(jù)，使用外推法等傳統(tǒng)統(tǒng)計分析手段，來預(yù)測10kV配電變壓器的負(fù)荷。最后，可以通過上述方法對全市用電負(fù)荷情況進(jìn)行分析預(yù)測，然后再利用彈性系數(shù)法、單耗法、綜合用電法等預(yù)測法進(jìn)行核對，根據(jù)核對評估確定城市電網(wǎng)規(guī)劃中需要的負(fù)荷預(yù)測值[6]。

3.2 選擇合適的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在當(dāng)前城市化發(fā)展的過程中，智能電網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，在城市發(fā)展中必須確保相互適應(yīng)，在城市電網(wǎng)的基本建設(shè)階段，合理的規(guī)劃和建設(shè)，根據(jù)實際的分區(qū)和分層布局等，對電壓等級調(diào)整之后，可確保電源的負(fù)荷平衡，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計結(jié)構(gòu)和電壓等級和電源點的控制等存在差異，在設(shè)計中必須掌握具體的類型，合理進(jìn)行安排和設(shè)計。

4 如何構(gòu)建智能化城市電網(wǎng)

4.1 充分借助新能源

隨著新能源的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，新能源建設(shè)對城市電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)也有一定的影響，這就需要智能電網(wǎng)不僅可以滿足城市電網(wǎng)的發(fā)展需求，而且還要具備兼容接納新型能源的能力，在實現(xiàn)電力供應(yīng)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)能源的兼容模式。因此，城市智能電網(wǎng)應(yīng)在自身發(fā)展的基礎(chǔ)上，不斷適應(yīng)新能源的發(fā)展需求，不斷更新技術(shù)，研發(fā)新設(shè)備，不斷提高城市配電網(wǎng)的兼容性和可靠性，提高城市供電質(zhì)量，提高城市電網(wǎng)的安全應(yīng)急供電能力[7]。

4.2 積極推進(jìn)城市配電自動化

在城市電網(wǎng)智能化發(fā)展階段，配電網(wǎng)的供電可靠性和整體運行管理水平經(jīng)過不斷調(diào)整得到了提高。在城市智能電網(wǎng)建設(shè)中，應(yīng)充分考慮智能電網(wǎng)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)適應(yīng)性，并結(jié)合設(shè)備的性價比進(jìn)行科學(xué)合理的建設(shè)。在城市建設(shè)中，不同區(qū)域的功能設(shè)計存在差異，在城市建設(shè)中，要根據(jù)實際分區(qū)和要求進(jìn)行綜合布局。

4.3 開展數(shù)字化信息建設(shè)

在目前的建設(shè)過程中，采用的是數(shù)字化信息化建設(shè)模式。根據(jù)不同階段的數(shù)據(jù)和信息交換情況，在智能管控中通過對違約方式進(jìn)行分析，立足當(dāng)前管理情況，積極開展數(shù)字化形式。在數(shù)字化管理的基礎(chǔ)上，按照當(dāng)前管控的需求和要求實施，只有合理進(jìn)行處理，才能實現(xiàn)招投標(biāo)綜合管控的自動化管理，從而滿足電網(wǎng)自動化的需要，完善智能電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)[8]。

5 結(jié)束語

總之，隨著我國智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)形成了一個全國性的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，為我國城市化的發(fā)展以及城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的加劇，對電網(wǎng)質(zhì)量和安全性、可靠性的要求也進(jìn)一步提高，這樣就要求智能電網(wǎng)也要更新?lián)Q代，以進(jìn)一步適應(yīng)城市化的發(fā)展要求。