城市电力网规划技术及其流程

梁 晅

(山西省电力公司临汾供电公司，山西临汾 041000)

随着中国城市化的发展，如何对城市电网进行合理规划直接影响到电力公司的效益、居民自身利益以及国家资源有效的利用等问题。

电网规划是一项复杂的工作，在实际规划中涉及到电网规划相关的参数、概念及规划流程［1－3］。

1 电力行业主要技术、经济特征

1.1 电力系统需要维持瞬时平衡

根据能量定律，电能无法大规模经济存储，电力系统需要维持瞬时平衡。这就导致电网规划与其他行业的规划相比，具有一个明显的技术特征，即:其他行业的规划，一般以平均需求为依据，以最大需求为参考;电网规划以最大负荷为依据，平均负荷为参考。因此，在电网规划中涉及的各项负荷，正常情况下是指最大负荷，如负荷预测、电力电量平衡以及容载比计算等［4］。

1.2 电网投资规模大

电力行业是资金、技术密集型产业，城市电网更是如此。通过优化规划模式与方法，可节约大量资金，获得良好的经济效益;反之，任何失误，均会造成巨大的经济损失。

1.3 电网规划需适度超前

电力是城市经济和社会发展的重要基础措施，由于城市电网建设周期长，且城市电网各部分需统一协调规划，因此城市电网规划应适度超前。

2 电网规划基本概念

(1)负荷率。是负荷的时间特性。电网规划中以最大负荷为依据，以平均负荷为参考，若最大负荷远大于平均负荷，将导致电网需建设较大容量，但实际供电量较小。因此，为平衡负荷特性，常用负荷率评价负荷的时间特性。

负荷率是指平均负荷占最大负荷的比例。

式中，α为负荷率;Sav为平均负荷;Smax为最大负荷。

(2)负荷同时率。是衡量电网中各分区最大负荷不同时发生的现象。例如:某居民小区，设每个家庭最大负荷为20 kW，该居民小区共有400户，但整个小区的最大负荷将明显低于8 000 kW，这是因为各家庭的负荷不会同时达到最大负荷。负荷同时率的定义式如下

式中，γ为负荷同时率;Swmax为整个规划区最大负荷;为规划区中第i分区的最大负荷;n为整个规划区中分区个数。

(3)负载率。是针对变电站、变压器以及线路而言，也是以最大负荷来衡量的。其定义如下

式中，η是变电站负载率;SsubmaxLOAD为变电站最大负荷;Scapacity是变电站容量。需注意，变电站负载率是一个微观指标，是衡量变电站的负载情况指标。

(4)容载比。定义为电网中某个电压等级的变电容量与该电压等级的最大负荷比。例如:110 kV的容载比，其定义为某个区域110 kV变电容量之和除以该电压等级变电站供电的最大负荷。考虑到负荷同时率、负荷分散系数以及储备系数等因素，不同电压等级的容载比不同。通常电压等级越高，容载比推荐值越低。

(5)规划基准年、水平年。规划基准年是在规划中作为现状的年份。例如，2010年编制“十二五”规划时，2010年尚未完全发生，尤其是2010年的最大负荷尚未发生，所以选取2009年作为“现状”，而“现状”年份，即为规划中的“基准年”。

(6)电网规划分类。电网规划从规划时间角度可分为:1)远景年规划。远景规划有两种理解方式，一是不确定规划水平年的长期规划，二是规划水平年距当今较远。一般假设远景年即为电网发展的饱和期，不再发生大的变动。2)近期规划。一般是指五年规划，如“十二五”电网规划等。3)中期规划。通常是指十年规划。4)滚动规划。电网滚动规划即电网每年进行的规划。其原因包含以下几个方面:①负荷预测准确率问题。在负荷预测中，距离目标时间越近，信息越多，不确定性越小。例如，2009年编制“十二五”规划时，对2014和2015年的负荷预测准确率，一般将低于2013年对上述年份的负荷预测。因此，每年需根据实际情况，对规划方案进行滚动修编。②电网规划与建设的不确定性。电源规划与建设也存在不确定性，并由此影响到电网的规划与建设，使得电网规划需根据实际情况进行调整。③电网建设过程中的不确定因素。电网建设过程中将遇到诸多不确定因素，例如:因城市规划调整导致规划中的某变电站或输电走廊无法落实;或因周边居民反对，导致变电站或者输电走廊需要迁移等。这类不确定因素，使电网规划需根据实际情况进行适当调整。

另外，电网规划从电压等级和层次角度可分为:1)配网规划，是指110 kV及以下电压等级的网络规划;2)输电网规划，是指220 kV及以上电压等级的网络规划。

除以上两种外，还提到“主网规划”，尤其是在地市级供电企业中。通常主网是高压配电网和输电网的总称，即110 kV及以上电压等级网络。

3 城市电网规划基本流程

对城市电网进行规划研究前，需清楚了解电网规划的基本流程，可通过查阅相关文献、城网规划导则和报告等文件，总结电网规划的基本流程如下:

(1)城市现状及发展概况调研。城市电网是城市重要的基础设施之一，城市电网规划应纳入城市总体规划中，成为其重要的组成部分。为使电网规划与城市总体发展规划相协调，应充分收集城市社会、经济及市政规划方面的资料。具体调研的内容包括:城区概况、社会国民经济情况以及城市总体规划。

(2)现状电网分析。城市现状分析是未来电网发展、规划及建设的基础与依据。因此必须对城市电网现状进行分析。主要包含:当前高、中压电网的基本情况;供电分区，电网容载比，变电站数量、容量和型号等;线路长度、型号等;高中压电网接线模式、设备状况、电源分析和电网各考核指标等。

(3)电力需求预测。负荷预测是城市电网规划中的基础工作，是制定电力系统发展规划的重要依据。负荷预测要具有较强的科学性，需要大量反映客观规律性的科学数据，并采用适应发展规律的科学方法，同时应选用符合实际的科学参数。

电力负荷预测是立足基准年的负荷水平，以规划区经济发展的电力需求为目的，提出多种负荷预测方法。并对不同负荷预测方法的相关结果进行对比分析，确定预测方案。同时应注意配网负荷预测与主网预测负荷的衔接。

负荷预测的内容:1)进行电网负荷发展中长期的预测，并展望远景规模。2)若各分区历史电量负荷资料统计详实，则进行分区电量负荷预测。3)若存在多个高压配电电压等级，需进行分电压等级的负荷预测。4)在城市规划的基础上，进行空间负荷分布预测。

(4)城网规划。主要包括:电源规划、负荷、电量平衡、变电站布点、高中压网架规划和配电自动化等。

(5)规划成果评估。是电网项目规划的重要环节，一方面可对规划项目的前期工作进行全面、客观的检测和衡量;另一方面可通过评估过程中的反馈信息，及时发现问题并进行修正，从而提高管理的水平，也为今后电网规划的决策提供科学的依据。规划网评估的主要内容包括:1)高压规划网评估。运用电力系统分析软件BPA对规划的高压电网进行电气计算，包括潮流短路电流计算。2)中压规划网评估。主要包括:潮流计算、网络“N－1”校验、抗灾能力评估、供电可靠性评估、经济评估以及规划网成效对比等。

(6)投资估算。是指在项目投资决策阶段，按照现有资料和特定的方法，对建设项目的投资数额进行的估算。投资估算是建设项目决策的重要依据。根据规定，在整个建设项目投资决策过程中，必须对建设工程造价进行估算，并据此决策是否投资建设。投资估算的准确性十分重要，若估算误差过大，将导致决策的失误。因此，准确和全面地估算建设项目的造价是项目可行性研究的重要依据，也是整个投资决策阶段工程造价管理的重要任务。城市电网规划流程如图1所示。

4 结束语

文中从电网瞬时平衡、规模大及适度超前等对城网规划的特点进行了介绍。并对城网规划中较为重要的指标进行分析，由城网规划工作的特殊性对各指标进行定义。同时，提出城网规划流程，为电力规划工作者提供了参考。

图1 城市电网规划流程图

［1］李杰超.电网规划方法探讨［J］.广西电业，2009(3):39－40.

［2］韩福春，赵铭凯.城市电网规划方法的研究［J］.电力系统自动化，1994，18(11):57 －62.

［3］国家质量技术监督总局.城市电力网规划设计导则［S］.北京:国家质量技术监督总局，2006.

［4］RICHARDO B，PAULO C V，ESEMERALDO M A.Network planning in brazil:experience and perspectives during electric industry testruring period in a high rate growing market［C］.Brazil:CIGRE Session，2002:37－107.