浅谈城市电网的规划与建设

叶剑飞

摘 要：近年来，国民经济的快速发展，建设坚强智能电网的过程不断深入，为我国城市电网的发展带来了蓬勃发展，也给城市电网的规划与建设提出了新的命题。在对我国城市配电网规划与建设的现状进行分析的基础上，结合工作实践，阐述城市配电网规划与建设的主要内容及主要步骤。

关键词：城市电网 规划 建设 步骤

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-074-02

1 引言

近年来，随着我国经济的持续快速发展，电力工业作为国民经济的支柱性产业也获得了蓬勃的发展机遇。2009年，国家电网公司提出建设坚强智能电网的电网发展战略，将建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的新型节能、高效的绿色电网，并将加大投资城市电网的规划与建设。

在此背景下，为满足城市电网负荷增长的需要，梳理城市电网的网架结构，提高电网运行的各项指标，对完善和优化城市电网的网架结构、加强与上级电网的协调配合，提高电网的负荷转供能力有重要作用，城市电网的规划与建设再次成为业界讨论的热点。下文中，笔者将以城市配电网为例，对电网规划与建设中的相关问题展开讨论。

2 我国城市配电网规划与建设的现状分析

2.1 城市配电网的规划特点

在我国城市电网的规划与建设中，一般将10kV和380V的电网一并规划，并称为中低压配电网规划。中低压配电网的规划有以下特点：

（1）10kV与380V线路是电网向用户供电的最后一级，担负着向电力负荷安全供电的重任，然而，因为中低压配电网往往处于电力负荷密集的区域，所以供电半径小、线路回数多、布线的工作量大且烦琐。

（2）中低压配电线路的规划与建设与与所在地区的土地使用现状、土地远期规划、用户类型等因素密切相关。因此，在进行规划时，对负荷地理分布的信息需求量大，且规划中面对的不确定因素多。所以，一般中低压配电网只规划到5年以内，而且不断的进行滚动修编。

如上所述，由于城市发展存在的不确定性，超过2年的出线方案对于配电网规划并没有太高的参考价值。好的规划应当更关注对配网建设指导性原则的确定，包括：电网网架结构的确定（分段开关、配电变压器的接入原则，线路联络方式等）；对规划期内2-4平方公里的大块区域进行负荷密度估计；对变电站的布点和各个变电站供电范围的优化；对线路、公用变压器、开关设备等的规范选型；对出线密集区域的线路走廊要求等。

2.2 城市配电网的运行现状

3 城市配电网规划的主要内容

结合自身工作实践，笔者将城市配电网规划的主要内容总结归纳如下：

（1）对地区人口、经济状况、产业结构和分布的分析。

（2）对电网规模和负荷现状（高压变电站规模、地方电源、中低压配电网络规模、负荷水平和整体运营指标数据）的统计。

（3）对中低压配电网存在问题的分析，包括几个方面：高压电源容量是否充足、供电半径是否合理；设备状况如何，有待改造的残旧开关设备和高损变压器的数量；10kV馈线的状况，包括：具体的重载和过长线路情况，应通过转移负荷还是更换大截面线路来改造等问题；电网网架结构是否合理，包括无联络的线路有多少，有联络的线路有无事故转供能力等。

4 城市配电网规划的主要步骤

4.1 规划期负荷预测

规划期的负荷预测对城市电网规划的正确性有极大影响，在实际的负荷预测中，为了贴近城市发展实际，应以政府制定的官方城市发展计划为依据，通过大量的信息搜集与调查，充分了解到当地的用电需求，规划期负荷预测包括最大负荷总量预测和负荷地理分布预测，电网规划对负荷预测精度的要求为偏差在[-10%，30%]之间。

4.1.1 电量和最大负荷总量预测

电量和最大负荷总量预测主要用于衡量高压电源总量规划的合理性，并初步测算规划期内需新建输变电设施的规模，这也是负荷地理分布预测的基础。

电量总量的预测方法主要有：电力弹性系数法、时间序列法、参数回归法等。

（1）电力弹性系数法。

电力弹性系数法是描述电力发展与国民经济发展之间关系的宏观指标，通常定义为：K=Vw/VG。其中：Vw为电量年均增长率，VG为经济年均增长率。

电力弹性系数法首先根据历史数据计算K，然后用该K值预测规划期内的电量。电力弹性系数法适用于负荷增长较平稳的地区，对处于快速发展期、产业结构变化较大的地区、经济结构单一且受产业政策影响较大的地区预测效果较差。

（2）时间序列法。

时间序列法是所需资料最少的一种负荷预测方法。常见的是采用曲线拟合公式得出历史负荷随时间的变化规律W（t），然后预测规划年电量。该方法仅需历史电量数据，当预测期电量发生突然变化时，预测误差较大。同时，应注意拟合函数的选取、坏测点的删除。

（3）参数回归法。

参数回归法与时间序列法同为曲线拟合类方法，但自变量不是时间，而是经济指标等与电量相关的参数，必要时可选取多参数，但单参数更有利于函数选取。该预测方法可计及经济增长因素的变化，但在参数选取和回归模型选取时有较大的不确定性，应用效果受人为因素影响较大。

4.1.2 负荷地理分布预测

负荷地理分布预测用于衡量高压电源分布的合理性，确定城市各供电区域规划期内的负荷增长情况，是高压电源供电分区划定、线路布置和供电范围确定的依据。

10kV网电压等级低，线路供电范围小，相应的负荷分区也小，负荷地理分布预测是负荷预测中的难点。负荷地理分布预测的主要预测方法有用地仿真法和负荷密度法两种。

4.2 规划技术原则的确定

包括电网的网架结构、线路的选型、变压器及开关设备的选型、二次设备（继电保护设备和综合自动化系统）应达到的技术要求等。

10kV配网因为直接承担向用户供电的责任，需覆盖整个供电区域，线路、设备众多，大量开关不具备遥信和保护功能。所以，网架结构和运行方式应尽量简化，环网接线、开环运行，联络本身也不宜太复杂，尽量做到分片分区小环独立运行。

另外，由于负荷开关的广泛使用，故障时允许局部用户短时停电，但应能通过负荷转移尽快回复供电，满足N-1运行方式。

4.3 电网建设改造规划

城市电网的低压线路数量巨大，截面小、老化线路多，统计资料缺乏，其建设规模难以准确测算，改造规模在规划阶段更难以测定，资金需求也十分巨大。规划阶段只能根据资金确定建设改造的总量规模。具体实施中在采用分片逐步实施的方式逐步铺开，应注意避免资金分配“撒胡椒面”的做法，否则难以评估改造效果。

4.4 规划项目的投资估算和经济评价

规划项目的投资估算和经济评价主要包括：分年度规划工程静态投资估算、规划工程动态投资估算、规划工程的总成本费用估算、电价测算、电价加价额确定、投资收益分析等，因篇幅所限，在此不再赘述。

5 结语

城市配电网是电网和客户间直接相连的关键环节，城市电网的规划与建设水平直接影响着电力企业的综合效益，新形势下，应重视对城市电网的规划与建设，提高中低压配电网的安全稳定运行水平。

参考文献：

[1] 林冬.浅谈城市电网规划建设中的相关问题[J].今日科苑，2010（3）.

[2] 罗毅飞.浅谈县城网（10kV电网网架）规划设计[J].科技风，2012（17）.

[3] 杨泓，李刚，韩建军，等.城市配电网规划及存在问题分析[J].内蒙古电力技术，2009（27）.