浅析新型城镇化配网规划建设研究

范春燕

摘 要：研究探索新型城镇化配网规划建设，以期对新型城镇电网进行合理的规划建设。针对城镇电网现状，从新型城镇负荷预测、高压变电站站址布置、新型城镇分布式电源建设、配电自动化建设这些方面进行研究，以提高城镇配电自动化水平。

关键词：城镇化；配网规划；负荷预测；电源建设

中图分类号：F426 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.038

城乡电网作为智能电网的重要组成部分，与国民经济和社会发展紧密相连，更贴近人民群众的日常生活。随着国内社会经济的快速发展，电力负荷也持续增长，作为城市和经济发展的重要公共基础设施的电力设施建設显得尤为迫切。近年来，随着区域大型发电厂的建成投产，部分经济发达地区缺电原因逐渐由“电源性缺电”向“电网性缺电”转变，更加迫切要求加快电网的建设。而由于规划工作滞后，电力设施建设用地缺乏专项规划统一控制，造成选址困难，进而影响输变电项目的进度。

1 城镇化电网现状

随着当前我国城镇化的高速发展，城镇电网运行质量成为关系到一个地区电力系统健康运行的关键。

1.1 负荷增长迅猛，城镇电网故障频发

以上海市区和天津市和平区为例，配电网的负荷增长率平均为25%左右。如此负荷增长率在国内外一些发达城市都鲜见。由于负荷增长迅速，城市配电网改造和建设的滞后投入给城市配电网带来了巨大压力，中低压配电网故障频繁发生。

1.2 城镇的电网建设严重落后于电源建设

城镇的电网建设严重落后于电源建设，跟不上形势发展的需要。电源的问题是我国电力供应的核心问题，但电源的增长并没有有效地缓解城市电网的供电矛盾。各地供电部门普遍反映，输变电工程的投资落后于电源投资，而城镇电网的投资又落后于输变电工程投资，在设备配置上又存在“重高压设备、轻低压设备”的倾向。与发达国家相比，投资比例和装备比例严重失调，造成电网发展严重落后于输变电和电厂的建设。

1.3 城镇电网设备陈旧、落后，过载严重

部分城镇电网由于缺乏维修改造资金，设备普遍陈旧、落后。不但现有的供电设备陈旧，而且原有结构落后，导致转供能力差，且年久失修，给安全供电造成了麻烦和困难。

1.4 技术研发落后于电力发展和城市建设

目前，城镇电网技术大多还停留在几十年前的水平，虽然近几年来也引进了一些新设备和新技术，但全国城镇电网技术与国外相比差距仍相当大。各地自发的研究项目难以及时推广。而城镇电网的现代化管理技术水平直接影响到电网供电可靠性的提高。

2 新型城镇负荷预测

由于城镇化建设尚处于起步阶段，关于城镇化发展地区负荷预测可借鉴的经验不多。具体的研究思路如下。

2.1 采用综合预测模型技术

对于序列量（比如电量、最大负荷）的预测，预测人员可选择的模型是多种多样的。数学模型是理想化抽象模型，负荷发展的自然规律很难用单一的数学模型加以描述，任何单一的预测模型的精度都不可能很高。研究过程中，将建立负荷预测模型库，采用需要系数法、负荷增长相似性分析等多种方法，根据区块城镇化发展的不同阶段进行综合预测。

2.2 预测过程中结合专家的经验和技巧

负荷预测结果的合理性依赖于预测人员的经验和技巧。在预测过程中，首先通过查阅历史数据和各种相关数据，以及历史数据的统计分析结果，为选择何种预测方法提供可供参考的依据。然后根据电力部门运行人员的实际经验，采用专家系统技术对负荷预测的不同阶段性结果作适当的纠正或者调整，保证预测的合理性和可靠性。

2.3 历史数据的预处理技术

为了获得较好的预测效果，用于预测的历史数据的合理性应该得到充分保证。因此，需要对历史数据进行合理性分析，去伪存真。最基本的要求是：排除因人为因素带来的错误（比如录入错误）以及因统计口径不同带来的误差。

3 高压变电站站址布置

变电站的选址需符合地区总体规划，尽可能靠近负荷中心，因此，可借助于递归法，以计算得到变电站最优几何位置。实际建设时，应在该中心点附近选取合适位置建设。

此方法的核心思路为：根据各区块的负荷中心点进行两两变换合并，经多级变换后将区域内所有负荷集中到一个几何中心点，则自该点到达各个区块的供电线路空间距离长度为最优。

4 新型城镇分布式电源建设

我国大部分地区的可再生新能源都以分布式电源的形式存在，只有少数地区可以大规模集中利用，像风电、光伏这样的分布式电源，随机性和间歇性较强，当接入数量达到一定程度时，会对电力系统的控制运行造成不利影响。

针对新型城镇能源构成中家庭分布式电源的特殊性，可将各小区每户的分布式光伏发电单元通过统一的逆变单元一次升压后接入区域储能装置或反馈入小区电网，在每户与逆变单元的节点部分装设分闸。此种建设方案的优点在于能源利用率较高，且对主网造成的谐波杂讯较小。但缺点也显而易见，其一次投入较高，成本回收周期较长。

目前，分布式电源（光伏、风能）的主要接入步骤如下：①风电单元、光伏单元与其配套逆变器一一对应；②正常运行时，由逆变器将各分机、光伏单元的出口电压首次升压至同一水准；③集电线各分机、光伏单元统一接入二次升压站；④二次升压站接入主网并网运行。

5 配电自动化建设

从目前的技术水平看，没有任何一种单一的通信手段能够全面满足各种规模的配电自动化的需要，因此多种通信方式在配电网中的混合使用就难以避免。鉴于此，需根据实施配电自动化区域的具体情况选择合适的通信方式（光纤专网、电力线通信、无线通信等）。

由于配电网自动化中可能使用多种通信方式，因此通信系统相互间的协调和管理也很重要。好的管理方式可以实现信息的共享及通信间有效、高速的连接等。

现代配电自动化通道技术主要分为5种，分别为引导线通道、电力线载波通道、微波通道、光纤通信和无线专网通信。

新型城镇电网建设倡导分布式电源接入配电网，分布式电源注入并网时间随机性较强，电能质量也参差不齐，对电网的即时反应能力提出了较高的要求。无线专网通信采用电力专用频点，带宽高，系统容量大，建设成本较低，扩展性和实时性较好，能满足新型城镇电网建设要求。因此，建议新型城镇电网自动化通信方式采用无线专网通信。

6 总结

对新型城镇化配网规划建设研究项目的成功实施，实现了新型城镇负荷预测、高压变电站站址布置、新型城镇分布式电源建设、配电自动化建设、现场管控工作有效开展等，还实现了部分线路由分布式电源供电。这在一定程度上满足了大负荷供电的需求，促进了新型城镇电网的合理规划建设，提高了配电自动化水平。

〔编辑：刘晓芳〕