配电网全过程网格化管理实践

许国凯，徐展，吴忠

（国网浙江省电力公司衢州供电公司，浙江衢州324000）

配电网全过程网格化管理实践

许国凯，徐展，吴忠

（国网浙江省电力公司衢州供电公司，浙江衢州324000）

通过在配电网管理中引入网格化管理理念，将衢州配电网合理划分为12个片区、167个网格。采用人工和自动统计的手段，将PMS、营销系统等基础数据一一对应到片区和网格，建立起完备的片区、网格台帐。通过汇集PMS、SCADA、在线监测系统、公变终端、用电信息采集系统、智能总保系统等数据，对各网格装备指标、运行指标进行具体分析。对每个网格网架结构进行合理化梳理，直观刻画了各网格的现状和改造需求，并以网格为单位提出了改造项目建议，为后续配电网精益化管理提供了有益的决策依据。

配电网；网格化；规划；运行；改造

网格化管理是根据属地管理、地理布局、现状管理等原则，将管辖地域划分成若干网格状的单元，并对每一网格实施动态、全方位管理。这是一种数字化管理模式，具有精细、准确、规范的优点，在市政管理等领域有较好的应用。目前衢州供电公司（以下简称衢州公司）已初步具备实现配电网网格化管理的基础，并在网格划分、指标分析、规划建设等方面进行了有益尝试。

1 中低压配电网网格化管理的必要性

1.1 网格化定义

配电网网格化是指按网架现状、负荷分布、地理分界等实际情况，将复杂的配电网划分为多个相对独立的网格，并采用若干组标准接线对每一个网格直接、独立供电。

1.2 网格化管理

（1）有助于提高供电可靠性。由于采用分区供电，当供电区域出现问题时，工作人员能够快速定位故障位置并及时对电力事故进行处理。一般情况下，配电网网格采用的是双回路供电，当一个区域停电检修时，工作人员只需在电源入口处做好安全措施，就不会发生电力安全事故，能够满足电力安全规范和高效检修的需要。

（2）有助于提高调度灵活性。由于每个网格均采用双环网或单环网供电，且杜绝了跨网格供电，结构清晰可靠。因此调度安排检修时，无需过多考虑负荷倒送途径，可立即确定临时运行方式、安排倒送负荷。

（3）有助于提高精益化管理水平。对配电网进行逐一网格化分析，对其他配电网精益化管理大有裨益：如可直观获知某一区块配电网装备和运行指标现状，有助于投资决策；又如在发生停电时，可立即查明哪一块地理区域受到影响。

2 中低压配电网网格基础数据

2.1 配电网网格化划分原则

合理、清晰地划分配电网网格，是开展网格化管理的基础，有利于现状分析和后续的建设运行，为此需要遵守以下原则：

（1）网格一般以道路、水网、山脉、行政边界等为分界，同时结合市政规划，一般同一类型用电负荷归为一个网格。

（2）网格划分需根据区块远景年负荷预测合理切分大小。

（3）网格划分地理范围要考虑中压线路供电半径的合理性。

（4）一般城区考虑双环网组网供一个网格，农村考虑一个变电站或一个乡镇为一个网格。

根据上述原则，衢州公司将市辖区配电网划分为12个片区、167个网格。其中，片区划分见图1，典型片区如西区片区网格分布见图2。

图1 衢州配电网片区划分

2.2 确定设备所属网格

确定各网格地理划分后，为完成网格装备、运行指标分析，需确定各类设备所属网格。由于目前各信息系统没有片区、网格的概念，因此需要研究合理的方法确定设备网格，具体内容如图3所示，包括：

图2 西区片区网格划分

（1）中压线路（包括主线和支线）：由于各网格的目标网架均为清晰的双环网或单环网供电，网格对应线路需逐条人工梳理。

（2）公用变压器：完全根据地理划分确定具体公用变压器（以下简称公变）对应的网格，可采用GIS（地理信息系统）的多边形框选功能选择某一网格设备并导出公变清单。

（3）低压动力和居民用户：确定网格下属的中压线路、台区后，还需要收集相应的低压数据，主要是具体台区低压用户数等。此项数据主要是根据营配贯通平台内的生产系统公变与营销系统低压台区对应关系，确定营销系统低压台区所属网格。

图3 设备网格划分关系

2.3 根据网格汇集台帐信息和运行数据

2.3.1 台帐信息

中压主线、支线、配电变压器（以下简称配变）等设备的基本台帐数据均可从PMS（生产管理系统）中直接导出，但由于各种限制，还有部分数据需人工汇总，包括：中压线路的供电半径，多分段线路各分段的导线型号、线径等数据；配电变压器所属配电房的总容量等数据；低压台区接地方式，分路低压出线供电半径，分段情况和户联线等数据。

2.3.2 运行数据

经过多年建设，浙江省电力公司已建成一套覆盖高、中、低压的在线监测系统，可以很好地监测配电网网络和设备的运行状况，及时发现异常或故障，网格化分析所需运行数据主要涉及6套信息系统，详见表1。

表1 运行数据来源

（1）中压线路停电情况。统计中压线路主线和支线的故障停电、计划停电情况，衢州公司自2015年开始，每周汇总各运行单位主线和支线停电清单，同时安排专人根据公变系统、在线监测系统对清单准确性进行校核，确保数据准确。

（2）故障工单下派情况。95598系统下派的抢修工单数也是反映一个网格供电可靠性和供电质量的重要指标，但由于目前抢修系统暂无关联设备的信息，更没有片区、台区的信息，因此只能要求抢修人员在回复工单时填入抢修工单所属台区名称，以此为据分片区、网格统计工单下派情况。

（3）线路负载情况。从SCADA系统中获取线路负载情况，包括最大负载等。

（4）公变负载情况。公变负债率可从智能配变监控系统中导出，考虑到配变由于经常安排增容、布点工程，变动较快，因此将上一年7—8月最高负荷除以当前容量得到配变的最高负载率。

（5）台区低电压情况。台区低电压情况可以通过智能配变监控系统导出，以台区低电压预警发生次数评价台区低电压的严重程度。

（6）用户低电压情况。用户低电压情况通过装设于用户表计侧的采集装置采集，每日7∶00—8∶00及19∶00—20∶00采集典型用户的电压数据，低于198 V时即生成预警信息。

（7）低压线路运行情况。主要通过低压智能总保检测到的闭锁、频繁跳闸、频繁剩余电流告警3种异常评价农村TT接线台区低压运行情况。

3 中低压配电网网格化现状分析

在完成网格划分、台帐信息梳理、运行数据汇总后，通过合理的指标体系评价各网格装备水平和运行情况。同时可以直接在网格图上通过颜色、数据等直观体现分析结论。以下举例分析几项典型装备及其运行指标。

3.1 装备指标分析

（1）中压架空线路绝缘化率。

经分析，目前衢州公司中压架空线路绝缘化率指标南北部农网较低，城郊稍高，老城区、开发区绝缘化率较高，详见表2。

表2 中压架空线路绝缘化率分布

（2）户均容量。

户均容量为每一台区公变总容量除以相应低压用户数。目前衢州公司户均容量为2.68 kVA，具体分布与中压架空线路绝缘化率类似（详见表3），但值得注意的是东拓片区由于目前还未完全开发，处于征地状态，因此户均容量暂时较低。

表3 户均容量分布

（3）低压绝缘化率。

全市低压绝缘化率为62.4%，各片区均在50%以上（详见表4）。相比之下，南北部农网低压绝缘化率较低，城区及郊区绝缘化率较高。

表4 低压绝缘化率分布

3.2 运行指标分析

（1）线路停电情况。

有多种指标能反映一个网格的停电情况，选取出现2次及以上故障停电来说明一个网格中压网络坚强与否。衢州公司南北部农网出现2次及以上故障的线路较多，其他几个片区也有1—3条，详见表5。

表5 各网格频繁停电线路分布

（2）故障报修情况。

故障工单率是2016年配电精益化指标中权重最大的指标之一，其定义是故障工单数除以低压用户数。衢州公司此项指标分布与装备水平指标、其他运行指标相反，故障报修主要集中在城区及郊区，详见表6。

表6 每万户工单数分布

（3）配变重过载情况。

衢州公司在2015年7—8月出现过重过载预警的配变，占比较高的片区为北部、南部农网及衢江新城，详见表7。

表7 配变重过载分布

3.3 指标特点分析

衢州供电公司目前指标特点是南北部农网装备水平较为落后，市区、郊区相对较高，导致南北部农网中低压设备故障率也相对较高。但故障报修率反而是城区远高于农村地区，主要原因有：由于城区人口密集，发生故障影响人数较多；城区居民对用电质量要求高；城区很多表后故障也拨打95598进行报修。

4 中低压配电网网格化规划建设

在完成各网格装备及运行指标分析后，需制定各网格目标网架规划，与以往的规划工作相比，需要特别注意以下几方面：

4.1 清晰目标网架

目前，衢州配电网存在联络复杂、运行难度高的问题，一方面是由于在以往的设计工作中，往往认为联络越多越好，另一方面是在建设过程中受限于实施难度，很多时候简单搭接在方便接入的环网站上。由此，导致运方调整困难很大，部分线路联络虽多，但却难以有效转供负荷，在安全运行上存在极大隐患。为此，在分网格制定目标网架规划时，明确了以下原则：

（1）同一个网格供电中压线路，城区一般为双环网，郊区为异站联络单环网，农村可采用同站联络单环网。供应一个网格的线路，不得供应其他网格负荷。

（2）不必要的联络，特别是和其他网格主供线路间联络需逐步拆除。

（3）在实现目标网架的过程中，视网架、负荷发展等实际情况合理确定过渡方案。

根据上述原则，衢州公司已完成所有网格目标网架规划和过渡方案的制定，典型网络调整方案如图4、图5所示。

图4 某网格网架现状拓扑

图5 某网目标网架拓扑

4.2 提升网格装备指标

根据国网公司相关技术要求，配电网需要在若干装备指标方面逐步提升，而浙江省电力公司在三年行动计划中还提出了具体的要求，包括了绝缘化率、平均供电半径、平均分段数、线路重载率、联络率、配变重超载率、居民户均容量、低压线路装备水平等指标。

根据上述要求，结合各网格指标现状，制定后续指标提升规划目标，可以很清晰方便地统计分网格、整体网架的指标现状和提升目标，便于决策。表8为高新片区GX-18网格现状和目标网架指标对比。

表8 某网格指标现状与目标对比表

4.3 以网格为单位确定项目，合理安排建设时序

在配电网项目立项过程中存在高低压项目脱节、打捆项目包规模过大的问题，带来了重复停电、项目延迟送电、管控难度大、效益不高等弊端。

在完成各网格目标网架制定后，以网格为单位确定改造计划，原则上是一个网格一次性建设到位。可清晰了解每个网格投资规模、指标提升情况，极大提升投资效益，同时避免频繁停电、项目不配套等项目管理难题。

在安排各网格建设时序时，应考虑配合市政规划的需要，以网格装备和运行指标为依据对建设紧迫性进行排序，同时考虑新能源接入和增供扩销的需求。

5 结语

国网衢州公司完成了全市配电网片区、网格的合理划分和规划，同时完成了全部中低压设备和片区、网格的对应。在此基础上汇集了基础台帐数据和运行数据，完成了各网格装备指标和运行指标分析，通过图形化的方式直观展示了衢州分片区、分网格指标现状。对各网格网架进行了重新梳理，制定了结构清晰的目标网架规划，同时以指标分析结果为依据对项目建议进行了合理排序，为衢州配电网改造有序实施、装备水平和运行水平整体提升做出有益尝试。

[1]梁嘉茵.城市配电网格化管理探讨[J].技术与市场，2013，20（12）∶210.

[2]宛天巍，王浣尘，马德秀.网格化管理原则及网格结构模型研究[J].情报科学，2007，25（3）∶456-461.

[3]祁正华，任勋益，王汝传.大规模电力网格体系结构[J].重庆邮电学院学报（自然科学版），2006，18（3）∶393-396.

[4]周灵刚，徐华，朱涛，等.县域电力设施布局规划的研究与实践[J].浙江电力，2013，32（12）∶16-19.

[5]白桦.多权重因子影响的电网规划评价指标体系[J].浙江电力，2015，34（11）∶47-51.

[6]沈沉，王继业.网格技术及其在电力系统中的应用[J].中国电力，2004，37（5）∶77-80.

[7]刘巍.浅谈电力市场下电网规划的基本思路[J].广东电力，2004，17（1）∶14-16.

[8]侯丹，李刚，赵文清，等.大数据分析及可视化技术在电网公司的应用[J].智能电网，2015，3（12）∶1186-1191.

（本文编辑：方明霞）

Practice on Whole Process Grid Management of Distribution Network

XU Guokai，XU Zhan，WU Zhong
（State Grid Quzhou Power Supply Company，Quzhou Zhejiang 324000，China）

By introduction of grid management of distribution networks，Quzhou distribution networks are divided into 12 areas and 167 grids.Through manual and automatic statistics，data of PMS，marketing system are mapped into the areas and grids to establish complete accounts.By collection of data of PMS，SCADA，online monitoring system，public transformer terminal，power consumption information acquisition system，intelligent overall security system，equipment index and operation index in each grid are analyzed.This paper reasonably sorts out the framework of every grid and intuitively describes status and transformation demand of the grids；besides，it presents the transformation project based on the grid as a unit to provide beneficial decision-making basis for lean management of distribution networks.

distribution network；grid；planning；operation；transformation

10.19585/j.zjdl.201706009

1007-1881（2017）06-0039-05

TM727

B

2017-03-15

许国凯（1978），男，高级技师，从事配电网管理工作。