城市电网设计的关键问题与技术

赖英迪

【摘 要】电网是电力系统中的各项设施构建的整體，电网系统的主要功能是为人们提供稳定的电能，变电、配电、输电三个单元构成了电网。合理的电网规划与电力设计能够确保电网的稳定运行、电力安全，电网建设的规模也是由电网规划、设计决定的。此外，电网建设通常会占用大量的人力、财力、物力，而电网规划、电力设计工作还决定了电网建设的成本以及施工时间，所以会直接对电力企业的经济效益，电力用户的正常生活造成影响。因此，探讨电力设计、电网规划对电网的影响有着重要的现实意义。

【关键词】城市电网设计；关键问题；技术要点

中图分类号：TM715文献标识码：A

引言

随着经济社会水平、科学技术水平的进步演化，标准化在保障产品质量安全、促进产业转型升级和经济提质增效、服务外交贸易等方面发挥的作用越来越明显。在支撑和推动国家科技创新、制度创新、产业创新和管理创新，加快促进技术专利化、标准产业化的过程中发挥了关键作用。

1城市电网设计要点

1.1保证设计电网的可靠性

我国城市对电力的要求越加严格，不仅对电量增加提出要求，相应也对质量、安全与可靠性提出全新的标准。特别是电网规划，需要密切联系人口密度、电量需求等因素，根据实际特点，提高电网可靠性，这也是电力系统持续、稳定供电的体现。只有在设计中强调可靠性，才与居民的用电需求有效适应，并且平稳提供电力能源。当前居民逐步强化环保思想，传统高能耗、重污染的交通方式已逐步变成电力公车与铁路，一定程度上保护了城市环境。但是，电力公车与铁路也对电网企业产生更大的供电压力。一旦电力系统发生故障，必将造成道路交通拥堵，甚至威胁城市的运行。所以，对设计电网来讲可靠性非常关键。

1.2电压等级设计

电压等级的确定是电网建设工作中的重要部分，会直接对电网建设后续工作产生一系列的影响，所以相关工作人员必须做好电压等级的确认工作。我国城市、郊区地区的用电量有着较大差异，所以电压等级的确定要根据城市、郊区的分布确定。在确定城市的电压等级时，必须规避重复降压等现象，在电网建设中合理的构建中高压、高电压等节点，还要根据城市中不同的区域实际用电情况进行针对性的规划，这样才能确保电力传输的效率，人们的正常用电以及电力企业的经济效益。在确定郊区的电压等级时，也必须实地进行考察，现场勘察郊区的电力设施建设情况，然后根据实际情况确定电压等级。

1.3负荷转移

负荷转移功能是确保电力安全运行的重要功能，所以电网的规划往往都会考虑到负荷转移功能。在电网规划、电力设计工作中。在电网系统运行出现不稳定情况的时候，应该确保电网能够及时的将符合进行转移，以此确保电网系统运行的稳定性，避免安全事故的发生。在实际工作的过程中，如果电网出现了大面积故障，就必须对故障的原因、现象进行分析，在维护的过程中要保证备用容量能够保证排查、维护工作的正常进行。所以电网规划、电力设计工作也要将可能发生的事故、检修工作纳入考虑范围。

电网在运行中出现的问题也各不相同，如果电网运行的过程中配电技术出现了问题，就能通过适当的改变、调整就可以解决。举个例子，如果电力系统中变电站中的一根母线出现了异常，经过检查也很难检测出问题发生的原因，所以电力系统在运行的过程中，中压配电网也能对整个电力系统的运行提供保障。要确保电网的正常运行，必须确保满足以下几点要求：①部分电力用户的供电回路有两条，只要保证一条供电回路的正常运行，就能够为用户的用电提供保障；②部分电力用户的供电回路有三条，如果其中的一条出现问题，也不会对电力供应构成影响，但是如果有两条发生了故障，就会导致供电电能只有正常情况的3/4；③变电站中的回路发生故障的时候，恢复正常供电的时间与解决断电花费的时间相同，如果电网的供电形式为环网供电形式，那么达到最低电量的时间和电力恢复的时间相同，一般情况下，要在2min之内恢复对配电网的控制，避免对电力用户的正常用电产生影响。

1.4变电站的电力设计

一般情况下，在进行110千伏及以下变电站规划设计的过程中需要遵守以下几点规定：①在规划、设计之前要充分的做好实地考察工作，确保区域电能符合当地电力用户的需求，并且保证电力企业的经济效益。同时，在设计的过程中也要充分考虑到电网建设所需要花费的成本，尽量避免不必要的资金投入。②在规划设计110千伏以下的电力时，要对接线形式、出线回路的数量、供电的电源进行合理的规划。比如，在选择接线形式的过程中，一般都会选用桥式接线，在设计的过程中要根据实际工作情况，不断地对接线形式进行改善，根据实际情况选择内桥接线或者外桥接线。规划供电电源的过程中，为了保证电网系统的稳定运行，也要尽可能的采取备用电源，以此为其提供保障。

2城市电网设计关键技术

2.1负荷预测技术

在规划和设计电网过程中，首先应预测电网未来负荷增长。在规划操作中，保证负荷未来数值的准确性，但预测过程中，极有可能受到各种因素干扰，因此，有必要采取合适的预测方式。应在预测操作中综合利用各种方式，对各种方法取得的结果认真比较，选择准确度最高的方法。经过研究可知，参数模型和非参数模型预测方法可得到最精准的数值。其中参数模型是基于理论角度分析运行负荷及不同电网负荷之间的影响情况，对各种关联数据有效明确，进一步构建比较完善的模型。非参数模型是对实际运行电网中可能产生的因素整合思考，对多变量性、时效性的负荷因素整体参考预测，更多人员使用这一方法，主要是由于其具有较高准确性。

2.2电网规划评估

电网规划评估主要是评价电网规划的关键技术可行性的一项指标，主要是以规划设计方案评估为基础，综合评价整个方案的可行性和实用性。经过研究电网，规划设计评估工作要对整个设计方案进行分析和评估，例如整个电网的供电能力、安全性、综合线损评估等，然后根据这些数据评价整个电网结构的可行性，在评估调结构供电能力及其安全性过程中，会运用到容载比公式、潮流计算公式和短路电流计算公式等，若计算出电网结构的容载比高，则说明变电站的容量大，整个电网经济效益低，调整相关数据，优化电网设计方案。

2.3网架结构优化

在电网规划中，主网规划的界限模式分为很多种，例如双辐射型接线、T型接线，这两种网架结构都比较简单，但是缺点是灵活性不够。配网的网架结构也有多种模式可以选择，常见的有单辐射模式、架空线多分段两联络等，架空线多分段两联络连接模式是将整个配网的网架结构分成多段，每一段又可以有自己的连接方式，这两个连接模式灵活性强，因此，在整个网架结构过程中确定整个结构的主网和配网的连接方式是优化网架结构的一种重要途径。现阶段，随着我国电力系统趋于完善，电网规划中网架结构的接线模式得到了有效调整，接线方式得到了有效简化。

结束语

综上所述，我国电力系统在发展中不断完善，为人们提供更加优质的服务，在提高人们生活水平上有一定的贡献，但是这也对电力事业提出了更高的要求，电力规划设计方案需要根据社会发展情况不断改进和优化，为促进我国电力实业发展提供帮助。

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（作者单位：国网浙江象山县供电有限公司）