配电网供电区域容量预估方法浅析

国网浙江杭州市萧山区供电有限公司 李建斌 寿挺

浙江大学电气工程学院 吴金城 王孝慈

伴随着经济发展，国民生活质量普遍提高，对社会的生产供应能力提出了更高的要求。电，作为现代化生产生活最主要的能源供应，人们对其需求量与日俱增，因此，电网的发展建设规模需要根据社会的发展节奏逐步扩大。

近些年，随着经济社会的不断发展，工商业活动持续活跃，电力大用户业扩报装业务量持续增加。所谓大用户业扩报装，是指电力企业结合用户的申请，通过对用户用电需求的深入分析与了解，并结合电网当前的运行情况，给出一个安全、规范、合理的供电方案。通过开展业扩报装业务，电力企业可以更及时地掌握并响应用户的用电需求，对自身进行完善与改进。

容量预估是电力大用户业扩报装的重要环节之一，预估容量的欠缺和过度冗余都会给电力企业和用户造成很大的负面影响。预估容量的欠缺会使负荷电量超过电网的承受限度，从而发生安全事故，造成重大的经济损失；预估容量的冗余会造成电网设备利用率低，从而导致资源浪费。因此，准确的容量预估是配电网规划建设必不可少的环节。同时也只有知道了用户需要的负荷电量，才能为配电网建设进行准确的规划，增加电网设备的利用率，节省经费。

现状调查分析

当前针对电力大用户业扩报装的容量预估方法过于保守，一般采用笼统的全局一致系数，即是通过供电区域内的配变容量之和与负载率经验值的乘积给出。此种方法缺乏精细化考量，容易造成配电资源的浪费，不利于配电网长期的运营发展。针对电力大用户业扩报装的容量预估应分层分区分用户考虑，需要系数、同时系数的计算应符合定制化，从而避免传统方式下的笼统粗放。

针对上述问题，本文通过对各行各业大量用户历史用电数据进行统计分析，得出不同行业用户的需要系数以及全社会的同时系数，基于此建立配电网供电区域容量预估模型，并通过算例说明了该方法对于配网供电区域的容量预估具有较高的准确度。

配电网供电区域容量预估模型

配电网规划是城市规划的重要环节。城市规划对不同的用地属性进行了明确的区分，如居住用地、商业用地等。在配电网规划中，应充分考虑用地属性，使负荷分类与用地属性相匹配，才能为配电网规划提供良好的基础。同一种分类的负荷的用电性质具有一定程度上的一致性，因此在本文所讨论模型中，将用户归为4 类：住宅小区用户、工业用户、商业用户、公共服务用户。为了更加准确地了解各类负荷实际运行情况，对工业、公共服务、商业、住宅小区4 类负荷每种取30 个用户进行统计分析。

从电网营销系统中选择用户的用电数据，统计供电区域各用户配变容量，所取数据应符合以下几个要求。

（1）用户配变安装时间超过8 年，保证用户的用电需求基本都达到饱和稳定的状态；

（2）数据的选取具有随机性，随机选取各行各业的用户数据，避免出现人为倾向性；

（3）提取的用户数达到上百户，在数量上可以满足统计的要求，用户用电数据的采样时间间隔为15 分钟；

（4）根据所提取数据分别计算各用户的最大负载率，算最大负载率时要将功率因数考虑在内。

需要系数分析

需要系数计算公式如式（1）所示。

SJ为第j 个用户的变压器容量，Lmax为该类别的最大负荷值为需要系数。

（1）根据调研数据统计，工业用户历史最大负荷为17947.884千瓦，工业用户变压器总容量为33105 千伏安，所以根据式（1）计算得出，工业用户的需要系数值取0.55。

（2）根据调研数据统计，商业用户历史最大负荷为8028.415千瓦，商业用户变压器总容量为22045 千伏安，所以根据式（1）计算得出，商业用户的需要系数值取0.37。

（3）根据调研数据统计，公共服务用户历史最大负荷为9515.55 千瓦，公共服务用户变压器总容量为30020 千伏安，所以根据式（1）计算得出，公共服务用户的需要系数值取0.32。

（4）根据调研数据统计，住宅小区用户历史最大负荷为16265.471 千瓦，住宅小区用户变压器总容量为87840 千伏安，所以根据式（1）计算得出，住宅小区用户的需要系数值取0.2。

同时系数分析

（1）分别统计各用电类别历史负荷数据中的最大负荷值，以及全行业历史负荷数据中的最大负荷值，并根据式（2）得出同时系数值。

LJ为第j 类别用户的最大负荷值，Hmax为全行业最大负荷值，δ 为同时系数。

（2）根据调研数据，工业用户历史负荷最大值为17947.884千瓦，住宅小区用户的历史负荷最大值为16265.471 千瓦，商业用电用户历史负荷最大值为8028.416 千瓦，公共服务用户历史负荷最大值为9515.55 千瓦，而全行业历史最大负荷为43258.018 千瓦，因此统计出的同时系数为43258.018/（17947.884+16265.471+8028.416+9515.55）=0.8357，因此经统计分析同时系数结果可取0.84。

在进行供电区域负荷需求估计时，利用各用电类别负载率经验值估计各用电类别的供电需求，再结合最大负载率同时系数，就能够估计出整个区域的供电需求。

供电区域容量预估

进行供电区域负荷需求预测时，利用各用电类别需要系数值估计各用电类别的供电需求，再结合最大负载率同时系数，就能够估计出整个区域的供电需求。具体见式（3）。

δ 为同时系数，Qi为第i 种用户总的变压器容量，δi为第i种用户的需要系数。供电区域容量预估整体流程如图1 所示。

图1 供电区域容量预估流程图

算例分析

为了验证该预估方法的有效性，本文分别对各种类别的负荷取了10 个用户以作测试。经过数据处理，该测试数据如表1 所示。

表1 测试数据

一般方法进行负荷需求预估时，需要系数取0.50（工程实践统一规定），同时率取0.85，预估结果如表2 所示。容量预估值为29794.625 千瓦，预估偏差为34.13%。

用本文所建模型进行负荷需求预估，结果如表3 所示。容量预估值为20920.96 千瓦，预估偏差为5.81%。

表3 本文方法进行容量预估结果

由以上结果可知，容量预估偏差率由34.13%下降为5.81%，说明本文所提方法可显著减小配电网供电区域容量预估偏差，大大提高了预估的准确度。

结论

本文通过对各行各业大量用户历史用电数据进行统计分析，得出不同行业用户的需要系数以及全社会的同时系数，并基于此建立配电网供电区域负荷需求预估模型，最后通过算例说明了该方法对于配网供电区域的负荷需求预估具有较高的准确度，能够为电网带来经济效益、安全效益以及社会效益，具有一定的市场潜力。