论城市电网规划建设存在问题及应对策略

2020-10-09杨洋

今日自动化 2020年3期

杨洋

[摘要]本文针对城市电网规划建设进行分析讨论，首先对城市电网规划的主要分类、作用等进行了分析，突出电网规划在电网建设中的重要价值意义，进而针对现行电网规划建设理论方法，讨论了电网规划中存在的一些短板问题，并提出了一些加强电网规划建设的对策措施。

[关键词]城市电网;规划建设;问题;对策

[中图分类号]TM715 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）03–00–03

[Abstract]This paper analyzes and discusses urban power grid planning and construction. First， analyzes the main classification and functions of urban power grid planning， highlighting the important value of power grid planning in power grid construction， and then discusses the current theoretical methods of power grid planning and construction There are some shortcomings in the power grid planning， and some countermeasures to strengthen the power grid planning and construction are proposed for reference only.

[Keywords]urban power grid; planning and construction; problems; countermeasures

城市是電力负荷的集中区域，城市用电量在全国总用电量中占比约80%，而且城市用电还在不断增加，用电负荷的增加需要进一步扩大电网规模，因电网规划方面存在的短板和不足，造成电网规模扩大过程中出现很多问题，导致对用电安全、经济社会发展都产生了重大影响，电网规划作为电网建设的基本点，高效科学的电网规划显然更为关键。

1 城市电网规划概述

电网规划最终要实现的是跨区域联网，实现电力资源的优化配置，利用特高压输电网增强区域间资源的优化配置能力。电网规划分类如图1所示。

电网规划也是城市电网建设的前提条件，在电网建设实践中，必须要先有电网规划，才有后续的电网建设。如图2所示。

电网规划是电网建设的前提，为了保证电网建设投运后满足城市未来发展需要，一般就要在电网规划期间做好顶层设计，使电网可满足未来5年、10年乃至20年的城市发展需求。

如引言部分所述，城市是电力负荷集中区，全国总用电量的80%左右集中在城市，而随着城市经济社会不断发展，用电量快速增长，在用电分类上，一般工业用电占比最高，历年来工业用电占比都达到70%～80%。不过近些年工业用电的比重在逐年下降，这与城市转型发展有着千丝万缕的联系。工业用电下降，第三产业用电量开始增加，这也与城市转型发展密切相关，当然随着群众生活水平提升，家用电器普及，居民生活用电比重也在加大，其中生活用电点多面广而且分散，家用电器数量大，使用较为集中，直接影响电力负荷峰值。这也进一步说明了高效科学的电网规划的价值意义。

2 城市电网规划建设问题

我国电网规划实际上都存在一些不科学之处，这是一个历史遗留问题，在大电网背景下，早期的电网规划方法显然是不适用当前电网发展需要的，也不能满足城市用电量快速增长的需求。因而在电网规划实践中存在一些比较普遍的问题。

（1）城市供电网的供电能力不能适应电力市场流通以及消费的需求。我国早期所规划的电网，实际更强调供电能力、强调电源的强大、确保电能充足，虽然供电能力强，但却无法全面覆盖所有区域，工业方面的供电能力强，生活用电，第三产业的供电则相对偏弱。近些年我国用电形式呈现增速提高、动力转换、消费结构调整的特性，第三产业用电量增长率达到11.2%，生活用电增长率10.8%，第二产业增长率2.9%，制造业增长率2.5%，其中制造业中的四大高耗能行业合计用电增长率为0，装备制造、新兴技术以及大众消费品行业用电量增长势头好，消费结构在变化，而全国发电装机容量还在持续提高，电力供应能力总体富余。

（2）电网结构相对薄弱，供电可靠性不强，坚强电网（国家电网公司提出建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强的国家电网，出自从坚强电网到坚强智能电网的战略转变）坚强电网建设尚未全面完成，供电可靠性尚达不到发达国家水平。

根据图示，国内北京、上海等发达地区平均停电时间基本相当，基本可以达到发达国家水平，比如德国年平均停电时间为50 min，美国为100 min左右，相比较于日本韩国，差距则比较大，日本年平均停电时间仅8 min。如图3所示。

（3）电网供电电能质量不高，主要是因为负荷增长快，无功补偿不足，线路过长，而导线截面比较小，总体就是电网结构不合理，导致线损较高，经济性较差，也影响电能质量，按照相关规范电力系统在正常运行条件下，用户受电段供电电压允许偏差在7%（主要是10 kV配电网），电压偏差的源头是无功负荷的变化，主要以无功补偿来改善，采取这种方式可以从源头上控制电压偏差。同时可采用有载调压变压器来调节，因为无功补偿一般并不能解决所有的电压偏差问题。

（4）电网结构不适应智能电网要求，在智能电网建设中，需要对原有电网结构进行改造，而原有电网技术相对落后，设备陈旧。在实践中，经济性较差，加上规划不理想，全国城市较多，各城市发展情况不一，各城市按各自需求进行电网规划，不符合大电网要求。

3 城市电网规划建设策略

针对电网规划存在的问题，应当采取一些对策措施，目前主要突出加强规划工作，简化电压等级，使高压深入市区供电，完善电网结构和设施，这些对策措施的前提是规划，从长远来看才能实现最大的效益。城市电网规划一般是以负荷预测为依托，按各地实际情况，在满足技术需要的前提下，考虑经济效益，做长远规划和近期规划，并对其逐年滚动修正。

（1）要明确的是负荷预测，这是城市电网规划的基础，一般比较常用的方法包含定性分析和定量分析。定性分析的误差大，但可以利用长久以来形成的规划经验，可以计入很多非量化因素，考虑这些因素的影响，定量分析基本以概率统计方法为主，包含时间序列分析法和回归分析法。这些方法理论成熟，易于操作，但是因负荷变化大，不确定性因素多，很难保证预测精准度。在智能化技术逐步成熟的今天，模式识别、模糊预测、神经网络等方法得到推广，这些方法的应用不仅提高负荷预测的准确度，还增强了负荷预测的自动化程度，可方便实现电网自动规划。

（2）要以供电可靠性为依托，深度落实坚强电网，并逐步从坚强电网转变为坚强智能电网，例如最主要的用户侧配电网，电压等级为10 kV，规划中要求科学选配变压器，并科学规划线路，配电网主要面向用户，线路中的变压器容量可以小，但需要点密布，缩减半径。线路承载容量应当控制在1.6～1.9 kW之间。由此可选S11型号以上变压器，若某些城市不适合使用油浸变压器，可选干式变压器，为保证变压器工作稳定，应选择一大一小两台变压器并联。因为变压器容量小，线路规划时就要注意变压器安装位置，考虑使用的线材、导线，特别注意主干线导线要统一，最多不超过三种，同时考虑好线路周围环境，灵活布置线路。要进行必要的无功补偿，在有载调压变压器无法满足电压偏差问题的情况下，无功补偿同样也做不到解决电压偏差，但是可以通过二者配合的方式来解决，一般在有载调压变压器下，考虑无功补偿功率因素，一般为0.9～0.95，按统筹规划、合理布局、全网操作、分级补偿原则，将集中补偿与分级补偿结合，制定灵活补偿策略，配合有载调压变压器解决电压偏差，确保电能供应质量。

（3）依托智能电网建设形式，要合理地利用现代信息技术来进行更加高效的电网规划，依托神经网络等新方法，构造适合的信息系统，完善数据库，基于大数据分析等技术手段来实现电网规划信息化，并实现动态的电网线路变化管控。

4 结语

综上所述，城市是电力负荷集中区域，对城市的电网规划必须要科学合理，确保电网建设满足城市用电需要。在当前时代背景下，因电网规划存在问题，而導致电网建设无法真正满足城市用电需要，也无法适应大电网建设要求，因此本文针对性地分析电网规划中出现的短板，并采取针对性的对策措施显然意义重大。

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