基于供电所的配电网规划研究

申一炀

（国网河南省电力公司内黄县供电公司，河南安阳 456300）

1.配电网规划的意义

由于社会主义国民经济的发展，国家电网为地方经济发展提供了巨大的贡献，但也呈现出供应能力不够、网架构造脆弱、安全性有待改善、供电施工难度过大等突出的问题，对配电网作出了合理计划，以提高供电改造施工的可靠性以及供电运营的安全与经济效益，从而提高电能品质，是供电公司的主要职责。供电计划是一项知识密集型的科研领域，它涵盖了电力系统运营的许多方面。现代配电网计划主要通过科学研究的方式，确定规划区何时何地建设或改善电力设施，使未来的供电企业可以适应与符合市场的发展趋势以及对各种新供电技术的需求，更可靠地为顾客供应所需要品质的电力；能够符合城市建筑规划的需要；符合环境、美观等其他公共需求。在实现以上约束目标的基础上，为公司发展追求最大的经济性与效益[1]。

2.配电网网格化的规划原则

供电公司要规划出负荷经济发展的完善网络，根据已配线的网格特点，以运行问题为基础，在适当降低改造量的基础上，逐步解决城市配电网的架设要求；根据未配线、管理机构较复杂的区域特点，从已有路网的运作方案上明确联接中心性质、特点，之后再经过对城市供电网问题的综合评估，提出改造方案，并测算改建经费；在已有城市配电网线路的正常运行状况下，再确定联接中心特性，并根据其原因，遵循节省工程经费的基本原则，从原有的单环网向架设目标转变；面对负载发展范围不明确的网格，要有针对性地设计发展规划，明确负载增长点范围。

城网建设考虑的电源可靠性程度是指在供电设施停运后，对用户持续供电时的可靠性程度，供电公司要从满足电网供电安全标准和对用户供电的可靠性程度两个方面具体规定。中压配电网的用电安全实行“N-1”安全原则，即中压配电网的一个架空线，或一根光缆，或变压器上的一个降压变电器出现故障停机段后，在一般情况下，除故障段外不停供电，也不能出现电压过低和设备上不允许的过负载情况；在原计划停机情形下，又出现故障停机段时，可以部分中断，并应当在规定日期内重新供电。城网结构是城网建设的重要基础，要能够灵活适应城市建筑体量、负荷压力、用电需求以及经济效益与安全性。变电所应当按照城网综合负荷、区域负荷的需求预测和地理环境要求，并本着利于实现建设目标能力和方便网络经济运行的原则加以合理布置，同时预留了插入或新建变电所的可能性。

规范的城网结构应满足各级高电压电网的接地规范，以增强安全性，并降低维修、检测的费用；高压配电网接地简单，以满足智能化管理和无人值班工作；下一层供电能支撑上一层供电。同时，规划的城网结构还应当符合供电送出条件和形成长期稳定安全的供电能力，以满足城市用电市场扩大和消费的需求；具有一定的裕度和应变能力，并具备技术先进性；供电运行方式要灵活、经济，线损和成本控制事宜也相应较少；接地结构简单、分层清晰；结构形式和潮流方向科学合理，防止电磁环网和网内环流；采取适当措施，控制了短路电压[2]。

3.供电所配电网存在的问题

3.1 供电安全性较低

单辐射型线路，和部分负荷频率偏高的单环网线，但不能符合“N-1”的电力安全标准，因此用电安全性较差。相关线路中存在着单线单变的配电方案，当线路或电力变压器故障后，整个线路都面临着断电风险，而现状的十二回线，仅有二回线达到了可转配电条件，可转配电效率、环网效率和站点之间的联网效率等数据都需要通过此项目得到进一步完善与提升，以提高供电可靠性。

3.2 线路的建设问题

目前，供电所中压线存在联络方式不合理、负荷值偏高的状况，因此在建设过程中首先应该着重处理由于重过载等问题而造成的用户报装设备受限问题，然后再根据负荷预估结果和上级供电状况，在建设专线的同时，考虑对既有的配电网架加以更新，并逐步淘汰单辐射型线，提升可转供电效率、站间联网效率、环网效率等，并针对在建设期间可能发生的负荷突增等状况，提前建设好健康、安全可靠的网架。

3.3 变压器重过载问题

供电所目前的现状是具有数量较多的重过载供电变压器，在有限的基础建设投入下一次性解决这些问题并不太现实，所以，对负载比较集中的地方可采用直接更换大容量变压器的方式，以缓解相对紧张的现状负载增长；而对负载提升速度较慢和今后可能产生大量集中负载问题的地方，则建议采用“小容量、密布点”方法，以科学合理的方式划分负载，并及时进行地区规划，以应对未来可能出现的负荷增长。造成这种问题发生的因素，主要是由于该区域配置的供电变压器容量，相对于近年来日益增加的城市周围供电负荷需求偏小，无法应付类似的城市用电量突增。

3.4 设施不健全

随着人们日常对电力的需求量迅速增加，使得供电常常超负荷运转。在现在的配电网中，设施更换速度赶不上日新月异的新时代。配电网潮流计算布线模式比较单调，现在的供电所接线方式大多为单辐射线，但这些线的一个突出弊端是内部结构较为简单，不能适应转供需要，必须通过联网方式增加配电功能。供水电压过低，导电线径过小或者超负荷用电等都是造成供水电压过低的重要原因，这个情况在节假日前后比较突出。

3.5 没有先进信息技术的使用

由于受经济条件和环境的限制，传统计算机无法应用到城市的供电网络设备中，从而导致在收集数据并加以处理的过程中，极易发生运算上的出错甚至是在数据处理上的遗漏，进而造成供电所在信号获取过程中无法获取配电网的问题所在，或者是发生故障造成中断等不良现象[3]。

3.6 设备老化问题严重，不易维护

配电网中存在的交流输电线路设备老化问题很容易被人们忽视，这是一个很大的安全隐患，轻则造成断电，重则甚至威胁到人类的生命和财产安全。另外，供电所的修理人员是否保养成功也是一个问题，因为修理人员是直接与用户联系的，在某个程度上修理人员也就代表了供电所的整个面貌，所以对维修技术人员的专业技术培训变得非常关键。

4.优化供电所的配电网现的规划方案

4.1 改善配电网架结构稳定性

配电网架结构的主要性能就是要求输送线走向更加安全畅通，对于供电所的输电有着重大作用。因此，在施工过程中要避免线路结构过于复杂的问题，同时对裸露的输电用线也要选择良好的绝缘线路，防止出现安全隐患。

4.2 加强配电智能化程度

在当前的很多应用领域里，智能化技术一直被普遍采用，而且都得到了良好的回报。但是，中国配电网在这个方面的技术还处在刚开始的水平，与发达国家相比，他们不仅起步较早，而且电网技术发展的核心都在这里。未来中国社会经济的发展离不开自动化科技的应用，如果不是配电网的高度自动化，整个故障诊断、隔离和修复时间都将相当漫长，甚至不能进行网络重建和自愈。所以，加快供电网的智能化建设是必然趋势，只有这样，才能增强供电所在行业的实力。

4.3 做好对维护人员的培养工作

供电所维护人才是直接和使用者发生联系，在相当程度上也代表着供电所的门面。所以，强化对维护员工的素养考察和专业技能的训练是十分关键的。修理人员的微笑式上门服务是给老百姓的一抹朝阳，也是获得老百姓好感的重要途径，可以减轻或者是防止修理人员和老百姓之间产生冲突。

4.4 科学合理地开展负荷预测

电网长期负荷预报是发电生产规划的重要依据，是发电市场工作顺利开展的必需资料，同时科学合理的短期负荷预报也有助于优化工作的开展，所以做好科学、正确的长期负荷预报是做好配电网建设工作的重要基础。根据地方政府规划方案、区域发展状况等客观因素的需要，在注重适当超前和可持续发展的原则下，供电公司采用合理的预报模式和方式使负荷预报的成果更为精确，能够为城市规划建设提供科学合理的基础条件与保障。

4.5 配电网的整体规划思路

基于同一网格下的配电网潮汐计算规律，其一般基本思路是将供电所划分各地区，并按照配电网对潮汐的设计情况、地区状况作出整体规划，并正确、合理地归类不同土地属性、经济发展水平，以预测在规划范围内的最大综合负荷。另外，针对配电区距离的不同的情况，可以确定配电网的网架目标与模型，以网格作为设计配电网、连接用户的基本单元，以便实现网格化管理的供电要求[4]。

在对城市配电网的整体空间结构进行布局策划时，首先应当按照使用者特性分类，即工业区、商业区、农村居民点、行政村等，并将之视为基础，整体布局城市的配电网络空间，随后再按照城市地域状况，确定配电室、变电所等基础设施的具体建筑地点。

4.6 深入信息融合

供电所开展的城市配电网管理工作信息来源包括很多方面，如市政规划、使用者报装、建筑设计合作等，其中，使用者是与供电所的对内合作，而城市建设和市政规划则是对外合作。市政信息系统主要以城市道路施工规划、城市供电网络改迁施工为主，也包括已开发区域信息、变电站的规划信息、建设线路情况、电力情况等。

在对配电网路实施城市规划时，所发生的数据相当多，而且多与城市规划的地域背景有关。一般情况下，可通过CAD图形保存有关信息，以便建设工作人员清晰、直观地掌握配电网信号，便于规范管理工作的实施。从配电网建设管理状况来看，多由建设管理人员任命的信息管理者，主要承担信息系统的更新任务。另外，需要形成信息资源共享制度。由于配电网覆盖面广、频率变化等特点的出现，如果信号交换不及时，将产生很大冲击。所以，政府要与当地社会形成良好信息沟通制度，建立城市配电网设计、规划管理等制度，以确保信息的畅通，并及时地把消息传达给规划工作者，以便于在推进城市规划过程的同时，提高城市规划管理工作的顺利进行。

4.7 加快精益化、标准化配电网建设

改变“挂灯笼”和“蛛蛛网”形状的供电现状，做到科学合理连接，明晰配电网架构。供电公司要根据中心城区的“挂灯笼”式多电源、远距离电力架空网络项目进行整合改造，对多分段连通项目进行整合改造，并根据城市规划逐步实施电缆化改造；对连接点过多的架空线路、电缆混合网加以分析，移除不必要联络中心和供电节点，组成较为自由的单环网或双环网，以改善网络连线；对不符合“N-1”规定的馈电方式进行改变，通过重新插入供电节点、割接负荷和将线路切改等方法加以改变。

4.8 提高运维效率，积极构建精益化的运维系统

供电公司要重视配电网络设施提升改造工作，积极采用旋弧式负荷开关、智能开关等免维修、高可靠性的装置；积极整改异常的区域，适度开展城市配电网智能化建设，积极优化供电系统通信网进行城市配网信息可视化。供电公司要运用国家“电网化”计划研究成果，根据配网抢修规范化需求，主动构建“电网化”的抢修系统，以减少复电难度；需要积极运用城市配网资源建设运营一体化的管理系统，进行配网主动管理与优化调整，以提升城市配电网运营效能，指导电网设计、工程改造以及负荷切割等实施方案制订工作，并通过典型的城市配电网网架发展流程，严格控制城市配电网架发展流程[5]。

4.9 其他方法

除了以上的优化方法外还有很多其他的方法，比如，提前模拟：利用电子仿真、云计算等技术，在提前计划好的工作空间中建立配电网，以精确测算耗电量，并详实记载、合理调度，为未来工作的实施提供了保证。以实用价值视为重要指标：在网格化配电网建设、规划过程中，为了更好地服务于使用者，应特别注意输配电网络的实用价值。在合理规划布局的基础上，尽可能覆盖所有用户，考虑极有可能发生的突变，有备无患。适时更新设施：配电网建设过程中，要适时更新已破损、老旧的设施，着重排除容易发生故障的地方。进行供电布局计划：针对跨越式发达的区域，应当及时合理规划变电站及各资源，根据政府的计划情况，进行重要区域的供电计划。根据对条件满足要求的区域，可以进行负荷、空间利用的预测处理，并建议当地政府在总体规划上，留出一些空间、用地，以确保在满足国家总体发展时期，顺利开展城市配电网的建设管理工作。

5.结论

科学合理的配电网计划能够优化电网建设改造项目，是改善企业投资效率的最有效方式，是提高城市发展规模的关键组成部分。配电网建设是一个长期性、经常性的工作，只有在综合了区域经济社会发展状况和用电市场状况等因素下，通过结合现代科技的方式方法持续地对计划进行滚动调整，才能达到国家电网的可持续发展，并做到有备无患。