農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中的配電網(wǎng)規(guī)劃研究

周龍舟

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山禪城供電局，廣東佛山 528000）

農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中的配電網(wǎng)規(guī)劃研究

周龍舟

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山禪城供電局，廣東佛山 528000）

主要論述了在農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中配電網(wǎng)規(guī)劃的原則和步驟，特別注重在規(guī)劃的過程中運(yùn)用科學(xué)的方法去進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和規(guī)劃分析，并注重整體規(guī)劃方案的靈活性，新興區(qū)域的規(guī)劃負(fù)荷在實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)有一定的變化，規(guī)劃方案要有適應(yīng)這種變化的預(yù)案，并合理規(guī)劃其可以拓展的接口。

城鎮(zhèn)化；配電網(wǎng)；規(guī)劃；負(fù)荷預(yù)測(cè)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，城市的框架不斷拉大，城市邊緣的農(nóng)村在不斷被納入城區(qū)的過程中發(fā)生著巨大的變化，農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中的規(guī)劃將直接影響著這一區(qū)域的后續(xù)發(fā)展，如何做好這一規(guī)劃，將是一個(gè)值得深思熟慮的問題，當(dāng)然也包括配電網(wǎng)規(guī)劃。配電網(wǎng)規(guī)劃與區(qū)域整體規(guī)劃是密不可分的，首先要根據(jù)整體規(guī)劃，確定這一區(qū)域的功能規(guī)劃(如是工業(yè)用地、商業(yè)用地還是居住用地）；然后再根據(jù)功能規(guī)劃，確定這一區(qū)域的用電負(fù)荷；最后根據(jù)總用電負(fù)荷，進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃布局。

1 農(nóng)村城鎮(zhèn)化時(shí)配電網(wǎng)規(guī)劃的原則

農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程，對(duì)于村莊來說，是一個(gè)顛覆性的過程，基本上整個(gè)村莊都會(huì)夷為平地，規(guī)劃的限制性比較小。但并不是說沒有任何的原則和限制性要求，配電網(wǎng)的規(guī)劃除了要遵循整體規(guī)劃的框架外，還要按照《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》和各地當(dāng)?shù)氐某鞘信潆娋W(wǎng)的特殊設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)原則去設(shè)計(jì)。新興配電網(wǎng)的規(guī)劃要適應(yīng)本地配電網(wǎng)發(fā)展的要求，可以根據(jù)遠(yuǎn)景規(guī)劃的飽和性原則去設(shè)計(jì)，也可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)行分階段的規(guī)劃，分為幾期規(guī)劃，這種規(guī)劃前后要有一定的繼承性和可拓展性。規(guī)劃過程中還要考慮電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性要求，在保證可靠性的前提下，盡量減少后期實(shí)施的投資量。

2 農(nóng)村城鎮(zhèn)化時(shí)配電網(wǎng)規(guī)劃的步驟

農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中配電網(wǎng)的規(guī)劃主要可分為如圖1所示幾個(gè)階段。

2.1 資料收集

農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中配電網(wǎng)的規(guī)劃存在很多不確定因素，排除這些不確定因素的最好辦法就是盡量收集關(guān)于這個(gè)區(qū)域的最詳細(xì)資料，主要包括:

(1）這個(gè)區(qū)域的整體規(guī)劃圖紙，包括電子版圖紙(圖紙中可以體現(xiàn)這塊地的規(guī)劃是工業(yè)用地、民用建筑用地還是公共綠地，以及各種建筑的建筑密度及每棟建筑的整體負(fù)荷指標(biāo)等）；

(2）了解一些電氣關(guān)鍵件的詳細(xì)參數(shù)及造價(jià)等；

(3）了解這一區(qū)域的地理坐標(biāo)，及其與最近變電站的距離等。

得到了以上資料，就可以對(duì)需要規(guī)劃的區(qū)域進(jìn)行功能塊的劃分，可依照整體規(guī)劃中各個(gè)部分的功能，將整個(gè)區(qū)域劃分為若干個(gè)小區(qū)域，并對(duì)每個(gè)小區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)的用電分析，進(jìn)而確定此區(qū)域的電網(wǎng)架構(gòu)。

圖1 農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中配電網(wǎng)規(guī)劃的步驟

2.2 區(qū)域電力負(fù)荷預(yù)測(cè)

電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是配電網(wǎng)規(guī)劃中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，所有資料的收集都是為此做基礎(chǔ)的，預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確與否將直接關(guān)系到這一區(qū)域的投資量的大小和這一區(qū)域遠(yuǎn)景規(guī)劃實(shí)現(xiàn)是否受到限制。理論上電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的計(jì)算方法有很多種，比較常見的主要有:單耗法、趨勢(shì)分析法、回歸分析法、灰色模擬法、負(fù)荷密度法等。從適用性來說，這幾種方法主要有以下區(qū)別，具體如表1所示。

表1 幾種電力負(fù)荷預(yù)測(cè)辦法比較

從表1的比較中可以看出，比較適用于農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中配電網(wǎng)規(guī)劃的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法是負(fù)荷密度法。負(fù)荷密度法在實(shí)際做規(guī)劃計(jì)算時(shí)，要先將待規(guī)劃區(qū)域按照功能的不同劃分成不同的小區(qū)域，比如工業(yè)區(qū)域、商業(yè)區(qū)域、居民生活區(qū)域等，然后結(jié)合該區(qū)域周邊區(qū)域的經(jīng)濟(jì)、人口發(fā)展?fàn)顩r，并結(jié)合這一區(qū)域的總體規(guī)劃情況，估算出這一區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)，同時(shí)參照與此經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)相似的國內(nèi)外區(qū)域的用電量作為基礎(chǔ)，估算出這一區(qū)域合適的用電密度指標(biāo)，進(jìn)而得出這一區(qū)域的用電總負(fù)荷，具體的計(jì)算公式是:

式中，W為用電總負(fù)荷；A為這一區(qū)域的總面積；d為該區(qū)域的參照用電密度。

2.3 區(qū)域中壓配電網(wǎng)的規(guī)劃

區(qū)域用電總負(fù)荷計(jì)算出來后，就要根據(jù)功能區(qū)域的劃分，進(jìn)行中壓配電網(wǎng)的規(guī)劃和變電站的布點(diǎn)。中壓配電網(wǎng)的規(guī)劃影響因素比較多，要考慮區(qū)域用地的實(shí)際情況、對(duì)人們生活的干擾、功能區(qū)域用電量的大小，還要考慮電力施工工程的成本。在規(guī)劃時(shí)，首先要確定負(fù)荷中心所在地，考慮到變電站對(duì)人們生活的影響，35 k V或110 k V變電站的選址盡量考慮離負(fù)荷中心相對(duì)比較近的工業(yè)區(qū)，10 k V變電站則可以根據(jù)負(fù)荷集中的原則，進(jìn)行優(yōu)化配置，在不影響人們工作生活的前提下，盡量減少后期施工工程的難度和費(fèi)用預(yù)算。規(guī)劃中可以選擇不同的中壓電網(wǎng)架構(gòu)去適應(yīng)不同區(qū)域的需求，規(guī)劃方案還要滿足各種系統(tǒng)的約束條件，比如電壓水平限制、線路過負(fù)荷限制、短路容量限制等。

2.4 規(guī)劃方案的制定、比較和選擇

農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中配電網(wǎng)的規(guī)劃方案制定可以依照以上幾點(diǎn)原則，但經(jīng)濟(jì)性、安全性、方便性和可拓展性需要有一定的權(quán)衡和取舍，所以在做規(guī)劃方案的時(shí)候，要綜合考慮這幾個(gè)方面的因素，制定2～3套方案，經(jīng)過理論分析、會(huì)議討論評(píng)審、公示等方式去擇優(yōu)選取最終的規(guī)劃方案。

3 配電網(wǎng)規(guī)劃過程中的關(guān)鍵問題及處理辦法

3.1 負(fù)荷密度預(yù)測(cè)問題

在規(guī)劃的過程中負(fù)荷密度預(yù)測(cè)存在一定的不確定性和不準(zhǔn)確性，所以，一定要在前期的數(shù)據(jù)調(diào)研階段投入大量的人力、物力，尤其要掌握其周圍相同經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的區(qū)域用電數(shù)據(jù)。也可以按此方法做出2～3種方案進(jìn)行最終的評(píng)測(cè)，從而精確地預(yù)測(cè)這一區(qū)域的總體用電量。

3.2 變電站選址定容問題

目前，國內(nèi)變電站的規(guī)劃傾向于小容量、多站點(diǎn)的排布方式，這樣方便于電力設(shè)備的優(yōu)化配置，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):

(1）增強(qiáng)了變壓器的統(tǒng)一性，方便管理和后期的檢修維護(hù)；

(2）采用小容量的變壓器，可以有效地減少低壓線路的用量，縮短低壓線路的長度，從而大大減少由此帶來的線路損耗，提高了變壓器的運(yùn)行效率；

(3）小容量的變壓器輸出的電能質(zhì)量高，電力設(shè)備發(fā)生故障的頻次大大降低，即使出現(xiàn)故障，影響的區(qū)域也比較小；

(4）小容量的變壓器比較容易進(jìn)行擴(kuò)容，更適用于區(qū)域早期規(guī)劃。

3.3 電網(wǎng)架設(shè)方式問題

傳統(tǒng)的電網(wǎng)都是采用架空線路的形式，這種方式施工、檢修方便，但受外界因素的影響比較大，容易發(fā)生損壞，而且影響環(huán)境，不美觀。隨著電力設(shè)備的不斷發(fā)展和改進(jìn)，電纜的防護(hù)性能有了很大的提高，防護(hù)方式也多種多樣。目前，新興城市一般都采用電力電纜地埋的方式進(jìn)行規(guī)劃。地埋電纜規(guī)劃主要考慮與市政管網(wǎng)的規(guī)劃相統(tǒng)一，避免造成資源的浪費(fèi)，還需要考慮開關(guān)站的相關(guān)問題，主要考慮其設(shè)立的經(jīng)濟(jì)性和維修的方便性即可。

3.4 網(wǎng)絡(luò)連接模式的選擇問題

配電網(wǎng)的連接模式，根據(jù)適用工況的不同，有不同的選擇，經(jīng)常見到的配電網(wǎng)模式主要有輻射網(wǎng)、單環(huán)網(wǎng)、雙電源進(jìn)線連接開關(guān)轉(zhuǎn)接線、雙環(huán)網(wǎng)、多分段多聯(lián)絡(luò)網(wǎng)、含備用線的“N-1”接線網(wǎng)等。規(guī)劃過程中模式的選擇主要考慮安全性、供電可靠性、電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性、施工的方便性、性價(jià)比、運(yùn)行成本等方面的因素，特別要考慮安全性、可靠性和投資方面的平衡。比如單環(huán)網(wǎng)模式和“2-1”模式相比，單環(huán)網(wǎng)的可靠性比較高，但其經(jīng)濟(jì)性不如“2-1”模式，因此如果想提高供電的可靠性，就必須增加投資，所以最好的方案并不能在一種既定條件下去判別，還需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素的影響。

4 結(jié)語

城市的發(fā)展速度體現(xiàn)在區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)村的城鎮(zhèn)化建設(shè)上；城市的發(fā)展質(zhì)量，則關(guān)鍵在于前期規(guī)劃得是否合理。農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中配電網(wǎng)的規(guī)劃，是這一區(qū)域后期發(fā)展質(zhì)量的一個(gè)重要基礎(chǔ)，本文重點(diǎn)從配電網(wǎng)規(guī)劃的步驟以及規(guī)劃中幾個(gè)比較關(guān)鍵的問題(區(qū)域負(fù)荷密度預(yù)測(cè)的問題、變電站選址定容的問題、電網(wǎng)架設(shè)方式的問題以及網(wǎng)絡(luò)連接模式的選擇問題）去重點(diǎn)進(jìn)行闡述，提出了農(nóng)村城鎮(zhèn)化過程中配電網(wǎng)的規(guī)劃方法和原則以及幾個(gè)關(guān)鍵問題的解決辦法，為農(nóng)村城鎮(zhèn)化建設(shè)中配電網(wǎng)的規(guī)劃提供了一些理論基礎(chǔ)。

[1]朱繼萍，戴君.中長期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)相關(guān)影響因素優(yōu)化選擇[J].計(jì)算機(jī)仿真，2008(5）

[2]金備.淺談城市中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃[J].安徽電力職工大學(xué)學(xué)報(bào)，2001(4）

2014-10-23

周龍舟(1988—），男，湖北孝感人，助理工程師，研究方向:城市化進(jìn)程中的配電網(wǎng)改造與規(guī)劃。