城市中壓配電網絡規劃優化方法的探討

侯祖鋒

摘 要：電能作為一項基本能源，被認為是新世紀國家的戰略能源之一。電能作為一種能源動力在城市的發展中是不可或缺的。配電網的一個主要組成部分是中壓配電網，所以，對中壓配電網進行優化可以促進國家電力發展和城市電網的改進。本文主要探討中壓配電網的特點、形式等內容并進行規劃，在此基礎上剖析了中壓配電網的發展趨勢，對其進行優化。

關鍵詞：中壓 配電網 城市 優化

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（b）-0097-01

電力作為支撐城市發展的重要因素，城市用電的良好運作必須得到保證。在電力網絡的配置中，城市中壓配電網系統的網絡面對用戶，結構的優劣直接影響用電客戶的體驗。我們必須要對中壓配電網進行優化，從而使城市的配電網絡得到完善，提高電力供應水平。

1 配電網的結構特點

配電網的選址受能源分布制約影響，大規模的發電廠通常離負荷中心遠。電能從發電廠發出，然后經過高壓輸電網絡到達負荷中心，再通過低壓網絡分配電能給用戶。配電網主要由配電線路、配電所、環網柜、臺變等設備構成。中壓配電網電壓等級為6～20 kV，低壓配電網電壓等級為220～380 V。

如圖1，中壓配電網通常有三種結構形式：a是輻射狀，b是樹狀，c是環狀。中壓配電網的特點一是設備量大，存在于城市的各個場所。二是與用戶利益息息相關，施工或故障能產生巨大的經濟影響。三是設備時常需要更新。城市中壓配電網有復雜性和離散性、多階段性、多目標性、非線性、運行方式多樣性等特點。復雜性體現在供電過程中所使用的設備多，需要控制的環節多。離散性體現在路線按整數的回路做假設，規劃決策的數值是離散的。非線性體現在線路的功率和網損等電氣量與線路參數之間的關系上，他們是非線性的。多目標性是要在規劃時考慮社會、經濟、環境等因素。配電網絡規劃是一項復雜的工程，配電網絡的規劃模型與算法有多種多樣，有支路交換法、遺傳算法、進化策略、禁忌搜索算法、模擬退火算法、啟發式蟻群算法等等。每種算法和模型都有其獨特的方式。

2 中壓配電網的優化規劃模型

中壓配電網的優化規劃模型可分為以下：一是從時間方面進行分類，可以分為靜負荷整體系統、靜態負荷子系統和動態負荷子系統、動態負荷整體系統。二是從經濟、可靠性方面進行分類，配電網優化規劃的數學模型可以分為確定性模型與可靠性模型。三是從目標函數個數分為單目標模型與多目標模型。四是從靈活性的角度看，可以分為確定性與不確定性。

3 中壓配電網的優化規劃程序

中壓配電網的優化規劃程序一般有收集原始材料和歷史數據，劃分功能塊，預測負荷，分供電區域，主干線路的配置，規劃電纜通道，估算費用，電氣計算的規劃，計算可靠性，規劃無功補償，繼電保護，規劃通信、自動化，分析經濟，估計配電可靠性，安排分年度，比較方案優化等步驟。

這樣復雜的程序在具體的實施中可以稍微簡化，如下程序。

（1）收集原始材料和數據。

（2）用戶的用電需求、電壓要求、用電可靠性要求。

（3）用電的負荷分布、變電站的地址問題、地區的環境。

（4）改造現有的配電網、輸電網計劃。

按如上步驟進行了優化因素考量，就可以制定新的具有可行性優化規劃方案，且符合經濟性特點。

4 城市中壓配電網優化規劃的難點

4.1 預測空間負荷的準確性不高

總量預測技術在配網規劃的負荷預測中已經十分成熟，但是空間負荷預測法卻有待提高，作為配網優化規劃的中心，它要預測負荷的大小，同時又要預測負荷增長位置，其準確性的預測受到很多因素制約，如城市用地的類型變化、配網負荷的發展復雜等。

4.2 數據難以收集

隨著電網行業的逐漸發展，電網的規模和設備都日趨見多，更新速度提升，每次優化規劃都要耗費人力、物力、財力。電網優化規劃所需的數據有配網設備和運行的數據、規劃區域的市政規劃材料、規劃區域的用電量和負荷數據、規劃區域的經濟類指標數據等。其中，配網設備和運行的數據最為重要，它的收集分析耗費較多時間和精力。

4.3 優化配電網網架困難

網架規劃要根據負荷水平和電源規劃來確定目的，從而構架出最好的配網結構，不僅滿足可靠性需求，而且要滿足經濟性需求。因此，配網的規劃是具有不確定性的多目標性和線性復雜工程。

5 基于GIS而進行的配網規劃

基于GIS平臺的電網規劃軟件包的產生對中壓配電網有劃時代的意義，以及智能決策支持系統的問世也幫助解決這一問題。配電GIS是通過計算機、網絡通信技術對配電絡網進行分配，屬性和實施的信息可以按照實際地理位置來查找，這樣就形成了一個可查詢、統計、分析與管理的系統。GIS有非常強大的數據處理能力、分析能力，適合配電網數據量大的城市電網規劃。對配網進行規劃試點，深度應用GIS平臺，是往后電網規劃的主流方式。

6 中壓配電網的未來發展

在未來的中壓配電網的發展中，配電裝備更趨向無油化、小型化、免維修與緊湊型。新的裝備開發要能夠適應嚴格的用電環境和供電可靠性要求、還要控制成本。近些年來，配電網在試點中形成了內容比較完整、層次比較分明的技術標準，這有助于推動電業的發展，使中壓配電網日趨智能化。配電管理更加傾向于需求側方向。配電網絡聯系著用電用戶和發電企業，是對用戶服務管理的區域。需求側管理是一種有用戶參與的情況下，充分使用電力資源的工程。人工智能和專家系統在今后的電力發展中占有更多比例，以上兩種工具可以更高效的解決中壓配電網中的問題。

7 結語

與過去相比，我們的用電量有了大幅度的提升，對電能的良好使用依賴于輸電線路。在架設輸電線路時要規劃全面，如設計、施工、保養維護。關注細節，使得輸電線路的架設更加完善。隨著時代的發展和科技的不斷進步，城市對電網的需求也越來越大，要求也越來越高，因此，電網的優化是必要的，只有配電網不斷良好的運行，城市才能正常的運轉，人們的生產生活才能夠正常進行，配電網的基礎保障作用毋庸置疑。

參考文獻

[1] 李惠玲，盛萬興，孟曉麗.基于改進小生境遺傳算法的配電網全網無功優化[J].電網技術，2009，33（4）：34-37.

[2] 劉向軍，馬爽，許剛.基元接線模型構建的配電網典型接線方式[J].電網技術，2012（2）.

[3] 任洪偉，韓叢英，裴瑋，等.基于多目標優化模型的分布式電源選址方案研究[J].電力系統保護與控制，2013（24）：64-69.

[4] 林瑞星，張蓓，李旻，劉柏私，徐琳.基于無功輔助服務補償的發電廠AVC系統機組無功出力分配策略[J].電力系統保護與控制，2013（24）.endprint

摘 要：電能作為一項基本能源，被認為是新世紀國家的戰略能源之一。電能作為一種能源動力在城市的發展中是不可或缺的。配電網的一個主要組成部分是中壓配電網，所以，對中壓配電網進行優化可以促進國家電力發展和城市電網的改進。本文主要探討中壓配電網的特點、形式等內容并進行規劃，在此基礎上剖析了中壓配電網的發展趨勢，對其進行優化。

關鍵詞：中壓 配電網 城市 優化

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（b）-0097-01

電力作為支撐城市發展的重要因素，城市用電的良好運作必須得到保證。在電力網絡的配置中，城市中壓配電網系統的網絡面對用戶，結構的優劣直接影響用電客戶的體驗。我們必須要對中壓配電網進行優化，從而使城市的配電網絡得到完善，提高電力供應水平。

1 配電網的結構特點

配電網的選址受能源分布制約影響，大規模的發電廠通常離負荷中心遠。電能從發電廠發出，然后經過高壓輸電網絡到達負荷中心，再通過低壓網絡分配電能給用戶。配電網主要由配電線路、配電所、環網柜、臺變等設備構成。中壓配電網電壓等級為6～20 kV，低壓配電網電壓等級為220～380 V。

如圖1，中壓配電網通常有三種結構形式：a是輻射狀，b是樹狀，c是環狀。中壓配電網的特點一是設備量大，存在于城市的各個場所。二是與用戶利益息息相關，施工或故障能產生巨大的經濟影響。三是設備時常需要更新。城市中壓配電網有復雜性和離散性、多階段性、多目標性、非線性、運行方式多樣性等特點。復雜性體現在供電過程中所使用的設備多，需要控制的環節多。離散性體現在路線按整數的回路做假設，規劃決策的數值是離散的。非線性體現在線路的功率和網損等電氣量與線路參數之間的關系上，他們是非線性的。多目標性是要在規劃時考慮社會、經濟、環境等因素。配電網絡規劃是一項復雜的工程，配電網絡的規劃模型與算法有多種多樣，有支路交換法、遺傳算法、進化策略、禁忌搜索算法、模擬退火算法、啟發式蟻群算法等等。每種算法和模型都有其獨特的方式。

2 中壓配電網的優化規劃模型

中壓配電網的優化規劃模型可分為以下：一是從時間方面進行分類，可以分為靜負荷整體系統、靜態負荷子系統和動態負荷子系統、動態負荷整體系統。二是從經濟、可靠性方面進行分類，配電網優化規劃的數學模型可以分為確定性模型與可靠性模型。三是從目標函數個數分為單目標模型與多目標模型。四是從靈活性的角度看，可以分為確定性與不確定性。

3 中壓配電網的優化規劃程序

中壓配電網的優化規劃程序一般有收集原始材料和歷史數據，劃分功能塊，預測負荷，分供電區域，主干線路的配置，規劃電纜通道，估算費用，電氣計算的規劃，計算可靠性，規劃無功補償，繼電保護，規劃通信、自動化，分析經濟，估計配電可靠性，安排分年度，比較方案優化等步驟。

這樣復雜的程序在具體的實施中可以稍微簡化，如下程序。

（1）收集原始材料和數據。

（2）用戶的用電需求、電壓要求、用電可靠性要求。

（3）用電的負荷分布、變電站的地址問題、地區的環境。

（4）改造現有的配電網、輸電網計劃。

按如上步驟進行了優化因素考量，就可以制定新的具有可行性優化規劃方案，且符合經濟性特點。

4 城市中壓配電網優化規劃的難點

4.1 預測空間負荷的準確性不高

總量預測技術在配網規劃的負荷預測中已經十分成熟，但是空間負荷預測法卻有待提高，作為配網優化規劃的中心，它要預測負荷的大小，同時又要預測負荷增長位置，其準確性的預測受到很多因素制約，如城市用地的類型變化、配網負荷的發展復雜等。

4.2 數據難以收集

隨著電網行業的逐漸發展，電網的規模和設備都日趨見多，更新速度提升，每次優化規劃都要耗費人力、物力、財力。電網優化規劃所需的數據有配網設備和運行的數據、規劃區域的市政規劃材料、規劃區域的用電量和負荷數據、規劃區域的經濟類指標數據等。其中，配網設備和運行的數據最為重要，它的收集分析耗費較多時間和精力。

4.3 優化配電網網架困難

網架規劃要根據負荷水平和電源規劃來確定目的，從而構架出最好的配網結構，不僅滿足可靠性需求，而且要滿足經濟性需求。因此，配網的規劃是具有不確定性的多目標性和線性復雜工程。

5 基于GIS而進行的配網規劃

基于GIS平臺的電網規劃軟件包的產生對中壓配電網有劃時代的意義，以及智能決策支持系統的問世也幫助解決這一問題。配電GIS是通過計算機、網絡通信技術對配電絡網進行分配，屬性和實施的信息可以按照實際地理位置來查找，這樣就形成了一個可查詢、統計、分析與管理的系統。GIS有非常強大的數據處理能力、分析能力，適合配電網數據量大的城市電網規劃。對配網進行規劃試點，深度應用GIS平臺，是往后電網規劃的主流方式。

6 中壓配電網的未來發展

在未來的中壓配電網的發展中，配電裝備更趨向無油化、小型化、免維修與緊湊型。新的裝備開發要能夠適應嚴格的用電環境和供電可靠性要求、還要控制成本。近些年來，配電網在試點中形成了內容比較完整、層次比較分明的技術標準，這有助于推動電業的發展，使中壓配電網日趨智能化。配電管理更加傾向于需求側方向。配電網絡聯系著用電用戶和發電企業，是對用戶服務管理的區域。需求側管理是一種有用戶參與的情況下，充分使用電力資源的工程。人工智能和專家系統在今后的電力發展中占有更多比例，以上兩種工具可以更高效的解決中壓配電網中的問題。

7 結語

與過去相比，我們的用電量有了大幅度的提升，對電能的良好使用依賴于輸電線路。在架設輸電線路時要規劃全面，如設計、施工、保養維護。關注細節，使得輸電線路的架設更加完善。隨著時代的發展和科技的不斷進步，城市對電網的需求也越來越大，要求也越來越高，因此，電網的優化是必要的，只有配電網不斷良好的運行，城市才能正常的運轉，人們的生產生活才能夠正常進行，配電網的基礎保障作用毋庸置疑。

參考文獻

[1] 李惠玲，盛萬興，孟曉麗.基于改進小生境遺傳算法的配電網全網無功優化[J].電網技術，2009，33（4）：34-37.

[2] 劉向軍，馬爽，許剛.基元接線模型構建的配電網典型接線方式[J].電網技術，2012（2）.

[3] 任洪偉，韓叢英，裴瑋，等.基于多目標優化模型的分布式電源選址方案研究[J].電力系統保護與控制，2013（24）：64-69.

[4] 林瑞星，張蓓，李旻，劉柏私，徐琳.基于無功輔助服務補償的發電廠AVC系統機組無功出力分配策略[J].電力系統保護與控制，2013（24）.endprint

摘 要：電能作為一項基本能源，被認為是新世紀國家的戰略能源之一。電能作為一種能源動力在城市的發展中是不可或缺的。配電網的一個主要組成部分是中壓配電網，所以，對中壓配電網進行優化可以促進國家電力發展和城市電網的改進。本文主要探討中壓配電網的特點、形式等內容并進行規劃，在此基礎上剖析了中壓配電網的發展趨勢，對其進行優化。

關鍵詞：中壓 配電網 城市 優化

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（b）-0097-01

電力作為支撐城市發展的重要因素，城市用電的良好運作必須得到保證。在電力網絡的配置中，城市中壓配電網系統的網絡面對用戶，結構的優劣直接影響用電客戶的體驗。我們必須要對中壓配電網進行優化，從而使城市的配電網絡得到完善，提高電力供應水平。

1 配電網的結構特點

配電網的選址受能源分布制約影響，大規模的發電廠通常離負荷中心遠。電能從發電廠發出，然后經過高壓輸電網絡到達負荷中心，再通過低壓網絡分配電能給用戶。配電網主要由配電線路、配電所、環網柜、臺變等設備構成。中壓配電網電壓等級為6～20 kV，低壓配電網電壓等級為220～380 V。

如圖1，中壓配電網通常有三種結構形式：a是輻射狀，b是樹狀，c是環狀。中壓配電網的特點一是設備量大，存在于城市的各個場所。二是與用戶利益息息相關，施工或故障能產生巨大的經濟影響。三是設備時常需要更新。城市中壓配電網有復雜性和離散性、多階段性、多目標性、非線性、運行方式多樣性等特點。復雜性體現在供電過程中所使用的設備多，需要控制的環節多。離散性體現在路線按整數的回路做假設，規劃決策的數值是離散的。非線性體現在線路的功率和網損等電氣量與線路參數之間的關系上，他們是非線性的。多目標性是要在規劃時考慮社會、經濟、環境等因素。配電網絡規劃是一項復雜的工程，配電網絡的規劃模型與算法有多種多樣，有支路交換法、遺傳算法、進化策略、禁忌搜索算法、模擬退火算法、啟發式蟻群算法等等。每種算法和模型都有其獨特的方式。

2 中壓配電網的優化規劃模型

中壓配電網的優化規劃模型可分為以下：一是從時間方面進行分類，可以分為靜負荷整體系統、靜態負荷子系統和動態負荷子系統、動態負荷整體系統。二是從經濟、可靠性方面進行分類，配電網優化規劃的數學模型可以分為確定性模型與可靠性模型。三是從目標函數個數分為單目標模型與多目標模型。四是從靈活性的角度看，可以分為確定性與不確定性。

3 中壓配電網的優化規劃程序

中壓配電網的優化規劃程序一般有收集原始材料和歷史數據，劃分功能塊，預測負荷，分供電區域，主干線路的配置，規劃電纜通道，估算費用，電氣計算的規劃，計算可靠性，規劃無功補償，繼電保護，規劃通信、自動化，分析經濟，估計配電可靠性，安排分年度，比較方案優化等步驟。

這樣復雜的程序在具體的實施中可以稍微簡化，如下程序。

（1）收集原始材料和數據。

（2）用戶的用電需求、電壓要求、用電可靠性要求。

（3）用電的負荷分布、變電站的地址問題、地區的環境。

（4）改造現有的配電網、輸電網計劃。

按如上步驟進行了優化因素考量，就可以制定新的具有可行性優化規劃方案，且符合經濟性特點。

4 城市中壓配電網優化規劃的難點

4.1 預測空間負荷的準確性不高

總量預測技術在配網規劃的負荷預測中已經十分成熟，但是空間負荷預測法卻有待提高，作為配網優化規劃的中心，它要預測負荷的大小，同時又要預測負荷增長位置，其準確性的預測受到很多因素制約，如城市用地的類型變化、配網負荷的發展復雜等。

4.2 數據難以收集

隨著電網行業的逐漸發展，電網的規模和設備都日趨見多，更新速度提升，每次優化規劃都要耗費人力、物力、財力。電網優化規劃所需的數據有配網設備和運行的數據、規劃區域的市政規劃材料、規劃區域的用電量和負荷數據、規劃區域的經濟類指標數據等。其中，配網設備和運行的數據最為重要，它的收集分析耗費較多時間和精力。

4.3 優化配電網網架困難

網架規劃要根據負荷水平和電源規劃來確定目的，從而構架出最好的配網結構，不僅滿足可靠性需求，而且要滿足經濟性需求。因此，配網的規劃是具有不確定性的多目標性和線性復雜工程。

5 基于GIS而進行的配網規劃

基于GIS平臺的電網規劃軟件包的產生對中壓配電網有劃時代的意義，以及智能決策支持系統的問世也幫助解決這一問題。配電GIS是通過計算機、網絡通信技術對配電絡網進行分配，屬性和實施的信息可以按照實際地理位置來查找，這樣就形成了一個可查詢、統計、分析與管理的系統。GIS有非常強大的數據處理能力、分析能力，適合配電網數據量大的城市電網規劃。對配網進行規劃試點，深度應用GIS平臺，是往后電網規劃的主流方式。

6 中壓配電網的未來發展

在未來的中壓配電網的發展中，配電裝備更趨向無油化、小型化、免維修與緊湊型。新的裝備開發要能夠適應嚴格的用電環境和供電可靠性要求、還要控制成本。近些年來，配電網在試點中形成了內容比較完整、層次比較分明的技術標準，這有助于推動電業的發展，使中壓配電網日趨智能化。配電管理更加傾向于需求側方向。配電網絡聯系著用電用戶和發電企業，是對用戶服務管理的區域。需求側管理是一種有用戶參與的情況下，充分使用電力資源的工程。人工智能和專家系統在今后的電力發展中占有更多比例，以上兩種工具可以更高效的解決中壓配電網中的問題。

7 結語

與過去相比，我們的用電量有了大幅度的提升，對電能的良好使用依賴于輸電線路。在架設輸電線路時要規劃全面，如設計、施工、保養維護。關注細節，使得輸電線路的架設更加完善。隨著時代的發展和科技的不斷進步，城市對電網的需求也越來越大，要求也越來越高，因此，電網的優化是必要的，只有配電網不斷良好的運行，城市才能正常的運轉，人們的生產生活才能夠正常進行，配電網的基礎保障作用毋庸置疑。

參考文獻

[1] 李惠玲，盛萬興，孟曉麗.基于改進小生境遺傳算法的配電網全網無功優化[J].電網技術，2009，33（4）：34-37.

[2] 劉向軍，馬爽，許剛.基元接線模型構建的配電網典型接線方式[J].電網技術，2012（2）.

[3] 任洪偉，韓叢英，裴瑋，等.基于多目標優化模型的分布式電源選址方案研究[J].電力系統保護與控制，2013（24）：64-69.

[4] 林瑞星，張蓓，李旻，劉柏私，徐琳.基于無功輔助服務補償的發電廠AVC系統機組無功出力分配策略[J].電力系統保護與控制，2013（24）.endprint