城市配網規劃與建設若干問題探討

摘要：城市配網規劃與建設是一個系統性的工作，我國城市配網進入高速發展時期，智能電網是未來的發展方向，但當前存在電網構架不合理等基礎問題，管理者需要有長遠的計劃，合理的架構網絡，一方面需要關注110kV接入方式，另一方面需要構建城市的信息網絡。文章對城市配網規劃與建設若干問題進行了探討。

關鍵詞：城市配網；配網規劃；配網建設；智能電網；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM715 文章編號：1009-2374（2016）36-0167-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.36.083

我國電力行業較20世紀有了突飛猛進的發展，電力市場供求關系發生了翻天覆地的變化，2015年全國發電裝機容量超過15億千瓦。但在取得可喜的成績的同時，我國電力行業仍存在許多問題，特別是在配網規劃建設方面明顯滯后，用電量、用電形式多樣化的城市尤為突出。本次研究試就城市配網現狀、問題進行探討，并嘗試提出規劃、建設對策。

1 城市配網現狀問題

當前，我國城市配網問題較多，主要集中在以下九個方面：（1）投入的資金、建設速度不相匹配，我國城市化建設已進入關鍵時期，各種產業鏈相繼進入瓶頸期，不同城市電力負荷大小、增速存在較大的差異，與此同時在配網建設資金投入上計劃不科學，缺乏預見性，投入資金受限，總體上呈滯后趨勢；（2）城網中仍存在用電安全問題，部分地區特別是老城區設備老舊甚至缺失，線路電纜化率有待提高；（3）電網工程建設周期長，缺乏科學的規劃指導，計劃朝令夕改情況較普遍；（4）電網網架不合理，環網率偏低；（5）配變重過載問題較突出，線路損耗高，電壓合格率低；（6）自動化水平有待提高，信息化不足，人工操作監管力度不到位；（7）干線線規不統一，掛接配變容量大，掛接較隨意；（8）結構越來越復雜，組網可靠性不足，組網規范性不高；（9）運行方式存在許多薄弱環節，負荷高峰時期負荷轉移能力差，影響用電安全。當前，我國正大力建設智能電網，智能電網硬軟件成果豐碩，在部分經濟發達城市，智能電網已初見成效。

2 城市配網規劃與建設主要解決目標

城市配網規劃與建設需解決的問題主要包括需要具有長遠規劃、需要有合理的網絡架構、能夠準確預測

負荷。

2.1 城市配網規劃的基本框架

配電網一般是指從輸電網接受電能，再分配給用戶的電網，各級電壓輸電網與各級電壓配電網屬于不同層次，配電網一般可分為高壓配電網、中壓配電網、低壓配電網三類。在進行城市配網規劃時，應注意以下六點：（1）嚴格遵照《配電網規劃設計技術導則》（Q/GDW 738-2012）中的指導內容進行設計，同時考慮用戶的重要程度、用電水平等因素綜合制定，以直轄市、省會城市為例，中心區域采用A，市區采用B，城鎮采用B或C，農村采用C或D，不同級別反映不同負荷密度；（2）分析電網的現狀，包括用電負荷、電源現狀、高壓配電網情況等；（3）電力需求的預測與電源規劃；（4）遵循技術指導原則；（5）估算投資；（6）堅持充裕性、可靠性、經濟性的指導思想進行規劃。

2.2 城市配網規劃與建設長遠計劃

城市配網規劃與建設長遠計劃不僅需要考慮滿足持續增長的用電需求，提高電力資源利用水平，還需要符合整個城市、地區乃至國家的發展目標，謀求長遠發展，與土地政策、環保政策、產業發展、技術政策甚至國家安全相匹配。在這些因素的制約下，配網規劃建設，需要盡可能提高資源的利用效力，堅持可持續的發展目標。

2.3 主要問題

2.3.1 合理的網絡架構。合理的網絡架構，應以降低容量、減少損耗、減少人工成本、提高用電安全等為主要目標，當前城市配網以110kV為主要接入方式，是配網架構的重要研究方向。從智能網絡建設角度來看，需要構建與之匹配的信息網絡，整個城市配網信息網絡應基于一個信息交互總線完成，可采用ICE 61968/61970標準，結合當前電力企業城市的信息系統，包括營銷管理系統、生存管理系統、調度/配網自動化系統，實現自動化管理。配網信息架構應包括信息交互總線、配電自動化系統兩個部分，能夠實現信息、流程、應用集成，實現EMS系統、配電GIS系統、調度EMS系統、配電主站系統等配網相關系統應用集成，滿足整個配網運行需求。需注意的是，在架構總線時，為滿足未來發展，添加新的應用，需要預留總線結構，為保證信息安全，需要設立安全區、防火墻等架構。不同應用層承擔不同的功能，如EMS系統又可分為數個層次，能從總線獲取配電網實施數據、歷史數據、電源信息，各層次的系統能夠實現信息的傳達。針對110kV配網的目標連接方式，可選擇方式包括輻射型連接、鏈接式連接、T型連接等，各有優劣及其使用范圍，應基于多屬性進行決策，因地制宜，選擇綜合獲益更高的連接方式。可通過主觀測評、客觀測評，評價各個屬性權重，如一級指標包括可靠性、經濟性、靈活性、可實施性；二級指標包括平均用電效度、平均停電持續時間、單位負荷年費率、需投資費用、改造費用、占地費用、操作方便性、調度方便性、占地面積、滿足市政整體規劃、與環境相協調程度、維護管理方便性等。據權重，綜合評價不同連接方式獲益，甚至可據實際情況，模擬計算不同連接方式最終獲益值，擇優而取。

2.3.2 負荷預測。城市配網負荷的預測是進行配網規劃、建設必須面對的一個問題，準確預測負荷，可使建設規劃事半功倍，減少資源浪費，提高綜合效益。影響負荷的因素包括未來經濟形勢、社會發展、氣候條件、氣象因素、國家政策等，如在大力提倡環境友好性、減能減排的今天，電力交通工具使用量明顯上升，對配網規劃建設提出了新的要求，充電樁較密集的區域電負荷明顯增加。按照時間劃分，負荷的預測可分為短期預測、中期預測、長期預測，分別對應1～5年、5～10年、10～30年，短期預測可指導配電網的整容，中期預測主要指導電力系統發輸配項目建設規劃，10～30年適用于戰略規劃。

預測的方法包括自下而上、自上而下、相互校核等預測方法。自下而上預測法，通過市場部，收集縣區內規劃年份的大用戶報裝信息，以某市為例，其電負荷預測，應基于全市區縣的最大負荷，采用回歸分析法、線性回歸模型等數學分析方法，并納入市場變化、經濟政策、關鍵事件等參數，建立預測模型，盡量減少模型的偏倚，提高預測精度，最終錄入未來出現的參數，如在未來2年某廠新增加一家用電量在8.0MVA的生產線，綜合預測增長速度，最終得出全市最大電荷預測結果。電量的預測可采用平均增長率法、電力彈性系數法、產值單耗法、自適應性指數、回歸分析預測、灰色線性回歸模型預測等，其中平均增長率最簡單、計算量小，但預測效果差，未能考慮變量因素。國內目前普遍采用產值單耗法，也符合傳統的GDP產值管理理念。產值單耗法中，第一產業單耗量逐年下降，但用電量逐年上升；第二產業增長較迅速，單耗呈下降趨勢；第三產業主要為基礎設施建設、服務業用電，單耗量也逐年減少。需注意的是，我國在世界節能減排計劃中承擔了較大的責任，在未來不排除政策變化，可能影響遠期規劃。

2.3.3 規劃技術應用。配網規劃理論基本成熟，技術包括配網規劃、通道規劃、運行三類技術，新技術、新工藝仍不斷推出。配網的結構應堅持網架完善、結構簡明、運行靈活、拓展方便、可靠性高的原則，從近年來日常的觀察發現，中壓電纜網采用電纜雙環網較穩定可靠，并得到推廣，多供多備的方式投資較大，但并不代表這種方式并無需求，在部分對用電穩定性要求較高的城區，如核心產業區，可采用多供多備

方式。

對于配網的組成方式，在進行城市配電線路改造，供電規模、功能應不低于原有的設計水平，考慮遠期發展，對于普通居民，可采用“小容量，多布點”原則配置，將小型單相變壓器就近布局在居民社區，靠近社區，有助于提高電能利用效率，新的變壓器應超過最大負載率，以滿足今后的增長需要。在許多城區，新的住宅樓因居住率低，明顯偏低，不排除未來隨著入住率的提高，負載率上升的可能。為提高供電的可靠性，需考慮采用雙向負荷開關，實現主備電源之間的自動切換。

對于電纜的鋪設，應選擇地下通道，選擇技術、經濟上更合理的方案，需與城市、電力遠景發展相符合，路徑選擇不僅僅需要考慮安裝的方式、電纜的類型、路徑道路結構，還需考慮當前技術人員儲備。電纜鋪設預留或預埋電纜通道。以直埋為例，其僅適用于臨時使用。對架空的路徑，需基于大量詳實的調查研究結果，同時考慮道路交通、施工等因素，統籌兼顧，特別需注意的是，架空線路需避開易燃、易爆物倉庫區域。

對于配電網運行，應分層分區、就地平衡，以利于電壓調整。110kV系統采用直接接地方式。對于電源的介入，總安裝容量應控制在上級變電站最小單臺變壓器額定容量內。

3 結語

城市配網規劃與建設是一個系統性的工作，管理者需要有科學管理的思想，從大局出發，運用戰略管理理念、數學統計方法、配網接入等專業知識，指導配網的規劃與建設。

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作者簡介：田歷（1985-），男，貴州人，貴州電網有限責任公司畢節大方供電局工程師，研究方向：電力配網建設。

（責任編輯：秦遜玉）