淺析新型城鎮化配網規劃建設研究

范春燕

摘 要：研究探索新型城鎮化配網規劃建設，以期對新型城鎮電網進行合理的規劃建設。針對城鎮電網現狀，從新型城鎮負荷預測、高壓變電站站址布置、新型城鎮分布式電源建設、配電自動化建設這些方面進行研究，以提高城鎮配電自動化水平。

關鍵詞：城鎮化；配網規劃；負荷預測；電源建設

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.038

城鄉電網作為智能電網的重要組成部分，與國民經濟和社會發展緊密相連，更貼近人民群眾的日常生活。隨著國內社會經濟的快速發展，電力負荷也持續增長，作為城市和經濟發展的重要公共基礎設施的電力設施建設顯得尤為迫切。近年來，隨著區域大型發電廠的建成投產，部分經濟發達地區缺電原因逐漸由“電源性缺電”向“電網性缺電”轉變，更加迫切要求加快電網的建設。而由于規劃工作滯后，電力設施建設用地缺乏專項規劃統一控制，造成選址困難，進而影響輸變電項目的進度。

1 城鎮化電網現狀

隨著當前我國城鎮化的高速發展，城鎮電網運行質量成為關系到一個地區電力系統健康運行的關鍵。

1.1 負荷增長迅猛，城鎮電網故障頻發

以上海市區和天津市和平區為例，配電網的負荷增長率平均為25%左右。如此負荷增長率在國內外一些發達城市都鮮見。由于負荷增長迅速，城市配電網改造和建設的滯后投入給城市配電網帶來了巨大壓力，中低壓配電網故障頻繁發生。

1.2 城鎮的電網建設嚴重落后于電源建設

城鎮的電網建設嚴重落后于電源建設，跟不上形勢發展的需要。電源的問題是我國電力供應的核心問題，但電源的增長并沒有有效地緩解城市電網的供電矛盾。各地供電部門普遍反映，輸變電工程的投資落后于電源投資，而城鎮電網的投資又落后于輸變電工程投資，在設備配置上又存在“重高壓設備、輕低壓設備”的傾向。與發達國家相比，投資比例和裝備比例嚴重失調，造成電網發展嚴重落后于輸變電和電廠的建設。

1.3 城鎮電網設備陳舊、落后，過載嚴重

部分城鎮電網由于缺乏維修改造資金，設備普遍陳舊、落后。不但現有的供電設備陳舊，而且原有結構落后，導致轉供能力差，且年久失修，給安全供電造成了麻煩和困難。

1.4 技術研發落后于電力發展和城市建設

目前，城鎮電網技術大多還停留在幾十年前的水平，雖然近幾年來也引進了一些新設備和新技術，但全國城鎮電網技術與國外相比差距仍相當大。各地自發的研究項目難以及時推廣。而城鎮電網的現代化管理技術水平直接影響到電網供電可靠性的提高。

2 新型城鎮負荷預測

由于城鎮化建設尚處于起步階段，關于城鎮化發展地區負荷預測可借鑒的經驗不多。具體的研究思路如下。

2.1 采用綜合預測模型技術

對于序列量（比如電量、最大負荷）的預測，預測人員可選擇的模型是多種多樣的。數學模型是理想化抽象模型，負荷發展的自然規律很難用單一的數學模型加以描述，任何單一的預測模型的精度都不可能很高。研究過程中，將建立負荷預測模型庫，采用需要系數法、負荷增長相似性分析等多種方法，根據區塊城鎮化發展的不同階段進行綜合預測。

2.2 預測過程中結合專家的經驗和技巧

負荷預測結果的合理性依賴于預測人員的經驗和技巧。在預測過程中，首先通過查閱歷史數據和各種相關數據，以及歷史數據的統計分析結果，為選擇何種預測方法提供可供參考的依據。然后根據電力部門運行人員的實際經驗，采用專家系統技術對負荷預測的不同階段性結果作適當的糾正或者調整，保證預測的合理性和可靠性。

2.3 歷史數據的預處理技術

為了獲得較好的預測效果，用于預測的歷史數據的合理性應該得到充分保證。因此，需要對歷史數據進行合理性分析，去偽存真。最基本的要求是：排除因人為因素帶來的錯誤（比如錄入錯誤）以及因統計口徑不同帶來的誤差。

3 高壓變電站站址布置

變電站的選址需符合地區總體規劃，盡可能靠近負荷中心，因此，可借助于遞歸法，以計算得到變電站最優幾何位置。實際建設時，應在該中心點附近選取合適位置建設。

此方法的核心思路為：根據各區塊的負荷中心點進行兩兩變換合并，經多級變換后將區域內所有負荷集中到一個幾何中心點，則自該點到達各個區塊的供電線路空間距離長度為最優。

4 新型城鎮分布式電源建設

我國大部分地區的可再生新能源都以分布式電源的形式存在，只有少數地區可以大規模集中利用，像風電、光伏這樣的分布式電源，隨機性和間歇性較強，當接入數量達到一定程度時，會對電力系統的控制運行造成不利影響。

針對新型城鎮能源構成中家庭分布式電源的特殊性，可將各小區每戶的分布式光伏發電單元通過統一的逆變單元一次升壓后接入區域儲能裝置或反饋入小區電網，在每戶與逆變單元的節點部分裝設分閘。此種建設方案的優點在于能源利用率較高，且對主網造成的諧波雜訊較小。但缺點也顯而易見，其一次投入較高，成本回收周期較長。

目前，分布式電源（光伏、風能）的主要接入步驟如下：①風電單元、光伏單元與其配套逆變器一一對應；②正常運行時，由逆變器將各分機、光伏單元的出口電壓首次升壓至同一水準；③集電線各分機、光伏單元統一接入二次升壓站；④二次升壓站接入主網并網運行。

5 配電自動化建設

從目前的技術水平看，沒有任何一種單一的通信手段能夠全面滿足各種規模的配電自動化的需要，因此多種通信方式在配電網中的混合使用就難以避免。鑒于此，需根據實施配電自動化區域的具體情況選擇合適的通信方式（光纖專網、電力線通信、無線通信等）。

由于配電網自動化中可能使用多種通信方式，因此通信系統相互間的協調和管理也很重要。好的管理方式可以實現信息的共享及通信間有效、高速的連接等。

現代配電自動化通道技術主要分為5種，分別為引導線通道、電力線載波通道、微波通道、光纖通信和無線專網通信。

新型城鎮電網建設倡導分布式電源接入配電網，分布式電源注入并網時間隨機性較強，電能質量也參差不齊，對電網的即時反應能力提出了較高的要求。無線專網通信采用電力專用頻點，帶寬高，系統容量大，建設成本較低，擴展性和實時性較好，能滿足新型城鎮電網建設要求。因此，建議新型城鎮電網自動化通信方式采用無線專網通信。

6 總結

對新型城鎮化配網規劃建設研究項目的成功實施，實現了新型城鎮負荷預測、高壓變電站站址布置、新型城鎮分布式電源建設、配電自動化建設、現場管控工作有效開展等，還實現了部分線路由分布式電源供電。這在一定程度上滿足了大負荷供電的需求，促進了新型城鎮電網的合理規劃建設，提高了配電自動化水平。

〔編輯：劉曉芳〕