探析配電網供電區域的劃分方法與實踐應用

摘 要：雖然我國經濟在不斷的發展當中，但是我國配電網的發展特點卻根據地區的不同存在著明顯的差異，如果標準統一的進行配電網絡的建設，將使設備資產不能被充分的利用，甚至會嚴重浪費，在經濟和技術上是不合理的，所以，配電網絡分工迫在眉睫。本文主要介紹了配電網根據供電區域所進行劃分的原則，為劃分配電網以后的運用提供了參考價值。

關鍵詞：配電網；負荷分區；供電；劃分

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0091-02

引 言

中國幅員遼闊，需要大面積用電，而各地發展與電網的特點卻存在較大差距。因此，為了減少電的浪費，體現精益管理的區域差異和分布，提升配電網規劃的水平和效率，需要始終貫穿“差異化規劃”的概念，在考慮各個區域經濟和社會發展的非均衡狀況下，結合不同區域分布電網的現狀和發展趨勢，考慮到不同地區的不同發展階段具有不同的特點，在進行配電網區域劃分時，奠定了基礎。從理論上看，區域劃分是區域型問題。從理論發展的角度看，地理條件是區域分工不可或缺的因素，但其中經濟條件日益被視為區域分工的重要因素。區劃方法一般可分為單指標法和多指標法，它主要包括3類：因素分析、聚類分析和組合分析。其中，區域劃分最主要的理論問題是怎么選擇指標。除了考慮經濟條件和地理狀況外，我們還要考慮更多因素。如果單純利用行政區劃分開供電區，便會使得電網投資的極具浪費。我們通常，依靠分析影響配電網分布的主要因素，從負荷、政治以及經濟3方面建立了配電網分區的指標體系，并提出了配電區域的分配方法和流程。

1 配電網供電相關含義

電力負荷指的是依法建立供電企業與供電企業關系的用電人。所有形式的負荷都是由電能消耗的，但它們的性質是不同的。不同屬性的負載之間的區別稱為負載分類。將電力負荷和供電可靠性結合，以及停電后對經濟、政治、社會生活造成的損失及影響程度，可分為以下三個層次。

1.1 一級負荷

一級負荷是突然發生的負荷事故，造成人身傷害或經濟損失，或者政治、社會秩序和嚴重環境污染等方面造成嚴重的不良影響。例如，重要的交通運輸樞紐用電負荷，公司中主要設備以及連續生產線，重點企業的政治外事中心等。

1.2 二級負荷

二級負荷指的是突然停電造成的經濟損失，或是政治上的不良影響和社會秩序的混亂。例如，突然停電會出現大量產品報廢、主要設備的損壞，造成環境污染，工廠大量減少的負荷，通信樞紐和交通負荷，人員流動較大的公共場所。

1.3 三級負荷

三級負荷不屬于一級以及二級負荷。

2 供電區域劃分的指標體系

影響供電區域劃分的因素主要是從經濟、政治以及負荷3個方面提出配電網配電劃分的具體指標體系（見表1），使供電區的劃分更加經濟合理。

（1）經濟方面。地區的經濟和社會發展水平。主要指標包括：人均國內生產總值（GDP）、人均生活用電量、人均用電量和單位國內生產總值。人均GDP作為一個重要的宏觀經濟指標，是人們了解一個地區或國家宏觀經濟運行情況最有效的工具。一般情況下，人均用電量可以反映區域產業特征，但是卻不能夠反映可靠性要求，相關程度不高，人均用電量可以反映居民的生活水平。其中，單位GDP能源消費反映了產業結構和經濟增長的方式，將產業結構步伐加大調整，大力發展高新技術產業，減少污染，將能源資源消耗的重工業通過回收利用技術，提高資源的利用效率，清潔生產根據市場原則改造傳統產業，淘汰高能耗、高污染和低效率的行業，單位GDP電能耗下降。

（2）政治方面。行政層級是國家劃分和設立相應的國家機關進行分級管理的區域。這是該區域的一個重要特點，應該是區域劃分最主要的依據之一。

（3）負荷方面。該方面主要包括荷載密度、荷載特性以及荷載重要性這3個指標。負荷密度作為表征負荷分布強度的一個定量參數。它在一定程度上能夠決定選擇出變壓器容量、電壓序列和線路的導線截面，且容易得到。因此，負荷密度和技術標準有很強的相關性。根據性質不同，負荷可分為商業負荷、工業負荷、居民負荷以及非居民負荷。根據重要性劃分，荷載可分為一級荷載，二級荷載以及三級荷載。由于負荷等級的不同，負荷特性的不同，對供電可靠性要求也不同。

3 供電范圍的界定

（1）有必要確定哪些變電站向哪些區域供電，也就是要明確供電點。其判斷主要依據操作人員、生產人員經驗和電力生產部門的設備責任邊界表。

（2）需要了解變電站各線路主要供電區域的性質，即線路是向城市電網供電，還是向農村電網供電，或是哪些向城市電網供電，哪些部分為農網供電。其主要判斷依據是電力生產部門所承擔的設備責任劃分表。

（3）在確定線路供電區域的性質后，有必要對線路開環點的位置進行判斷，了解兩個相鄰變電站間的分接界面。其判斷主要在正常情況下對電力調度部門城市配電網運行情況的解釋。

（4）要了解配電變壓器上低壓側線路的供電范圍，尤其是要了解配電變壓器低壓側開斷點和同一極的供電面積，從而最終確定各個變電站供電接口。判斷是基于電力生產部門的pms2.0系統提供的具體數據。

4 配電網供電區域的劃分方法

依據綜合評價方法以及聚類分析方法對供電區劃分的操作步驟。

①研究當前配電網劃分方法和劃分標準的現狀，分析目前配電網存在的問題。②選擇供電區域劃分范圍，分析影響供電區域劃分的現狀及主要影響因素。③根據供電區所劃分的最主要因素，建立起評價指標體系來進行供電區域的劃分。④分析了供電區域的定量指標和規劃值的分布現狀，包括年人均國內生產總值、人均社會消費、人均用電量和負荷密度。⑤如果只是考慮到定量指標，如人均GDP、人均電力消費、單位國內生產總值能耗以及負荷密度，采用聚類分析的方法，采取第六步，否則使用的電源領域的綜合評價方法劃分，選擇第九步。⑥由于樣本的數據量大、數據離散性大或離散性強，有時會出現異常數據，所以應該對數據進行轉換或預處理。數據處理方法是對原始的數據變換，減少變換后數據的離散化，接近或服從正態分布，均值的大小是有限的，方差趨于一致。一般常用數據中的轉換方法有對數變換法、平方根變換法、逆正弦變換法等。⑦聚類分析可分為6類：動態聚類、系統聚類、模糊聚類、有序樣本聚類、圖論聚類和聚類預測。這中間，系統聚類法是實際工作中最常用的方法之一。⑧判斷聚類分析的結果能否符合正態分布。如果滿足正態分布，則建立供電區域標準。如果不服從，采用其他的系數聚類方法進行聚類分析，直到基本服從正態的分布。⑨選擇適當的方法（如層次分析法、決策分析法、專家組決策法和問卷法）建立評價指標權重，層次分析決策分析方法簡單，具有數學依據。指數的權重反映了不同層的重要性程度。在設置過程中，應考慮指標的重要性、發生概率和關系。⑩選擇評價標準的適當的方法，以一定的規模體系，各種原始的數據將被轉換成可以直接比較的規范格式，制定一個統一的評價指標或分數范圍，然后制定各評價指標各等級標準，從而方便打分。通常標度一般采用五分制、十分制以及百分制。{11}根據供電區域的綜合評分和評分標準來確定供電區域所屬的類型。

5 配電網的實踐應用

以廣東省作為實際案例，對廣州的黃浦區、海珠區、白云區、南沙區、荔灣區以及花都區這六個區進行供電區域的劃分。然后利用指標選取以及權重的設置。運用專家群體決策以及AHP的決策分析方法來衡量同層屬性之間的權重，將其歸一化處理，使得權重總和為1.采用層次分析法它的優點是能夠建立起清晰層次結構來將復雜問題進行分解，但是缺點卻是會忽略人為判斷模糊性，因此采用的是綜合的方法。然后判斷矩陣的形成，一般二級的指標有3個，為經濟、政治與負荷。而其中負荷以及政治應該為在劃分過程中最重要的兩個指標，并且這兩個指標同等重要。依據該理論，可以形成判斷矩陣如表2所示。

然后求最大特征根以及特征向量。對表2中判斷矩陣求解特征根，得到最大特征根：λmax=3，最大特征值對應的特征向量為：W’=[0.66670.33330.6667]T。進行權重的計算，將最大特征值對應的特征向量歸一化后即為指標的權重向量w=[0.40.20.4]T。最終進行一致性的校對。這就是劃分的具體方法。

6 結 論

用電對于人們的生活以及企業的發展來說至關重要，隨著我國經濟的不斷發展，配電網各地區的用電劃分卻是極不相同的。供電區域的劃分將直接影響到配電網的建設水平，是配電網規劃與典型供電方式的基礎。基于分布的現狀和中國的分銷網絡技術標準的研究，系統全面地分析了對影響供電區域劃分因素，建立起一套完整的供電區域劃分指標體系，使供電區劃分。為了我國用電的正常運行，一定要重視起配電網供電區域的劃分。

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收稿日期：2018-4-3

作者簡介：黃 軍（1964-），男，助理工程師，主要從事供電企業配電線路工作。