基于“布局+網(wǎng)格化”模型的中壓配網(wǎng)規(guī)劃研究

摘要：主要針對傳統(tǒng)配網(wǎng)規(guī)劃的局限性，提出利用“布局+網(wǎng)格化”模型進行中壓配網(wǎng)規(guī)劃，以實現(xiàn)統(tǒng)籌資源分配、主配層間協(xié)同、明晰分區(qū)供電、優(yōu)化網(wǎng)架結構、提升供電可靠性等目的。

關鍵詞：中壓;配網(wǎng)規(guī)劃;布局;網(wǎng)格化

1? ? 具體問題描述

隨著經(jīng)濟發(fā)展，社會用電需求不斷增大，電力用戶對電網(wǎng)安全、電能質量的要求越來越高。傳統(tǒng)配網(wǎng)規(guī)劃存在“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的現(xiàn)象，缺乏全局的系統(tǒng)思維。“原生態(tài)規(guī)劃”不但會造成重復規(guī)劃、投資浪費，而且未能真正解決潛在問題。傳統(tǒng)配網(wǎng)規(guī)劃由于其局限性，難以適應日趨復雜的城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)配網(wǎng)的發(fā)展需求。因此，要打破傳統(tǒng)配網(wǎng)規(guī)劃的局限性，尋找配網(wǎng)規(guī)劃思路的突破點，提升配網(wǎng)規(guī)劃的理論與技術水平。

2? ? 總體思路

本文提出采用“布局+網(wǎng)格化”模型進行中壓配網(wǎng)規(guī)劃，結合兩種模型的優(yōu)勢，以達到統(tǒng)籌資源分配、主配層間協(xié)同、明晰分區(qū)供電、優(yōu)化網(wǎng)架結構、提升供電可靠性等目的。布局規(guī)劃主要解決統(tǒng)籌資源分配、主配層間協(xié)同問題;網(wǎng)格化規(guī)劃更關注饋線組層級規(guī)劃，以明晰分區(qū)供電、優(yōu)化網(wǎng)架結構為主。

2.1? ? 布局模型

“配電分區(qū)”是布局模型中的核心概念，是一個中壓網(wǎng)架中可以單獨進行配網(wǎng)專項規(guī)劃、邊界相鄰且不交叉重疊的相對獨立的供電區(qū)域。配電分區(qū)的劃分有助于布局規(guī)劃的數(shù)據(jù)篩選分析及實操應用管理，旨在方便分析研究變電站資源（站點、容量與出線間隔）的分配方案。

布局模型就是通過配電分區(qū)的劃分，“自上而下”地將變電站資源統(tǒng)籌分配到各供電網(wǎng)格，具體解決每回10 kV線路由哪個變電站母線出線間隔供電的問題。

2.2? ? 網(wǎng)格化模型

“供電網(wǎng)格”是網(wǎng)格化模型中的核心概念，是負荷特性相對一致、地理空間連續(xù)且不交叉重疊、面積大小適度的供電區(qū)域。供電網(wǎng)格是最小的規(guī)劃單元，直接體現(xiàn)饋線組規(guī)劃的“因地制宜”，同時用于輔助區(qū)域負荷預測、變電站資源分配及網(wǎng)架聯(lián)絡布局。

網(wǎng)格化模型就是從供電網(wǎng)格著手進行饋線組各層級（主干層、接入層、用戶）規(guī)劃，包括自動化與通信規(guī)劃，具體解決用電地塊（用戶）用上電及用好電的問題。

3? ? 方法步驟

“布局+網(wǎng)格化”模型可通過如下步驟開展中壓配網(wǎng)規(guī)劃：區(qū)域概況分析、電網(wǎng)現(xiàn)狀分析、配電分區(qū)劃分、負荷預測、電力平衡分析、上級電源規(guī)劃引用及變電容量需求計算、供電網(wǎng)格劃分、饋線組層規(guī)劃、上級電源資源配置及校驗、饋線組各層級規(guī)劃、配網(wǎng)自動化及通信規(guī)劃、投資估算及方案評估。

3.1? ? 區(qū)域概況分析、電網(wǎng)現(xiàn)狀分析

結合區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、土地規(guī)劃、控制性規(guī)劃及配電網(wǎng)現(xiàn)狀，建立配電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)，主要包括資產(chǎn)數(shù)據(jù)、供需關系數(shù)據(jù)、企業(yè)運營數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)以及評估數(shù)據(jù)，對區(qū)域發(fā)展、電網(wǎng)現(xiàn)狀進行全面分析。

3.2? ? 配電分區(qū)劃分

配電分區(qū)邊界劃分以供電區(qū)域行政邊界[區(qū)（鎮(zhèn)）界、主要路網(wǎng)或規(guī)劃邊界]為主要約束條件，結合變電站分布情況及中壓配電線路間的聯(lián)絡強弱程度，作為配電分區(qū)劃分的判斷依據(jù)。配電分區(qū)邊界劃分建議如下：

（1）針對相鄰多個區(qū)（鎮(zhèn)）共用一座變電站或一個區(qū)（鎮(zhèn)）擁有一座變電站的供電區(qū)域，宜將多個區(qū)（鎮(zhèn)）劃分為一個配電分區(qū)。

（2）針對一個區(qū)（鎮(zhèn)）擁有兩座及以上、五座以下變電站的供電區(qū)域，宜將該區(qū)（鎮(zhèn)）劃分為一個配電分區(qū)。

（3）針對一個區(qū)（鎮(zhèn)）擁有五座及以上變電站的供電區(qū)域，宜結合該區(qū)（鎮(zhèn)）區(qū)域發(fā)展定位及土地規(guī)劃情況，將該區(qū)（鎮(zhèn)）劃分為若干個配電分區(qū)。

3.3? ? 負荷預測

在負荷預測前做好數(shù)據(jù)收資，包括電源數(shù)據(jù)、負荷歷史數(shù)據(jù)、輸電網(wǎng)負荷預測結果、業(yè)擴報裝數(shù)據(jù)、招商引資信息、用地規(guī)劃信息、城鄉(xiāng)發(fā)展信息等。為提高配網(wǎng)規(guī)劃的可視化程度，利用奧維地圖作為輔助工具，通過奧維地圖的圖表轉換，可將地圖上標示的信息轉換為Excel表格，作為負荷預測的計算工具。負荷預測近期采用負荷報裝法+自然增長法，中期采用年均增長法，遠期采用負荷達成法+負荷密度法，采用合適參數(shù)，通過公式計算，可以得出各時期各配電分區(qū)（供電網(wǎng)格）負荷預測結果。

3.4? ? 電力平衡分析、上級電源規(guī)劃引用及變電容量需求計算

結合各配電分區(qū)負荷預測，進行電力平衡分析。引用上級電源規(guī)劃，對配電分區(qū)進行變電容量需求計算。

（1）以規(guī)劃容載比為目標導向，得到各配電分區(qū)的變電站容量初步需求。

（2）針對部分變電站存在跨配電分區(qū)供電的情況，結合變電站現(xiàn)狀供電范圍及遠景布局，為盡量不改變變電站現(xiàn)狀的供電范圍，設置對應的邏輯站用于配電分區(qū)間的容量調(diào)配。

（3）完成配電分區(qū)間容量調(diào)配后，綜合考慮電源分布、供電現(xiàn)狀等情況，對各配電分區(qū)變電站容量進行優(yōu)化調(diào)配。

3.5? ? 供電網(wǎng)格劃分

供電網(wǎng)格邊界劃分是在配電分區(qū)的基礎上，以現(xiàn)狀中壓線路沿布圖為基礎，結合土地利用規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃作為網(wǎng)格劃分的判斷依據(jù)。根據(jù)以下條件對網(wǎng)格邊界進行調(diào)整：

（1）分析城市規(guī)劃路網(wǎng)布局，網(wǎng)格不宜跨越主要路網(wǎng)、河流、山體等;分析城市功能區(qū)布局，不同功能地塊宜劃分到不同網(wǎng)格。

（2）針對邊界模糊的區(qū)域，如普通工業(yè)與居民混合、發(fā)展不確定、廣大農(nóng)村等用電地塊負荷性質、路網(wǎng)邊界不明顯的區(qū)域，可適當調(diào)整網(wǎng)格邊界。

（3）為便于運維管理，網(wǎng)格劃分時應適當考慮行政區(qū)邊界的影響。

（4）考慮現(xiàn)狀網(wǎng)架結構，合理利用現(xiàn)有線路資產(chǎn)，避免大拆大建。

3.6? ? 饋線組層規(guī)劃、上級電源資源配置及校驗

在各配電分區(qū)變電站資源分配基礎上，結合各供電網(wǎng)格負荷預測，對各供電網(wǎng)格進行饋線組層規(guī)劃。中壓線路遠景網(wǎng)架布局應盡量與現(xiàn)狀線路走向保持一致，保障網(wǎng)架的合理過渡，避免大拆大建。為實現(xiàn)主配層間協(xié)同，中壓網(wǎng)架布局應結合輸電網(wǎng)網(wǎng)架結構、變電站高壓側母線運行方式，優(yōu)先考慮站間聯(lián)絡，次之站內(nèi)不同母線聯(lián)絡，下策為站內(nèi)同母聯(lián)絡。饋線組層規(guī)劃步驟及基本原則如下：

（1）在供電網(wǎng)格劃分的基礎上，結合各供電網(wǎng)格負荷預測結果，選取合適的典型網(wǎng)架饋線組，如雙環(huán)網(wǎng)、三供一備、“3-1”環(huán)網(wǎng)等。

（2）選擇饋線組站間站內(nèi)聯(lián)絡方式應結合考慮輸電網(wǎng)架結構（雙鏈、單鏈、輻射）、線路進變電站的形式（架空線同塔架設進站、不同路徑進站）、變電站高壓側母線運行方式（分母、單母運行）。即主網(wǎng)拓撲結構較強或強的，配網(wǎng)的聯(lián)絡方式可選取站間聯(lián)絡或站內(nèi)不同母線聯(lián)絡;主網(wǎng)拓撲結構弱或較弱的，配網(wǎng)的聯(lián)絡方式宜選取站間聯(lián)絡。

（3）確認饋線組每回10 kV線路供電范圍及供電負荷，為每回10 kV線路分配變電站母線出線間隔。

（4）匯總各供電網(wǎng)格饋線組分配情況，對上級變電站容量、間隔分配結果進行校驗。如校驗不合格，則對部分饋線組分配進行優(yōu)化。

3.7? ? 饋線組各層級規(guī)劃、配網(wǎng)自動化及通信規(guī)劃

優(yōu)先考慮一個供電網(wǎng)格由一組標準饋線組供電，針對負荷密度高或地塊邊界難以拆分的網(wǎng)格，可適當增加供電線路，但不應超過3組標準饋線組供電。在饋線組層規(guī)劃的基礎上，開展饋線組各層級規(guī)劃，包括主干層、接入層、用戶層。主干層重點關注線路主干層走向、自動化關鍵節(jié)點（分段點、聯(lián)絡點）設置。接入層重點關注臺變、配電房T接線路主干層的方式，如單輻射分支線、主干配內(nèi)環(huán)。用戶層重點關注低壓配網(wǎng)，如配變供電范圍、低壓出線回路數(shù)等。針對光纖通信規(guī)劃，結合自動化三遙點地理分布，為關鍵三遙點規(guī)劃光纖骨干網(wǎng)，其余節(jié)點以“花瓣”形式T接骨干網(wǎng)，形成支線環(huán)。

3.8? ? 投資估算及方案評估

匯總各供電網(wǎng)格饋線組規(guī)劃方案，按照標準造價，形成規(guī)劃項目庫及投資估算，按需求依次納入前期項目庫。

4? ? 結語

基于“布局+網(wǎng)格化”模型的中壓配網(wǎng)規(guī)劃緊密結合地方控規(guī)，具有前瞻性、全面性、系統(tǒng)性、策略性等方面的優(yōu)勢，突破了傳統(tǒng)配網(wǎng)規(guī)劃自身局限性問題，能夠適應日趨復雜的城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)配網(wǎng)發(fā)展要求，是一套非常有用、好用的規(guī)劃模型，值得推廣。

[參考文獻]

[1] 陳章潮.城市電網(wǎng)規(guī)劃與改造[M].2版.北京：中國電力出版社，2007.

[2] 金義雄，王承民.電網(wǎng)規(guī)劃基礎及應用[M].北京：中國電力出版社，2011.

[3] 廣東電網(wǎng)有限責任公司.江門十三五配電網(wǎng)規(guī)劃報告（中方案）[R]，2015.

收稿日期：2020-03-23

作者簡介：周杰文（1988—），男，廣東江門人，工程師，主要從事配網(wǎng)規(guī)劃工作。