關(guān)于智能電網(wǎng)發(fā)展與城市配網(wǎng)的規(guī)劃改造技術(shù)研究

邵宏 江蘇省電力公司蘇州供電分公司

一、智能配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的現(xiàn)狀、原則及應(yīng)用技術(shù)

智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比具備以下優(yōu)勢(shì)：智能配電網(wǎng)具備較強(qiáng)的自愈能力，在使用時(shí)能解決供電不穩(wěn)定的問(wèn)題；智能電網(wǎng)的安全性較高，在使用時(shí)能更好抵抗自然災(zāi)害，在出現(xiàn)電力系統(tǒng)故障時(shí)能更好規(guī)避停電問(wèn)題；支持分布式電源的大量接入，也能實(shí)現(xiàn)可再生能源的隨插隨用；支持用戶間的互動(dòng)交流，根據(jù)用戶的電量使用情況來(lái)分階梯的收費(fèi)；能實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的可視化管理，在配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中可全面收集整理電網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)督和風(fēng)險(xiǎn)防控分析。

傳統(tǒng)配電網(wǎng)依靠用戶投資建設(shè)，而用戶的投資建設(shè)管理往往無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的統(tǒng)一規(guī)劃管理，在配電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中有很多項(xiàng)目都無(wú)法順利實(shí)施，地下管線更是無(wú)法隨意設(shè)定，配網(wǎng)資產(chǎn)無(wú)法根據(jù)需要來(lái)提取使用，最終對(duì)配電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了比較大的負(fù)擔(dān)。電力公司平時(shí)的電網(wǎng)規(guī)劃管理工作局限在35千瓦以及以上的電網(wǎng)規(guī)劃，在電網(wǎng)規(guī)劃管理的時(shí)候重點(diǎn)考察各個(gè)地區(qū)變電站容量是否滿足快速增長(zhǎng)的電力負(fù)荷的使用要求，對(duì)10千瓦電網(wǎng)的規(guī)劃比較局限在現(xiàn)有的理論和技術(shù)層面，隨機(jī)應(yīng)變性較差。

（一）電網(wǎng)改造規(guī)劃現(xiàn)狀

現(xiàn)階段城市電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的制定和城市發(fā)展建設(shè)步伐、基本需求不相適應(yīng)，城市電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也很難和城市發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)適應(yīng)。同時(shí)城市化進(jìn)程的加快也對(duì)城市電網(wǎng)的規(guī)劃管理加大了負(fù)擔(dān)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)城市電網(wǎng)電源點(diǎn)的科學(xué)分析和管理。最終導(dǎo)致城市網(wǎng)絡(luò)電源點(diǎn)的規(guī)劃落后于城市建設(shè)，電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)備老化嚴(yán)重，城市電網(wǎng)改造困難。

（二）電網(wǎng)改造規(guī)劃原則

城市電網(wǎng)規(guī)劃改造的目的是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的科學(xué)使用，根據(jù)城市化建設(shè)發(fā)展需要打造出運(yùn)行安全、可靠，兼具環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的城市電網(wǎng)，從而不斷提升城市電網(wǎng)的供電能力，充分滿足城市發(fā)展需要。在新時(shí)期，城市電網(wǎng)規(guī)劃要堅(jiān)持遠(yuǎn)近結(jié)合、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的發(fā)展原則，將城市電網(wǎng)規(guī)劃管理和國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要相結(jié)合，在不同的階段制定出不同時(shí)期的發(fā)展計(jì)劃。

（三）新形勢(shì)下城市電網(wǎng)改造規(guī)劃要達(dá)到以下的水平

經(jīng)過(guò)改造之后的城市電網(wǎng)要具備持續(xù)性的供電能力；經(jīng)過(guò)改造后的城市電網(wǎng)擁有科學(xué)合理的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；經(jīng)過(guò)改造之后的城市電網(wǎng)能做到上下級(jí)的互相協(xié)調(diào)；改造后的城市電網(wǎng)輸配電投資規(guī)模和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模相適應(yīng)；城市電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)符合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。

（四）配電自動(dòng)化技術(shù)

配電自動(dòng)化是智能配電網(wǎng)發(fā)展管理的一個(gè)基礎(chǔ)力量，在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中會(huì)應(yīng)用多種通信方式來(lái)監(jiān)督控制配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并通過(guò)和其他關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的緊密結(jié)合來(lái)提升電力資源的綜合利用率。

1.調(diào)度管理

配網(wǎng)調(diào)度管理，實(shí)際上便是立即解決配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的突發(fā)情況。開(kāi)展配網(wǎng)調(diào)度管理時(shí)，利用配網(wǎng)自動(dòng)化技能能夠即刻、迅速并精確的找到問(wèn)題產(chǎn)生的位置，隨后把故障情況輸送到配網(wǎng)調(diào)度室，而電力調(diào)度相關(guān)負(fù)責(zé)者依照傳輸來(lái)的訊息數(shù)據(jù)確立同時(shí)施行匹配的處理方案，進(jìn)而來(lái)保證電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

2.質(zhì)量管理

配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用水平的好壞直接作用于配網(wǎng)運(yùn)行綜合質(zhì)量，因而提升電氣設(shè)備質(zhì)量管理力度，與此同時(shí)，持續(xù)提高電氣設(shè)備運(yùn)行效率，降低安全隱患產(chǎn)生率。此外，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)能夠升級(jí)配網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控，利用綜合分析機(jī)械設(shè)備反饋的信息數(shù)據(jù)，能夠即刻找到同時(shí)解決配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的相關(guān)事故，保證配網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量免受影響。

3.安全管理

鑒于電力行業(yè)的危險(xiǎn)指數(shù)比較高，不管是一般的供電操作，抑或應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)都有著一定的風(fēng)險(xiǎn)，因而出于減少電網(wǎng)安全事故的目的，需要強(qiáng)調(diào)配網(wǎng)運(yùn)行的安全管理。第一，電力公司在配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中必須實(shí)實(shí)在在的開(kāi)展安全管理監(jiān)督，實(shí)踐自動(dòng)化技術(shù)途中進(jìn)行安全預(yù)防，預(yù)測(cè)也許會(huì)產(chǎn)生的安全隱患確定與之匹配的應(yīng)急預(yù)案；第二，提高安全宣傳力度，不斷提升企業(yè)管理與相關(guān)工作人員安全意識(shí)，明晰配網(wǎng)運(yùn)行途中所存在的風(fēng)險(xiǎn)，強(qiáng)調(diào)操作者務(wù)必遵守規(guī)范制度，把安全事故扼殺在源頭。最后，確定故障應(yīng)急預(yù)案，迅速找到同時(shí)解決故障，保證電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行。

4.信息管理

配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)踐能夠高效管理海量信息數(shù)據(jù)，同時(shí)為其開(kāi)展分類，也能夠給配網(wǎng)運(yùn)行供給核心數(shù)據(jù)來(lái)參考，利用對(duì)信息數(shù)據(jù)展開(kāi)研究發(fā)現(xiàn)，引發(fā)配電網(wǎng)產(chǎn)生相關(guān)故障的原因核心是電力相關(guān)人員在操作過(guò)程中的不規(guī)范操作，但可以利用配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)來(lái)合理處理該情況，因而一定程度上降低由于人工操作不規(guī)范導(dǎo)致的配網(wǎng)故障產(chǎn)生率，同時(shí)保證配網(wǎng)運(yùn)維工作的順利開(kāi)展。圖1為配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)部分線路圖。

圖1 為配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)部分線路圖

分布電源接入技術(shù)。分布電源在接入到配電網(wǎng)中后，配電網(wǎng)會(huì)從單方向的輻射結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N多方向的多元化輻射結(jié)構(gòu)。配電結(jié)構(gòu)的改變也會(huì)影響配電設(shè)備的選擇和使用，在分布式電源達(dá)到一定接入數(shù)量后會(huì)引起諧波和三相電壓使用不平衡問(wèn)題。為能夠規(guī)避這個(gè)問(wèn)題，在智能電網(wǎng)規(guī)劃的過(guò)程中需加強(qiáng)對(duì)繼電保護(hù)、配網(wǎng)無(wú)功平衡的重視。微網(wǎng)技術(shù)。整合了發(fā)電機(jī)裝置、負(fù)荷承載裝置、儲(chǔ)能裝置、控制裝置，在整合這些裝置后打造出一個(gè)獨(dú)立的供電系統(tǒng)，使得配電網(wǎng)在運(yùn)行的過(guò)程中擁有一個(gè)統(tǒng)一的控制系統(tǒng)支持。整合設(shè)備會(huì)和配電網(wǎng)形成一種互相關(guān)聯(lián)的運(yùn)行模式，在電力資源管理方面體現(xiàn)出了交互性、靈活性的特點(diǎn)。

二、智能電網(wǎng)發(fā)展下城市配網(wǎng)的規(guī)劃

（一）加強(qiáng)對(duì)電力需求負(fù)荷分布情況的分析

在城市電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃中，負(fù)荷分布預(yù)測(cè)是一項(xiàng)十分重要的工作內(nèi)容。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的影響下，我國(guó)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)和城市電網(wǎng)發(fā)展間存在一些不相適應(yīng)的問(wèn)題，電力負(fù)荷分布預(yù)測(cè)成為當(dāng)前城市發(fā)展規(guī)劃需要思考和解決的問(wèn)題。以往對(duì)電網(wǎng)預(yù)測(cè)的主要方式包含電力彈性系數(shù)法、回歸分析法、單耗法等，但隨著城市電網(wǎng)的發(fā)展，這些傳統(tǒng)分析方式不再能夠滿足城市電網(wǎng)規(guī)劃需要。基于10kV配電網(wǎng)在城市的應(yīng)用，在電網(wǎng)布局前需提前對(duì)電力負(fù)荷情況進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果優(yōu)化電力布局，并根據(jù)不同區(qū)域的電力使用需要來(lái)設(shè)立不同的電網(wǎng)配電模式。

（二）選擇適合的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在城市化進(jìn)程的加快下要求智能電網(wǎng)的發(fā)展要和城市發(fā)展相適應(yīng)。在城市電網(wǎng)的規(guī)劃管理中需實(shí)施分層次、分區(qū)域的電力資源使用管理策略，根據(jù)地區(qū)的用電需求來(lái)科學(xué)合理的設(shè)置電壓等級(jí)，確保電源和負(fù)荷的平衡。圖2為電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

圖2 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

一般情況下，電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和電壓等級(jí)、負(fù)荷數(shù)量、位置、電源點(diǎn)存在關(guān)聯(lián)，根據(jù)這些關(guān)聯(lián)要素的關(guān)系形成一種新型的電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)：手拉手網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

手拉手環(huán)網(wǎng)接線方式一般根據(jù)環(huán)網(wǎng)線路長(zhǎng)短、負(fù)荷密度及分布情況進(jìn)行分段，分段的多少直接影響供電的可靠性、投資、運(yùn)行管理、保護(hù)整定與變電站出線保護(hù)的配合。常見(jiàn)的：奇段有“三開(kāi)關(guān)四分段”與“五開(kāi)關(guān)六分段”兩種形式，現(xiàn)就這兩種方式的供電可靠性作簡(jiǎn)化計(jì)算比較。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上，近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)配網(wǎng)運(yùn)維中配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)有著非常關(guān)鍵的作用，其不但能夠推動(dòng)電網(wǎng)迅速發(fā)展，提高用電效率，同時(shí)也能在一定程度上降低配網(wǎng)運(yùn)維途中也許會(huì)產(chǎn)生的安全隱患，因而需要重視配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的科學(xué)、規(guī)范的應(yīng)用，持續(xù)提高電力操作人員、管理者的業(yè)務(wù)素質(zhì)和專業(yè)水平，進(jìn)而保證配網(wǎng)運(yùn)維工作的正常開(kāi)展。為能解決以上問(wèn)題，文章結(jié)合智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)以及發(fā)展優(yōu)勢(shì)，立足于當(dāng)前城市配網(wǎng)管理實(shí)際，就智能電網(wǎng)發(fā)展下城市配網(wǎng)的規(guī)劃技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了探究，旨在能夠使得智能電網(wǎng)更好的適應(yīng)城市化發(fā)展要求。