城市智能電網規劃原則及處理辦法研究

國網黑龍江哈爾濱市呼蘭供電有限公司 段思琪

在當前的發展階段下，提升社會經濟的可持續發展能力是全社會的普遍共識，在這個過程中，加強對資源的優化配置，保證發展的可持續性成為各個行業的新趨勢。現代社會對于能源的需求不斷提升，電力事業的發展需要從社會發展的需求出發，進一步保證電力配置的合理性科學性，并加強對相關電力技術的革新，從而能夠進一步提升供電的穩定性以及安全性。現代電力企業需要以追求高效潔凈以及智能化的電力技術作為發展的重要內容，而智能化電網規劃能夠較好地滿足，現階段電力事業發展的需求。智能電網依托現代信息智能技術，對電網進行更加科學的管理，對電力輸送以及配置環節進行了諸多的優化，進一步提升電力能源的使用效能。

一、智能電網的特點

智能電網具有很強的智能性以及系統性。在系統應用的過程中，智能電網能夠對群體的用電行為進行分析，從而對各個電力傳輸環節進行優化，保證系統運行的協調性，并且能夠實現對系統終端的無線控制。隨著智能電網相關技術的發展成熟，該技術在電力建設中得到了廣泛的應用，進一步優化了電力供應鏈與管理，并在很大程度上節約了電力資源。

（一）技術層面

從技術層面上來看，智能電網對目前較為先進的電力技術以及管理系統進行了整合，從而發展出了一種新型的，智能化的電力網絡系統，其本身具有較高的效率以及安全性。智能電網主要應用了傳感測量技術，分析決策技術，以及制動控制技術等。想要保證智能電網相關技術能夠被有效應用，就需要加強對智能電網技術的分析，了解其內涵以及特征，確保相關技術能夠在電力系統建設中發揮作用。智能電網是新形勢下依據電力需求而形成的一種新型的電力管理模式，在該管理系統中能夠有效對現有的電力網絡進行協調，并實現智能技術與現有電網的兼容。對電力系統各個組成部分的優化集成，智能電網的決策分析功能也會對現有電力系統存在的問題進行分析，從而采取針對性的管理措施予以糾正，進一步提升供電的質量。智能電網在發展應用的過程中，融合了大量新的供電以及電力監控技術，能夠從用戶的用電行為來分析系統的運行機制，從而采取更加具有針對性、科學性的供電配置，這對于緩解電力供應緊張，提升系統運行效能具有重要的意義。

（二）應用層面

從應用層面上來看，智能電網在電力技術以及電力規劃上具有較為明顯的優勢。智能電網能夠節約大量的電力能源。智能電網能夠對電力系統的運行情況進行智能化的分析，同時，智能電網能夠實現電力系統關鍵性管理環節的整合。其獨有的決策分析機制，能夠對電力系統運行存在的問題進行糾正，讓系統在自我調節下實現更高的運行效率，智能電網在操作的過程中能夠實現自動調節以及自動控制，因此能夠解放相當一部分運營管理人員，提高了人力資源的利用效率。

在進行電力供應的過程中，智能電網能夠根據電力傳輸各個環節的信息來進行更為科學的把控，從而有效降低供電過程中的能源消耗。另外，智能電網具有較高的穩定性，電力系統在運行的過程中存在兩大風險，一部分風險來自電力網絡中的軟件漏洞，另一部分來自外力因素，智能電網能夠實現對系統內部安全管理系統的自主更新，保證系統的軟件層面處于安全狀態，使電力系統能夠穩定的輸出電力能源。同時，智能電網能夠實現對系統關鍵部分的自動控制，這就在很大程度上避免了自身部件受外部因素的影響，同時智能電網能夠對系統的運行狀態進行診斷，分離無法正常工作的系統模塊，防止故障模塊而影響系統整體的運行效能。最后，智能電網在應用的過程中可以減少供電的能源損耗，同時其自身的運行模式更加智能，也能降低系統運行的能源消耗，在電力系統規劃和電力技術上實現了低碳環保的目標，符合現階段可持續發展的電力事業建設目標，基于以上優點，需要重視智能電網在電力規劃建設中的應用。

二、智能配電網建設規劃的現狀、原則及應用技術

智能電網和傳統配電網相比具備以下優勢：智能配電網具備較強的自我調節能力，在使用時能解決供電不穩定的問題；智能電網的安全性較高，在使用時能更好抵抗自然災害，在出現電力系統故障時能更好規避停電問題；支持分布式電源的大量接入，也能實現可再生能源的隨插隨用；支持用戶間的互動交流，根據用戶的電量使用情況來分階梯的收費；能實現對配電網的可視化管理，在配電網運行過程中可全面收集整理電網設備的數據信息，并對配電網的運行狀態進行在線監督和風險防控分析。傳統配電網依靠用戶投資建設，而用戶的投資建設管理往往無法實現對整個電網運行的統一規劃，在配電網運行的過程中有很多項目都無法順利實施，地下管線更是無法隨意鋪設，配網資產無法根據需要來提取使用，最終對配電網的安全、穩定運行帶來了比較大的隱患。電力公司平時的電網規劃管理工作局限在35千瓦以及以上的電網規劃，在電網規劃管理的時候重點考察各個地區變電站容量是否滿足快速增長的電力負荷的使用要求，對10千瓦電網的規劃比較局限在現有的理論和技術層面，隨機應變性較差。

（一）電網改造規劃現狀

現階段城市電網建設規劃的制定和城市發展建設步伐、基本需求不相適應，城市電網的結構也很難和城市發展規劃目標適應。同時城市化進程的加快也對城市電網的規劃管理加大了負擔，無法實現對城市電網的科學分析和管理。最終導致城市網絡電源點的規劃落后于城市建設，電網規劃設備老化嚴重，城市電網改造困難。

（二）電網改造規劃原則

城市電網規劃改造的目的是能夠實現對電網的科學使用，根據城市化建設發展需要打造出運行安全、可靠，兼具環保性和經濟性的城市電網，從而不斷提升城市電網的供電能力，充分滿足城市發展需要。在新時期，城市電網規劃要堅持遠近結合、統籌協調的發展原則，將城市電網規劃管理和國家經濟發展需要相結合，在不同的階段制定出不同時期的發展計劃。新形勢下城市電網改造規劃要達到以下的水平：經過改造之后的城市電網要具備持續性的供電能力；經過改造后的城市電網擁有科學合理的網絡架構；經過改造之后的城市電網能做到上下級的互相協調；改造后的城市電網輸配電投資規模和社會經濟發展規模相適應；城市電網的規劃建設符合地區經濟發展需要。

三、城市智能電網規劃的技術方法

（一）負荷預測

負荷預測是城市智能電網規劃中的有效技術方法，在前期開展中必須依托于電網規劃，以此為根據進行負荷預測，幫助施工人員和設計人員精準布設電源點，計算電網規劃規模，按照電力負荷特性，結合不同電力系統和不同地區，選擇適當的負荷預測方式。當前，負荷預測方法包括灰色預測法、專家預測法、模糊聚類識別預測法，其中模糊聚類識別預測法就是以歷史數據信息為參考依據，構建典型預測模型，分析和研究負荷變化情況和影響負荷變化的因素，判斷未來負荷變化走勢和發生狀態，選擇最佳的預測模型，達到負荷預測的最佳效果。

（二）網絡結構規劃

在城市智能電網規劃建設中，以智能電網結構優化為主要任務，在結構優化過程中，要保證電力系統正常運行，結合網絡規劃因素與變電站容載比，引入遺傳算法開展智能電網的網絡結構規劃工作。遺傳算法依托于控制理論與生物遺傳學理論，由自然遺傳逐漸推演出的準確算法，將其引入到網絡結構優化中，可以達到電網無功優化的效果，具體如下：第一，根據智能電網結構準備數據信息，確定發電廠地理位置，準備電力設備中的元件電阻信息、最大溫度極限信息、電抗信息；第二，開展編碼工序，結合控制變量信息，對電網元器件設備進行編碼操作，構建自動化運行流程；第三，構建評價函數，將所有評價因素納入到評價函數中，綜合考量外界環境因素對智能電網運行的影響，并將其編入到函數表中；第四，開展遺傳操作，通過交叉變異操作，逐步實現電力系統結構優化，達到智能電網的規劃和建設。

（三）電氣計算

在電氣計算中，工作人員要做好潮流計算、斷路電流計算和穩定性計算，通過計算機輔助啟動運行模型，對智能電網中的電力系統運行設備開展模擬計算，驗證和判斷智能電網結構的穩定性和可行性。在城市智能電網規劃中，利用預測負荷的方式檢測電力網架，模擬運行規劃中的智能電網，從智能電網模擬構架運行中，判斷未來建成電網的供電能力、網損情況、電壓水平和潮流流向等參數信息，及時發現城市智能電網規劃中的問題，提出合理的解決方案。同時，在電氣計算中，要根據已確定的網架結構，優化短路計算，判斷智能電網短路電流水平，以此為依據，選擇電力設備型號與運行方式，提高智能電網運行的穩定性和可靠性。

四、結束語

綜上所述，在城市智能電網規劃中，要以頂層設計為目標，以逐步開展為手段，通過負荷預測、網絡結構規劃、電氣計算等方式進行城市智能電網規劃，結合供電區域的具體情況，優化電網接線設計，提高智能電網供電的穩定性和安全性。