探索城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃方向

肖前殊

摘 要：隨著社會市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會的電能需求不斷增大，我國的電力行業(yè)取得了一系列的進步與發(fā)展，這也對城市配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化提出了更高的要求，城市正常運轉(zhuǎn)的重要保障就是配電網(wǎng)的良好運行，而中壓配電網(wǎng)是城市配電網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，本文就主要結(jié)合我國城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃的現(xiàn)狀，對其優(yōu)化規(guī)劃工作予以簡單分析探討。

關(guān)鍵詞：城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)；優(yōu)化規(guī)劃；方向

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A

隨著社會的發(fā)展，社會的電力需求不斷增大，同時對于供電質(zhì)量也提出了更高的要求，中壓配電網(wǎng)作為城市發(fā)展過程中非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施，對于保證城市的正常用電具有非常重要的作用，本文就對其優(yōu)化規(guī)劃工作予以簡單分析研究。

一、配電網(wǎng)的簡單介紹

我國大型發(fā)電廠的分布受到能源結(jié)構(gòu)分布的影響比較大，其大多數(shù)處于遠離負荷中心的地區(qū)，經(jīng)由發(fā)電廠所發(fā)出的電能，通常是要經(jīng)過高壓或者是超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)送至負荷中心中，并在負荷中心由低壓網(wǎng)絡(luò)將電能分配給用戶，配電網(wǎng)就是指在電力網(wǎng)絡(luò)中起到主要的分配電能作用的網(wǎng)絡(luò)，其主要由直接接入用戶的設(shè)備、柱上降壓變壓器、配電所、電纜配電線路、架空線路等組成。依據(jù)電壓的等級，可以將配電網(wǎng)劃分為低壓、中壓、高壓幾種類型，其中低壓配電網(wǎng)的電壓等級為220V～380V；中壓配電網(wǎng)的電壓等級為：6kV～20kV；高壓配電網(wǎng)的電壓等級為35kV～110kV。如果是依據(jù)地區(qū)對配電網(wǎng)實施分類，可以將其劃分為工廠配電網(wǎng)、農(nóng)村配電網(wǎng)、城市配電網(wǎng)幾種類型。

中壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)大體上可以分為環(huán)狀、樹狀、輻射狀幾種類型，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

一般情況下，城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)具備以下特點：（1）需要經(jīng)常實施系統(tǒng)中設(shè)備的更新、變更及改造；（2）中壓配電網(wǎng)的設(shè)備量大，并且遍布于街道等場所中；（3）與用戶的利益密切相關(guān)，如果由于施工、系統(tǒng)故障等原因造成停電，將會導(dǎo)致嚴重的社會影響。

二、城市中壓配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

城市中壓配電網(wǎng)具有不確定性、多目標性、非線性、動態(tài)性、離散性、復(fù)雜性等特點，其中不確定性是指：網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備有效度、負荷曲線等存在一定的不確定性；多目標性是指：在配電網(wǎng)的規(guī)劃工作中需要綜合的考慮環(huán)境、政治、社會等多方面的因素；非線性主要是指：網(wǎng)損、線路功率等線路參數(shù)與電氣量之間的關(guān)系是非線性的；離散性主要是指：線路依據(jù)整數(shù)回路來進行假設(shè)，其規(guī)劃決策的取值是離散的；復(fù)雜性主要是指：由于網(wǎng)絡(luò)中所涉及的設(shè)備的數(shù)量過多，需要考慮的各種因素較多。

在配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃模型的選取工作中，可以從以下幾方面予以綜合的考慮：（1）站在靈活性的角度，配電網(wǎng)的優(yōu)化可以分為不確定性與確定性的兩種建模方法；（2）從多目標與單目標的角度予以考慮，配電網(wǎng)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型依據(jù)目標函數(shù)的實際個數(shù)可以劃分為多目標模型與單目標模型兩種；（3）從可靠性與經(jīng)濟性的角度分析，配電網(wǎng)擴展規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型可以劃分為可靠性模型與確定性模型兩種；（4）從時間角度來進行分析，主要可以劃分為動態(tài)負荷整體系統(tǒng)、動態(tài)負荷子系統(tǒng)、靜態(tài)負荷整體系統(tǒng)、靜態(tài)負荷子系統(tǒng)幾種類型。

中壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃的內(nèi)容主要有：原始資料與歷史數(shù)據(jù)的收集、功能模塊的劃分、負荷的預(yù)測、供電區(qū)域的分割、主干線路的配置、電纜通道的規(guī)劃、費用估算、電氣計算的規(guī)劃、可靠性計算、無功補償規(guī)劃、繼電保護、通信及自動化規(guī)劃、經(jīng)濟分析、配電可靠性估計、分年度安排、優(yōu)化方案比較等幾種。可以將其優(yōu)化規(guī)劃的流程進行如下的簡化：原始資料的收集、用戶用電需求分析、電壓要求分析、供電可靠性分析、電荷分布要求分析、變電站站址要求分析、地區(qū)環(huán)境要求分析、現(xiàn)有配電網(wǎng)改造計劃分析、輸電網(wǎng)規(guī)劃分析等，依據(jù)這些優(yōu)化因素，對各種可能的配電網(wǎng)規(guī)劃方案予以確定，并對其實施經(jīng)濟性評價。

三、城市中壓配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃工作中存在的主要問題

1數(shù)據(jù)收集工作具有較大難度

隨著配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的逐漸增大，其設(shè)備運行過程中的數(shù)據(jù)越來越多，并且更新的速度非常的快，在實施配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃工作的過程中，需要花費大量的時間及人力來對相關(guān)的資料進行整理，其涉及到的數(shù)據(jù)主要有：規(guī)劃區(qū)的國民經(jīng)濟類數(shù)據(jù)、規(guī)劃區(qū)域中的市政規(guī)劃資料、規(guī)劃區(qū)域的用電及負荷數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)設(shè)備的裝備及運行數(shù)據(jù)等，其中數(shù)據(jù)量最大的就是配網(wǎng)設(shè)備及運行數(shù)據(jù)，在進行該部分數(shù)據(jù)整理的過程中，不僅需要耗費大量的時間，對其實施全面、準確的分析，也具有較大難度。

2空間負荷預(yù)測準確性不高

配網(wǎng)規(guī)劃負荷預(yù)測工作中，通過長期的研究與實踐，總量預(yù)測技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而空間負荷預(yù)測工作是整個配網(wǎng)規(guī)劃的核心，在該項工作中，既需要對負荷的大小進行預(yù)測，還需要對負荷的增長位置實施預(yù)測，城市中的用地類型的變化非常的頻繁，這使得配網(wǎng)的負荷預(yù)測比較復(fù)雜，難以保證其預(yù)測的準確性。

3配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化中具有較大難度

網(wǎng)路規(guī)劃的主要目的是依據(jù)規(guī)劃期中的電源規(guī)劃及負荷水平確定最佳配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并要能夠滿足可靠性與經(jīng)濟性要求，由此可見，配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化工作是一項非線性、不確定、多目標的復(fù)雜優(yōu)化問題，在一些參數(shù)的求解過程中具有較大難度。

四、基于GIS平臺的城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃

在配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化工作中，應(yīng)用基于GIS的電網(wǎng)規(guī)劃的智能決策支持系統(tǒng)及軟件包，對于其規(guī)劃效率的提升具有非常重要的作用。在該系統(tǒng)中，主要是依據(jù)先進的通信技術(shù)及計算機技術(shù)將配電網(wǎng)的實時信息、屬性、分布等依據(jù)其實際的地理信息位置在地理背景上予以描述，以便于形成級管理、分析、維護、運行、統(tǒng)計、查詢等各種功能為一體的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，應(yīng)用GIS中強大的網(wǎng)絡(luò)分析功能及空間數(shù)據(jù)處理功能來對配電系統(tǒng)中與空間相關(guān)的的信息予以分析，不但能夠方便數(shù)據(jù)的獲取與處理，還能夠有效的提升規(guī)劃人員的效率， 并且能夠有效提升規(guī)劃結(jié)果的交互性與直觀性。

目前基于GIS的配網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)研究主要集中在自動布線、網(wǎng)架優(yōu)化等方面的研究，但是對于解決實際的規(guī)劃問題，還存在一些不足之處，在新形勢的要求之下，應(yīng)該積極開展以規(guī)劃試點的模式對基于GIS平臺的規(guī)劃工作開展嘗試，軟件的試點必須在有GIS系統(tǒng)并且管理應(yīng)用較為成熟的地區(qū)開展，并且規(guī)劃軟件必須能夠很好的與GIS系統(tǒng)相結(jié)合。

現(xiàn)階段還沒有成熟的基于GIS的規(guī)劃軟件，所以在實際工作中建議應(yīng)用試點的方式，由科研單位與供電部門合作開發(fā)，依據(jù)不同的需求，不斷的對軟件進行完善目前中壓配電網(wǎng)規(guī)劃的難點在于準確的空間負荷預(yù)測，以及線路的自動布線，在自動布線不成熟的時候，可以通過GIS平臺給出一些布線的走向建議，并且提供人工布線的工具，重點對規(guī)劃布線的方案效果予以分析評價，在基于GIS的規(guī)劃軟件在沒有真正成熟之前，即便是不能應(yīng)用其實施完整的規(guī)劃，也可以應(yīng)用其中相對來講比較成熟的部分，在部分規(guī)劃工作中起到一定的輔助作用，隨著軟件的成熟，逐漸的加大軟件的應(yīng)用及其在配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃工作中的應(yīng)用范圍，這對于城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃效率及質(zhì)量的提升具有積極的作用。

結(jié)語

中壓配電網(wǎng)絡(luò)是城市配電網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，為了保證其正常運行，做好其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃工作是非常必要的，本文就主要針對此進行了簡單分析研究，對于實際的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作具有一定的參照價值。

參考文獻

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