基于供电网格优化划分的中压配电网规划

杨小龙

国网江苏省电力有限公司滨海县供电分公司 江苏盐城 224500

摘要：在社会经济与科技飞速进步的背景之下，城市日均电力资源的消耗量不断增加，必须要通过技术优化的方式对电力资源进行合理配置，保证提供稳定高质量的电力服务。目前城市配电网络用电主要集中在中压电网上，而配电网络的规划与建设受城市发展和相关政策的影响较大，很容易出现配电网络复杂、规划设计滞后等问题，必须要建立科学化的供电网络模型。因此，本文系统性地介绍了供电网格优化的概念与价值，并详细讨论中压配电网规划方法和具体应用。

关键词：供电网格；优化划分；中压配电网；规划

Abstract: Under the background of rapid progress in social economy and technology, the average daily consumption of electricity resources in cities is increasing. It is necessary to rationally allocate electricity resources through technological optimization to ensure the provision of stable and high-quality electricity services. At present, the electricity consumption of urban power distribution network is mainly concentrated on the medium-voltage power grid. However, the planning and construction of the power distribution network is greatly affected by urban development and related policies, and it is prone to problems such as complicated power distribution network and lagging planning and design. Establish a scientific power supply network model. Therefore, this article systematically introduces the concept and value of power supply grid optimization, and discusses in detail the medium-voltage distribution network planning methods and specific applications.

Keywords: power supply grid; optimized pision; medium voltage distribution network; planning

引言：

随着城市发展对电力资源的依赖性进一步增强，城市电网供电能力和对电力资源的合理配置显得尤为重要。积极开展供电网络的网格化建设和中压配电系统的进一步优化是推动我国电力事业迈向现代化发展的重要环节，是能够将当前庞大的复杂的配电网络进行清晰化建设的重要方向。由于城市用电大部分负荷集中在中央网络中，开展中压配电网格化的优化方式能够更加清晰地掌握每一个站点和终端的情况，形成网格化的链式结构，提升电网配置的管理效率。

1. 供电网格优化工作概述

1. 电网配置意义

在目前的城市供电过程当中存在着一定的资源浪费问题，由于不同区域对电力资源的需求和使用存在着不均衡的现象，如果能够将低谷区域的电力资源合理配置给一些高峰供电区域就能够实现对电力资源的灵活运用，较好的缓解城市供电不足的问题。为了实现这一想法，在积极推进电改的背景之下，要针对当前城市电力网络建设关系复杂的现象予以改进，确保每一个用电区域内设备的负载保持更加均衡的状态，也能够有效避免在配电过程当中出现设备损坏的情况。由于城市当中的电网建设规模较大，且随着城市的不断发展供电线路的规划配置也会存在一定的滞后性，通过电力资源的网格化配置以使用能够更好地实现区域性的电力调节，解决了电网建设长效性不足的现象。

2. 网格优化概念

在传统的城市电网配置过程当中存在着许多线路设计不足的问题，在对电力线路进行重新配置和改建的过程当中，不仅会造成大量的资源和成本的浪费，还会进一步增加城市电力网络建设的复杂度，一些不太投入使用的电力线缆也没有及时进行拆除，给电网的稳定运行造成了较大影响。网格化的建设方式是指通过对城市规模、分布和用电需求的详细了解，结合现有供电站和已有电缆的情况进行合理的子区域划分，以模块化的方式构成网状或链状的连接

^[1]。这种供电方式较好地改善了传统电网单一性较强的问题，无论在进行电网搭接的修改和断电影响范围的控制等方面都更具有优势，在供电的成本投入和断电损失的综合性计算当中也更具有经济性。

3. 网格优化布设

城市电网资源实行网格化这种思路主要是指通过在主干道上进行通道布局，将用电终端按照区域进行划分，将供电网络和用电区域形成链式或网格状的连接。在这种规模布设的情况之下，如果需要对电网进行调整就可以直接按照区域进行划分，通过对子区域供电连接线路的变化实现对整个电网用电的调节需求。不同的子单元连接方式对于变电站的实际供电负荷也有一定差异，如按照下图一所示，将两个网格中的子供电区域分别采用串联和并联的方式会发现，其电能损耗费用和停电损失费用的累加之和存在差异，区域供电划分的子单元越少，采用并行连接的方式更能达到节约成本的目的^[2]。在进行电力网络网格优化和实际连接设计过程当中需要结合实际情况进行合理选择，重视对区域供电的细化计算。

图一 电子区域不同连接方式示意图

2. 中压配电网的规划分析

1. 明确电网模型

在进行城市中压配电网格化规划建设之前，必须要对供电站点或区域的位置、电力负荷需求、现有电缆线路和供电站的实际情况进行充分的了解，对其进行编号命名后着手进行电力网格化的模型建设。在进行配电诊断和负荷预测的过程当中，必须要保证实际计算的科学性与精准性，并为子区域的实际供电能力预留出一部分可供调节的范围，避免因为单一线路或电力设备的负荷较大而引发安全问题。电网模型的合理规划是推进现代化电网发展的重要前提，在建设的过程当中还要结合城市的发展规划要求进行综合化的评判，尽量减少电缆施工建设工改的概率，维护电力网格化模型的正常运行。

图二 网格化电网划分示意图

2. 通道规划设计

针对中压配电网格结构的主通道规划设计必须要遵循一定的原则，对于原有的电力线缆结构能够进行二次利用的必须要充分用旧，不仅有利于节约电网建设的成本，还有利于对线路进行简化设计。结合城市当中变压站的位置进行主通道流向的合理建设，主要是受分布情况和电荷密度等限制进行通道规划，不同的通道结构与形式都要满足电力资源合理配置和中压电网调节的功能。通道的规划半径以距离变电站具体的位置作为最大限制，若超出该范围应该再次细化电力网格结构，确保在电力网络当中能够为每一个子区域提供高质量且稳定的电力资源。在完成了城市电力网络通道的规划设计后，在对其中不同的用电区域进行细化分析，最终形成具有一定科学性的电力网格化优化结构。

3. 联络组合优化

对于一些具有环网线路特点的情况下采用联络组和优化的方式更有利于加强对电网实际配置效果。在联络组合优化的过程当中，首先要对不同的子区域或用电范围进行分级，区分好主级和次级后分别构成不同的联络组合，在同一层级上的用电区域采用同相供电方式，层级之间的连接方式进行结构化梳理后形成网格化的电网结构。在一些较为复杂的环网线路当中还可以将层级划分向更加多样化的方向发展，按照逐级规范的方式进行整体性的优化组合，最终形成更加稳定可靠的电网配置体系^[3]。按照这种优化方式设计出的网格划分方案具有一定的条理性，能够更好地避免主观因素造成的方案不一致现象，也是目前城市中压电网配置设计当中较常用的一种优化方案。

4. 站点辐射接线

结合对供电区域实际规模与附近变电站负荷要求之间的统筹规划，会发现有一些供电的子区域不能够通过线路之间的连接转化实施供电，也不存在于变电站的站间联络负荷范围中，只能通过站点向外进行辐射接线的方式将该网格纳入实际供电范围当中。在进行区域规划时，主要是按照就近原则和负荷量计算为原则由技术专家进行评判后合理划分。由于不同地区和子区域的电力负载需求也存在一定差异，具体选择站点辐射接线或站间联络负荷等不同方式还需要进行更加综合性的评断，也可以借助模型建立和计算机分析的方式规划最佳路线，在不断提升电网规划与建设质量的同时，忧化中压电力资源片区的排布情况，为用户提供稳定性更强的供电服务。

5. 实现人工干预

为了保证对于城市中压电力网格的有效控制，还需要在其中引入一些能够实现人工干预和调节的接口，并对一些网格划分情况进行进一步的优化与调整。在进行城市电力供需规划工作过程，对需遵循的原则与流程进行标准化的建设与划分，结合供电站的实际负荷量和站点间的电力资源转化传输效率等限制条件进行优化处理，同时兼顾经济性与稳定性的原则展开网格划分^[4]。在进行人工干预的处理过程当中能够更好地根据实际情况和优劣判断对一些细节性的网格位置进行精确划分，有利于提升整个网格优化的效率及可靠性。尽管在人工干预的实现过程当中可能会导致不同规划人员设计出的网格情况存在出入，但通过基本原则与方法的限制也能够较好地实现网格划分方案确定。

3. 中压配电网格优化的应用

将城市中压配电网的设计思路运用在某城区的电网规划中能够更加有效证明配电网格优化的优势。假设该城区的规划总面积为40平方公里，区域用电总负荷量为250MW，城区内共设有变电站五个，每一个变电站都能够向外提供3×50MVA的电力资源。根据该城区五个变电站的实际分布坐标进行电力网格主干通道的设计与构建，可以将实际联络的方式以站间联络和非站间联络的方式进行区分，在靠近城区中心的位置需要采用多个供电站完成供电，而在城市边缘区域则按照位置就近划分完成实际供电。按照这一设计思路，采用单元图和沿街布设的方式进行城区内的中压电线布设，在和常规电力线路布设的对比中能够发现网格化的设计思路更加精确，每一个电力网格都能够独立完成供电需求，当出现电缆事故时也能将停电区域限制在本网格内，缩小事故范围。

4. 结束语

总之，在进行城市电力网格化的建设过程当中必须要详细掌握片区的实际情况，通过优化的配网方式实现电力资源的高效传输，并将电网配置和城市发展规划结合在一起，形成具有前瞻性的电力建设和配置工作。在通道配置当中要加强对现有通道的充分利用，根据实际电力负荷的分布进行协调化的配置与建设，将电网建设和路网规划结合在一起，形成统筹化的规划方案。在配电网格化的过程当中，以站点作为辐射点向外连接各个终端，将每一个供电区都能有效结合起来。

参考文献：

1. 姚刚,仲立军,张代红.复杂城市配电网网格化供电组网方式优化研究及实践[J].电网技术,2014(05):1297-1301.

2. 李游,常鲜戎.考虑馈线自动布局和联络接线费用的配电网智能规划[J].电力系统自动化,2012(14):30-35.

3. 李健,马彬等.基于网格的城市配电网优化规划方法研究[J].南方能源建设,2015(03):38-42.

4. 张漫,王主丁.中压目标网架规划中供电分区优化模型和方法[J].电力系统自动化,2019(15):125-131.