探析城市智能电网规划原则及技术方法

李中平

（沧州供电公司,河北 沧州 061000）

0 前言

智能电网是建设智慧城市的重要组成部分，城市智能电网的目标是实现供电基础设施智能化、提供公共服务便捷化、电网与用户互动化、能源利用绿色化，构建安全、可靠、优质、清洁、高效、互动的可持续城市能源供应体系和服务体系。因此，实现智能电网低碳化和提高能效的预期目标，编制科学的、符合实际的、具有前瞻性和指导意义的电网发展规划十分关键。下面结合智能电网的发展现状，对城市智能电网规划原则、技术方法进行简要分析。

1 城市智能电网规划的主要原则

1.1 顶层设计、多层面整合

智能电网建设涉及配电自动化、分布式电源及微电网并网、分布式储能系统接入配电网、双向互动服务、用电信息采集、智能用能服务、智能用电检测、电动汽车充放电、节能与能效、通信网络、信息化应用和信息安全等专业领域，因此构建智能电网规划体系着手，开展顶层设计，实现规划引领。智能电网规划体系的研究和创新，需要站在全新的角度进行思考，面向电力系统、用户和社会这三个层次制定规划方案。以坚强电网为基础，构建城市能源供应与保障的物理基础；以通信信息为支撑，构建电力光纤、无线公网、载波等配用电通信网络、生产调度通信网络全覆盖的通信信息支撑体系；以自动控制为手段，着力构建和整合电网调控一体化、配网自动化、变电站自动化系统、负控系统的融合，真正实现电力流、信息流、业务流的合一。

1.2 逐步推广、分步实施

电网智能化规划建设工作涉及面广、量大、投资高，因此必须根据各个地区的不同社会用电需求特点，配网结构、设备状况和可靠性要求等方面综合考虑，合理制订规划和路线图。在总结已开展工作经验的基础上，坚持逐步推广、分步实施的原则。（1）统一规划，分步实施，以避免因系统发展和技术进步而造成重复建设或颠覆性变化；（2）城市智能电网规划应与城市规划建设、电网改造和发展规划同步，并相互协调配合，实现整体投资的综合优化；（3）规划的系统和设备必须满足各种接口标准化和开放性要求；尽量发挥现有系统和设施的作用，最大限度地利用原有资源，非标准系统可通过必要转换接入标准系统 尽量延长可用期限；（4）智能化电网的信息分为实时、管理和网际三个层次，信息管理应具有不同层次的安全保护措施，以保证配网自动化的正常工作，尤其应确保实时系统的安全；（5）智能化电网需的基础设备和装置，应贯彻先进、可靠、实用、经济的方针。

2 城市智能电网的规划技术方法

国内智能电网的规划技术主要可以分为负荷预测、电力电量平衡、网络结构规划以及电气计算等方面，下面对上述方面分别分析。

2.1 负荷预测

负荷预测是进行电网规划的基础工作也是前期工作，正确的负荷预测能够使施工设计人员科学合理地布置电源点、确定电网规划的规模等，因此要结合电力的负荷特性的原因，针对不同的电力系统，以及不同时期、不同地域选择合适的预测方法。

随着科学技术不断的进步，目前普遍采用灰色预测法、模糊聚类识别预测法以及专家预测法等。模糊聚类识别预测法是通过对历史的数据信息进行提炼，制定出典型的模型，然后通过负荷变化的主要因素，对未来的发生状态进行判定，从而选择合理的预测模型，实现负荷预测的目的。在进行预测时，选择用电量的增长量为被预测值，国内的生产总值、人口增长值、各产业总值作为影响用电量发生变化的因素。以历史环境和电量的增量为模型，建立未来被测的历史环境因素的特性，从而在模型中选出最接近的历史环境，确定电量的增加。由于模糊聚类识别预测法不是在历史数据的基础上进行推进，而是根据未来社会的发展趋势来预测用电量，将回归分析法和模糊聚类识别预测法进行结合使用非常有效。

2.2 网络结构规划

结构优化是城市进行电网规划的主要工作任务，在结构优化时，要满足电力系统的正常运行，并且还必须考虑网络规划因素和变电站的容载比等技术环节。现阶段的网络结构规划的算法较多，但是应用最为广泛的是在遗传算法进行网络结构规划。

遗传算法是控制理论和生物遗传学研究的成果，是从自然遗传中演变来的一种准确的算法，把他应用到网络结构优化工作中，能够实现对电网进行无功优化的目的。具体可以分为以下几个步骤：（1）数据准备阶段，首先要确定好发电厂的建立位置，相关电力设备的元件电阻信息、电抗信息和允许最大温度极限的信息等；（2）编码阶段，根据各个阶段的控制变量信息进行编码操作；（3）确定评价函数，必须考虑到所有因素的评价，把外界环境的影响因素考虑进去，并把所有的影响因素准确地写入函数表中；（4）遗传操作，在进行充分的交叉变异操作后，最后逐渐形成整个系统的结构优化。

2.3 电气计算

电气计算主要包括以下几个方面：潮流计算、稳定性计算以及断路电流计算等。运行模式采用的是一种辅助计算机手段，对系统中多种运行设备进行模拟计算，从而效验网架结构的可行性。用未来的网架方案和规划的预测负荷对网架进行检查，实际上就是对未来的网架结构进行模拟运行。在模拟运行完成后，能够明确网络的供电能力、电压水平、潮流流向、网损等各个方面的数据信息，从而对规划中存在的问题进行改进。还可以对已经确定的网架结构进行短路计算，以效验网络的短路电流水平，并为电力设备型号的选择和运行方式等提供计算依据。

3 结束语

实现设施智能、服务便捷、电网交互、绿色高效的城市智能电网，做好城市智能电网规划工作尤为重要。上文对城市电网的规划原则、技术方法进行了简要的分析，为支持智慧城市建设，编制科学的、符合实际的、具有前瞻性的城市智能电网发展规划提供有益的借鉴。

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