基于“布局+网格化”模型的中压配网规划研究

摘要：主要针对传统配网规划的局限性，提出利用“布局+网格化”模型进行中压配网规划，以实现统筹资源分配、主配层间协同、明晰分区供电、优化网架结构、提升供电可靠性等目的。

关键词：中压;配网规划;布局;网格化

1    具体问题描述

随着经济发展，社会用电需求不断增大，电力用户对电网安全、电能质量的要求越来越高。传统配网规划存在“头痛医头，脚痛医脚”的现象，缺乏全局的系统思维。“原生态规划”不但会造成重复规划、投资浪费，而且未能真正解决潜在问题。传统配网规划由于其局限性，难以适应日趋复杂的城市乡镇配网的发展需求。因此，要打破传统配网规划的局限性，寻找配网规划思路的突破点，提升配网规划的理论与技术水平。

2    总体思路

本文提出采用“布局+网格化”模型进行中压配网规划，结合两种模型的优势，以达到统筹资源分配、主配层间协同、明晰分区供电、优化网架结构、提升供电可靠性等目的。布局规划主要解决统筹资源分配、主配层间协同问题;網格化规划更关注馈线组层级规划，以明晰分区供电、优化网架结构为主。

2.1    布局模型

“配电分区”是布局模型中的核心概念，是一个中压网架中可以单独进行配网专项规划、边界相邻且不交叉重叠的相对独立的供电区域。配电分区的划分有助于布局规划的数据筛选分析及实操应用管理，旨在方便分析研究变电站资源（站点、容量与出线间隔）的分配方案。

布局模型就是通过配电分区的划分，“自上而下”地将变电站资源统筹分配到各供电网格，具体解决每回10 kV线路由哪个变电站母线出线间隔供电的问题。

2.2    网格化模型

“供电网格”是网格化模型中的核心概念，是负荷特性相对一致、地理空间连续且不交叉重叠、面积大小适度的供电区域。供电网格是最小的规划单元，直接体现馈线组规划的“因地制宜”，同时用于辅助区域负荷预测、变电站资源分配及网架联络布局。

网格化模型就是从供电网格着手进行馈线组各层级（主干层、接入层、用户）规划，包括自动化与通信规划，具体解决用电地块（用户）用上电及用好电的问题。

3    方法步骤

“布局+网格化”模型可通过如下步骤开展中压配网规划：区域概况分析、电网现状分析、配电分区划分、负荷预测、电力平衡分析、上级电源规划引用及变电容量需求计算、供电网格划分、馈线组层规划、上级电源资源配置及校验、馈线组各层级规划、配网自动化及通信规划、投资估算及方案评估。

3.1    区域概况分析、电网现状分析

结合区域经济发展、土地规划、控制性规划及配电网现状，建立配电网规划数据，主要包括资产数据、供需关系数据、企业运营数据、环境数据以及评估数据，对区域发展、电网现状进行全面分析。

3.2    配电分区划分

配电分区边界划分以供电区域行政边界[区（镇）界、主要路网或规划边界]为主要约束条件，结合变电站分布情况及中压配电线路间的联络强弱程度，作为配电分区划分的判断依据。配电分区边界划分建议如下：

（1）针对相邻多个区（镇）共用一座变电站或一个区（镇）拥有一座变电站的供电区域，宜将多个区（镇）划分为一个配电分区。

（2）针对一个区（镇）拥有两座及以上、五座以下变电站的供电区域，宜将该区（镇）划分为一个配电分区。

（3）针对一个区（镇）拥有五座及以上变电站的供电区域，宜结合该区（镇）区域发展定位及土地规划情况，将该区（镇）划分为若干个配电分区。

3.3    负荷预测

在负荷预测前做好数据收资，包括电源数据、负荷历史数据、输电网负荷预测结果、业扩报装数据、招商引资信息、用地规划信息、城乡发展信息等。为提高配网规划的可视化程度，利用奥维地图作为辅助工具，通过奥维地图的图表转换，可将地图上标示的信息转换为Excel表格，作为负荷预测的计算工具。负荷预测近期采用负荷报装法+自然增长法，中期采用年均增长法，远期采用负荷达成法+负荷密度法，采用合适参数，通过公式计算，可以得出各时期各配电分区（供电网格）负荷预测结果。

3.4    电力平衡分析、上级电源规划引用及变电容量需求计算

结合各配电分区负荷预测，进行电力平衡分析。引用上级电源规划，对配电分区进行变电容量需求计算。

（1）以规划容载比为目标导向，得到各配电分区的变电站容量初步需求。

（2）针对部分变电站存在跨配电分区供电的情况，结合变电站现状供电范围及远景布局，为尽量不改变变电站现状的供电范围，设置对应的逻辑站用于配电分区间的容量调配。

（3）完成配电分区间容量调配后，综合考虑电源分布、供电现状等情况，对各配电分区变电站容量进行优化调配。

3.5    供电网格划分

供电网格边界划分是在配电分区的基础上，以现状中压线路沿布图为基础，结合土地利用规划、控制性详细规划作为网格划分的判断依据。根据以下条件对网格边界进行调整：

（1）分析城市规划路网布局，网格不宜跨越主要路网、河流、山体等;分析城市功能区布局，不同功能地块宜划分到不同网格。

（2）针对边界模糊的区域，如普通工业与居民混合、发展不确定、广大农村等用电地块负荷性质、路网边界不明显的区域，可适当调整网格边界。

（3）为便于运维管理，网格划分时应适当考虑行政区边界的影响。

（4）考虑现状网架结构，合理利用现有线路资产，避免大拆大建。

3.6    馈线组层规划、上级电源资源配置及校验

在各配电分区变电站资源分配基础上，结合各供电网格负荷预测，对各供电网格进行馈线组层规划。中压线路远景网架布局应尽量与现状线路走向保持一致，保障网架的合理过渡，避免大拆大建。为实现主配层间协同，中压网架布局应结合输电网网架结构、变电站高压侧母线运行方式，优先考虑站间联络，次之站内不同母线联络，下策为站内同母联络。馈线组层规划步骤及基本原则如下：

（1）在供电网格划分的基础上，结合各供电网格负荷预测结果，选取合适的典型網架馈线组，如双环网、三供一备、“3-1”环网等。

（2）选择馈线组站间站内联络方式应结合考虑输电网架结构（双链、单链、辐射）、线路进变电站的形式（架空线同塔架设进站、不同路径进站）、变电站高压侧母线运行方式（分母、单母运行）。即主网拓扑结构较强或强的，配网的联络方式可选取站间联络或站内不同母线联络;主网拓扑结构弱或较弱的，配网的联络方式宜选取站间联络。

（3）确认馈线组每回10 kV线路供电范围及供电负荷，为每回10 kV线路分配变电站母线出线间隔。

（4）汇总各供电网格馈线组分配情况，对上级变电站容量、间隔分配结果进行校验。如校验不合格，则对部分馈线组分配进行优化。

3.7    馈线组各层级规划、配网自动化及通信规划

优先考虑一个供电网格由一组标准馈线组供电，针对负荷密度高或地块边界难以拆分的网格，可适当增加供电线路，但不应超过3组标准馈线组供电。在馈线组层规划的基础上，开展馈线组各层级规划，包括主干层、接入层、用户层。主干层重点关注线路主干层走向、自动化关键节点（分段点、联络点）设置。接入层重点关注台变、配电房T接线路主干层的方式，如单辐射分支线、主干配内环。用户层重点关注低压配网，如配变供电范围、低压出线回路数等。针对光纤通信规划，结合自动化三遥点地理分布，为关键三遥点规划光纤骨干网，其余节点以“花瓣”形式T接骨干网，形成支线环。

3.8    投资估算及方案评估

汇总各供电网格馈线组规划方案，按照标准造价，形成规划项目库及投资估算，按需求依次纳入前期项目库。

4    结语

基于“布局+网格化”模型的中压配网规划紧密结合地方控规，具有前瞻性、全面性、系统性、策略性等方面的优势，突破了传统配网规划自身局限性问题，能够适应日趋复杂的城市乡镇配网发展要求，是一套非常有用、好用的规划模型，值得推广。

[参考文献]

[1] 陈章潮.城市电网规划与改造[M].2版.北京：中国电力出版社，2007.

[2] 金义雄，王承民.电网规划基础及应用[M].北京：中国电力出版社，2011.

[3] 广东电网有限责任公司.江门十三五配电网规划报告（中方案）[R]，2015.

收稿日期：2020-03-23

作者简介：周杰文（1988—），男，广东江门人，工程师，主要从事配网规划工作。