城市配电网目标网架规划及指标体系分析

国网冀北智能配电网中心 张振强 王宏波 武 浩 肖 赫 张 兴

城市配网网络接线方式主要有单环网和双环网络。电缆单环网通过末端线路间的直接连接实行环网接线、开环运行，其主要特点是接线简单、清楚，运行方便、灵活。当环网线路中任一段电缆线路或环网单元故障时，可通过短时间的分段开关切换很快恢复环网单元供电，大大提高了配电网络供电可靠性；电缆双环网具有接线完善、运行灵活、供电可靠性高、建设投资大等特点，一般适用在城市（镇）市中心区繁华地段、双电源供电的重要用户或供电可靠性要求较高的配电网络。架空线路或架空电缆混合线路的方式也仍旧存在于城市配网中，接线方式较为复杂，主要依据了架空线路目标网架和电缆线路目标网络，在有条件地区应逐步过渡到全电缆网络。

城市配电网目标网架规划方法

数据收集及现状分析：结合某城市配网规划的内容，编写数据收集清单，开展原始数据调研收集工作，并对收集到的原始数据进行校核和分析。需要收集的原始数据包括社会经济数据、电网规模数据、电网运行数据、负荷数据等、基于收集到的原始数据，针对上级电源、高压配电网、中压配电网，从电网规模、供电能力、装备水平、电网结构、电网智能化等方面分析规划区配电网现状，总结配电网现状存在问题。

网格划分：确定网格划分原则，并依据划分原则确定规划区网格划分结果，编制网格划分明细表。依据政治、经济、交通、电力等因素，确定规划区的阶梯式分层分区空间布局（从小到大依次为小区、规划网格、规划片区、规划区），并应以电网为导向，综合地理信息、行政划分、功能定位、发展阶段等因素来确定网格划分原则。基于网格划分结果，介绍网格划分依据，编制规划区网格划分明细表，明细表中需列出网格编号、网格供电面积、网格供电分区、网格简介等信息。

电力需求预测：对规划区范围内的电力需求，选取合理适用的方法，开展近期负荷预测和远景饱和负荷预测。远景饱和负荷预测将采用“负荷密度指标法”，在深入调研规划区负荷密度指标的基础上，针对规划区各行业典型用户进行负荷特性的深入分析，从而提高规划区负荷预测准确度。首先基于上述网格划分结果，针对规划区不同片区的不同发展定位和发展方向分别开展调研，确定出差异性负荷密度指标。其次基于对规划区各行业典型用户的负荷数据调研，通过数据统计分析等手段，分析规划区各行业负荷特性和规划区整体负荷特性，确定出同时率指标；近期负荷预测将采用“自然增长加大用户法”，将近期负荷分为自然增长负荷和大用户负荷两部分，其中自然增长负荷基于历史年负荷分析来预测，大用户负荷基于近期大用户报装情况来预测，最后综合两部分预测结果，汇总得到近期负荷预测结果。

基于聚类分析的差异化规划技术原则确定：规划区聚类分析。针对某市B、C、D类供电区域，基于区块用地性质、负荷密度等指标，采用聚类分析方法对B、C、D类供电区域进行数据分析，将B、C、D类供电区域进一步细分，获得供电区块的聚类结果，并分析每一个类别的区域特征；差异化规划技术原则确定。基于供电区块聚类结果，结合各类别区域特点，依据行业标准《配电网规划设计技术导则》（DL/T 5729-2016)，国家电网公司导则《配电网规划设计技术导则》（Q/GDW 1738-2012)、《配电网发展水平综合评价导则》(Q/GDW 11433-2015)等行标导则，制定各类别区域的差异化规划技术原则，包括规划原则和目标、高压配电网规划技术原则、中压配电网规划技术原则等。

配电网网架规划：结合配电网现状存在问题和电力需求预测结果，依据规划技术原则和网格划分结果，开展配电网网架规划。高压配电网规划。依据规划区电力需求预测结果，开展高压配电网电力电量平衡，确定出高压配电网变电站规划方案和网架规划方案；中压配电网网格化网架规划。以远景年规划网格负荷预测结果为依据，结合各类区域的中压配电网规划技术原则，确定规划网格的目标网架结构。在远景目标网架的基础上，以由远及近、远近结合的方式确定中间年过渡方案。近期方案应以解决现状电网存在的问题为主要目标，同时应根据网格化规划要求调整供电范围，加强局部薄弱网架，简化复杂的网架结构，并合理安排规划项目，避免过度改造或重复建设。

投资估算及规划成效分析：给出规划项目单位工程综合单价表，汇总网格化规划工程量，完成规划区配电网网格化规划的投资估算并开展规划成效分析。投资估算。首先基于规划区规划项目单位工程综合单价的调研结果，确定规划项目投资单价表。其次依据规划区电网网格化规划方案，统计汇总配电网规划工程量，包括规划区整体和各个规划网格的规划工程量。最后基于投资单价表和规划工程量，计算得到规划区各个规划年度的整体规划投资估算，以及各个规划网格各个规划年度的项目投资额；规划成效分析。从现状问题解决情况、供电能力校验、目标网架接线统计、技术指标分析等方面，分析规划区电网网格化规划成效。

城市配电网规划指标体系构建方法和指标划分

为实现配电网规划指标体系构建的量化分析，需构建合理的配电网规划指标体系，其建立的配电网规划指标体系需展现配电网宏观层面，利用建立的指标体系规划配电网。通常情况下，通过宏观层面的战略指标集指导配电网规划较为不利，本文将可体现微观层面的过程指标与可体现宏观层面的战略指标相结合，实现配电网规划指标体系有效量化。配电网规划指标体系指标集有助于评估配电网规划，为薄弱环节提供可靠辅助决策，推进配电网的可持续发展及良好运行。

利用指标链方式关联配电网规划指标体系战略指标以及过程指标，以战略指标集作为出发点建立配电网规划指标体系，其构建步骤为：综合分析配电网规划指标体系内全部需求指标，获取其规划的重要影响因素；分解以及转化配电网规划指标体系需求指标，建立多过程指标链；将获取的全部指标链上指标整合后获取过程指标集。

分解以及转化战略指标过程即为建立过程指标集过程。指标分解以及指标转化分别指在对象维、时间维以及空间维分解指标，利用有效过程指标量化和评估影响指标的全部因素，获取存在因果关系的一系列指标。通过指标分解与转化可将长期、宏观、整体的战略目标转变为可控制以及可评估的以具体配电网内业务部门在固定评估周期微观指标。

分解战略指标：依据考察点差异可将指标分解至空间维度、时间维度以及对象维度的不同尺度内。如所需评估指标体系为维修部门年网损率，该指标在空间维度、时间维度以及对象维度分别分解为区域、年月日时间段以及配电网内不同设备。对指标界进行分解时，需在不同维度分解基础上获取不同维度供分解对象的界。

战略指标的转化：依据分析业务流程以及数据挖掘方法挖掘影响因素，获取指标影响因素。其可通过平均值替代法挖掘配电网的影响因素，则存在式，式中代表影响因素平均值，n代表配电网指标体系影响因素出现的次数，d代表配电网指标体系影响因素的权重，t代表配电网指标体系影响因素出现的时间。通过上述战略指标的挖掘，确定指标的影响因素，将配电网战略指标进行合理转化。配电网指标体系的指标界依据挖掘的指标影响因素可分为影响因素的界。利用贝叶斯网络、关联分析以及聚类分析等方法，可明确不同指标与其影响因素的概率性因果关系，还可利用灵敏度分析方法建立如式(1)所示的最优潮流模型，式中P代表配电网节点，κ代表配电网战略指标的影响因子，β代表配电网影响指标的参数变量。

对配电网节点进行最优潮流的计算，可获取更为精准的指标，更好的完成配电网战略指标的转化。

配电网规划指标的划分：在配电网规划指标体系构建基础上明确配电网规划指标。选择具有代表性可体现电网规划性能指标、利用建立的配电网规划指标体系，作为有效的评估依据以及标准，通过评判决策方法评估所规划配电网优劣。通过发电企业需求、电力用户需求、电网企业需求、国家需求、社会需求、地区需求等因素，构建配电网规划指标集，并将其分为技术性指标、经济性指标、灵活性指标以及安全性指标等四个方向，技术性指标又包括网络适应性、容载比、潮流分布、短路水平、统调最大负荷年均增长率、稳定水平共6项指标，经济性指标包括动态投资回收期、财务内部收益率、电网投资增售电量、可避免电量成本、容量利用率提升共5项指标，灵活性指标包括配电网网架、带电作业、配电自动化、配电网智能运维、建立示范性柔性化配电网、配电网装备水平共6项指标，安全性指标包括主网网架架设、输电线路智能化、变电站智能化、全寿命周期管理体系共4项指标。

城市配电网目标网架规划后，需对规划指标体系进行构建和分析，最后按照电网发展协调性影响因素分析结果，从网间、网荷两部分内容着手，完成电网发展协调性指标体系构建，以将不同对象、不同环节协调性水平真实反映出来，从而实现城市配电网规划的可持续性发展。