城市配网规划存在的问题与解决方案

冯德开

（广东电网有限责任公司江门新会供电局，广东 新会 529100）

我国城市配网大多投入使用年限较长，规划设计与现阶段用电负荷需求存在一定出入。尤其是在低压配网中，其配电线路较多、网架结构较为复杂、运行环境差异较大，易出现由环境因素及技术因素造成的配网安全问题，严重影响了配网的可靠性和经济效益，在城市配网升级改造过程中须全面重视。

1 城市配网规划存在的主要问题

某市低压配网主要负责区域居民生产生活用电，总容量960 kVA，线路全长3520 km。梳理近3 年该配网的运行资料发现，低压配网规划建设过程中存在典型的不合理问题，其主要表现在：

运行安全问题。低压配网线路老化情况较为严重，装置设备老旧，其绝缘安全性能和输配电能力无法满足现阶段运行需求。该市低压配网中约4/5的配电线路处于过载状态，近1/4 的线路呈超负荷运行，很容易造成配电线路损毁，引起大面积断电。

网架结构问题。低压配网规划设计时缺乏前瞻性，不同等级配网并行建设，未依照用电情况合理规划和安全防护，这加大了配网运行风险。如在新增配电线路时，随意设置线路接入点，使用户侧配电线路过于复杂，加大运行风险；低压配电线路规划，缺乏可靠的馈线自动化系统，配电系统脆弱，易出现短路、断线及接地造成的大面积停电事故。

负荷分配问题。低压配网运行过程中未依照用电需求做好负荷分配，造成台区内用电需求与配电负荷不一致；未针对用户用电量变化情况，做好不同时期的负荷调节，造成用电峰谷平时期负荷分配不均衡，导致用电高峰期末端低电压、其他时段电量冗余。此外，部分电源点位置也须进行调整，其供电半径过长、供电损耗较高、环境较为恶劣等，也在一定程度上影响配网运行性能及经济效益。

2 城市配网规划设计要点

2.1 目标分析

为进一步提升低压配网的安全性、可靠性和稳定性，在其改造升级过程中应做好长远规划，从网架结构、参数调节、自动化建设等方面做好优化和拓展，详见表1所示。

表1 某市低压配网的规划目标

2.2 规划方案

低压配网规划设计的过程中应明确安全性、可靠性、经济性、协调性、技术性、环境性等指标，确定配网运行经济效益和社会效益，要有计划、有目的地开展调整和优化，在最优原则基础上改善负荷分布、规范网架布局、调整接线模式等。

负荷预测。低压配网规划设计时应建立有效的负荷预测模型，利用智能采集、特征分析及仿真模拟，快速拟合用电需求变化情况，开展需求评估和校验，如图1所示。

图1 负荷预测模型

针对同一地区，可按照用电计划表、历年用电情况等，分区分块计算用电负荷，将其输入到系统中进行静态特征分析，识别用户用电特征及差异情况，实现电力负荷曲线模拟，确定用电负荷指标。

针对不同地区，应充分考虑环境差异，在用电量基础上导入气象数据，分析在不同时间、不同气候下的用电特征，得到准确的负荷预测结果。必要时还须引入同类配电用户量测值，将其作为参照进行负荷预测校验，以得到准确、可靠、有效的评估结果。

2.2.1 站点分布

低压配网改造升级环节，按照负荷预测结果合理规划设计站点。一般站点设计时须先按照用电负荷需求和安全冗余标准确定容量指标，再根据供电经济性需求调整电源位置，即：

为提升配网的安全效益和可靠性能，容量设计时依照负荷预测及负载现状，保持30%以上冗余，这样有利于配网的长远规划及稳定运行；

为提升配网的经济指标和运行效益，在站点设置的过程中可将开关站调整为公用配电站，利用公用配电站增加站点。部分区域可搭配配电变压器，将其作为高压配电站，用于远程输配电；

尽量保证电源靠近负荷中心，使配电线路供电半径最短，对于用电负荷波动较大的区域，可建立多电源分布形式，通过增加分布密度，为负荷不均匀分配提供有效保障。对于不同等级配电需求，远程配电应适当选用高压装置，降低线路损耗，近距离配电，则可通过降压调整减少配电风险等。同时，该形式还可减少站点间的供电线路长度，以减小配网线损。

2.2.2 结构优化

某市低压配网中主要为单环网结构，系统性能较差。为增强网架强度，在规划设计时可增加分段开关，形成多联络的分层环网体系，确保故障后第一时间进行故障区域的隔离和非故障区域重新送电。

按照用电负荷分层。按配电等级划分为两层配电体系。第一层为主干线及专线系统，负荷容量较高，用于远距离输配电；第二层为分支线及末端线路，负荷容量与用户侧用电需求匹配，保证平稳、持续、可靠供电。

按照负载情况分段。按照运行情况划分为不同区间，通过分段开关、联络开关，设置成多段多联络模式，缩小故障区间，减少故障断电时间。其中，主线路须依照主站情况设置分段开关和联络开关，分支线中应保证其至少含有3～4个分段开关，并在分段处设置联络开关，便于配网故障后能够快速识别、定位和处理。

2.2.3 参数调整

一般应从环网参数、出力情况、负载设置三方面进行配网调整和优化，提升配网的安全质量和经济效益。

低压配网规划设计时应对环网接线进行调整，合理设置线路接入点，减少不必要的配电分支线，尤其是要避免成环可能性较低的接线方式，以降低配网线损，改善配网运行效益。

低压配网规划设计时要做好主网和配网的协调，依照用电负荷需求适当调配，减少损耗。如在负荷较大的区域，在负荷指标下做好主网和配网规划，使其协调配合，增强配网的可靠性、稳定性和经济型。

低压配网规划设计时须做好负载的调整优化，修复和更换老旧线路、高能耗设备，按照节能降耗技术要求做好线路、装置的改造和升级。

2.2.4 自动化建设

按照智能配网建设需求做好二次改造升级，利用自动化装置提升配网远程监测质量和安全防护效果。

现阶段配网中最常用的为“三遥”系统，即利用智能电表、传感器、敏感元件等采集用电情况和状态数据，通过局域网和无线网进行双向通信传输，在DTU、FTU等终端及主站控制基础上，配合分段开关和联络开关，进行配网故障隔离。其中，主站中应设置专业自动化管理平台，依照“三遥”需求设置功能单元，确保实时监测、双向通信及远程控制顺利开展。必要时还要利用可视化技术、风险评估模型等，增强主站管理的直观性、可靠性和高效性，在风险告警、历史数据对比、智能决策等基础上，全面提升配网运维质量。

3 结束语

城市配网规划设计过程中要从可靠性和经济性指标出发，对负荷情况、电源设置及配网架构进行调整，形成安全、高效的设计方案，做好配网的拓展和优化，形成系统化、层次化电网架构。全面把握城市配网容量现状，在自动化、智能化基础上实现城市配网的全面升级，最大限度降低线损，提升电能质量。