论文部分内容阅读
摘要：最近几年，我国某些城市负荷的增长速率非常快，并且在对城市电网的规划与建设中也有不少新问题的出现：比如电网规划建设用地难的问题无法得到落实；城市中土地的利用率较高，而且有许多不确定因素，对中长期负荷的预测存在较大误差。所以，城市电网规划方法与模式是电力系统研究中的必须解决的重点问题，各种新模型与新方法的出现，能够使不同的问题从不同的角度得到解决。
关键词：电力系统；电网风险；配电网规划；网格划分
1 引言
城乡配电网作为电力系统中的受端电网，不仅对负荷密度的要求高，而且对供电的可靠性要求也很高。由于我国电网的建设正在不断的加快，电网建设的工作重点已经从高压电网的建设转向到了城市中低压配电网的建设。电力系统中的配电网作为最贴近人们生活的一部分，在供电质量、供电可靠性、结构和供电安全等诸多方面的问题都是有待解决的。即使我国配电网的发展已经有了很长时间，但我国的配电网与国外相比来说还是较为落后，有很多不能忽视的问题存在。我们需要对这之中存在的问题认真分析，本着具体问题具体分析的态度。不断提高我国城乡电网规划的水平。
2 城乡配电网规划
2.1 配电网规划的重要性
现在社会到处都存在着电力的消耗和供应，供电的质量以及可靠性影响着人民的日常生活质量，想要构建和谐社会，就必须维持城市电网的稳定。规划方案的好坏不仅关系到城市电网的稳定、经济、安全运行，还能给城市的建设发展提供巨大的社会和经济效益。因此，通过对城市电网的深入研究，能够提高配电网规划的水平，从而加大了我国未来电力发展的潜力。
2.2 配电网规划现状分析
现在，电网规划人员对规划区域进行定性分析是最常用的规划方法，根据经验来分配负荷，并且要与当地电力公司工作人员的经验相结合来铺设网架，然后通过各方专家讨论之后选取最合适的方案。虽然这种规划方法比较简便，还能考虑专业经验，但是，规划结果不一定是最好的，并且负荷预测的精度容易受人为因素的干扰。传统的规划模式已经不能适应新情况与新趋势，规划的指导作用下降，电网规划的可行性的不到保证，发展缺少系统性，以及电网的经济性、可靠性也受到制约与干扰。
2.3 我国城市电网规划面临的新问题
城市电网规划的方法与模型一直是电力系统研究中需要注意的问题，不断出现的新方法和新模型，能够从各个方面解决了不同问题。然而现有的各种方法与模型不能完全适应新形势的要求，不能彻底解决城市电网规划中存在的深层矛盾。现今城市电网规划面临的新问题由图1-1表示：
面对新的问题，我们需要采用新的方法与模式来应对，比如采取新的负荷预测方法，以保证负荷预测结果更加准确；采取新的电网规划模型和指导思想，确保电网发展规划能够更好地适应外部环境，并且加大电网内部结构之间的协调；还有提高电网的防灾能力等。
3 网格划分
现今，网格划分在配网规划的领域中已经广泛利用，网格划分方式根据网格的形状可分为两种，一种是均一网格划分，另一种是不规则网格划分。
3.1均一网格划分
均一网格划分是将所有供电区域都划分成面积大小相同的数个正方形的网格，使之成为格式网。均一网格划分的优点有三个：第一是每个划分区域的面积都相等，负荷密度与负荷变成比例关系，这样对预测工作提供了方便；第二是网格状的区域边界比较固定，并且历史数据可以不用因为规划方案的更改而更改，规律性比较强，能够对区域的负荷变化产生准确反映；第三是能够将相对地理坐标投影为网格的中心点坐标，并且可以将网格的内负荷等效变换为点负荷，这样能够更方便的提取数据。均一网格法在负荷预测和历史数据采集方面虽然有优势，但是会忽视城区原本城乡的建设状况，对配网的网架结构优化以及现状分析等方面作用不是很大，而且还可能会产生了影响，原因有以下几点：
（1）数据多且乱
对供电区域进行划分以后，有些网格的位置处在河流、街道区域等不是供电的区域，数据在进行处理的时候，还是要将这些网格里的负荷数据设置为零后导入到数据库之中。
（2）网格大小选取难
预测值的精准与否受到网格大小的直接影响，如果网格过大，则精准度会降低，如果网格过小，则工作人员的工作量就会增大。而且对于比较大的规划图来说，适合的参照物不容易被找到，网格边长的大小不能被一次确定，不断的调整后才能确定，这也增加了规划工作的工作量。
（3）线路走廊不易确定
因为网格法所提取的地理坐标是正方形的中心点坐标，所以某些中心点不一定在街道上，然而配电线路通常都是沿着街道来铺设，这就导致数据库之中存储的某些坐标不能应用在线路铺设工作上，以至于铺设线路的工作产生了困难。
（4）存在误差
这种网格的内部一般含有两种或者多种不同性质的负荷，如果要等效成电负荷，就会有一定的误差产生。
3.2不规则网格划分
这种划分方式一般是按照主干线以及变电站的供电范围确定出划分的边界。因为主干线以及变电站的出口统计比较容易，所以根据这种方法来划分小区。能够方便的获得每个小区的历史负荷数据，依据这些得到的数据来进行负荷预测，得出的结果能够为设备的选型以及变电站的容量是不是满足规划中负荷发展的需求提供所需要的依掘。缺点是，这种划分方式对小区的分解度比较低，不能详细的指出有关负荷在变电站和线路供电范围内是如何进行分配的，想要合理的对城市配电网进行规划，这些信息是不可或缺的。与此同时，当变电站或主干线路的供电方位一旦发生变化，某些小区的面积就要发生相应的变化，改变之后的小区负荷的发展规律就会受到改变，如果继续对这个小区的历史数据进行预测，那就会出现严重的误差。
3.3多级网格划分
我们可以打破传统的划分方式，将不同条件的规划区域划分成不同网格，并且设置三个级别的网格，形成了一种多级网格划分法。网格一级：将所有供电区域按照城市建设规划界限以及自然屏障所划分出的网格。网格二级：根据街道的不同划分出网格，将不同网格编上号。网格三级：将二级网格按不同地性质逐步划分成小的网格，并且对下一级进行编号，使每个网格内只含有一种属性。对于多级网格，不用进行人为的划分，随着城市的发展建设自然形成了每一级网格。这种划分方式不仅维持了城区的原貌，而且规划人员能够准确、直观对当地的地理环境、配网结构、负荷现状分布等方面信息进行分析。对于特殊的地区，我们可以根据需求划分出更多级的网格。 4网格式布线
这种接线的方式能够实现网格之间的供电结构，特点为：沿街道铺设配电线路，并且能够在某些街口进行接线，形状像格子一样。能够根据实际情况，将一定数量的电源引入某些网格，这样的优点是能够从不同方向对用户进行供电，从而使电网供电可靠性的各个指标得到满足。
4.1基本原理
（1）电源线通过格式网接线将若干个网格单元进行连接，每个网格单元的基本结构有一台变压器和一个保护器。
（2）这种布线方式一般用在低压配电网之中，电缆沿街道进行铺设，并且接口处进行连结，用户能够直接与电缆线进行连接。
（3）若干个网格单元的供电只需一条10千伏线路，每一个网格单元最少由两个电源进行供电。
4.2达到的满足用户满意度
如果要使用户用电达到满意，那么在电网出现故障时，允许恢复供电和停电的容量的目标应该是是：
（1）由两个回路组成的供电网格单元失去一个回路以后不不能发生停电；
（2）由三个回路组成的供电网格单元失去一个回路以后应不能发生停电，如果再次失去一个回路以后，需要满足50%到70%的用电。
（3）由多个回路组成的供电网格单元，在电源全部停止的时候，使之恢复供电的目标时间基本等于一个回路处理完故障的时间。
（4）丌环网路之中的网格单元，环网发生故障的时候。电网操作彻底恢复供电的时间即为操作所需的时间。
5 变电站选址
城市电网规划工作当中变电站的选址是不可或缺环节，选址的结果与未来电网的网络结构密切相关，并且关系到运行的经济性以及供电电能的质量。一般变电站建于其所供负荷的中心位置，这样能够使电能的传输更经济迅速，但是受到已有建筑的影响以及实际的地理条件，我们一般将站址选在负荷中心位置的附近。
5.1网格选址法
优先处理限制网格的方法能够很好的处理约束区问题，通过对变电站选址方法的改进能够得到网格选址法。这主要分为三个步骤，第一将限制网格从规划区之中去除掉，采用交替迭代选址的方法对变电站进行选址以及规划。前期的准备工作要对每个二级网格的负荷预测数据进行统计，并且大致标出每个二级网格之中的中心点，通过负荷值等效到中心点以后，对坐标进行标记形成负荷点，得到负荷重心的矢量图，去除掉含有河流和耕地的网格，对这些网格进行特殊记号并且存到数据库当中。
5.2网格选址法的优点
对于城市的建设的我们一直在不断的完善，受约束区域的问题也不得不将成为未来配网规划当中必须要去面对的重要问题。分析传统变电站的选址方法后不难发现，这些选址方法都没有对受约束区提供有力的处理方法，导致选址工作的工作效率比较低。通过优先处理好限制网格，并且结合二级网格得到的网格选址方法，不仅可以对受约束网格进行充分处理，还能够对新建变电站的选址进行规划。这种方法对初步选址方案只需进行一次的调整，而且计算过程比较连续，这不仅充分发挥了计算机对数据的处理功能，还提高了整个建设工作的效率。
6 结束语
城乡电网发展趋势、本身的特点以及外部环境的变化，使传统的电网规划方法跟不上当今电网逐步发展的趋势，不仅使电网经济技术的合理性受到了影响，而且也使电网的规划方案实施受到了影响。所以我们要从规划方法和模式当中寻找突破点，建立一套合适、合理的配电网规划方法是整个工作的重点。本篇文章提出的网格分析法，对传统的网格划分方式进行了改进，对各项规划的方法进行了改进，建立了一套准确度高、实用性强的规划方法，对城乡电网规划当中存在的许多重要问题进行了系统的解决，使配电网规划的发展有了新的方向和动力。
参考文献
[1]金以雄.电网规划基础及应用[M].中国电力出版社.20ll
[2]万国成.城市配网规划与建设若干问题探讨[J].继电器.2005
[3]李勇，刘宁.城市电网规划中若干问题的探讨[J].供电企业管理.2008
[4]杜志刚，张徐东.加快城市发展的若干思考[J].电网技术.2005
关键词：电力系统；电网风险；配电网规划；网格划分
1 引言
城乡配电网作为电力系统中的受端电网，不仅对负荷密度的要求高，而且对供电的可靠性要求也很高。由于我国电网的建设正在不断的加快，电网建设的工作重点已经从高压电网的建设转向到了城市中低压配电网的建设。电力系统中的配电网作为最贴近人们生活的一部分，在供电质量、供电可靠性、结构和供电安全等诸多方面的问题都是有待解决的。即使我国配电网的发展已经有了很长时间，但我国的配电网与国外相比来说还是较为落后，有很多不能忽视的问题存在。我们需要对这之中存在的问题认真分析，本着具体问题具体分析的态度。不断提高我国城乡电网规划的水平。
2 城乡配电网规划
2.1 配电网规划的重要性
现在社会到处都存在着电力的消耗和供应，供电的质量以及可靠性影响着人民的日常生活质量，想要构建和谐社会，就必须维持城市电网的稳定。规划方案的好坏不仅关系到城市电网的稳定、经济、安全运行，还能给城市的建设发展提供巨大的社会和经济效益。因此，通过对城市电网的深入研究，能够提高配电网规划的水平，从而加大了我国未来电力发展的潜力。
2.2 配电网规划现状分析
现在，电网规划人员对规划区域进行定性分析是最常用的规划方法，根据经验来分配负荷，并且要与当地电力公司工作人员的经验相结合来铺设网架，然后通过各方专家讨论之后选取最合适的方案。虽然这种规划方法比较简便，还能考虑专业经验，但是，规划结果不一定是最好的，并且负荷预测的精度容易受人为因素的干扰。传统的规划模式已经不能适应新情况与新趋势，规划的指导作用下降，电网规划的可行性的不到保证，发展缺少系统性，以及电网的经济性、可靠性也受到制约与干扰。
2.3 我国城市电网规划面临的新问题
城市电网规划的方法与模型一直是电力系统研究中需要注意的问题，不断出现的新方法和新模型，能够从各个方面解决了不同问题。然而现有的各种方法与模型不能完全适应新形势的要求，不能彻底解决城市电网规划中存在的深层矛盾。现今城市电网规划面临的新问题由图1-1表示：
面对新的问题，我们需要采用新的方法与模式来应对，比如采取新的负荷预测方法，以保证负荷预测结果更加准确；采取新的电网规划模型和指导思想，确保电网发展规划能够更好地适应外部环境，并且加大电网内部结构之间的协调；还有提高电网的防灾能力等。
3 网格划分
现今，网格划分在配网规划的领域中已经广泛利用，网格划分方式根据网格的形状可分为两种，一种是均一网格划分，另一种是不规则网格划分。
3.1均一网格划分
均一网格划分是将所有供电区域都划分成面积大小相同的数个正方形的网格，使之成为格式网。均一网格划分的优点有三个：第一是每个划分区域的面积都相等，负荷密度与负荷变成比例关系，这样对预测工作提供了方便；第二是网格状的区域边界比较固定，并且历史数据可以不用因为规划方案的更改而更改，规律性比较强，能够对区域的负荷变化产生准确反映；第三是能够将相对地理坐标投影为网格的中心点坐标，并且可以将网格的内负荷等效变换为点负荷，这样能够更方便的提取数据。均一网格法在负荷预测和历史数据采集方面虽然有优势，但是会忽视城区原本城乡的建设状况，对配网的网架结构优化以及现状分析等方面作用不是很大，而且还可能会产生了影响，原因有以下几点：
（1）数据多且乱
对供电区域进行划分以后，有些网格的位置处在河流、街道区域等不是供电的区域，数据在进行处理的时候，还是要将这些网格里的负荷数据设置为零后导入到数据库之中。
（2）网格大小选取难
预测值的精准与否受到网格大小的直接影响，如果网格过大，则精准度会降低，如果网格过小，则工作人员的工作量就会增大。而且对于比较大的规划图来说，适合的参照物不容易被找到，网格边长的大小不能被一次确定，不断的调整后才能确定，这也增加了规划工作的工作量。
（3）线路走廊不易确定
因为网格法所提取的地理坐标是正方形的中心点坐标，所以某些中心点不一定在街道上，然而配电线路通常都是沿着街道来铺设，这就导致数据库之中存储的某些坐标不能应用在线路铺设工作上，以至于铺设线路的工作产生了困难。
（4）存在误差
这种网格的内部一般含有两种或者多种不同性质的负荷，如果要等效成电负荷，就会有一定的误差产生。
3.2不规则网格划分
这种划分方式一般是按照主干线以及变电站的供电范围确定出划分的边界。因为主干线以及变电站的出口统计比较容易，所以根据这种方法来划分小区。能够方便的获得每个小区的历史负荷数据，依据这些得到的数据来进行负荷预测，得出的结果能够为设备的选型以及变电站的容量是不是满足规划中负荷发展的需求提供所需要的依掘。缺点是，这种划分方式对小区的分解度比较低，不能详细的指出有关负荷在变电站和线路供电范围内是如何进行分配的，想要合理的对城市配电网进行规划，这些信息是不可或缺的。与此同时，当变电站或主干线路的供电方位一旦发生变化，某些小区的面积就要发生相应的变化，改变之后的小区负荷的发展规律就会受到改变，如果继续对这个小区的历史数据进行预测，那就会出现严重的误差。
3.3多级网格划分
我们可以打破传统的划分方式，将不同条件的规划区域划分成不同网格，并且设置三个级别的网格，形成了一种多级网格划分法。网格一级：将所有供电区域按照城市建设规划界限以及自然屏障所划分出的网格。网格二级：根据街道的不同划分出网格，将不同网格编上号。网格三级：将二级网格按不同地性质逐步划分成小的网格，并且对下一级进行编号，使每个网格内只含有一种属性。对于多级网格，不用进行人为的划分，随着城市的发展建设自然形成了每一级网格。这种划分方式不仅维持了城区的原貌，而且规划人员能够准确、直观对当地的地理环境、配网结构、负荷现状分布等方面信息进行分析。对于特殊的地区，我们可以根据需求划分出更多级的网格。 4网格式布线
这种接线的方式能够实现网格之间的供电结构，特点为：沿街道铺设配电线路，并且能够在某些街口进行接线，形状像格子一样。能够根据实际情况，将一定数量的电源引入某些网格，这样的优点是能够从不同方向对用户进行供电，从而使电网供电可靠性的各个指标得到满足。
4.1基本原理
（1）电源线通过格式网接线将若干个网格单元进行连接，每个网格单元的基本结构有一台变压器和一个保护器。
（2）这种布线方式一般用在低压配电网之中，电缆沿街道进行铺设，并且接口处进行连结，用户能够直接与电缆线进行连接。
（3）若干个网格单元的供电只需一条10千伏线路，每一个网格单元最少由两个电源进行供电。
4.2达到的满足用户满意度
如果要使用户用电达到满意，那么在电网出现故障时，允许恢复供电和停电的容量的目标应该是是：
（1）由两个回路组成的供电网格单元失去一个回路以后不不能发生停电；
（2）由三个回路组成的供电网格单元失去一个回路以后应不能发生停电，如果再次失去一个回路以后，需要满足50%到70%的用电。
（3）由多个回路组成的供电网格单元，在电源全部停止的时候，使之恢复供电的目标时间基本等于一个回路处理完故障的时间。
（4）丌环网路之中的网格单元，环网发生故障的时候。电网操作彻底恢复供电的时间即为操作所需的时间。
5 变电站选址
城市电网规划工作当中变电站的选址是不可或缺环节，选址的结果与未来电网的网络结构密切相关，并且关系到运行的经济性以及供电电能的质量。一般变电站建于其所供负荷的中心位置，这样能够使电能的传输更经济迅速，但是受到已有建筑的影响以及实际的地理条件，我们一般将站址选在负荷中心位置的附近。
5.1网格选址法
优先处理限制网格的方法能够很好的处理约束区问题，通过对变电站选址方法的改进能够得到网格选址法。这主要分为三个步骤，第一将限制网格从规划区之中去除掉，采用交替迭代选址的方法对变电站进行选址以及规划。前期的准备工作要对每个二级网格的负荷预测数据进行统计，并且大致标出每个二级网格之中的中心点，通过负荷值等效到中心点以后，对坐标进行标记形成负荷点，得到负荷重心的矢量图，去除掉含有河流和耕地的网格，对这些网格进行特殊记号并且存到数据库当中。
5.2网格选址法的优点
对于城市的建设的我们一直在不断的完善，受约束区域的问题也不得不将成为未来配网规划当中必须要去面对的重要问题。分析传统变电站的选址方法后不难发现，这些选址方法都没有对受约束区提供有力的处理方法，导致选址工作的工作效率比较低。通过优先处理好限制网格，并且结合二级网格得到的网格选址方法，不仅可以对受约束网格进行充分处理，还能够对新建变电站的选址进行规划。这种方法对初步选址方案只需进行一次的调整，而且计算过程比较连续，这不仅充分发挥了计算机对数据的处理功能，还提高了整个建设工作的效率。
6 结束语
城乡电网发展趋势、本身的特点以及外部环境的变化，使传统的电网规划方法跟不上当今电网逐步发展的趋势，不仅使电网经济技术的合理性受到了影响，而且也使电网的规划方案实施受到了影响。所以我们要从规划方法和模式当中寻找突破点，建立一套合适、合理的配电网规划方法是整个工作的重点。本篇文章提出的网格分析法，对传统的网格划分方式进行了改进，对各项规划的方法进行了改进，建立了一套准确度高、实用性强的规划方法，对城乡电网规划当中存在的许多重要问题进行了系统的解决，使配电网规划的发展有了新的方向和动力。
参考文献
[1]金以雄.电网规划基础及应用[M].中国电力出版社.20ll
[2]万国成.城市配网规划与建设若干问题探讨[J].继电器.2005
[3]李勇，刘宁.城市电网规划中若干问题的探讨[J].供电企业管理.2008
[4]杜志刚，张徐东.加快城市发展的若干思考[J].电网技术.2005