浅谈配电网架优化措施

浅谈配电网架优化措施

刘涛

（深圳供电局有限公司广东深圳518001）

摘要：配网网架的优化可以实现电能的合理供应，减少供电矛盾。面对快速发展的今天，配网网架的优化更为重要。本文根据多年工作实践，对配电网架的优化原则与措施进行分析，供同行借鉴参考。

关键词：配电网；网架结构；优化措施

前言

配电网网架的科学优化对供电质量的前提保证，不合理的优化措施直接影响到电能的科学供应。配网网架的优化必须在明确其规划的现状，利用各项参数的变化进行计算，才能得到合理的优化方案。

一、配电网架构优化的原则

（1）电压等级分配原则；配电网电压的等级分配关键到配网系统的供电性能，甚至影响到后期的维护成本及建设。（2）安全稳定原则；配电网的架构优化是以安全稳定的运行为基础，当上升的用电需求量可以维持时，应平衡、合理地转移供电，确保线路功能的正常发挥，即使某一线路故障频发，非故障线路依然支持供电。（3）配电网络向用户提供服务时，各个用户的用电需求均有不同，这就需要形成多种服务模式，满足客户的不同需求。同时也需要确保配电网的功能及作用的正常发挥，只有这样，才能体现出配电网优化的作用。

二、配电网架构优化的有效途径

（1）配网架构优化的具体内容

①配网线路的构造要分析不同地域、空间的线路构造，例如绝缘导线、电缆等，明确不同地理空间范围内的用户的供电服务需求状况，从而得出线路自身构造的科学性与合理性。

②主干线路长宽的把握。不同于主网，配网向用户输送的是降压改造后的电压，那么主干线路的长、宽等会在很大程度上关系到供电末端电压的大小以及配电的安全度、稳定性，甚至会影响到线路的使用寿命，应该以区域划分为单位，来形成主干线长度、宽度等的记录。

③线路使用时间的分析。线路的使用时间长短会极大地影响到供电系统能否安全、稳定运转。特别是面对日益增长的电力需求，一些线路如果使用时间过长难免会发生老化、破损，这也必将影响供电的安全性，特别是当面临过载问题时，更会引发安全隐患问题。

（2）配网架构优化中GIS技术的应用

电网系统中包括了输电网、配网、变电站等多个组成部分，各部分都有属于自己的地理坐标，这其中的地理数据信息需要一个系统来进行处理，GIS技术不可或缺，因为它能够发挥对空间地理数据信息的搜集、存储、分析等作用，GIS数据库还具备空间信息查询、定位等功能，用来支持配电网结构的优化，具有不可替代的优势。要想确保GIS技术在配网结构优化中发挥积极作用，就要积极设计GIS空间数据库。科学的方法是应该根据配网架构的具体特点来设计GIS软件的数据结构模型，例如：实际设计过程中，以道路为准进行分段，使单条道路折线化，道路段或者处于拐点间，或者处于障碍点间，具体如图1所示。

（3）基于GIS技术的网架分区优化策略

①分区网架的优化。对于配电网架构来说，多数来自于10kV母线分出的若干支线，对应又形成了一个新主线，使得四外配网的负荷都能够在某种程度上同主线链接起来，从而打造出了一个辐射式的配电网架构。

②推动数据可视化。启动GIS技术来广泛搜集不同电力设备的地理信息，形成一套屏幕坐标系统，确保其能够在电脑界面得以形象地呈现，同时将所有的数据信息统一存入空间数据库，并对应在电脑屏幕中标识不同设备的具体空间分布、地理坐标等信息。对于配电网来说，其节点多数为负荷点，应该围绕负荷点展开配网规划，可以选择p＋jQ来代表负荷点的功率，使一切计算得出的数据信息都统一录入空间数据库，并对搜集获得的数据进行可视化处理，这样电脑荧屏中就能够清晰地呈现不同负荷点的分布特征，以此为参照进行分区规划，以负荷点为界，对所要优化的区域进行科学划分，再参照地理实物分布来对应得出各个分区衔接处的地理坐标，从而实现不同区域的科学规划。

③明确分区主线的位置。同城市市区相比，郊区或乡镇地区的配网地理空间更加开阔，这样就为主线的定位提供了充足的街道空间，最佳的线路应该为距离负荷点最近的直线，参照分区内部各个负荷点的地理空间坐标，利用一次函数公式y＝kx＋b（k≠0）能够辅助分区内主线位置的确定，通过参看k的大小来对应得出该主线的斜率，从而确定其倾斜角度数，再据此定位主干线。

④负荷点的链接模式的确定。参照初步确定的规划来对应得出负荷点的链接模式，实际的操作方法：以主线为参照，过节点划线，确保其同主线保持平行，对应出现平行四边形，且平行于主干线，以此为基础来进行计算，得出这一节点同负荷点之间的长度，再对应得出主干线和节点间的距离，这其中最小的距离就可以成为负荷点的链接模式。

⑤最初网架的计算。对于最初网架的计算，

先忽略功率的耗费。而是参照负荷值对应计算得到配网架构的初始功率，再根据功率消耗情况对应选取合适的导线。参照所提供的参数对应算出最初网架对应的参数，得出不同配网节点的电压值、功率值等，同时，也要利用相关公式进行检验：

U最大值＞Ui＞U最小值（i＝1、2、3）

Pij＜0.5Pijmax（i，j＝1，2，3）

其中，U最小值代表不同节点的最小电压，U最大值则代表不同节点的最大电压极限值，Ui则代表不同节点现实中的电压值。

Pij中的i和j各自代表不同线路节点对应的功率，Pijmax则代表被改造的线路能够承受的功率极值。

试着选择主线末尾链接的模式，通常情况下，常规线路的负荷极值在线路负荷的一半以上，当数据能够顺利适应以上公式，就意味着该线路达标，相反，则要更换导线，再利用此公式来检验。

⑥分区配电网架构的修正。通过上面的分析能够看出，负荷点的定位会在很大程度上影响分区主线的选择，而且主线的最佳定位也会受到线路负荷量、负荷分布等的影响。在修复主线过程中，应该首先明确电源点的位置，明确其是否处于主线上，假设电源点偏离主线，则应该调整主线位置，确保电源点成功分布其中，此时负荷就被分解，形成了i区段负荷、j区段负荷，对应计算得到两大区段的负荷具体数值，再对应对比i部分负荷和j部分的负荷。

当Si＜Sj时，就应该调整主线，使其朝着j方向调整。

当Si＞Sj时，则要调整主线至i方向。

通过这种方式，再依托于新的一次函数公式：y＝k1x＋b1，对应能够得出架构修正方案。

三、结束语

综上所述，对于配电网架构优化需要遵循的原则以及具体的优化措施进行了分析。配网网架结构的优化的前提和目标就是提高配网运行效率，提高供电服务质量，要本着这些基本原则进行优化，优化过程中采用科学先进的现代化技术，从而达到预期的优化效果。

参考文献：

[1]王春生，赵凯，彭建春．基于地理信息系统和遗传算法的配电网优化规划[J]．电力系统自动化，2000，（14）．

[2]侯德明．遗传算法在配电网的网架结构优化中的应用[J]．中小企业管理与科技，2009，（7）．

[3张宪，苑津莎，杨薛明，康支霞.基于粒子群算法的配电网网架规划[J].华北电力大学学报.2006（03）

[4]金华征，程浩忠.电力市场下的电网灵活规划方法综述[J].电力系统及其自动化学报.2006（02）

[5]余健明，吴海峰，杨文宇.基于改进多种群遗传算法的配电网规划[J].电网技术.2005（07）

作者简介：

刘涛（1984—），男，湖南，供职于深圳供电局有限公司，研究方向：配网规划。