基于双Q的新型配电网网格化规划方法袁天梦

基于双Q的新型配电网网格化规划方法袁天梦

袁天梦

(国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北省063000)

摘要：近年来，配电网作为电力系统中直接与广大电力客户连接的部分,其供电可靠性、稳定性深受广大用户和电力企业的重视。双Q规划法作为目前配电网规划中研究较多的内容之一,它的出现有效解决了传统配电网规划中存在的稳定性、安全性和经济性难题,极大提升了规划效率和线路布局的合理性。

关键词：双Q规划法;配电网;网格化规划

引言

在配电网网格化规划的新背景下，为实现以供电网格为单位的供电可靠性和经济性协调，提出了1种基于容量(quantity，Q1)和供电可靠性(quality，Q2)双Q的新型配电网网格化规划方法。每个网格依据可靠性目标制定备选规划项目，构建考虑停电损失的项目全寿命周期成本模型，将可靠性量化目标转化为经济成本，采用收益与成本的增量比对项目进行评估，依据该增量比评估结果降序排列所有供电网格的备选项目，在投资预算限额内依据累计投资选择最优规划项目组合，实现在不同的投资水平下优选出供电可靠性水平最高的规划方案。在投资限额固定和达到相同供电可靠性目标的2种规划场景中，与传统规划方法进行了对比，双重验证了新型规划方法在协调配电网供电可靠性和经济性方面的有效性，而且依据累计投资成本优选规划项目组合的方法给实际操作提供了更大的灵活性。

1双Q规划法概述

随着我国社会经济的飞速发展,电力客户对电能的质量要求不断提高,同时在电力市场开放程度不断提高的前提下,配电网经济性、可靠性研究越来越受到关注,并被世界多个国家重视,这使得配电网规划也变得越来越趋于商业化,投资量越来越被投资单位和企业管理人员所关注。双Q规划法是以电网可靠性和投资量为依托的规划措施,它的特点如下:

1.1配电网规划的可靠性分析

在传统的配电网规划工作中,虽然可靠性作为一项重要指标而受到人们的关注,但是因为可靠性概念不清晰、规范内容不明确,使得整个电力规划中对这一概念虽然提得多,但是很少被有效落实。在可靠性研究上工作人员大多都是以配电设备研究为主,而很少重视配电网整体规划。经过不断的分析,我们发现可靠性是直接设定馈线与节点平衡的关键环节,不仅要确保电能供应达到预测峰荷的要求,还要对客户总用电量进行统计,结合周边环境做好配电网规划工作,从而达到理想状态的配电网可靠性要求。

1.2配电网规划投资量分析

配电网规划的主要目的在于设计出一条最优、安全、协调的电力配送线路,尽可能的降低系统损耗费用和规划总费用,从而改变整个规划设计质量,改进网络接线方式和投资时间上的安排,从而保证投资量的最优化。

2网格化规划

2.1基本理念

配电网网格化规划是指以地块用电需求为基础、目标网架为导向，将配电网供电区域划分为若干供电网格，并进一步细化为供电单元，分层分级开展配电网规划。网格化规划是在供电区域划分的基础上，进一步细分形成供电区域、供电网格、供电单元的三级网络，三级网络对应配电网规划的不同层级，各层级间相互衔接、上下配合。供电区域层面重点开展高压网络规划，主要明确高压配电网变电站布点和网架结构。供电网格层面重点开展中压配电网目标网架规划，主要从全局最优角度，确定区域饱和年目标网架结构，统筹上级电源出线间隔及通道资源。供电单元层面重点落实供电网格目标网架，确定配电设施布点和中压线路建设方案;供电单元是配电网规划的最小单位.

2.1.1供电区域

供电区域主要依据地区行政级别及负荷发展情况，参考经济发达程度、用户重要性、用电水平、GDP等因素，参照相关技术标准，划定条件相似的供电范围，分为A+、A、B、C、D、E6类。

2.1.2供电网格

供电网格是在供电区域划分的基础上，与城乡控制性详细规划、城乡区域性用地规划等市政规划及行政区域划分相衔接，综合考虑配电网运维抢修、营销服务需求，进一步划分而成的若干相对独立的网格。供电网格是制定目标网架规划，统筹廊道资源及变电站出线间隔的管理单位。

2.1.3供电单元

供电单元是在供电网格基础上，结合城市用地功能定位，综合考虑用地属性、负荷密度、供电特性等因素划分的若干相对独立的单元。供电单元是网架分析、规划项目方案编制的基本单元。

2.2划分原则

供电网格划分一般结合道路、河流、山丘等明显的地理形态，与城乡控制性详细规划及区域性用地规划等市政规划相衔接。应遵循电网规模适中且供电范围相对独立的原则，远期一般应包含2～4座具有10kV出线的上级公用变电站。供电网格原则上不应跨越供电区域(A+—E)。供电单元划分一般由若干个相邻的、开发程度相近、供电可靠性要求基本一致的地块(或用户区块)组成。与市政规划分区分片相协调，不宜跨越市政分区分片，不宜跨越控规边界。对于无控制规定的区域，可按主供电源点供电范围划分供电单元。依据中压配电网供电区不交叉、不重叠的原则，同时考虑饱和年变电站的布点位置、容量大小、间隔资源等影响，远期供电单元内线路一般应具备2个及以上主供电源，以1～3组10kV典型接线为宜。

2.3规划流程

配电网网格化规划流程如下:a)资料收集。收集规划所需的各项资料。b)供电网格(单元)划分。依据划分标准将供电区域逐级划分为供电网格、供电单元。c)现状电网分析。分析区域配电网布局以及负荷分布现状，提出现状电网存在的主要问题。d)负荷预测。采用空间负荷预测为主的方法，逐级测算供电单元、供电网格饱和负荷以及各规划水平年负荷。e)目标网络规划。依据负荷预测结果，逐个供电网格搭建饱和年10kV目标网架。依据网架规划结果优化供电网格(单元)划分。f)过渡网架确定。依据饱和网架，结合现状网架，逐供电单元、逐阶段确定过渡规划方案。g)结合目标网架，依据线路建设形式需求和区域道路规划，制定电力廊道规划。

3可靠性、投资量在配电网规划中的应用

如果选择其他任何一条不同的优化路径,其成本都会高于按上述优化策略得到的结果。得到总投资后,即可将该投资进一步分解为多个优化措施的投资;对于每个优化措施,可根据投资大小和研究对象的薄弱位置,确定措施的具体内容。由于配电网最佳可靠性优化方案的理论求解过程非常复杂,可操作性很低。而上述优化策略所获得的方案虽然不一定是理论最优结果,但却具有很强的可操作性。此外,对于网架方面存在问题的区域,一次网架的建设和优化往往是基础,在实际应用时,一般都会在网架优化的基础上再考虑其他优化措施的合理选择。这时,就需要对原优化策略进行修正,首先从网络优化人手,沿网络可靠性边际成本曲线搜索,到达与可靠性边际效益曲线的交点后,再按照前述思路继续搜索优化路径,最后的合成路径即为最终优化路径。

结语

本文提出了一种基于双Q的新型配电网网格化规划方法，改变了配电网整体规划的粗糙方式，以一种精益化和标准化的方法实现以网格为单位的配电网可靠性和经济性协调。

参考文献:

[1]赵明欣，刘伟，陈海，等．《配电网规划设计技术导则》解读［J］．供用电，2016，33(2):2－7．

[2]郭飞,陈炳华,相中华.基于递归算法的复杂辐射状配电网可靠性计算[J].电力系统保护与控制.2010(05).

[3]王昌照．基于大数据的“三统一”配电网规划辅助决策系统［J］．供用电，2017，34(1):32－37，23．