信息化条件下城市供电系统的配网规划

莫沙纱

（广西电网有限责任公司柳州供电局，广西柳州 545001）

0 引言

配电网是电力系统的终端，专门将电能最终配送于不同的用户。城市供电系统的配网合理规划，对于优化城市供电的质量、效率及服务满意度等方面来说意义重大。特别在这个高度信息化的社会，对于城市供电系统的配电网规划提出了更高的要求。这也意味着相关供电单位要更好地运用信息化设施，实现对城市供电系统的优化设计。比如，电力数据可视化可以实现海量电力设备在线监测数据中各种属性、运行状态等电力特征信息以图形、图像化直观呈现，为设备运行状态的及时、有效监控分析提供有力保障[1]。

1 信息化条件下城市供电系统的配网规划重点

1.1 城市供电系统的配网规划特征

在信息化条件下的城市供电系统的配网规划，应当体现出经济节能的特征，实现供电企业的经济化运行[2]。而如何有效地体现出这一特征？这就要求充分运用信息化的条件，实现配网规划的自动化。也就是说，配电企业在运转过程当中，通过信息化的设施来实现对各方面数据的离线监控，实现智能化的监控，以达到提升供电质量及效率的目标。这样既能有效减少人力成本开支，又能提升供电的安全性，有效避免工作环节发生的安全事故。

1.2 城市供电系统的配网规划功能

在信息化条件下，城市供电系统的配网规划功能由下面3个要素组成：首先，在基于实际电压这个中心的条件下，通过电压管理系统来实现将无功补偿的电容器的自动化控制；其次，通过对于监控系统的采集，来做到关于电网的动态化检测（在此环节，系统能够自动诊断出电网的参数，一旦出现状况即可第一时间进行自动报警）；最后，可以运用故障诊断系统来自动鉴别出系统所出现的故障，并将具有故障的线路进行自动断电，为故障修复做好准备。

2 信息化条件下城市供电系统的配网结构

在信息化条件下，城市供电系统的配网结构主要由功能模块、数据流程等构成。

2.1 GIS 系统（Geographic Information System，地理信息系统）

GIS 系统的主要功能：①对设备和资产做到图化管理；②进行大量接口的开发，以服务于配电网的正常运转。对于配电地理信息系统而言，它是将地理信息技术、配电网规划技术、生产运行管理技术，在配电网的日常运转当中，三者相综合进行有效运用。它可以有效解决配电设备网当中的一些常见的技术难题，如设备的种类较多、数量较大、地域较广等。另外，当配电地理信息系统在运转当中，还可根据配电网的具体运转状况，有效地提升其运转的稳定性。比如采用外包的开发技术，对于电力企业的生产、经营、客户服务等方面开展分析，设置合理的规划方案，使电力系统在运转时能够更加稳定。在一体化数据模型确定中，可以实现自动化系统数据模型的构建，提高共享机制，提升系统运行的稳定性（图1）[3]。

2.2 电网调度自动化系统功能

（1）SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制）系统。其主要功能为采集相关数据和事件、报警处理、人机界面、系统内部监视、切换等。

（2）故障定位、隔离及系统恢复。这是供电系统当中的一种应用软件，通过电网当中的信息系统来充分调动电网拓扑和故障指示系统，一旦出现故障可及时进行定位，使故障恢复工作更加高效。

（3）数据自动传送。这一功能的作用在于提升系统的运转状态，对于历史数据开展各种计算分析。

3 现阶段我国城市供电系统配网规划的常见问题

3.1 配电设备较为陈旧落后

配电网的设备由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容及各种附属设施组成。在信息化的背景下，要求配电设备也要具备相应的技术水准，以满足信息化的需要。但是，目前不少地区的配电设备仍然较为陈旧落后。具体体现为配电网结构较为薄弱，供电半径过长、导线截面和配电容量不能满足要求，配电设备长期超负荷运转、绝缘质量较差、故障率较高等多个方面。这不但造成了供电系统所需的设备检修维护成本较高，而且降低了配电网的可靠性，难以满足信息化条件下的各方面需要。

3.2 设施布局有待改进

图1 可视化GIS 编辑器

当前，不少地区的配电网普遍设施布局合理性较差。因为大多数地区的配电网均是在原来的配电网的基础上改造而来的，而过去在配电网的规划设计上显然是没有超前到信息化这一步，在用电负荷上也很少能做到长久性的规划，更是很少考虑到因新用户接入而给电网结构导致影响等。因为在配网的电源布点方面的不足，不仅造成了后来的配网改造时，在计划检修和故障处理上面很难与现阶段的要求实现有效的契合，也严重影响了后期的城市配网的供电质量。特别是在用电高峰，主变负载不均衡成为一些地区突出存在的状况。这样不仅会影响居民的正常用电，也会给当地的经济造成不必要的损失。

3.3 线路及供电缺乏均衡性

我国具有土地面积广阔而地貌较为复杂的国情。所以在城市配网当中，普遍存在着线路（特别在10 kV 下）运载均衡性不足的问题。特别是由于各地的发展水平不够均衡，一些发展状况较为落后而人员普遍外迁的地区（如西部地区和一些较为偏远的城市），配电线路常年空载；而一些大型城市却相反，配电线路常年超负荷运转，导致既有的配网无论在电源点还是在容量方面，都很难与城市用电做到同步。尤其对于110 kV 电网而言，由于其变电设备裕度小、布点少，因而故障发生率较高，很容易损害配电设备。

3.4 配网故障率较高

一些相对落后的地区，受到技术水平和经济发展水平的制约，仍然以高架线为主，而故障率高常常是高架线存在的一个“硬伤”。尤其是随着环境质量的下降，一旦天气突然变化，则配网就更容易发生故障。不仅影响了正常的供电，也人为增加了检修的成本。

3.5 配网管理上存在的问题

一些城市在供电配网的管理上面，常常存在着一些“盲区”，如未能加强对配网的维护、未能加强对配电设备固定资产的管理等。这也会降低配网的工作质量。

4 优化配网规划的有效措施

4.1 做到全局性的规划

在信息化的条件下，首先要对于城市供电配网做到全局性的规划。这就要求因地制宜地采用科学的方法及先进的测量手段，全面采集信息数据，对于信息基础进行完善，建立起符合当地需求，能够长远性地满足当地供电需求，能够持久性地满足当地经济发展的配网系统。所以要充分结合城市的规划方案来进行预测，在此基础上做好对于供电系统配网的规划设计。对于二、三线城市而言，在进行规划时要基于《城市电力网规划设计导则》与《城市中低压配电网改造技术导则》，并结合当地的现阶段发展状况和未来发展规划来开展，确立合理的技术目标和技术路线。例如，在开展设计改造规划前，首先要充分调研该片区的配电设备及用电情况，然后基于调研结果来设置改造方案。要注意对于片区做好负荷预测，综合性地采用多样化的手段，把误差率下降到最低程度，使数据更加精确。要尽可能运用GIS 构建起完善的时空地理模型，由时空及测算主体等多个角度来提升数据的准确性。另外，在规划时还要注意做到前瞻性。

4.2 做好对站点和结构的合理规划建设

对于城市供电系统配网而言，其站点规划的要素有：供电范围、选择线路、确定导线截面、划定开关站规模、配电变压器选址等。在进行站点规划时，需要与本地的城市更新规划、建设计划、城市发展规划等保持同步。同时为满足节约占地空间、降低成本开支的目标，还要尽可能地运用地下电缆、开关站及箱式变压器等。在进行对于电网结构的规划时，要严格依据《安全稳定导则》，让规划与负荷的要求相配套。不仅电源设备要做到齐全，而且电网结构也要充分满足电源和负荷水平。只有这样才能确保电力在传输中的安全可靠性。

4.3 对配网设备及时进行更新换代

在不少三线城市，配网设备落后、老化的状况很常见。所以应当根据信息化方面的要求，结合当地具体的供电需求，对配网设备及时进行更新换代。比如：将变电所改造为无人值班变电所，以减少人力成本；对配电设备进行无油化改造；对低压架空导线逐步按绝缘化改造。特别是随着城市化进程的加快，原先的一些市郊地区或城市边缘区已经发展成为中心城区，则宜通过改造而实现高低压电缆供电。

4.4 满足分层分区的原则

城市供电配网要注意满足分层分区的原则，实现高压、中压和低压配电网的有机搭配。因此要设法对于电网结构进行简化，将电压等级做到有效提高。这样变电层次及电能损耗都能得到压缩，配电网的布局也能更加合理，运转起来更加可靠，使经济收益得到明显提高。中小城市配电网宜采用110 kV、10 kV、0.4 kV 三级电压，而郊区城镇宜采用35 kV、10 kV、0.4 kV 三级电压。

4.5 完善配网自动化

配网自动化有利于提高供电企业工作效率、安全可靠性和经济性，改善服务质量，使供用双方均得到效益。对此要从下列角度入手：确保供电的时效性、做好用电服务工作、减轻他事故造成的供电影响。为了有效降低电能损耗，可以增大导线截面，降低线路的电阻率，采用新的输送电金具等。

5 结束语

信息化条件下城市供电系统的配网规划，是现阶段城市供电当中存在的一个薄弱点。为了有效地实现在这方面的优化，需要做到全局性的规划，做好对站点和结构的合理规划建设、对配网设备及时进行更新换代、满足分层分区的原则、完善配网自动化等工作。