供电能力优化下智能电网的规划与运行

（国网浙江临海市供电公司,浙江 临海 317000）

（国网浙江临海市供电公司,浙江 临海 317000）

随着我国城市化建设步伐逐步加快，城市配电网的基础建设也引起越来越多的关注，电网合理规划和运行是城市社会、经济发展的关键。本文通过对配电系统规划和运行理念进行探讨，为优化建设智能供电系统奠定基础。

供电能力；智能电网；规划与运行

1 智能配电网供电能力理念

电网供电能力主要由配电系统和输电系统二者联合作用决定，在配电系统中电网的最大供电能力主要指变电站产生的电能，以及与配电系统间电能转换的能力，通常情况下，最大供电能力是在最大运行负荷下配电系统所提供的电能。目前，我国已开展对配电系统的供电能力研究工作，主要可分为以下三个阶段：

第一阶段：本阶段主要针对电网内的变电容量和配电系统供电能力进行分析研究，未对变电站下级配电系统的供电能力进行考虑，因此，所得评估结果并不能准确反映配电系统供电能力。

第二阶段：基于计算机网络对配电系统的供电能力进行核算，该阶段由于计算机网络的不断发展，将计算机融入变电容量计算中，该阶段还提出了利用计算机控制电能输配的构想。其计算理念主要基于配电网电力辐射能力以计算各支路和节点最大负荷，以及在供配电网络系统中发生故障，网络负荷转换的能力等。

第三阶段：在前两个研究阶段基础上，第三阶段是对供电能力评估结果精确化的过程，通过理念和实践工作经验构建供配电能力计算模型，在模型准则中计算供电能力。近年来，关于供电能力的理论研究快速发展，已初步定量化解决国家配电系统的供电能力的评估、建模和求解等问题。

2 配电网运行问题

现阶段，我国电网系统内配电自动化程度逐步增强，配电系统自调节系统有助于确保电网安全高效运行。应用互联网操作系统自动控制调节电网内负荷转移能力强弱，很大程度上提升了将电网系统运行智能化水平，为现代化变电站建设奠定基础。此外，城市人民生活和工业发展都依托电网建设，因此，确保电网安全运行，合理提供供电能力是提高电网工作效率，降低运行成本的关键。

为保证配电网高效运行，首先需对配电网中最大负荷条件下的供电能力进行分析，挖掘电网中的潜在能力。同时，为保证配电网高效运行的安全，还需对电网中安全边界进行准确计算，以期在安全运行中获得最大运行效率。

在配电网络中转换负荷量对增加配电网络的操作次数，但这一不利因素在实际工作中造成的影响并不大。在对供电系统进行规划时通常采用最大负荷设计供电系统，但实际运行中负荷往往低于最大负荷量，该操作可以通过变电站自动转换完成，只有在变电站内部转带机器出现故障时，才需要人工操作完成，因此，实际运行中增加的操作次数并不多。

3 新形势下电网规划

3.1 智能电网规划与传统规划方法比较

传统规划主要按照规划导则中提供的规划方法，预测电网系统内负荷量为变电站和电网线路进行规划设计，目前，我国电网规划主要采用该种规划方法，但是，现阶段我国对于电网建设提出了更高标准，使得传统规划方法面临巨大挑战。

第一，传统规划主要是对电网内负荷量进行预测，在此基础上编制电网规划方案。这种规划方法在我国应用十分广泛，规划技术相对成熟，但是，这种规划存在很大的不确定性，因电网内负荷量受多种因素联合影响，对负荷量预测出现偏差将导致电网规划整体设计方案出现严重错误。第二，传统电网规划将变电站规划选址和电网线路布设分开进行，先选定变电站位置，然后设计变电站电容量，最后进行电网线路布设，该方法并未将电网系统负荷对电能的影响考虑在内，在实际运行过程中，往往导致电网需要增设新的变电容量以满足后续发展中负荷量的提升，在工作中经常需要更换供配电设备，增大了运行成本，此外，由于电网内电容无法满足电网负荷量，也大大降低了电网运行中的安全性。第三，随着我国城市进程步伐加快，土地利用率逐渐成为规划人员和政府管理者普遍关注的问题。传统方法建设的变电站占地面积大，不适合当前形势需要。在此背景下，电网规划人员应关注电网建设长远目标，在规划工作中并入城市发展趋势和未来电网负荷量预测等相关因素，不断更新规划技术，不断探索电网优化设计方法。

智能电网优化规划方法与传统电网规划方法不同点在于电网负荷预测。传统规划是在对电网负荷进行预测的基础上进行电网规划设计，而新规划方法是在负荷未知条件下进行电网设计。智能电网是在传统电网建设的基础上对电网进行分析和优化，采用自动配电系统，能够快速转换电能量，保证电网系统运行的安全稳定性。因此，在建成区域内规划电网时，应首先采用智能电网设计方案，提升电网工作效率。即在已建成电网的基础上分析要增加的负荷量，检验现有电网内供电能力与增后负荷总量之间的差值，若现有电能无法满足增后电网内的负荷需求，则应重新调整负荷在电网系统中的分布情况，改变新增负荷的位置，或者对配电系统线路结构进行调整规划，改变线路连接方式等，以满足负荷要求。

3.2 智能电网规划案例分析

如图1所示为配电网的基础情况：该电网系统中共有3座变电站，分别标为S1，S2，S3，电压均为110kV，总容量为240 MVA，现阶段电网内负荷量为128 MVA，容载比为1.875。对该电网规划后期负荷目标为188 MVA，目前新增60MVA，新增负荷位置见图1黑点位置所示，分别用L1至L7表示。其中，L1至L4之间负荷增量为6 MVA，L5、L6和L7新增负荷为12 MVA。本文运用两种规划设计方案，结合电网实际运行条件，选取更为合理的规划方案。

方案一：传统规划方案，按照规划导则规定，预测电网容载比为2.0，为与新增负荷匹配，电网新增变电容量为120 MVA。因此，按照规划导则内容，该电网需要新建1座3×40 MVA的变电站，具体位置如图中S4所示。结合新增变电站位置选择情况，本规划方案对原电网线路进行调整，得到具体线路规划如图1中虚线所示。

方案二：智能电网设计对电网供电能力进行合理优化，规划具体步骤如下：首先，计算配电网系统中现有TSC为180 MVA，而规划负荷量为188 MVA，实际运行能力未达到规划标准，但当电网充分运行时，TSC 可达252 MVA，能够实现规划预期。因此，可以通过调整电网线路以达到要求，不需要增设变电站。具体规划方案如图2所示。

表1 两种规划方案对比

由表1可知，传统电网规划方案需增设变电站，同时，还需对电网线路进行调整，建设成本较大。而方案二则是在原有电网结构基础上，调整电网系统中负荷和线路分布情况，以满足负荷变化。因此，方案二可行性更高。但当新增负荷量较大时，总负荷大于252 MVA，则应选择方案一。

本文对上述案例进行分析，主要得出以下结论：

（1）在对现有电网系统进行分析研究基础上，对电网网架结构和供电能力进行优化调整；

（2）通过调整电网系统中负荷分布情况，以提高电网的供电能力与负荷之间的匹配度。优化后的电网规划与传统电网规划最大不同点在于规划设计理念，传统规划重要对变电站容量进行分析，布置供电网络设计；而优化后的供电系统则优先考虑网络新增负荷量，再结合新增变电容量进行网络布设。优化后的规划设计有助于解决目前我国所面临的电网线路紧张、资金利用效率低等问题，能够降低电网建设投资金额。

4 结语

综上所述，随着我国电力需求不断提高，配电网络运行过程中存在的问题日益凸显，改变传统配电网规划设计理念，对电网规划、供电能力优化设计逐步成为新的探索领域。笔者结合自身工作经验和实例进行分析阐述，为相关理论研究提供新思路。

[1]黄平.实现电网智能规划建设统一坚强智能电网[J].电力信息化，2009（09）.

[2]肖峻,张跃.基于供电能力的配电网联络有效性评价与化简方法[J].电力系统自动化，2012（08）.

[3]杨宁.智能电网规划在电力技术及电力系统规划中的应用[J].中国电力教育，2011（30）.

供电能力优化下智能电网的规划与运行

孙海玉,单剑敏