浅谈电力系统网架结构规划优化

浅谈电力系统网架结构规划优化

张帅

张帅

内蒙古电力（集团)有限责任公司薛家湾供电局内蒙古鄂尔多斯010300

摘要：经济的发展带动着电力系统不断进步，网架结构规划的需求也在变化，传统的网架结构计算方式并不能完全满足现代的要求，网架结构规划急需优化。电力系统网架结构规划是一个长期而复杂的过程，相关人员需要根据本区域电网的特殊性，运用恰当的数学模型进行设计计算。本文分析电力系统网架结构规划优化的基本原则以及网架结构的形式，探究电力系统网架结构规划优化的措施。

关键词：电力系统；网架结构；优化

目前电力系统的运营逐步趋于市场化，保证电力系统的安全稳定、降低建设与运行的成本是电力企业提高经济效益、增强竞争力的有效方式。因此，电力系统网架结构规划优化成为促进电力企业健康发展的关键所在，电力企业需考虑优化过程中的不确定因素，解决各种复杂的问题，做好网架结构优化，为企业增添动力。

一、电力系统网架结构规划优化的基本原则

（一）安全稳定原则

电力系统为广大用户提供用电，一旦出现问题，造成大面积的停电，将会给用户和电力企业带来很大的损失，因此在网架结构规划优化的过程中以保证电力系统的安全稳定运行为最基本的原则。在用电高峰期，电网的负荷将会迅速上升，电力企业的相关部门应通过科学合理的方式对用电符合进行转移，保证线路及设备处于正常的工作状态[1]。如果出现故障问题，电力企业应确保能够快速恢复供电，尽量降低故障影响。

（二）电压等级分配原则

电压等级分配是电力系统运行的重要问题，良好的电压等级分配能够保证系统的有序运行，使电力系统的供电能力大幅提高。同时，如果电压等级分配存在问题，运行过程中的维护成本也会随之上升，影响企业的经济效益。

（三）服务模式多样化原则

电力系统的服务面向人们生活中的方方面面，用户处于很多不同的领域，如家庭用电、施工设备用电、道路照明用电等，每个用户都有不同的用电需求。这就需要电网结构有较强的适应性，拥有多种运行模式，满足各个领域的用户用电需求。同时，电力企业需要保证电力系统正常工作，发挥作用，从而提现电力系统网架结构优化的效果。

二、电力系统网架结构的形式分析

（一）配电网的环网形式

1.网络结构的优化。目前环网形式的配电网存在很多问题，电力企业可以实现开环运行，通过馈线自动化技术进行环网电力输送，进一步优化环网结构。变电站的开关部分可以增加断路器与环网负荷开关，内侧断路器的开关一定要与变电站的保护开关相匹配，时间极差设置在0.3秒。技术人员通过对开关的合理控制将电路变化问题对馈线开关的影响尽可能降低，还可以测算变电站与开关所之间的距离，根据具体情况降低系统的失误率。

2.自动化的优化。电力企业可以在电网结构中装设一些能够自动收集信息的网络终端，通过信号传输实现自动化处理，起到检测与保护的作用。施工人员可以改变中间线路的开关，将其置于分闸位置，其他开关与开关所的内侧开关相联系。如果前面的开关与其管控线路出现故障，开关所的开关将会切断线路，进行保护。同时，这样的配置方式能够在开关出现故障时快速找到故障位置，并将故障隔离，降低其对电力系统的影响[2]。

（二）架空线配网环网的形式

电力企业可以将原本辐射型供电结构通过联络开关改造成环网结构，进行开环运行。同时，在供电负荷不集中的地区以及投入成本不足的地区可以运用电流式分段器、重合器，实现配电线路环网的供电自动化。改造后的环网结构能够对故障进行处理，保证供电效率，可靠性提升很多。

三、电力系统网架结构规划优化的措施

（一）电力系统网架结构优化的相关内容

首先，电力企业应根据不同区域电网的特点进行分析，综合设计电力网架结构优化方案。例如，电力企业应统计各区域的平均用电量，高峰期用电量以及总用电量，做好规划优化准备工作，综合选择网架结构、电缆和绝缘导线等。其次，确定配电网主干线的长度与宽度。电网架构中，最接近用户的部分是电压经过降压处理的配网，其长度与宽度将会影响末端用户的实际电压、整体线路的安全稳定以及配电线路的使用寿命[3]。电力企业应做好区域划分，合理设置主干线的长度与宽度。最后，电力企业在进行电力系统网架结构规划优化时应设计好线路的使用年限。配电线路的使用年限将会影响到电力系统的安全稳定，部分负荷较大的线路可能会提前老化，影响供电安全，电力企业应在规划优化的过程中处理好这些问题。

（二）GIS技术的应用

电力系统包含很多功能各异的部分，比较复杂，有一定的综合性，如配电网、变电站等，很多部分有其特点，也有自身的地理坐标。GIS技术拥有采集、分析与储存数据的能力，同时可以进行空间信息定位与查询，能够有效处理电力系统中各种设备的信息，对网架结构规划优化有很大的帮助。在运用GIS技术前，电力企业需要建立GIS的空间数据库，按照网架结构的特点设计软件数据结构模型。例如，网架结构规划一般通过道路进行分段，使道路形成折线，每段道路处于拐点或障碍点之间。

（三）通过GIS技术进行网架结构规划优化的策略

第一，电力企业应加快GIS系统的建设速度，实现数据可视化。GIS技术能够收集各种设备的地理信息，并建立完整的坐标系统，所有信息在电脑中形象的显示出来。同时，GIS系统能够储存数据，将设备信息与分布情况完整的记录下来。电力企业可以以此为基础，分区域的进行网架结构规划设计，将电力系统的负荷平均分担，实现科学合理的设计。

第二，利用GIS技术确定分区主干线的位置。城市外围区域以及乡镇地区的人口密集程度较城市中心低很多，地理面积更大，便于确定主干线的位置。电力企业可以根据不同区域中负荷点的地理分布特点进行设计，尽可能缩短各负荷点与主干线的距离，可以通过“y＝kx+b”的函数进行设计。这样的计算方式可以得到主干线的明确位置，函数中的k指斜率，便于主干线的定位。

第三，电力企业需要确定各负荷点之间的链接方式。企业可以参考初期规划，将其作为设计基础。实际设计过程应该以主干线为基础，通过节点划分，使规划线路与主线平行。技术人员在划分后可以得到主干线与规划线路形成的四边形，从而计算出节点与负荷点之间的距离，最后可以得到主干线与节点的距离。计算出的距离中最小的就是负荷点的链接方式[4]。

第四，计算最初的网架结构。技术人员在计算最初网架结构时应以负荷值作为基本参照，功率消耗的问题暂时并不考虑在内。通过这样的方式计算出配网架构的最初功率，之后根据功率消耗情况选择合适的材料构建网架结构。技术人员还可以利用相应的公式进行验证。

第五，修正分区电力系统网架结构。负荷点定位的准确度、具体线路的负荷量以及负荷的分布情况都会影响主干线选择的准确性。因此，电力企业需要对网架结构进行修正，修正工作的重点是电源点的确认，必须保证其位于主线上，从而有效的分解负荷。

结束语

电力系统网架结构规划优化的主要目的是保证电力系统的运行效率，保证供电的安全稳定，提高服务质量。电力企业在进行网架结构规划优化时应符合最基本的原则，掌握科学有效的技术方法，通过现代化技术保证规划优化工作能够达到最理想的效果，促进电力系统不断完善，推动电力企业健康发展。

参考文献

[1]方莉.浅谈优化电力系统网架结构规划及线路降损[J].科技尚品,2016,(11):102.

[2]刘武军.输配网网架结构优化问题的现代研究[J].科学与信息化,2017,(15):94-95.

[3]杨志平,文波,洪彬倬.基于不确定规划理论的配电网优化规划[J].广东电力,2016,(5):46-53.

[4]肖潇.城市配网自动化及其配网规划的应用探讨[J].中国高新技术企业,2015,(20):113-114.