简析输配电网络规划的优化方法

简析输配电网络规划的优化方法

刘国庆

（国网四川省电力公司攀枝花供电公司四川攀枝花617000）

摘要：输配电网络的主要作用是为了维系供电系统的稳定性和可靠性，保障供电过程的秩序性和合理性。输配电网络规划的实质是为用户和电网创造一个建立紧密联系的桥梁，使得电网输电系统能够不断满足用户的需求。在这个社会经济和时代发展突飞猛进的时代，人们对电力能源的需求与日俱增，与此同时追求绿色环保和节约能源更是人们坚持可持续发展策略的基本准则。因此在电能供应过程中，寻求输配电网络规划的优化方法不仅能在秉承绿色环保的准则下不断满足人们的需求，更能有效提供供电质量，推动我国电网建设的全面发展。

关键词：输配电；网络规划；优化方法；分析探讨

前言

为了满足日益增加的供电质量和供电用量需求，提高供电的效率和可靠性，优化输配电网络规划起到了至关重要的作用。本文首先讲述了输配电网络的特点，指出当前输配电网络规划中尚且存在的设计不合理、设备性能差、工程建设有待加强等不足，并针对种种不足给出一些合理的优化方案和建议。通过从规划设计阶段入手，保证网络规划的全局性和可持续发展性，强调了信息化管理、自动化操作的必要性以及拥有先进技术和设备的良性作用。旨在能够进一步提高我国电网建设的实用性和科学性。

一、输配电网络规划的特点

输配电网络是指在供电过程中直接或间接将电能输送给用户的网络系统，可能是从变电站直接输出的电能，也可能是经过降压之后再输送到位的电能。在一个完整的输配电网络系统中，基本设备一般有：配电所、降压变电器、电缆、架空线。通过网络规划设计，将设备合理安置，才能保证电能输送的科学合理性。而在输配电网络规划过程中，需要注意其非线性、多阶段、多目标和离散性的特点。[1]

非线性：在输配电网络中，供电进行的过程是一个大量设备共同工作和运转的过程，在同步电动机、异步电动机和变压器等多个设备相互合作的条件下完成工作的。因此输配电网络具有十分明显的非线性特征，每种设备的数值都有可能影响目标函数的决策值，想要对目标函数的数值统计完全本身是一项繁重的工作，处理起来工作量巨大。

多阶段：输配电的过程可能是直接由变电站输出电能被用户使用，也可能要经过一次或多次变压器的降压之后才输送到客户端，因此输配电网络的过程是具有多阶段性特征的。因此在进行网络规划时，要根据用户地区供电容量、用户性质、供电质量要求和可靠性等要求的不同，了解不同线路的阶段性特征，才能做出相对合理的规划。

多目标：配电网络系统中的设备通常有一定的体积，占据的面积也会比较大，因此在进行网络规划时，需要将每一个设备和用户都作为一个目标，充分考虑地域的当下情况和未来的发展性，才能最终保证目标安置的合理性。

离散性：配电网络不仅要在户外搭建设备，用户更是深入城市中心，尤其在居民居住密集和经济发展较快的地区，对电能的要求也会更高。由于设备的建设和用户所在地区都具有一定的离散性，且不同的情况下对电能的要求也不一样，因此网络规划过程中对其离散性特点进行分析也是重点工作之一。

二、输配电网络规划目前存在的不足

2.1网络规划设计不合理

在进行规划设计时，由于设计人员的目光不够长远，一味考虑当前材料和技术能力的有限性，在设计过程中不能站在发展的角度上进行合理规划，而是一味迁就完成当前的设计任务。事实上，当前社会的发展始终是处于一个动态状态的，输配电网络的建设作为城市建设的一大重点，理应在规划时充分考虑到当前地区的未来发展性，将未来5-10年的一切可能性都考虑到其中去，才有可能真正打造实用性强、可靠性高、服务于民的基础设备。[2]目前存在的许多输配电网络规划设计不合理的问题，都导致许多基础设备要重新拆除并重建，对人们的日常用电需求都造成了或大或小的影响。无法可靠、持续、高质量地供电更是为人们的生活品质的提高、生产的发展和社会经济的进步造成了阻碍。

2.2输配电设备性能不佳

在输配电网络规划初期，可能由于考虑了经费有限、设备性能还不够完美等问题，而采用了性能一般勉强够用的设备。目前来说，中国的社会和经济都进入了一个迅速发展的阶段，设备的研发投入相较于上世纪的进步已不可同日而语，当初耗费大量人力、物力和财力建设的输配电网络已然不能满足现阶段以及未来的发展要求。在边供电、边升级设备的过程中通常采用的方法是分阶段和区域升级设备，而性能配置参差不齐的设备网络系统同样会对网络规划造成一定程度的不良影响。设备参差不齐而造成的布局不合理和承载能力差距过大等问题，更有可能影响供电的质量和设备的安全性能。[3]

2.3网络规划与工程建设不匹配

输配电网络规划工程建设中存在的不足一般体现在两个方面，一是人为因素造成的不足：在工程建设过程中，不同地区的埋线、基础设施搭建等工作的要求都不一样，例如对于城市系统来说，为了不影响地面工作的秩序和安全，一般将缆线埋在地下。在建设过程中由于认为疏忽而造成缆线标记错误或标记不明显等问题，导致后期缆线遭到不同程度的破坏，从而影响整个网络系统的正常工作。二是由自然因素造成的不足：例如由于地震、恶劣天气、洪水等自然灾害造成的对设备设施造成的严重破坏，不仅会毁坏输配电网络系统，还可能危及到人们的生命财产安全。

三、输配电网络规划的优化方法

3.1网络规划要有大局观

在进行输配电网络规划时，既关注当前的实际情况，又要充分考虑未来的发展方向和发展规模，在规划过程中有全局性的斟酌和考量，是完成输配电网络规划优化工作最基本、最苛刻的要求。在进行整体规划时，首先要对各个地区对供电质量和容量的要求进行了解，将该地区未来的发展对输配电网络的特殊要求考虑在内，以便能够让输配电系统在未来也能够满足用户的需求。输配电网络的规划还要与城市的发展规划相匹配，供电系统作为城市建设的基础服务设施，理应在规划过程中体现自身的服务性和功能性，并根据要求深入优化输配电的网络规划，提高供电的科学性水平。

3.2提高输配电网络的信息化管理，加强设备自动化

为了对输配电网络中各项繁琐的数据和信息进行合理化的管理，在规划过程中要善于利用现代化的设施设备，借助互联网的力量和其强大的数据管理功能，实现设备的自动化关系和信息的科学集中化管理。[4]传统的设备管理过程需要人付出大量的精力对数据进行监控，而如今有更先进的管理系统对设备的状态进行实时监控，全面提高输配电网络的信息化管理水平，实现输配电的可靠性和安全性。

3.3引进先进的技术和产品

先进的输配电技术是保障输配电网络在未来发展过程中不被轻易淘汰的基础条件，先进的输配电产品更是进一步提高输配电的质量、安全性能、供电效率的必备设施。使用安全性能较高的产品，是对工作人员和其他人群人身安全负责的表现。例如在发生洪水或火灾等灾害时，采用安全性能高、防水系统好的产品，就能够大大降低灾难所带来的不良影响。另一方面，优秀的技术和先进的产品相结合，所建立的网络规划系统会更加稳固耐用，更符合当前社会的可持续发展要求。

四、结束语

输配电网建立的是供电网和用户终端相互沟通的桥梁，保障输配电网络规划的科学合理性，在发展的过程中有前瞻性眼光地对系统进行优化，是实现输配电网络系统更好地服务于民、服务于社会发展的有效办法。

参考文献：

[1]李可，马孝义，甘学涛，等.配电网架结构和馈线截面同步优化模型与算法[J].电力系统及其自动化学报，2016，（1）：13-19.

[2]张宁，马孝义，陈帝伊，张创立，张渭，输配电网规划优化模型的研究进展，《水利与建筑工程学报》，2015，09（1）：10-16.

[3]王彦竣，输配电网络规划优化方法的研究进展，《科学技术创新》，2014（21）：28-28.

[4]谢敏，电力市场环境下输电网规划建模及求解方法研究，《华中科技大学》，2005（08）：11-13.