配电网网格化管理方法及其应用

配电网网格化管理方法及其应用

李振亮

国网黑龙江省红兴隆电业局有限公司 黑龙江省双鸭山市 155811

摘要：随着经济和信息技术的快速发展，将网格化概念引入到配电网管理中，可将设备数量多、结构复杂的配电网分单元管理，实现单元内配电网设备状态的精确化、线路组网结构清晰化，在设备管理时减少经验依赖。提出一种“自下而上”的配电网规划方法，并将单元内的配电网目标固化，为新增负荷提供接入点，保障线路组网结构清晰不乱，为建成坚强智能的配电网提供有效的方法。

关键词：网格化；配电网；设备管理；电网规划

引言

配电网网格化作为一种精细的管理方法，将网格化应用到配网设备管理和规划中，把供电区内复杂的配网设备分配到单元内，以单元为最小单位，实现设备的清晰化管理。对传统的粗放式管理方法提出挑战，寻求一种更科学的配电网管理方法势在必行。网格化概念的提出，为配电网末端设备的管理提供了一种新的思路。

1配电网网格化管理方法

网格化管理是将一个大的供电区域，划分为若干小的供电单元，在空间上将10kV线路、配电变压器、断路器等电力设备分配在各单元内，实现大数量的电力设备在空间上的“分组”，一个单位为一组，将每个单元作为最小管理单位，对单元内的设备建立信息台账，实现单元内的电力设备管理。网格化作为配电网管理方法的另一个应用层面，对照配电网的规划目标，对该供电区的10kV目标网架和上级变电站规划布点，提供了一种“自下而上”的规划建议。这种“自下而上”的管理方法，作为传统的“自上而下”规划方法的辅助和校核方法，也有其实际意义。供电分区：明确区域配电网的供电范围、电力设施布局、上级电源等区域配电网的基本情况。单元划分：综合考虑供电区的地理信息（小区分布、电力管廊等）、空间发展规划、变电站等因素后，将大的供电区合理的划分为若干单元。负荷预测：以单元为管理单位，进行单元内饱和负荷预测。可通过趋势外推法、空间负荷预测法、自然增长加大用户法等多种负荷预测方法，并相互校验。配电网规划：按照配电网规划导则的要求，逐单元规划电力设施布局，包括10kV线路组网模式、供电半径、装载容量等，并提出对上级变电站的需求，给出变电站选址建议。

2配电网精细化规划具体做法

2.1引入精细规划，引领精准投资

精细规划。一是通过分析各级变电站电压和主变压器负载率情况，排查过载、重载站点，为未来站点精细规划提供数据支持，从而切实解决区域电力供需不平衡问题。二是通过电网数据中心，排查线路负载、地县负荷等情况，精准定位重、过载线路；通过可靠性分析软件，精准定位不符合N-1校验线路，为配电网网架结构规划提供数据支撑。三是实地勘察重点区域，结合实际情况给出规划方案。精准投资。建立以提升配电网建设、成本可控、标准化、规范化、专业化水平为主线，以“标准化模板、全过程管控、精益化管理”为主要内容的“三位一体”互动造价管理体系，科学把控投资方向和重心。一是标准化管理。通过建立“规范投资、分级审核、集中审查、督察闭环”造价标准化管理流程，明确各个阶段结算管理内容及时间规定，把任务落实到责任部门、责任人。二是全过程管控。强化项目储备，加强对概算、预算、决算的全过程管理，加强重点成本指标监测分析和预警预控。三是精益化管理。通过分析评价查找项目技经管理中问题，通过PDCA循环，针对重复出现的问题采取精益化项目实施改进提升，从而提升配电网建设成本可控费用造价管理成效，全方位实现降本增效。

2.2配电网网格化规划项目优选指标体系

项目比选体系以安全性、可靠性、经济性和可行性为准则，并设定指标评分标准对10kV配电网新建及改造项目进行评分及排序。指标评分采用有无评分法，项目具有指标所示功能，根据满足指标的程度，项目评分为0～100分。配电网网格化规划项目比选指标体系的权重计算方法为:指标的主观权重和客观权重分别采用层次分析法、熵权法计算，指标最终权重采用基于矩估计理论的最优组合权重计算模型得到。

2.3负荷密度指标的选取

负荷密度指标分为饱和年负荷密度指标和过渡年负荷密度指标。对于同一区域来说,由于其政治、经济等外部环境因素相近,可认为同一用地性质的饱和年负荷密度指标是相似的,因此同一区域不同供电单元,虽然其现状负荷水平不同,但其饱和年负荷密度指标可进行统一选取。饱和年负荷密度指标一般可通过用户调研得到,如调研地区内某发展较为成熟的商场负荷及其面积等信息,将计算出的负荷密度指标作为该地区饱和年商业用地负荷密度指标。除用户调研外,饱和年负荷密度指标的选取也可参考其他发展成熟地区的负荷密度值,或参考一些设计规范资料中的负荷密度指标推荐值。

2.4利用大数据统计分析区域网格化负荷分布特性，作为负荷预测依据

利用反向传播神经网络（BPNN）算法对网格负荷进行分类。主要工作为：在Spark平台上将BPNN算法并行化，将训练样本抽样分块；采用集成学习对负荷进行分类，集成学习过程包括构建差异化基分类器与多数投票获得分类结果；采用一种基于聚类算法的BPNN训练样本选取方法，以适应负荷模型的多样性，反映真实负荷类型。利用时间序列法对各网格不同类型负荷进行特性分析。具体操作为：收集历史年月（年）最大负荷数据，定义数据集日期，以网格为单位，将不同类型负荷分别导入SPSS系统，采用负荷—时间曲线专家模型进行分析，获得未来月份（年）的最大负荷数据，对模型的拟合度进行校验，如果数据不理想，查找原因并对模型参数进行调整。

2.5引入精细网格化规划概念，以规划为指引

利用成熟的规划软件，对详细的设备模型进行自动化统计工程量，基于定额进行自动估算造价等，可对工程规模在系统中进行精准测算，实现配电网规划项目投资方案的比选。围绕“精益运维”全面推行输变电设备精益管理，找准短板，深入分析输变电设备运维管理存在的问题，实施有效的管控策略。从过去的“重抢修、轻运维”到现在的“重维护、强管理”的根本性扭转。开展精细网格化规划建设，以网格单元为项目建设单位，而不是以原有的线路、台区为建设单位，以现状电网存在问题为前提，做到线路廊道一次建成、设备改造一步到位，避免重复建设和改造。

结语

电力负荷预测是电网规划的基础,传统电网规划是以整个规划区域为对象,对总负荷进行预测。配电网网格化规划的要求,在电网规划供电单元、供电网格、供电区域划分的基础上,在现有网格化规划方法基础上，提出一种细化、可操作、闭环化管理的配电网供电网格(单元)划分方法，可实现供电网格(单元)的差异化划分。提出一种配电网网格化规划项目优选方法，可在一定投资约束条件下实现配电网投资效益最大化。以某市某区为例开展网格化规划实践，验证了该方法的有效性、科学性和实用性。

参考文献

[1]李海涛，孙波，王轩.配电网规划的网格化方法及其应用[J].电力系统及其自动化学报.2015,12(27):33-37.

[2]尹作劲.YF城市配电网网格化分区规划方法研究[D].广东：华南理工大学，2016.