城市智能电网规划原则及技术办法研究

城市智能电网规划原则及技术办法研究

李晓龙 鞠玉堂 张伟 吴广帅 罗新晓

国网新疆电力有限公司喀什供电公司 新疆 喀什 844000

摘要：城市配电网建设规划过程中要紧密联系智能配电网特点，搞好对配电网的整体设计，提高城市智能配电网运行品质。审慎编制城市配电网的智能化目标方案，着力打造智能电网信息化服务平台，积极健全城市配电网智能化框架，遵循智能化配电网中配电运维理念，加快地理信息系统的应用，同时对新城区开展配电网规划。

关键词：城市智能电网；规划；原则技术

1城市智能电网规划的主要原则

1.1顶层设计、多层面整合

智能电网建设涉及配电自动化、分布式电源及微电网并网、分布式储能系统接入配电网、双向互动服务、用电信息采集、智能用能服务、智能用电检测、电动汽车充放电、节能与能效、通信网络、信息化应用和信息安全等专业领域，因此构建智能电网规划体系着手，开展顶层设计，实现规划引领。智能电网规划体系的研究和创新，需要站在全新的角度进行思考，面向电力系统、用户和社会这三个层次制定规划方案。以坚强电网为基础，构建城市能源供应与保障的物理基础；以通信信息为支撑，构建电力光纤、无线公网、载波等配用电通信网络、生产调度通信网络全覆盖的通信信息支撑体系；以自动控制为手段，着力构建和整合电网调控一体化、配网自动化、变电站自动化系统、负控系统的融合，真正实现电力流、信息流、业务流的合一。

1.2逐步推广、分步实施

根据各个地区的不同社会用电需求特点，配网结构、设备状况和可靠性要求等方面综合考虑，合理制订规划和路线图。（1）统一规划，分步实施，以避免因系统发展和技术进步而造成重复建设或颠覆性变化；（2）城市智能电网规划应与城市规划建设、电网改造和发展规划同步，并相互协调配合，实现整体投资的综合优化；（3）规划的系统和设备必须满足各种接口标准化和开放性要求；尽量发挥现有系统和设施的作用，最大限度地利用原有资源，非标准系统可通过必要转换接入标准系统 尽量延长可用期限；（4）智能化电网的信息分为实时、管理和网际三个层次，信息管理应具有不同层次的安全保护措施，以保证配网自动化的正常工作，尤其应确保实时系统的安全；（5）智能化电网需的基础设备和装置，应贯彻先进、可靠、实用、经济的方针。

2城市智能电网的规划技术方法

2.1负荷预测

负荷预测是进行电网规划的基础工作也是前期工作，正确的负荷预测能够使施工设计人员科学合理地布置电源点、确定电网规划的规模等，因此要结合电力的负荷特性的原因，针对不同的电力系统，以及不同时期、不同地域选择合适的预测方法。

随着科学技术不断的进步，目前普遍采用灰色预测法、模糊聚类识别预测法以及专家预测法等。模糊聚类识别预测法是通过对历史的数据信息进行提炼，制定出典型的模型，然后通过负荷变化的主要因素，对未来的发生状态进行判定，从而选择合理的预测模型，实现负荷预测的目的。在进行预测时，选择用电量的增长量为被预测值，国内的生产总值、人口增长值、各产业总值作为影响用电量发生变化的因素。以历史环境和电量的增量为模型，建立未来被测的历史环境因素的特性，从而在模型中选出最接近的历史环境，确定电量的增加。由于模糊聚类识别预测法不是在历史数据的基础上进行推进，而是根据未来社会的发展趋势来预测用电量，将回归分析法和模糊聚类识别预测法进行结合使用非常有效。

2.2网络结构规划

结构优化是城市进行电网规划的主要工作任务，在结构优化时，要满足电力系统的正常运行，并且还必须考虑网络规划因素和变电站的容载比等技术环节。现阶段的网络结构规划的算法较多，但是应用最为广泛的是在遗传算法进行网络结构规划。

遗传算法是控制理论和生物遗传学研究的成果，具体可以分为以下几个步骤：（1）数据准备阶段，首先要确定好发电厂的建立位置，相关电力设备的元件电阻信息、电抗信息和允许最大温度极限的信息等；（2）编码阶段，根据各个阶段的控制变量信息进行编码操作；（3）确定评价函数，必须考虑到所有因素的评价，把外界环境的影响因素考虑进去，并把所有的影响因素准确地写入函数表中；（4）遗传操作，在进行充分的交叉变异操作后，最后逐渐形成整个系统的结构优化。

2.3电气计算

电气计算主要包括以下几个方面：潮流计算、稳定性计算以及断路电流计算等。运行模式采用的是一种辅助计算机手段，对系统中多种运行设备进行模拟计算，从而效验网架结构的可行性。用未来的网架方案和规划的预测负荷对网架进行检查，实际上就是对未来的网架结构进行模拟运行。在模拟运行完成后，能够明确网络的供电能力、电压水平、潮流流向、网损等各个方面的数据信息，从而对规划中存在的问题进行改进。还可以对已经确定的网架结构进行短路计算，以效验网络的短路电流水平，并为电力设备型号的选择和运行方式等提供计算依据。

3智能电网下现代城市电网规划措施

3.1建设科学的智能电网信息化平台

针对智能电网下的城市电网规划和建设需加强智能化电网信息平台,例如,在我国各个城市地区可以建立起完善的智能化电网信息系统,在对土地资源进行统筹兼顾和科学优化的背景下,积极借鉴西方发达国家的先进管理经验,对智能化电网信息平台进行建设。在城市变电站、网点等的建设过程中引进智能化信息平台和相关技术,对目前的智能电网平台进行科学改造。众所周知,智能化电网信息平台的建设可以更为广泛地采集各种电力信息,并对这些电力信息进行整合和优化,从而为城市电网规划和科学建设提供优质条件。智能电网信息化平台的建设需要充分整合城市地区的变电站与各种网点,且需加强对特定区域内部电力信息的动态监测和控制。因此,建设科学和完善的智能电网信息化平台,将成为智能电网下我国城市电网规划的重要课题。

3.2对新建城区进行电网建设规划

充分发挥政府的重要管理功能。例如,在智能电网下的城市电网规划中加强对新开发城区的管理,对新建城区进行科学的电网设计与规划,对其他电网规划水平比较高的城市区域进行分析,并充分吸取教训和借鉴经验,科学规划城市电网。如可以对城市变电站进行统筹规划,在站点用地、电力走廊等的建设中,需要全方位覆盖新建城区,这可以促进新建城区高峰期供电质量的提升。为有效解决城市电网规划过程中存在着的上述问题,需要我国各个地区加强对新城区的管理,树立科学和准确定位的理念。结合城区的基础资料来规划功能区域,对变电站、相应地质等进行科学评价和分析,并结合当下的电网运行状况,明确每个变电站电源接入点和电力线路走廊。对于这些站点的科学规划,需要在新建城区的特定地理位置内部标记出相应的站点走廊,让电网规划和城市规划实现同步的发展和进步,并满足高峰期城市居民的用电需求,对助推城市智能化电网建设产生重要意义。

3.3优化地理信息系统设备

城市电网规划已成为我国电力建设的核心店,将地理信息系统(GIS)应用于城市电网规划过程中可以充分掌握电网的地理特征,这是因为电网地理呈现出网络节点复杂、电网线路设备种类多、负荷量大、网络运行复杂等的问题,如果继续采取传统的人工管理方法将很难满足城市电网规划需求。所以,在当的城市电网规划过程中需建立起科学的地理信息采集系统。例如,SFP-GIS作为一种常见的地理信息管理系统,其可以对各种电力数据的采集、查询、存储和分析。为有效提升电网规划线路和运行水平,必须要建立起科学的电网实时监控系统(SCADA)、用电营销系统、管理信息系统(MIS)进行联网,实现信息共享。

4结语

由于智能电网技术的出现不仅促进配电网在运行过程中的安全性，同时还能加强其可靠性，充分为用户的安全稳定用电奠定良好的保证，因此电力企业在未来发展中应该高度重视这项技术，只有这样才能保证电力企业自身能够得到持续稳定的发展，在一定程度上带动我国社会经济水平的持续增长。

参考文献：

[1]张剑峰.智能电网的现代城市电网规划分析[J].通讯世界，2019，26（12）：234–235.

[2]高慧.智能电网背景下的现代城市电网规划[J].中国新通信，2019，21（23）：60.