既往我国将大量的时间与精力投放在输电网规划、配网规划方面,并严格依照上级部门部署安排、组织相关工作,尚未形成一套独立、科学、完善化的配网规划方法。传统的配网规划尽管是基于有关技术原则开展,但暴露出管理杂乱无章和当下城市规划建设衔接不紧凑等不足。伴随我国配电网工程建设规模的拓展,负荷密度持续提升过程,缺少系统科学理论指导的常规配网方法适应性明显降低。

  网格化配电网规划是近些年我国开发出的一种新型配电网规划方法,其实施的优势有很多,能更全面、深入、详细的规划设计地区配电网,强化其和现代城市规划的适应性,进而制定出整体经济效益更高的规划方案,更科学的调配配电网工程的建设资金,最大限度的提升其有效利用率。

  “网格化”的负荷密度预测:等同于将规划目标区域依照区域中地块所属性质、负荷特征等,将其细化为数个负荷区块,依照负荷性质的不同在区块中提取负荷位点,对其进行聚合处理形成区块整体负荷,依照区块负荷的真实状况去编制配电网建设项目的规划方案;空间布局:可理解为以被规划区域的空间用地规划为凭据,预测负荷密度、设定供电功分区、设计目标网架结构与规划方案。

  网格化配电网规划方法具体实施流程:确定规划区网格划分原则-配电网规划目标与原则-基础数据分析(地区发展规划、配电网现状)网格划分与空间负荷预测-配电网规划设计-规划效果分析-是不是达到规划目标-是-结束;否,则转向“配电网规划设计”步骤。

  从实施流程显而易见,基础数据分析为“网格化”配网规划工作开展的基础。从宏观上可将基础数据细分为两类型[1]:一为配电网当前基础数据,如线路长度、配变台数目及负载率等及配电网网架结构的有关数据;二是被规划区域发展整体规划与调控性详细规划材料,其中负荷密度预测就是以地区整体或控制规划内的建设用地性质、建筑占地面积等数据来进行的。编制网格化配电网规划过程中,主要会涉及如下两项关键基础:一是划分网格分区,二是以“网格化”为基础预测空间负荷。

  划分配电网网格的最大的目的是增强网格自身的“自治愈”管控能力,借此方式使用电网设计到调度运转过程的管理更简单、有效,提升管理成效。

  大区划分:于被规划区中将乡镇、功能区设定为单位做划分。针对大区规模过大的状况,立足于本区经济发展实况、功能定位等,适度进行细化,理论上要求大区规模≤100km;小区划分:于大区范畴中参照总规或者控规,将村、街道设定为单位做,理论上小区规模≤15km。结合区域功能定位、电网部署状况等,对小区进行合并处理,理论上单个小区可包括一座现状或规划设计100kV以上变电站[2]。

  网格划分:基于建设用地所属性质划分,结合用地所属类别,规划出性质单一的网格,确保空间负荷预测值的精确度;依照供电区域不同进行规划,依照现行技术导则,结合负荷密度、行政登记等因素可以细化为A、B、C、D、E五类供电区,为构建目标网架构造创造便利条件;依照建设程度进行划分,等同于按地块项目开发建设深度进行,把新建、建成、半建成赋予给地块,为整理新建、整改项目提供便利条件。

  和传统配电网规划形式作比较,“网格化”配电网规划实施阶段科学调整了规划制定思路、路线,在规划导向、制定凭据、技术规则、项目储备及贯彻落实方法等诸多方面均作出针对性的改进,显著提升了其完善性。

  在“规划导向”层面,“网格化”配电网规划侧重点是强调确立客户群体的中心地位,最大限度的满足他们提出的现实需求,具体是解读当下电力中断设备市场发展的现实需求,顾及到不一样的区域之间在互倒、互带能力方面存在的差别,规划设计了10kV网架。以10kV网架为支撑科学部署了主网规,借此方式建设出“自下而上”配电网规划机制。在“制定凭据”方面,将区域控制性规划设定为基础,力争实现一次性规划到位,维持目标与成效的相对稳定性,逐渐建设不一样的区域配电网规划工作的关联性[3]。

  关于“项目储备”的问题,要结合不同目标将网架细化成数个具体储备项目,清晰设定出项目建设规模大小与投资所需成本高低,跟随年头的增长过程将其逐渐整合至综合计划体系中,具有较强的可执行性。在规划贯彻落实方法方面,要重点强调以土地资源一级开发为基础进行,以直接行使和政府有关部门衔接,能在极短的时间内全面、准确的捕获区域发展信息,并确保电力系统设施跟随土地一级开发工作同步推进,借此方式逐步提升配电网规划和区域发展两者的契合度。

  既往配电规划中,绝大多数都是面对目标区域整体性的进行电网规划工作。而“网格化”配电网规划在实施过程中,会有主次的依照建设用电所属类别、区域功能具体定位、目标地块预开发深度,精细的划分规划单元(简称之为“网格”),建设出分层、分区的网格化部署局面。

  依照用地性质差异划分网格。为从根本环节确保电网负荷预测的精确度,实践中可以依照建设用电内居住、工业、商业、行政办公等诸多单一化用地性质规划细分网格,比如可将M市建设用地细化为14类,共计4.4万个网格。其中居住类、工业类、商业类、行政办公类建设用地面积分别为589、197、121、51km²,占比分别约为31.7%、10.6%、6.6%、2.8%[4]。

  参照供电区不同划分网格。为确保差异化目标网架搭建过程便利化推进,严格依照国网公司现行标准规则,参照负荷密度、行政所属等级、功能定位等因素规划细分网格,将M市分为565个不同小区,并且依次定义成A+、A、B、C、D五个不同类别的供电区域。其中A+类供电区的构成以东、西城区及丽泽商务区等为主,占地面积约为350km²;A类供电区域网占地面积为939km²,由市区(五环内)与亦庄组成;B类区域具体是由远郊区县的新城与有代表性的部分园区组成,面积达到了1027km²;C类区的构成以远郊区县的平原地区农村为主,面积为3880km²左右;远郊县的山区浓度是D类区的主要组成部分,面积高达9900km²[5]。

  依照建设程度划分网格。针对增建、整改项目,为更有明确的目的性的开展整理工作,拟定将M市建设用地细化为建成、半建成和新建三种不同类别的网格。建成区是建筑体量依照控规基本形成的区域,面积达到514km²(占比约为27.1%),主要分布在五环之内的区域;半建成区是建筑体量依照控规局部达成的,或依照体量基础实现的,但是该区内建设标准到今天都没有全面贯彻落实,面积781km²(占比42%),五、六环是其主要分布的地段;而分析新建区,其隶属于现状空地或者待拆迁区,面积569km²(占比30.9%)。具体见图1[6]。

  当下,分析M市现存的用电指标,发现其都会存在着指标值数值整体偏低、所属类型宽广泛化、实用性及针对性差等诸多不足,难以满足当下配电网负荷水平均衡发展的主观需求。

  精确的预测负荷可被看成网格化配电网规划工作的重要基础,在实践中,结合M市现行的城市用地规划,将本市用电分为以居住、工业、农业、商业、行政办公等为代表的14大类,详细细化为45种用户类型,选定了3663个典型样本。严格依照相关规范,采集了各个样本2013～2015年每小时电量数据,将其设定为测算基础值,数据总量超出了1.5亿条。对采获的数据来进行筛选处理,最后决定选用饱和样本作为有效样本,联合使用样本既往最大负荷与建筑建设实际面积,测算出样本真实的负荷密度,整合所属性质类型一致的样本,科学设定负荷指标的取值范围[7]。以此为基础实测对样本用户的负荷密度,进一步审查、核对负荷指标区间的精确度,最后产出了14类用地性质与45类用户两大类型的负荷预测指标。

  具体是结合现行的城市控规,采用如上构建的14类经典负荷指标,将网格设定为最小单元,对饱和年空间下的负荷进行预测[8]。全面采集预测结果并用其知道本地区配电网项目的建设规模大小,涵盖了开闭站、分界室数目,配电变压器容量等内容。与此同时,参照既往负荷变化趋向与所在区域经济社会持续健康发展态势,在时间序列、灰色轨迹、弹性系数法等协助下,将大区域设定为研究单元,逐年预测电量、负荷指标。利用预测结果科学指导所在区域中各个年度110kV及以上变电站电力电量均衡发展过程。

  统计空间负荷、逐年负荷预测结果并进行校对审核,这是终极负荷预测结果产出的重要基础,并要有明确的目的性的整改最初网格规划结果[9]。2020年M市预测负荷为2950万千瓦,参照负荷具体部署状况,校对、审核各小区负荷密度,并对其发展做出科学定位,产出了全市精准的供电区域划分结果。

  首先,在规划设计及配电网工程建设方案时,严格依照现行有关技术指导规则设定配电网目标网架,针对A+、A类供电区配置的电缆,统一选用双环网结构,A+区内部分试点构建合环运行的高可靠性配电网;针对架空网采用多分段适度联络形式,和电源点之间建设密切的联络关系达成的变电站多于2座;B、C、D类供电区电缆网应用单环或双射形式,架空网基于多分段、适度联络连线法进行。

  其次,规划配电智能化与通信网。同样是依照技术导则设定配电智能化构建规模,A+、A、B、C、D类供电区均统一应用集中化方式,就地型重合器发挥辅助作用,同时将光纤铺设到台区内。

  最后,规划管道路由。具体是依照技术导则制定管沟规划方案。针对A+、A类电缆网占主导的供电区,依照主干道路双侧路由进行规划;于B、C类电缆与架空联合区,推荐依照主干道路规划隧道,在他类道路上规划管井,同时仅相应的联通处理。

  结合网格、供电区域所属类型的差异,全面梳理当下电网运作发展现状,有明确的目的性的分析现存问题,探查薄弱位点,掌握规划实践的侧重点,构建模块化的目标网架,始终秉持因地制宜的原则,结合开发深度的差异性,设定最合理、科学的建设方式[10]。针对M市500余个小区,逐一按此规划配电网的空间布局,设定各个小区未来几年内压配电网连线形式,对开闭站、分界室等配电网一次设备选定建设地址、设定容量区间,扎实掌握各个小区隧道、管井等地下管线具体的咨询需求;最后建设出各区县2014～2016年逐年配电网增建、整改项目,全面贯彻落实配电网技术整改目标,实现对后期配电网工程建设方案实施过程的科学指导。

  M市电力发展部在拟编规划过程中加强全过程的监督管理,定期举办阶段性评审会议,针对配电网规划制定过程中涉及到的网格细化、负荷预测、项目库整理等重要过程取得的成效进行严格审核,明确整改意见,确保各个参与单位均能严格依照计划部署工作,不断拓展配电网规划编制的深度性。M市还特别邀请了我国配电网领域著名专家与本市城市规划专家共同分析论证各个供电公司形成的规划报告成果,并作出科学评审,提出详细的整改意见与建议。结合设定的评审方法和专家做出的意见,组织报告内容整改完善工作,针对各参与单位配电网规划编制情况作出综合性评价。

  “网格化”配电网规划全过程针对紧凑衔接政府有关部门始终是重点强调的内容,以上提议的落实能进一步提升电网专项规划和区域整体发展规划之间的契合度。相关单位在整改好报告内容后,国网电力公司及时组织所属15家供电期间整体进行和各区县政府对接发布工作,微配电网规划成果落到实处提供强大的推动力。

  具体办法能够做出如下阐述:首先,和政府有关部门建设联动关系,要求领域专家开展评审活动,以提高本区域网格化配电网规划效果为目标,提出切实可行的意见或建议[11]。其次,参照专家评审过程中作出的意见进行相应整改优化,并征得来自区县发改委、规划分局作出的支持意见,编制出报审文稿。再者,将文稿材料呈交给本区县政府进行审核评估,经区(县)长办公会审批后,也要得到政府批复文件。最后,结合批复下达的文件,主动和规划部门创建联动机制,循序渐进把配电网规划成效整合至控规内。

  产出了两类符合预测体系。参照样本既往电量数据统计表以及度夏负荷密度实测校核分析结果,共计形成了14类建设用电与45类客户负荷预测指标,为相关单位更精确的预测不同用电性质客户用电负荷饱和情况提供更为可靠凭据。和原始建设的指标体系相比较,新版指标体系详细规划了电力负荷所属类型,指标水平有一定提高,针对性增强,对当下配电网用电负荷属性表现出较高的适应性。

  实现对一、二次目标网架的统筹管理。到2020年初M市规划新建设20120座10kV配电站,配电线km。电缆线路打造出以环网为主导、辐射占据辅助地位的连线%。架空线路无一未达成多分段适度联络,并且高效率的迎合了联络位点电源从差异化变电站内牵引出的现实要求;110kV变电站共计规划了525座,新建隧道、电力管井分别1470km、2230km,主次干道管道覆盖率抵达80%;配电智能化在本市四环及各区县平原中实现了全面股改,且光纤同步被铺设至台区[12]。

  建成了全口径项目储备。参照“网格化”配电网规划成效,整理出2015年、2016年间全口径储备项目建设资料。费用投资侧重点明确化,建成、半建成区段中给予提高配电网设备健康水平、互倒互带性能指标较高重视度,而在新建区内格外的重视电网升供电能力强化、网架构造完善情况,把整合投资能力,辨识轻重缓急内容逐一整合至投资规划启动执行过程中[13]。

  助推于规划成效落实过程。具体是参照网格化配电网规划成效,建设完善化的对接政府工作体系,落实了和15个不同区县的衔接发布工作任务,共计完成165个综合性项目,214km电力管道,和部分政府签署了配电网统一规划施工协议书。

  近年我国城镇化建设脚步不断推进,城市发展规模有不断拓展趋势,中心城区人口聚集效应越来越显著,各类负荷需求也相应增长。在这样的情景下,由电力部门主导开展的配电网规划很难满足市政规划现实需求,这是造成配电网工程真实建设效果落后的根本原因之一。网格化配电网规划编制阶段将客户用电需求设定为导向,遵照一定原则,综合分析行政规划、区域经济发展实况、现实开发深度、功能具体定位等诸多因素,逐渐实现“一格一规划”。和传统配电网规划相比较,采用空间布局的“网格化”配网规划法,能逐步提升配网规划的准确性,对配网建设、运行及管理均有很大的指导性意义。

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