城市配电网规划探讨
>吴潮辉
　　（华南理工大学电力学院，广东广州510640）


　　当前，国家投入巨资进行城市配网建设与改造，如何搞好这项工作，最大发挥所投入资金的经济效益和社会效益，笔者认为首先要搞好配网规划。
1　配网现状
　　近年来，电力供求关系已经发生了重大变化，由过去的长期缺电走向了缓和，某些地区甚至出现了供大于求。但是，由于长期以来电力建设存在“重发、轻供、不管用”问题，致使配网十分脆弱落后，主要表现在：网络混乱薄弱；装备陈旧落后；供电半径太大；导线截面太小，绝缘水平低；无功补偿严重不足；配电变压器容量不足；自动化水平极低。
　　从以上分析可知：目前我国城市供电的突出问题是：可靠性低、电能质量差、停电时间长。
2　一次规划
　　目前一般城市配网结构普遍比较混乱，根本原因就是配网建设缺乏规划指导的结果。以往由于资金严重不足，无法统一规划、统一建设，负荷一上来，就近拉一条线，临时应付，造成网络结构混乱，不仅所投资金难以发挥应有效益，有时反而给电网的安全经济运行带来麻烦。所以，现在改造配网不能简单化地加大导线截面或改为电缆、增大配变容量，不能简单化地“头痛医头，脚痛医脚”，哪有毛病改那里，而是应该借国家城网改造的东风，首先做好配电网络的规划，并在统一规划的指导下进行配网的建设和改造，使其逐步成为现代化合理的电力网络结构。这样才能使配网适应长期发展的要求，适应城市现代化的要求。配网一次规划应着重考虑以下几个问题。
2.1　结构规划
　　配网结构对供电可靠性起关键作用，城市配网结构必须重点考虑负荷转移能力。对于一般城市可以采用环网结构，即手拉手方式或对供方式，比较简单易行，可靠性指标可达到“N－1”，负荷转移率为50％。对于可靠性要求高的，可以采用双回线加备自投结构，可靠性指标也只能达到“N－1”，但投资翻一番。值得注意的是，一个城市的配网结构不能太复杂，应该尽量简化，结构形式最好不要超过两种，而且要以一种为主。结构越简化，运行维护越方便，可靠性也越高。
2．2　站点规划
　　这方面点多面广，主要是供电范围的划分，线路的选线，开关站、配变的选址等。做好这些工作，必须和城市发展规划紧密结合，不仅要以经济发展规划和城市用地规划来进行负荷预测和负荷分布，划分供电区域，确定导线截面、开关站规模和配变容量，同时，还要与城市建设规划相配合，确定线路走廊、开关站和配变位置。随着城市现代化发展，架空线、柱上开关、杆上变压器必然越来越被地下电缆、开关站和箱式变压器所取代，因此，和城建部门积极合作，及早预留电缆沟道以及开关站、箱式变压器和电缆分接箱位置是十分重要的。当然，这些位置的选取是比较灵活的，像人行道、绿化带、停车场或大楼间的角落，都是相当理想的地点，不需征地、盖房，大大节省投资。
2．3　无功规划
　　长期以来，由于资金和体制的原因，我们只顾及线路、开关、变压器这些配网基本元件的建设，这仅满足能够用上电这点基本要求，对于电压质量、电网损耗等问题则无暇顾及，据调查，有的配变功率因数竟低于0．6。因此，无功配置仍是配网规划的一个重要内容。城市配网无功规划应该按照分层分区平衡，实现无功装置自动投切，功率因数大于0．90的原则进行。
2．4　改造规划
　　这里指设备改造规划。目前城市配网设备普遍陈旧落后，能耗高，自动化程度低，维护频繁，根本无法适应现代化电网的运行要求，改造工作十分紧迫。而这些设备往往又担负着重要的供电任务，改造期间必须考虑供电的可靠性和连续性，所以，根据轻重缓急做好改造规划是相当必要的。设备改造必须立足高起点、国产化原则，采用能耗低、可
靠性高、少维护或免维护、寿命长、价格适宜的产品，尽量配置通信接口，开关类设备要求具备电动操作功能。
3　二次规划
　　对配网来讲，二次规划主要指自动化规划。配网自动化是近几年来的一个热门话题，个别城市也进行了有益的尝试。但是，对于大部分城市来讲，现在进行大规模实质性建设还为时过早，他们的当务之急是构建坚实、合理、灵活的一次网架。然而，规划是考虑电网中长期发展的事情，科技进步，市场要求，企业发展，必然要提高配网的自动化水平。因此，自动化规划应该作为配网规划的一个重要方面来考虑。配网自动化能否实施，实施的效果如何，既取决于一次系统的建设，也取决于二次系统的配置。配网自动化在阶段规划上应重点考虑以下三个问题。
3．1　结构规划
　　自动化结构应满足开放性、可靠性、安全性、简化性原则，达到能资源共享、安全运行、维护方便、节省投资的目的。自动化结构可从纵向和横向两个方面去规划：
　　a）纵向结构可根据配网规模、规划的通信网结构和二级机构的设置，信息流量的情况，设置两层结构或三层结构。三层结构的中间子站起上传下达的作用，通常是变电站或供电所，它将现场终端的信息加工处理后按要求上报主站，将主站的命令转发到终端并可完成本辖区内的故障处理功能，在规划时要明确其信息采集范围和监控范围。
　　b）横向结构，一是上层主站的结构，二是底层终端间的结构。上层DA／DMS主站上除配电SCADA、配电故障处理系统外，还应将AM／FM／GIS、用电负荷管理、用户投诉及停电管理、远方抄表、配电变压器监测等作为DA／DMS系统中的子系统集成在一起，另外还应与SCADA／EMS、MIS、负控等现有系统进行联网，通过Web方式将有关配电管理信息发布到企业信息网上，从而使这些系统既是相对独立的又是信息共享的，也便于系统扩充。底层终端横向间视通信介质及其结构的不同，一条线、一个供电片或环上的FTU，RTU间可以RS485串行总线方式连接或点对点通信方式直接与主站（或子站）连接。当使用光纤通信时，各终端间可以Lonworks甚至以太网方式相连接。一个配电台片内的抄表系统可与配变监测装置共用一个TTU（或FTU、DTU）或几个配电台片以RS485双绞线相连接后经一个FTU（或DTU）与通信干线相连接。
　　对大中型配电网来讲，其体系结构可见图1。

3．2　功能规划
　　功能规划可根据结构规划，按照主站、子站和远方终端的特点和要求分别设置，具体可参考《配电自动化及管理系统功能规范》。
3．3　通信规划
　　通信是配网自动化的关键，也是配网自动化的核心。配电运行、管理功能的综合优化建立在配电系统通信的基础上。配网的通信方式主要有光纤和载波。光纤通信可靠性高、抗干扰能力强、不受环境条件的影响，但成本高、灵活性差，可用于主干线。配电线载波通信集功率通道和通信通道于一体，尤其是基于网络的配电线载波支持自由拓扑、具有极大的灵活性，基本无需维护，施工方便快捷，成本较低，通信速率较高，如果其可靠性能有所突破，则对中国城网是相当合适的。
4　结束语
　　城市配网规划是配网改造与建设的一个关键环节，必须先行，但需注意以下几个问题：
　　a）配网规划既要切合实际，又要适当超前，正确处理近期建设与远期发展关系的同时，还要考虑社会、经济、环境的综合效益。
　　b）配网规划应该得到城建规划部门认可，纳入城市建设总体规划，才能顺利实施。使规划既有权威性，又有灵活性，在实施中既要严格执行，又要结合实际适当调整。
　　c）配网自动化建设目前尚缺乏成熟经验，可以按照先试点、后推广原则进行。一般城市可以先做好准备工作，特别是建立配网地理信息管理系统（GIS），不仅对日后的配网自动化必不可少，对当前的运行管理也十分有用，能够收到立竿见影的效果。

［1］叶世勋，刘煌辉．配电自动化规划要先行［J］．电网技术，2000（4）：19—22．
［2］毛传洲．周英树．城市配电系统自动化的规划［J］．电网技术，2001（7）：72—76．
［3］焦邵华，矫坚，由欣，等．有高可靠性的网络化配电线载波系统的研究与实现［J］．电网技术，2000（12）：32—36．