（广东电网有限责任公司东莞虎门供电局 523900）
摘要：电力系统是整个国民经济或能源系统的一个非常重要的子系统，电力系统就是为用户提供满足需求的电力而存在和发展的，其中配电网是直接面对用户的组成部分，因此显得尤为重要。对于供电企业而言，合理的配电网规划就是寻找一种即节省费用，又可满足用户供电需求和可靠性的方法。
关键词：配电网规划；网格化方法；分区供电；关联；
Research on the Intrinsic Correlation between Grid Power Supply Planning of Urban Distribution Network and Substation Power Supply Planning
Wang Zhiyi
Dongguan Humen Power Supply Bureau，Guangdong Power Grid Co.，Ltd.523900
Abstract：The power system is a very important subsystem of the entire national economy or energy system.The power system exists and develops to provide users with electricity that meets their needs.The distribution network is a component that directly faces users，so it appears Particularly important.For power supply enterprises，a reasonable distribution network planning is to find a method that can save costs and meet user power supply needs and reliability.
Keywords：distribution network planning；gridding method；district power supply；association；
目前，城市配电网建设存在着与城市建设发展不协调、负荷预测及电气计算准确性不高和配电网与主网的建设发展不协调等问题。本文对城市配电网进行合理分区，通过网格化的方法，实现对分区用电需求的准确预测，在此基础上，分区开展配电网规划，在原有地区主网和配电网的基础上，提出变电站点建设方案和配电站点建设方案，并在分区间完善区域配电网联络方案，保证互为备用，在满足地区用电负荷发展需求的同时，满足用户对供电可靠性的需要。
一、城市配网网格化概述
网格化配网规划按照“自下而上”的方式，以地块用电需求为导向，依据地区控规对不同用地性质和开发深度的地块进行归类，结合典型负荷预测模型，开展系统化负荷预测；按照差异化的规划标准，以提升供电可靠性为目标，分区域开展10千伏一次网架布局，并延伸规划110千伏电网和管沟布局，最终形成多元化规划成果，并与地区发展规划有效对接。
二、实例分析
现以实际应用中的滨海湾地区专项规划进行举例说明
根据滨海湾新区的发展定位、总体规划和重点建设项目，结合远景年负荷分布预测结果和变电站选址方案，规划适合规划区中压配电网发展的目标网架与过渡网架。
远景年中压配电网架规划侧重于从整体的角度把握配电网网架未来发展的方向。根据远景年新区土地规划、和产业的规划，以及电网负荷分布预测结果和变电站选址方案，划分配电网供电网格。并按照相应的规划目标和技术原则，结合滨海湾新区实际情况，规划远景年进行分片区网格化规划，制定各供电网格10kV主干网络。近期规划思路以远景年网架为目标，以现状网络为基础，根据近期负荷分布预测的结果进行网格化过渡网架规划。在满足近期合作区负荷需求的同时，保障以安全用电为主题，重点解决现状存在的主要问题；根据规划年变电站的建设逐步完善10kV配电网架结构，减少跨区供电的现象，规划方案中供电模式、线路路径都应考虑与远景年目标网架的过渡和衔接，避免重复建设；参考已编制完成的《东莞供电局“十三五”配电网规划修编》和《2018年东莞供电局110k及以下配电网规划项目库修编》相关滨海湾新区的项目方案，做到协调统一。
三、网格化规划
配电网网格化规划的目标是建设安全可靠、结构优化、运行经济的配电网络，规范配电网目标网架及其过渡过程，提升电网精益化管理水平；网架规划以供电网格为单位，详细规划每个网格的供电线路需求、网架结构、用户接入方式、主干布局等。
滨海湾新区以双环网、三供一备网架结构作为目标网架，以单环网、两供一备网架结构作为过渡网架，逐步由现状网架过渡到目标网架。考虑到滨海湾新区未来负荷发展的不确定性，且规划期跨度亦较大，为保证网架建设具有一定的灵活性与适应性，本次规划将分别对每个网格进行近期、远景期阶段的网架方案规划。
1 网格化规划原则
（1）根据网格各阶段负荷预测结果，结合网格内现有供电线路情况、可利用线路走廊情况，所属供电区分类要求，初步选择各阶段网格典型接线模式。
（2）分析网格内初步选择的接线组最大供电能力是否与负荷预测结果相匹配，以合理提高线路利用效率；若不匹配时，考虑调整网格边界以调整网格供电负荷大小，或调整接线模式，进行接线模式与供电负荷的动态匹配，宜在满足负荷需求的同时留有适量裕度。
远景年各10kV线路负载率按不超过规划技术要求的馈线组内各10kV线路的负载能力以及不造成重过载设备来进行规划。按照东莞局10kV线路最高电流控制值552A来计算，各类型馈线组负荷情况见下表所示。
表1各类型网格馈线组负荷建议表
.png)
（3）网格组网规划宜进行方案比选，从供电能力、安全可靠、经济性、技术装备、建设可行性、运行便捷性等方面对不同组网方案进行对比分析。
（4）线路配网自动化实施应参照配网自动化与配网通信相关原则执行，宜与线路一次设备建设改造同步开展。
（5）网格组网时应注意分层管理原则。每回线路可分为三层，包括主干层、接入层、用户层。主干层关注线路的主干线布局、联络点设置，接入层关注线路主干节点的设置方式、用户的接入方式，如多个用户采用串接式接入主干层还是采用主干配式接入主干层，用户层关注终端用户与接入层的连接方式。本次规划仅对10kV主干线路（主干层）进行规划。
.png)
图1 10kV线路分层规划图
（6）为满足可靠供电，考虑每回中压线路作3~4分段，每个单电源开关站装接用户负荷控制在2.4MW以内，每个双环网开关站装接用户负荷控制在4.8MW以内（各分段母线所带负荷控制在2.4MW以内），由于负荷发展空间性、时间性和速度存在不确定性，规划区未来的用地情况也具有一定的不确定因素，单一的过渡网架方案未必能符合未来实际建设情况。因此，即使出现实际情况与规划不一致时，灵活的过渡思路及方案亦可作出相应的调整。
规划网格内每个供电节点都有其供电范围，实际网架建设中应该按规划预留节点位置，至于主干节点建设可按照实际用户投产情况而定。虽然网格内线路与主干节点的建设顺序是不定的，但总体上仍可以朝向远景期网架建设。
.png)
图2 10kV电缆线路网架接线方案演变图
根据网格负荷、配电网规划技术原则本地化修编，选择交椅湾、沙角半岛负荷密度较高的部分区域（即滨海湾新区的核心区）按“2分钟”特征电网开展高可靠性规划建设，细化网格目标网架个性化方案：
按片区划分，沙角半岛、交椅湾片区的10kV线路目标网架主要为双环网接线模式，威远岛片区的10kV线路目标网架主要为三供一备接线模式。
按地块负荷类型划分，以商业、文化、办公与新型产业等类型负荷的地块，其密度较高，约为80-100MW/km2或以上，其10kV线路目标网架以双环网接线模式为主。以居住、服务和教育等类型负荷，其密度相对较低，约为60-80MW/km2，其10kV线路目标网架以三供一备接线模式为主。
滨海湾新区的核心区为滨海总部经济带、TOD城市中心区、科技创新产业区、粤港澳创新合作岛，详见附图3。
以下以双环网接线模式为例子，说明网架演变主要过程。也可根据实际、现状网架线路情况，灵活处理至目标接线的过渡方案。
（1）建设主干线路
从变电站甲不同母线沿同一路径馈出2回线路，从变电站乙不同母线沿同一路径馈出2回线路，共4回线路构成一组双环网主干线。
（2）满足户外用电需求
双环网供电范围内新增施工用电、路灯用电等户外用电需求，建设2套户外断路器柜，配置电压电流型自动化和常规保护（看门狗功能）。负荷由次干层引接。
（3）满足户内用电需求
新报装用户能够提供户内开关站用房时，建设主干层开关站，二次配置常规保护、对等式备自投、差动保护和拓扑保护。负荷由次干层引接。
（4）改接户外环网柜
当主干层户外环网柜附近能够建设开关站用房时，将户外环网柜改接到次干层。
（5）接入光纤通信
双环网沿线建设电缆沟后，光纤通信正常，投入智能分布式自动化功能：拓扑保护、差动保护、对等式备自投。
（6）继续增加主干层开关站与负荷接入
（二）网格划分及其负荷预测
按照“大而化小，分而治之”的主体思路，采用分片区、中区、网格逐层深入细化的操作方式将规划区供电范围进行划分。得出各网格的逐年与目标年负荷预测。
（三）下面以滨海湾新区沙角半岛变电站分区及网格划分举例（以某个网格举例）
.png)
3.1滨海湾新区（沙角半岛）变电站分区网格划分及负荷预测分布图
沙角半岛分为7个供电网格，分别为SJ-01-XWYG、SJ-02-SJW、SJ-03-TOD、SJ-04-SJNE、SJ-05-SJS、SJ-06-SJC、SJ-07-SJSE。
1）SJ-01-XWYG
SJ-01-XWYG供电网格对应现状沙角半岛的新湾渔港和沙角社区北部区域，将规划为新港渔湾发展单元，主要为居住及其配套负荷类型。目前供电网格内有1组2-1单环网线路。远景年，供电网格内将形成4组典型接线，主要为三供一备接线模式，每回线路平均负荷5.4MW，线路平均负载率为56.2%。
.png)
（c）三供一备接线模式
2）SJ-04-SJNE
SJ-04-SJNE供电网格对应现状路东社区部分区域，将规划为沙角东北部发展单元，主要为居住及其配套负荷类型，近期建设重点为滨海湾医院。目前供电网格内有2组3-1单环网线路、1组2-1单环网线路和另外1回与其他网格联络的线路。远景年，供电网格内将形成6组典型接线，主要为三供一备接线模式，回线路平均负荷5.0MW，线路平均负载率为52.8%。
根据滨海湾新区3个片区的规划定位、负荷密度，对比配网规划技术原则，建议：
交椅湾片区为A+类供电区；
沙角半岛为A类供电区；
威远岛为A或B类供电区。
根据东莞配电网规划技术原则本地化修编：
A+类（交椅湾）：主要3供1备，部分可靠性要求较高的区域可考虑双环网；
A类（沙角半岛）：主要3供1备，部分采用架空线路的地区采用2联络架空线；
A类（威远岛）：主要2供1备，部分采用架空线路的地区采用2联络架空线。
参考滨海湾新区城市规划
四、分区供电规划方法及内容与负荷预测
1.居住用地
经调查，结合规划区实际情况以及《城市电力规划规范》对居住用电20 ~ 60W/m2的规定，确定规划区二类居住用地指标为40W/m2。
2.商业金融用地
根据规划区商业职能的区别，将其商业划分为：商业设施、商务设施、娱乐康体、公用设施营业网点其他服务设施。
结合规划区实际情况，以及《城市电力规划规范》对商业金融用电30~ 120W/m2的规定，确定商业用地指标。
3.公共设施用地
规划区的公共设施用地包括行政办公、教育机构、文化设施、体育、医疗卫生、社会福利设施、文物古迹、宗教设施、道路广场等多方面。
（一）负荷预测
利用负荷密度指标的方法进行负荷预测，必须要确定每一负荷的用电负荷密度参考指标。为了使负荷密度指标能够代表未来发展情况，对已经经过了充分发展的同类型负荷的负荷密度情况进行调查，并以这些负荷密度指标作为规划区负荷密度指标设置的主要依据。
同时，对于地区特点明显的一些分类，如工业和居住等再结合本地的实际情况进行设置。规划区内不同性质用地的发展定位不尽相同，从而导致各类负荷密度指标不同，因此需要对各类负荷的用电指标分别进行详细的调查分析并确定最终的选取结果。
五、分区供电与网格化供电两者之间的规划结合
（一）供电网格一般结合道路、河流、山丘等明显的地理形态进行划分，与城乡控制性中的功能分区相对应。
（二）供电网格应遵循电网规模适中且供电范围相对独立的原则，远期一般应包含2~4座具有10千伏出线的上级公用变电站。
（三）供电网格不应跨越供电区域，不宜跨越220千伏供电分区。
（四）为便于建设、运维、供电服务管理权限落实，可按照供电营业部（供电所）管辖地域范围作为一个供电网格，当管辖区域较大、供电区域类型不一致时，可拆分为多个供电网格。
六、结语
采用网格化配网规划方法，具有做细负荷预测、做实规划基础、做深规划内容的特点，能有效提升城市配电网规划质量，满足与城市发展契合需求。
参考文献：
［1］尹作劲.YF城市配电网网格化分区规划方法研究[D].华南理工大学.
［2］张植华，李健，林毓，网格化城市配电网目标网架动态构建方法[J].智慧电力，2015，43（2）：23-29.
［3］任泓宇，王主丁，张超，高压配电网网格化规划优化模型和方法[J].电力系统自动化，2019（14）.
［4］李海涛，孙波，王轩.配电网网格化规划方法及其应用[J].电力系统及其自动化学报，2015（s1）.