王云龙
国网郑州供电公司 河南 郑州 450000
摘要：配电网网架规划是地区经济发展的基础内容，是实现地区电网合理布局，保证电力资源良好、稳定供应的关键。高可靠性是配电网网架规划的重要前提，对优化配电网整体架构，创新配电网网架设置模式意义重大。因此，本文对基于高可靠性的配电网网架规划方案展开讨论，借此明确配电网网架规划的基本思路，为我国电力资源的高效利用打好基础。
关键词：高可靠性；配电网；网架规划
引言：配电网建设工作中，不同网架结构的支撑下，配电网运行效率会受到较大影响。对此，相关人员在配电网网架规划中，应以“高可靠性”为前提，提前分析电网架构对线路故障、配电业务造成的影响，针对性的完善配电网网架规划，梳理配电网网架规划的基本思路。因此，文章将配电网网架的高可靠性作为目标函数，以此建立可检测配电网网架规划效果的算法模型，为我国电网建设提供数据参考。
一、配电网网架规划相关概述
配电网网架规划是结合配电系统，以及当前阶段配电网负荷、电源点方位、电网分布，对各级电网进行协调，并对电源负荷点、电源点衔接区域中的配电网线路分布方案。研究显示，地区电网建设中，网架结构、电力设备、配电技术、电网管理是影响配电网可靠性的主要原因，而配电网网架规划的科学性、合理性，将直接关系着电网可靠性是否能够达到最高水平[1]。因此，在配电网网架规划时，相关人员还应坚持以下基本原则：电网网架规划应与各级电网规划相契合，同时根据电源点负荷预测结果，分析各区域电网密度、电网负荷点分布。随后在确定配电区域内变电所供电半径后，明确配电网架内线路走向，选择电网接线方法，加强各供电所的联系，增强配电网整体架构的可靠性。
二、配电网网架规划的基本思路
为在配电网网架规划中，确保配电网内部架构的可靠性，相关人员应通过以下方式，优化配电网网架规划方案：首先，优化配电网网络结构。各地区供配电过程中，受用户数量、电网负荷量的差异性，相同电网元件故障后，各类网络结构所造成的影响程度、范围有着明显差异性。为此，在规划配电网网架时，应在网络结构设置前选择高可靠性的网络结构，比如放射网络结构、树状结构。
其次，合理划分电网配电范围内的联络线、开关端口。比如将分段开关设置在网络框架内，使其能够有效隔离各支路的电网故障，并利用联络线路恢复失电、断电区域的电力供应，减少电网故障对用户用电造成的影响[2]。另外，规划配电网网架时，相关人员还应在电网分支线路中布设熔断器，便于在用户侧支线故障后，及时隔离用户线路与配电系统线路。最后，设置分布式的网架电源。配电网网架设置中，为应对失电区域未包含转供路径的情况时，相关热能源可利用分布式的电源方案，隔离电网故障，确保配电网日常运行的可靠性。
三、基于高可靠性的配电网网架规划方案
（一）网架模型
为确保配电网网架规划的高可靠性，相关人员应在配电网建设中，基于系统容量、各网络节点的电压值、网络结构等约束条件，优化各区域的网架结构，使其满足配电系统的可靠运行要求，为电网水平的提升打好基础。配电网网架模型，是在电网布设中，在保障系统高可靠性的前提下，分析配电网网架规划方案投资费用、规划价值的模型。比如在公式minCt=Cmain+Coper+Clin公式中，所涉配电网运行指标包括网架投资总额、电网年维护费用、电网运行成本、变压器损耗等内容。相关企业在配电网网架规划时，需要在相关数据的支撑下，按照现有电网架设方案的实际支出、成本回收数据，评估现有配电网网架规划方案的整体价值。
（二）网架约束条件
根据网架模型中对配电网网架规划、系统运行的高可靠性要求，网架规划方案应满足以下约束条件：第一，各网络节点的电压约束公式为：UiminGU1GUimax。该公式中，Ui为配电网网架负荷节点中的电压值，Uimin、Uimax则为负荷节点电压值的最大值、最小值。
第二，网架结构中各支路电流容量的约束公式为Pk1Pkmax，其中Pk表示网架结构内各支路的有功功率，Pkmax为网架支路上允许电流流通的最大功率。
第三，潮流约束公式为AP=D，D表示网络节点内有功功率注入节点时的矩阵，A为网络结构中负荷节点中有功功率进入支路时的矩阵，P为支路上本身的有功功率[3]。
第四，配电网网架结构的约束。规划配电网网架时，相关人员应采用“辐射型约束”方案，坚持“闭环设计”、“开环运行”的基本原则，设计配电网中的网络结构。随后借助辐射状、分布式的网络架构，确保电网系统运行的高可靠性。
第五，电网网架的连通性约束。基于“高可靠性”的配电网网架规划，其在确定网络设计中的约束条件时，还应保障电源点、区域范围内负荷点的连通性，便于相关人员在电网运维与管理中，按照配电网网架框架内的变量关系，持续完善电网线路安全设计方案，使网架结构规划方案符合各区域线路新建、修复、故障隔离的基本要求，为配电网的稳定运行提供助力。
（三）网架编码
基于高可靠性性的配电网网架规划方案，其核心在于网络架构的整体规划，并通过电网负荷点、电源点衔接，优化电网网架设计中的变量线路。在预测配电网网架规划方案的可行性、高可靠性水平时，相关人员需将“高可靠性”作为该方案的目标函数，且应用“二进制”编码模式对该方案进行编码，评估各线路架设后的实际效果。在配电网网架编码中，若线路存在架设需求，则可在编码中用“1”表示线路的粒子位置，如果线路无需架设，则用“0”表示。随后，相关人员可在输入电网供电区域内用户数量、电网负荷要求等数值后，对该函数进行求解，预测该配电网网架规划方案的高可靠性。
首先，对配电网网架规划范围内的变电站进行标号，若电网系统中共包括R个变电站，则会在可靠性分析中产生R×R矩阵，而电网负荷节点中有通路时，则R（i，j）的数值为1，若没有通路，则编码的值为0。根据现有的配电网网架规划方案可知，配电网内共包含7个节点，6条支路，其中节点1为网架结构中的电源点，2~7节点为负荷节点。其次，利用结点的实际分布，建立7×7矩阵，判断配电网网架结构设计的可行性。最后，按照配电网的运行规律，求解网架规划方案，查看该方案的目标函数，对应的完善配电网整体设计方案。比如在网络结构设计为环网、孤点等“非辐射型”时，可适当的修复网络约束条件，适当的调整网架结构方案，保证配电网整体规划的高可靠性。
四、结语
综上所述，城市电网建设中，电网网架规划的高可靠性直接关系着电网整体运行水平，对保障用户的用电安全，优化电网整体结构意义重大。因此，相关人员在配电网网架规划中，应以“高可靠性”为核心，从配电网网架结构、配电网可靠性预测等方面，持续完善配电网网架规划，高效解决配电网整体设计中的故障隔离、供电线路恢复等问题，为我国电力事业的健康发展创造有利条件。
参考文献：
[1]钟士元,熊宁,张成昊等.配电网网架结构与配电自动化终端协同规划方法[J].电力建设, 2020(003):23-30.
[2]盘荣波.高可靠性要求下城市配电网规划设计思路及比较分析[J].中国战略新兴产业, 2018(05):36-37.
[3]方学智,李傲伟,龙琴等.适应配电网网格化规划的可靠性预测方法[J].电测与仪表, 2018(3):166-167.