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摘要：随着城乡发展步伐的不断迈进，城市电网应用的各种模型和方法，已不能满足需求，日益成为电力系统在城乡规划发展中迫切需要解决的问题。作为受端电网，城市配电网在整个电力系统中发挥着重要作用。但是，城乡经济发展带来的负荷加重使整个电网规划与建设中由于土地利用率原来越高，带来的建设用地紧缺、中长期负荷预测偏差大等问题，都影响了电网模型与规划的正常运行。网格分析法对于解决这一问题有很大帮助。
关键词：电力系统；城乡配电网；网格应用；网架结构；辅助规划工具
我国电网建设在整个城乡规划建设中扮演着重要角色，是城乡健康发展的必要条件，关系着国民的日常生产、生活质量。所以，在整个电网规划中，必须保障其结构分布、供电性能、供电质量、供电安全等方面良好。经过不断的改进与完善，电网系统已经向好的方向发展，但在新形势、新要求下，又面临许多急需解决的问题。
一、我国电网系统存在的问题
1、电网系统面临的传统问题
（1）结构分布不合理。我国早期的网电系统由于技术水平和知识经验的严重不足，它的发展多处于“哪需要，哪拉线”的无规划状态。网架结构上的这种不合理使电网线路浪费、线路超负荷、电能功效差现象频仍影响人民生活。
（2）设备落后，自动化水平低。人们生活所需用电量逐渐增多与国家电网设备的落后产生矛盾性问题，制约了我国城乡发展的需求。我国电网建设起步晚、国际先进技术转移的接收时间短，导致现行配电网设备存在技术运用差、网路消耗大、电网安全系数低、线路故障频发等问题，自动化水平仍处于初级发展阶段。
（3）线路损坏严重。配电网的良好与否，多通过电压合格率、线路线损合格率加以衡量。我国电网建设在很多地区仍沿用早期的中压电网，致使线路电压过高、线路线损程度过高。
2、新形势下新问题
（1）土地利用率高，输变电设施压力大。城区发展中以楼层建设为主，使土地单位面积利用率不断增长，电压负荷强度愈加提高，就需要更多的土地加强输变电设施建设与利用，成为一种矛盾中发展的循环趋势。如此以往，支持高电压的变电站与线路连接会越来越密集，选址和线行就成了更加慎重的部分。
（2）市容市貌标准高，电网建设投资大。从城市用电的现实状况来看，高电压等级设备已越来越多的投入使用。可是，高压设备的安装建设需要的土地范围比较大，输电走廊需要向外延伸的边导线宽度较大，资本的投入量就会更多；再加上对市容市貌发展的标准化要求，线路安全和布局外观就成为电网建设必须考虑的内容，故常采用地下电缆形式，随之带来的建设成本比架空线又会高很多。
二、城乡配电网中网格的应用
1、网格负荷预测法
负荷预测是整个电网规划工作的基础性前提，一定程度上决定了配电网的投资成本和运行质量。建立一套完善有效的分布预测方法在整个负荷预测技术研究中至关重要。其中分类分区法是最符合我国负荷预测的一种方法，网格预测法就是以此为基础与三级网格结合、改进后的一种空间负荷预测法。
（1）把总体负荷与分类总体负荷的预测作为对城区历史用电量和历史负荷数据的参照物进行核实，对规划区的电网布局有着很重的借鉴作用。
（2）对网格预测法引导下划分的老区、新老区、新区三部分城区进行负荷分布预测，利用划分的不同区域的分类负荷密度值作为网格负荷预测值。老城区数据可靠，逐年统计计算即可获得；新区的土地利用性质局限、布局整齐划一，容易计算；老城区的拆迁、改建形成的数据变更划入新区网格内计算。
（3）针对不同预测方法出现的结果差异实行结果校核法，做出合理的结果预测。远景年负荷预测值、规划期负荷预测结果都可利用这种方法进行校对与核实。
2、采用网格选址法进行变电站选址
城市电网的规划工作需要对变电站有一个科学合理的站址，直接关系到未来建设中的电网脉络、供电功效、电网运行的健康发展。所以，变电站选址要充分考虑负荷中心周围的地理环境、周边建筑实现选择最优化。为了提高工作效率，需实现传统经验法向网格选址法的转变，大体可分为三大步骤。
（1）系统性准备。统计网格负荷预测法中获取的二级网格负荷预测数据；利用网格中心点进行负荷值等效比对方式，绘制负荷中心矢量图；对耕地、河流表格作为特殊符号在网格上标出，并纳入数据库；变电站供电范围的二级网格必须矢量化。
（2）建立模型。主要有三步。利用网格选址法对已有变电站的进行具体定位，依据周边地理条件建立合理的供电需求关系，严格控制出线走廊、扩容性；对约束区的变电站选址不断改进选址模型，有效处理限制网格；利用交替迭代法对经过限制网格处理的选址过程进行数据计算。
（3）反复校核。针对选址过程中出现的人工干预等问题要经过专家的反复校对与核实，确保站址的实用性与可靠性。
3、配电网线路规划
电力负荷是随着电力需求不断增大的，当超过一定范围时，配电网网架的负荷切入点如何分配，就成为关键性问题。维护负荷平衡、建设成本最低，是配电网线路规划的主要研究方向。所以，用二级网格划分建立的网格供电模式，是对配电网网架的一种模式创新。
（1）利用prim图论方法，构建合理的城市规划网格，建立较完善的网格prim法。以初步规划为依据，对导线的实际电流按照prim法作出调整；对环路问题采用应用拆环法，求解最小代价树；对prim法获取Ti出现的电网路线交叉问题要清晰的认识到现实生活中是不存在的，将其等效标号，和两端的等效负荷点连成支路，成为集合Vi、Ei的一部分；有效结合prim法与二级网格形成网格prim法，做到对街道区划、地理条件等数据的统计与研究；做完prim法的数据获取后要应用在配网规划中。
（2）为了保障电网供电系统的负荷密度较大地区的各项指标都真实可靠，利用网格式布线法进行线路的沿街铺设。不同城市有不同的布局结构，但功能原理是统一的，主要利用了保护器和变压器保护電源供电；选取的供电设备、主干线路导线、断路器，要对网格间的互供能力、负荷发展与故障线路负荷量、具体短路电流量一一做好比较；网格式配电网架的建成，必须以能够满足用户需求为标准，严格停电要求。
三、结束语
我国电力系统建设由于起步晚、重视度不够、人们生活质量需求等致使出现了许多问题，需要在电网规划中高度重视。网格分析法是对电网电路的一整套规划方法，应用于配电网系统的各个方面。网格负荷预测法、网格选址法进行变电站选址、配电网线路规划等都发挥了很大作用，保障了电网建设与运行的健康发展。通过本文的分析研究，希望对今后电网规划有所助益。
参考文献：
[1]羌丁建，寿挺，朱铁铭，黄民翔，钟宇峰，范华.高压配电网规划评价指标体系与综合评价模型（优先出版）[J].电力系统保护与控制，2013（21）.
[2]麻秀范，崔换君.改进遗传算法在含分布式电源的配电网规划中的应用[J].电工技术学报，2011（3）.
[3]林俊，王钇，苏迪.改进的模糊层次分析法在配电网规划中的应用[J].高电压技术，2010（6）.
作者简介：
董乐德，1987-，男，汉族，广东高州人，工学学士，助理工程师，研究方向：配电网规划。
关键词：电力系统；城乡配电网；网格应用；网架结构；辅助规划工具
我国电网建设在整个城乡规划建设中扮演着重要角色，是城乡健康发展的必要条件，关系着国民的日常生产、生活质量。所以，在整个电网规划中，必须保障其结构分布、供电性能、供电质量、供电安全等方面良好。经过不断的改进与完善，电网系统已经向好的方向发展，但在新形势、新要求下，又面临许多急需解决的问题。
一、我国电网系统存在的问题
1、电网系统面临的传统问题
（1）结构分布不合理。我国早期的网电系统由于技术水平和知识经验的严重不足，它的发展多处于“哪需要，哪拉线”的无规划状态。网架结构上的这种不合理使电网线路浪费、线路超负荷、电能功效差现象频仍影响人民生活。
（2）设备落后，自动化水平低。人们生活所需用电量逐渐增多与国家电网设备的落后产生矛盾性问题，制约了我国城乡发展的需求。我国电网建设起步晚、国际先进技术转移的接收时间短，导致现行配电网设备存在技术运用差、网路消耗大、电网安全系数低、线路故障频发等问题，自动化水平仍处于初级发展阶段。
（3）线路损坏严重。配电网的良好与否，多通过电压合格率、线路线损合格率加以衡量。我国电网建设在很多地区仍沿用早期的中压电网，致使线路电压过高、线路线损程度过高。
2、新形势下新问题
（1）土地利用率高，输变电设施压力大。城区发展中以楼层建设为主，使土地单位面积利用率不断增长，电压负荷强度愈加提高，就需要更多的土地加强输变电设施建设与利用，成为一种矛盾中发展的循环趋势。如此以往，支持高电压的变电站与线路连接会越来越密集，选址和线行就成了更加慎重的部分。
（2）市容市貌标准高，电网建设投资大。从城市用电的现实状况来看，高电压等级设备已越来越多的投入使用。可是，高压设备的安装建设需要的土地范围比较大，输电走廊需要向外延伸的边导线宽度较大，资本的投入量就会更多；再加上对市容市貌发展的标准化要求，线路安全和布局外观就成为电网建设必须考虑的内容，故常采用地下电缆形式，随之带来的建设成本比架空线又会高很多。
二、城乡配电网中网格的应用
1、网格负荷预测法
负荷预测是整个电网规划工作的基础性前提，一定程度上决定了配电网的投资成本和运行质量。建立一套完善有效的分布预测方法在整个负荷预测技术研究中至关重要。其中分类分区法是最符合我国负荷预测的一种方法，网格预测法就是以此为基础与三级网格结合、改进后的一种空间负荷预测法。
（1）把总体负荷与分类总体负荷的预测作为对城区历史用电量和历史负荷数据的参照物进行核实，对规划区的电网布局有着很重的借鉴作用。
（2）对网格预测法引导下划分的老区、新老区、新区三部分城区进行负荷分布预测，利用划分的不同区域的分类负荷密度值作为网格负荷预测值。老城区数据可靠，逐年统计计算即可获得；新区的土地利用性质局限、布局整齐划一，容易计算；老城区的拆迁、改建形成的数据变更划入新区网格内计算。
（3）针对不同预测方法出现的结果差异实行结果校核法，做出合理的结果预测。远景年负荷预测值、规划期负荷预测结果都可利用这种方法进行校对与核实。
2、采用网格选址法进行变电站选址
城市电网的规划工作需要对变电站有一个科学合理的站址，直接关系到未来建设中的电网脉络、供电功效、电网运行的健康发展。所以，变电站选址要充分考虑负荷中心周围的地理环境、周边建筑实现选择最优化。为了提高工作效率，需实现传统经验法向网格选址法的转变，大体可分为三大步骤。
（1）系统性准备。统计网格负荷预测法中获取的二级网格负荷预测数据；利用网格中心点进行负荷值等效比对方式，绘制负荷中心矢量图；对耕地、河流表格作为特殊符号在网格上标出，并纳入数据库；变电站供电范围的二级网格必须矢量化。
（2）建立模型。主要有三步。利用网格选址法对已有变电站的进行具体定位，依据周边地理条件建立合理的供电需求关系，严格控制出线走廊、扩容性；对约束区的变电站选址不断改进选址模型，有效处理限制网格；利用交替迭代法对经过限制网格处理的选址过程进行数据计算。
（3）反复校核。针对选址过程中出现的人工干预等问题要经过专家的反复校对与核实，确保站址的实用性与可靠性。
3、配电网线路规划
电力负荷是随着电力需求不断增大的，当超过一定范围时，配电网网架的负荷切入点如何分配，就成为关键性问题。维护负荷平衡、建设成本最低，是配电网线路规划的主要研究方向。所以，用二级网格划分建立的网格供电模式，是对配电网网架的一种模式创新。
（1）利用prim图论方法，构建合理的城市规划网格，建立较完善的网格prim法。以初步规划为依据，对导线的实际电流按照prim法作出调整；对环路问题采用应用拆环法，求解最小代价树；对prim法获取Ti出现的电网路线交叉问题要清晰的认识到现实生活中是不存在的，将其等效标号，和两端的等效负荷点连成支路，成为集合Vi、Ei的一部分；有效结合prim法与二级网格形成网格prim法，做到对街道区划、地理条件等数据的统计与研究；做完prim法的数据获取后要应用在配网规划中。
（2）为了保障电网供电系统的负荷密度较大地区的各项指标都真实可靠，利用网格式布线法进行线路的沿街铺设。不同城市有不同的布局结构，但功能原理是统一的，主要利用了保护器和变压器保护電源供电；选取的供电设备、主干线路导线、断路器，要对网格间的互供能力、负荷发展与故障线路负荷量、具体短路电流量一一做好比较；网格式配电网架的建成，必须以能够满足用户需求为标准，严格停电要求。
三、结束语
我国电力系统建设由于起步晚、重视度不够、人们生活质量需求等致使出现了许多问题，需要在电网规划中高度重视。网格分析法是对电网电路的一整套规划方法，应用于配电网系统的各个方面。网格负荷预测法、网格选址法进行变电站选址、配电网线路规划等都发挥了很大作用，保障了电网建设与运行的健康发展。通过本文的分析研究，希望对今后电网规划有所助益。
参考文献：
[1]羌丁建，寿挺，朱铁铭，黄民翔，钟宇峰，范华.高压配电网规划评价指标体系与综合评价模型（优先出版）[J].电力系统保护与控制，2013（21）.
[2]麻秀范，崔换君.改进遗传算法在含分布式电源的配电网规划中的应用[J].电工技术学报，2011（3）.
[3]林俊，王钇，苏迪.改进的模糊层次分析法在配电网规划中的应用[J].高电压技术，2010（6）.
作者简介：
董乐德，1987-，男，汉族，广东高州人，工学学士，助理工程师，研究方向：配电网规划。