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[摘 要]电网规划是经济社会发展规划的重要组成部分。一个科学、经济合理的电网规划不仅可以指导电网未来的建设和发展，提高电力系统的供电能力和可靠性，满足人们生活和经济社会发展对电力的需求，而且能够取得良好的经济效益和社会效益。本文主要是从电气工程的角度进行规划方法和关键技术展开研究，因而对诸如输电线路走廊规划和变电站站址选取等未进行讨论。
[关键词]电网规划；技术研究；规划方法
中圖分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0064-01
电网规划一般以城市发展总体规划为依据，充分考虑电力需求的增长及负荷分布情况，以电力为社会发展服务为宗旨，以电力供应满足市场需求为导向，以构筑安全、可靠电网为目的，确定电网在规划期内的网架结构和电网建设项目，通过逐年电网建设改造项目逐步解决现状电网的薄弱环节，以最小价值成本实现电网发展能力的全面提升。
1 电网规划的分类
电网规划按照规划年限分，一般可分为近期（5 年）、中期（10～15 年）、远期（20～30 年）三个阶段，与国民经济发展规划和城市总体规划的年限一致。近期规划又称为静态电网规划，主要从调查研究电网现状入手，分析负荷增长规律，着重解决电网当前存在的主要问题，编制年度计划，提出逐年改造和新建的项目，逐步满足负荷需要，提高供电质量和可靠性；中期规划又称动态规划，与近期规划相衔接，预留变电站站址和通道，项目进行可行性研究；远期规划主要对饱和负荷进行预测，并确定电源布局和目标网架。三种规划方案相互承接、联系，相互影响。按照规划内容分，一般可分为主网规划、配网规划和专项规划。专项规划包括电网智能化规划、电网可靠性规划以及电网网络规划以外的调度自动化、配电网自动化、电力营销、继电保护、通信及信息系统、无功配置、电力站址及通道等规划。
2 电网规划技术方法
2.1 负荷预测
负荷预测是电网规划的基础，也是电网经济运行的基础，准确、可靠的负荷预测是提高电网规划水平的重要前提。其重要性不仅体现在电网现状分析、电力需求预测等规划过程中，而且对电力电量平衡、主变容量选址、主网规划等环节具有重要的理论支撑作用。
2.1.1 时间序列法
（1）原理：对用电量或用电负荷的历史数据采用函数拟合的方法构造拟合函数，如果该拟合函数能够较好地描述历史数据的变化过程，从而可以用所求得的拟合函数对预测规划期内的用电量或者用电负荷进行预测。在电网规划的负荷预测中，拟合函数常用以下几种函数形式：线性函数Y=A+B t；抛物线Y=A+Bt+Ct2；指数函数Y=ABt。式中，Y是历史数据或预测量；t是自变量如年份；A、B、C 为常数，通常以历史各时段拟合残差的平方和最小为目标，即最小二乘法的理论来求得。
（2）适用性：在中长期负荷预测和短期负荷预测中都有广泛的应用。从拟合函数的曲线容易知道：线性拟合适用于用电量或用电负荷线性增长的场合；抛物线函数既适用于快速增长也可用于增长速度逐步减小的场合；指数函数则用于增长率近似为常数的场合。因为拟合函数是采用最近的历史数据拟合得到的，它要求尽量多的历史数据，所以，时间序列法对近期的负荷预测精度比较高，但对远期预测不够准确。
2.1.2 回归分析法
（1）原理：利用数理统计原理，对大量的统计数据进行数学处理，并确定用电量或用电负荷与自变量如人口、国民经济产值等之间的相关关系，建立一个相关性较好的回归方程，并加以外推，用来预测今后的用电量。其优点是模型参数估计技术较成熟，预测过程简单，但要求样本量大且有较好的分布规律和较为稳定的发展趋势。
（2）适用性：因为回归分析法中描述变量之间的数学关系是基于统计平均意义来展开的，所以基于回归模型的负荷预测往往精度不高，一般多用于中长期负荷预测。
2.1.3 大用户加自然增长法
（1）原理：按照大用户各自预测的用电量及一般用户自然增长电量预测总需求电量。大用户分已有大用户和新增大用户，按照报装需求进行预测；一般用户按照历史数据计算自然增长速度，作为预测一般用户电量增长速度的依据。然后将这两种用户相应规划水平年的预测值汇总，即可得到总的预测值。
（2）适用性：该法适用于大用户个数相对较多，且用电量所占比重较大的地区。
2.2 网络结构整体规划
2.2.1 分层分区负荷预测和规划标准化原则。网络结构整体规划是电网规划的重中之重，应以分层分区的原则作为指导，明确各层区供电范围。按照如下标准化原则进行网络结构的整体规划：电网安全可靠性原则、网络结构原则、变电站容载比原则、短路电流控制原则、电网中性点运行方式、线路设计原则、无功平衡原则等。
2.2.2 网络结构的优化方法——遗传算法。遗传算法是由自然界生物遗传机理抽象出来而形成的一种新型优化算法。遗传算法的基本原理是：先将实际优化问题编码成像染色体一样的符号串，其次将实际问题的目标函数进行转变，化成染色体的适应度函数。再根据生物学中的随机原理产生初代染色体，根据各染色体的适应度函数进行遗传操作产生子一代染色体。通过模拟生物学中物种的交叉、变异，产生更优秀的染色体。这些数据再经过逐代遗传，最后产生的染色体在函数值的适应性上极高，最后将这些染色体解码还原，所得出的一系列结果就是原问题的解。
2.3 电网规划方案评估
2.3.1 供电可靠性评估
用户供电可靠性直接表征为供电系统对用户提供连续、可用、充足电力的能力，反映了电力工业对本地区国民经济电能需求的满足程度，也是电网结构优劣、电网运行好坏、供电企业管理水平高低的集中体现。用户供电可靠性指标，是用户供电可靠性的具体量化，主要有供电可靠率、用户平均停电时间、用户平均停电次数。
2.3.2 线损评估
线损是电能在传输过程中所产生的有功、无功电能和电压损失的简称，习惯上通常为有功电能损失。线损率是电网经济运行管理水平和供电企业经济效益的综合反映，也是国家考核电力企业的一项重要经济指标。实际中，线损理论计算是按照实际供电量和售电量来计算的，计算公式为：
理论线损电量 =供电量-售电量
理论线损率=（供电量-售电量）/供电量x100%
2.4 电气计算
交潮流计算、稳定性分析、短路电流计算是电气量计算的几种运算方法。我们可对拟定的方案进行以下的运行模拟：
1.根据正常运行方式下丰水期和枯水期的最大负荷和最小负荷，确定潮流分布，在计算并检验各点电压水平的基础上，通过对流过线路的电流进行计算来检验各点电压波动范围。2.对故障方式下的潮流进行计算可以采用N-1开断实验，来检验网络是否满足要求。3.对各发电机是否保持同步运行的稳定性进行分析，在分析结果上解决在电厂侧出现的短路故障，实现网络结构的最优化。
3 结语
随着电力设施的不断优化和改进，电网规划的要求也越来越高，如何做好新时期的电网设计和安装工作将是新时期电力工作中的重点。科学、合理的做好电网规划工作，才能不仅提高能源的输送效率，而且对于构建和谐社会的能源结构和维护正常社会生产秩序都有积极意义。
参考文献
[1] 崔凯等.城市饱和负荷及其预测方法研究[J].电力技术经济，2008，20（6）.
[2] 黄平等.国外电网规划的侧重点比较和启示[J].电力技术经济，2009，38（10）.
[关键词]电网规划；技术研究；规划方法
中圖分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0064-01
电网规划一般以城市发展总体规划为依据，充分考虑电力需求的增长及负荷分布情况，以电力为社会发展服务为宗旨，以电力供应满足市场需求为导向，以构筑安全、可靠电网为目的，确定电网在规划期内的网架结构和电网建设项目，通过逐年电网建设改造项目逐步解决现状电网的薄弱环节，以最小价值成本实现电网发展能力的全面提升。
1 电网规划的分类
电网规划按照规划年限分，一般可分为近期（5 年）、中期（10～15 年）、远期（20～30 年）三个阶段，与国民经济发展规划和城市总体规划的年限一致。近期规划又称为静态电网规划，主要从调查研究电网现状入手，分析负荷增长规律，着重解决电网当前存在的主要问题，编制年度计划，提出逐年改造和新建的项目，逐步满足负荷需要，提高供电质量和可靠性；中期规划又称动态规划，与近期规划相衔接，预留变电站站址和通道，项目进行可行性研究；远期规划主要对饱和负荷进行预测，并确定电源布局和目标网架。三种规划方案相互承接、联系，相互影响。按照规划内容分，一般可分为主网规划、配网规划和专项规划。专项规划包括电网智能化规划、电网可靠性规划以及电网网络规划以外的调度自动化、配电网自动化、电力营销、继电保护、通信及信息系统、无功配置、电力站址及通道等规划。
2 电网规划技术方法
2.1 负荷预测
负荷预测是电网规划的基础，也是电网经济运行的基础，准确、可靠的负荷预测是提高电网规划水平的重要前提。其重要性不仅体现在电网现状分析、电力需求预测等规划过程中，而且对电力电量平衡、主变容量选址、主网规划等环节具有重要的理论支撑作用。
2.1.1 时间序列法
（1）原理：对用电量或用电负荷的历史数据采用函数拟合的方法构造拟合函数，如果该拟合函数能够较好地描述历史数据的变化过程，从而可以用所求得的拟合函数对预测规划期内的用电量或者用电负荷进行预测。在电网规划的负荷预测中，拟合函数常用以下几种函数形式：线性函数Y=A+B t；抛物线Y=A+Bt+Ct2；指数函数Y=ABt。式中，Y是历史数据或预测量；t是自变量如年份；A、B、C 为常数，通常以历史各时段拟合残差的平方和最小为目标，即最小二乘法的理论来求得。
（2）适用性：在中长期负荷预测和短期负荷预测中都有广泛的应用。从拟合函数的曲线容易知道：线性拟合适用于用电量或用电负荷线性增长的场合；抛物线函数既适用于快速增长也可用于增长速度逐步减小的场合；指数函数则用于增长率近似为常数的场合。因为拟合函数是采用最近的历史数据拟合得到的，它要求尽量多的历史数据，所以，时间序列法对近期的负荷预测精度比较高，但对远期预测不够准确。
2.1.2 回归分析法
（1）原理：利用数理统计原理，对大量的统计数据进行数学处理，并确定用电量或用电负荷与自变量如人口、国民经济产值等之间的相关关系，建立一个相关性较好的回归方程，并加以外推，用来预测今后的用电量。其优点是模型参数估计技术较成熟，预测过程简单，但要求样本量大且有较好的分布规律和较为稳定的发展趋势。
（2）适用性：因为回归分析法中描述变量之间的数学关系是基于统计平均意义来展开的，所以基于回归模型的负荷预测往往精度不高，一般多用于中长期负荷预测。
2.1.3 大用户加自然增长法
（1）原理：按照大用户各自预测的用电量及一般用户自然增长电量预测总需求电量。大用户分已有大用户和新增大用户，按照报装需求进行预测；一般用户按照历史数据计算自然增长速度，作为预测一般用户电量增长速度的依据。然后将这两种用户相应规划水平年的预测值汇总，即可得到总的预测值。
（2）适用性：该法适用于大用户个数相对较多，且用电量所占比重较大的地区。
2.2 网络结构整体规划
2.2.1 分层分区负荷预测和规划标准化原则。网络结构整体规划是电网规划的重中之重，应以分层分区的原则作为指导，明确各层区供电范围。按照如下标准化原则进行网络结构的整体规划：电网安全可靠性原则、网络结构原则、变电站容载比原则、短路电流控制原则、电网中性点运行方式、线路设计原则、无功平衡原则等。
2.2.2 网络结构的优化方法——遗传算法。遗传算法是由自然界生物遗传机理抽象出来而形成的一种新型优化算法。遗传算法的基本原理是：先将实际优化问题编码成像染色体一样的符号串，其次将实际问题的目标函数进行转变，化成染色体的适应度函数。再根据生物学中的随机原理产生初代染色体，根据各染色体的适应度函数进行遗传操作产生子一代染色体。通过模拟生物学中物种的交叉、变异，产生更优秀的染色体。这些数据再经过逐代遗传，最后产生的染色体在函数值的适应性上极高，最后将这些染色体解码还原，所得出的一系列结果就是原问题的解。
2.3 电网规划方案评估
2.3.1 供电可靠性评估
用户供电可靠性直接表征为供电系统对用户提供连续、可用、充足电力的能力，反映了电力工业对本地区国民经济电能需求的满足程度，也是电网结构优劣、电网运行好坏、供电企业管理水平高低的集中体现。用户供电可靠性指标，是用户供电可靠性的具体量化，主要有供电可靠率、用户平均停电时间、用户平均停电次数。
2.3.2 线损评估
线损是电能在传输过程中所产生的有功、无功电能和电压损失的简称，习惯上通常为有功电能损失。线损率是电网经济运行管理水平和供电企业经济效益的综合反映，也是国家考核电力企业的一项重要经济指标。实际中，线损理论计算是按照实际供电量和售电量来计算的，计算公式为：
理论线损电量 =供电量-售电量
理论线损率=（供电量-售电量）/供电量x100%
2.4 电气计算
交潮流计算、稳定性分析、短路电流计算是电气量计算的几种运算方法。我们可对拟定的方案进行以下的运行模拟：
1.根据正常运行方式下丰水期和枯水期的最大负荷和最小负荷，确定潮流分布，在计算并检验各点电压水平的基础上，通过对流过线路的电流进行计算来检验各点电压波动范围。2.对故障方式下的潮流进行计算可以采用N-1开断实验，来检验网络是否满足要求。3.对各发电机是否保持同步运行的稳定性进行分析，在分析结果上解决在电厂侧出现的短路故障，实现网络结构的最优化。
3 结语
随着电力设施的不断优化和改进，电网规划的要求也越来越高，如何做好新时期的电网设计和安装工作将是新时期电力工作中的重点。科学、合理的做好电网规划工作，才能不仅提高能源的输送效率，而且对于构建和谐社会的能源结构和维护正常社会生产秩序都有积极意义。
参考文献
[1] 崔凯等.城市饱和负荷及其预测方法研究[J].电力技术经济，2008，20（6）.
[2] 黄平等.国外电网规划的侧重点比较和启示[J].电力技术经济，2009，38（10）.