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DSMT配电网格模型及其配电网规划体系设计研究

更新时间:2016-07-05

根据国务院“关于进一步深化电力体制改革的若干意见(中发〔2015〕9号)”文件的相关精神,“优化电源和电网布局,加强电网统筹规划”将成为未来电网规划设计的工作目标;同时,可以预见的是,电网公司配电业务与地方政府的协调性及与社会企业的竞争性将进一步加强。

经对当前配电网管理存在问题的初步诊断,认为,在加大配电网投资、面向“供电可靠性”、体现“差异化”目标、提倡“标准化”设计的新形势下,目前在配电网管理方面存在的主要问题及风险包括:

(1)配电网规划理念及方法落后,规划实用性差,对配电网建设改造及用电接入缺乏实际的指导意义,难于体现面向“供电可靠性”及满足“差异化”目标和“标准化”设计的要求;

(2)配电网管理协同效率低,工作有序性差,难于满足配电网建设改造规模爆发式增长的管理需要,配电网建设改造投资效果难于控制;

(3)配电自动化缺乏顶层设计,高渗透率分布式电源接入环境下的配电自动化控制方式不清晰,配电自动化实用化程度低。

1 供电区域划分的一般方法[1-5]

下述方法中:“供电关系”是电网的固有属性,是在电网建设过程中自然形成的;“区域功能”与市政规划的用地性质基本一致,相对稳定,同时也能很好地反映区域用电负荷的基本特征及负荷的发展趋势,能较好地反映区域的用电需求;“行政分区”、“供电面积”、“供电负荷总量”、“负荷密度”等几种方法则过于单一,除“供电面积”外,其它特征也是不稳定的,因此,这些属性作为供电分区划分的单一标准并不完全。

将处方量的枸橼酸莫沙必利原料药、助漂剂、黏合剂、泡腾剂混合均匀,过80目筛;将上述软材挤出、滚圆制备丸芯,干燥后过筛,收集20~50目之间的丸芯,进行包衣,即得。

从总体上看,市政与电网企业对供电区域的划分原则略有不同,各有侧重。通过对现有相关标准及规划应用进行归纳分析,对于供电区域划分,常用的有以下几种方法(见表1)。

网格(Grid)是一个区域(Area),配电网格即是一个供电区域。参照现有规范,供电分区划分涉及到行政级别、城市规模、规划布局、人口密度、负荷密度、负荷性质、电源布点、经济发达程度、用户重要程度、用电水平、GDP等行政、经济、用户及电力相关的多种因素,但,对于供电区域的命名则尚未给出确切的定义,对其划分原则也是模糊不清的。

1 供电区域划分常用方法[6-10] Tab.1 Common methods for division of power supply area

序号方法名称方法描述优缺点1按供电关系划分将同一电源、变电站或同一条线路供电的区域划分独立的区域。优点:供电关系清晰;缺点:不同分区的供电面积、用户特性及负荷密度差异大。2按行政区划划分将行政区划性质作为分区的标准,如直辖市、省会城市、地市及区县的城市中心区、市区、城镇、农村等。优点:标准统一,容易操作;缺点:不反映供电关系,不同地区的同一行政级别分区的供电需求及特性差异大。3按区域功能划分将区域功能作为分区的标准,如商业区、文化区、居民生活区、经济开发区等。优点:分区功能明确,用户特性同质,便于确定标准及制定方案;缺点:同类分区可能存在面积差异大的问题,同时不反映供电关系。4按供电面积划分将区域地理面积划分为均一大小的网格。优点:分类方法简单,各分区面积相同,有利于横向比较;缺点:同一类型的不同分区的用户特性、负荷密度差异大,不反映供电关系。5按供电负荷总量划分将区域的用户作为一组负荷,将一定总量的供电负荷所占据的面积作为一个分区。优点:分区标准明确,容易操作,便于与上一级电网协调;缺点:同一类供电分区供电面积、负荷特性差异大。6按负荷密度划分将区域的负荷密度作为分区的标准,将一定面积的同一负荷密度的地区作为同一级分区。优点:分区标准明确,反映区域经济发展及电力需求情况;缺点:不反映供电关系,同一类分区用户及负荷特性可能差异大。

2 DSMT配电网格化(层级)模型[11-13]

1 DSMT配电网格化(层级)模型 Fig.1 DSMT distribution grid (hierarchical) model

按业务要求,配电网格(分区)划分应基本稳定,具有远近期的适应性,并能充分体现网格(分区)的差异化用电需求,以满足配电网从规划设计、投资计划、工程建设到运行维护等全过程管理的需要,因此,配电网格划分应从用地规划(需求侧)、网架结构(供给侧)、运行维护(管理侧)三个视角进行系统性的考虑。

经充分研究实践,我们提出了一个按照配电网分层分区管理原则,协同电力需求侧(Demand)(基于地块用地性质的用电网格划分)、电力供给侧(Supply)(基于电网电气边界的网络布局)及运行管理(Management)(基于业务管理现状的分层分区管理)三个视角的配电网格化规划全模型(Total),即“DSMT配电网格化(层级)模型”,其结构及基本定义如下。

2.1 DSMT网格模型结构定义

(1)用电网格层级模型(需求侧,Demand side):用电需求侧根据市政用地规划(基于地块用地性质的负荷分布),采用“配电网格、功能网格、用电网格”三层网格定义。其中配电网格和用电网格分别与电力供给侧配电分区(配电网格)、接入单元(用电网格)的对应。

Fire-resistant performance of bi-orthogonal-diagonal lattice grids under different bearing stiffness conditions

按上述规则,“A+A99A”为最高等级供电分区(网格、单元),“EC00D”为最低等级供电分区(网格、单元)。

(2)网络布局层级模型(供给侧,Supply side):电力供给侧根据电网电气关系,采用“统筹区、配电分区、站间联络片、接线单元、接入单元”五层结构定义,并以此形成与电力需求侧配电网格(配电分区)、用电网格(接入单元)的对应。

三皇治世时代太久远,研究考证难度很大,陕西安康或为女娲、伏羲真正的发祥地。今人当为弘扬华夏传统文化,紧密融合自然,发展生态旅游,加大汉江、伏羲山、女娲山、太极城的研究和开发力度,恢复建设高品位的、世人景仰的文化旅游圣地。

(3)分层分区层级模型(管理侧,Management side):组织管理根据电网分层分区管理原则,采用“供电分区、配电分区、供电单元、接线单元、接入单元”五层结构定义,并以此形成与电力需求侧及供给侧的统一。

2.2 DSMT网格模型层级统一定义

(1)县市/区(企业单位):是全社会用电情况及电网电力电量平衡的最小统计单位,直接与县市/区供电企业(分/子公司)相对应,是配电网规划管理中最高的层级单位,也是进行配电网“布局”规划的基本单元。

第三编码段(nn):二位数字,饱和负荷密度(MW/km2)。取两位整数表示。

(3)配电分区(配电网格):为简化配电网规划及调度运行管理,配电分区(配电网格)是一个中压网架相对独立的配电分区,也是一个可作为独立区域来进行配电网“专项”规划的、规模适度的供电区域。

(4)功能分区(功能网格):功能分区(功能网格)是一个介于配电分区(配电网格)与接入单元(用电网格)之间的中间网格,是一个辅助分布负荷预测及网架结构布局规划而设立的、具有某类共同特征(或用途)的、大小适度的、地理空间连续的、可给予恰当命名的供电区域。通常情况下,功能网格与城市规划中的功能分区对应。

其二,裴铏《传奇》中的《薛昭》。小说写平陆县尉薛昭与杨贵妃侍婢张云容的鬼魂相恋于兰昌宫。女鬼因吸生人精气,得以复活,遂与薛昭结为夫妻。《牡丹亭》第25出《忆女》中春香所唱“恨兰昌殉葬无因,收拾起烛灰香烬”,用的便是这一典故。而剧中写杜丽娘亡魂得男子精气而复生,与小说故事也基本相同。

(5)用电网格(接入单元):在地理分布上,用电网格是若干个相邻的、供电等级相同或接近的、对供电可靠性要求基本一致的地块(或用户)组合。用电网格体现最终电力用户对供电可靠性的差异化要求,是可独立设定规划目标(供电可靠性)的最小供(用)电单元。一个用电网格可包含多个台区。

(6)站间联络片(单元):根据变电站远景规划布点(位置、规模)及远景空间负荷预测结果(地块、负荷),按 “站间单联络”为规划目标而建立的变电站间线路联络关系(变电站名称、线路数量、供电区域边界)。为便于线路优化布局,当一个联络片规模较大时,可把一个联络片拆分为几个联络单元。

(8)供电单元(供电网格):是远景独立,但当前存在电气联络,且在一个相当长的时间内仍难于实现完全切割的几个接线单元的组合。供电单元以配电网工程管理为主要目的,适合于在一张图上管理(边界清晰),规模不宜超过3组标准接线(规模适度,总数不超过12条)。供电单元本质上讲是一个中压层面的关联电网,即是一个因某个(批)规划项目的建设,供电负荷、网损、供电可靠性、电能质量等指标受到显著影响的变电站(开关站、配变)和线路的集合。

(7)接线单元(线路组):是一个有电气联络的线路组合(通常指一组标准接线),挂接若干个用电网格(接入单元)的电力负荷。

3 DSMT网格用电需求特征编码设计

为便于识别网格特征,并对网格(供电分区)“差异化”及“标准化”建设提供支持,有必要对网格关键特征进行分类编码。

经分析,与电网建设相关最大的配电网分区(单元)特征包括供电等级、景观要求、饱和负荷密度、发展成熟度(负荷成熟度)四个方面;其次,用地性质、重要用户数量、防灾要求三个方面也相关密切,由此形成由7个属性组成的8位编码结构“ABnnC[─D[m][E]]”,其中前4个属性为基本属性,后3个属性为扩展(可选属性)。各属性含义如图2所示。

2 网格用电需求特征编码结构 Fig.2 Electric demand feature coding structure for grid

如上图,根据现行电力系统管理体制,“发、输、变、配、用”五个环节被划分为发电(发电集团)、输变(电网公司)、配电(供电公司)三个层次,从规划角度看,分别对应电源规划、主网规划、配网规划三大部分,其中,配网规划分解为控制性(布局)规划、目标网架(方案)规划 、配电网顶层设计三个部分,由此,配电网规划体系结构可调整为:

第二编码段(B):一位字母,景观要求,三级。A:高(全电缆)、B:中(电缆为主)、C:低(架空线为主)。

(1)规模大:大型网络课程的在线特性,决定了它没有空间容纳度、没有课堂管理制度的约束,可以接受没有上限的在线人数。在线平台的注册用户数以万计,这种大规模的课程,才是典型的 MOOCs。

(2)供电分区(业务单位):供电分区是从配电网业务管理角度划分的运维最小管理单位。根据现行电网管理体系,配电网业务管理可分为配电工区集中管理(中心城区)及供电所独立管理(乡镇)两种方式;在配电增量业务放开的情况下,还包括独立的配售电公司。

【病因】由原生动物的纤毛虫,贪食迈阿密虫(Miamiensis avidus)寄生所引起。该虫为长20~45μm的泪滴形,全身有纤毛,运动活泼。在鳍条基质、体表鳞囊内、真皮下的结缔组织和脑等高密度寄生,用显微镜观察各组织抹片或压片标本可以检出该虫。未见报道脑内寄生的其他纤毛虫。该虫为条件性寄生,池塘中剩下的饵料、死鱼是其喜爱的生存场所。

第四编码段(C):一位字母,发展成熟度(建成投产率,负荷成熟度),四级。A:成熟(稳定区)、B:基本成熟(建成区)、C:快速发展(半建成区)、D:不确定区(新建区)。

第五编码字段(─):一位,“基本属性”与“扩展属性”之间的“分隔符”。

第六编码段(D):一位字母,用地性质,是城市用地规划性质的合并简化,包括G:工业、B:办公、S:商业、H:(商住)混合、W:文体、X:学校、J:军事、Z:城镇、N:农村村落等。

第七编码段(m):一位数字,重要用户数量,0~9。

由于不同土地利用方式植物群落组成及土壤环境因子等条件存在差异,因此土壤动物群落组成存在一定的差异性[17,18]。从大型土壤动物类群数的水平分布研究结果来看(图1),各土地利用方式大型土壤动物类群数相差不大,最多的是森林和退耕湿地14类,最少的是退耕林地12类。从大型土壤动物个体数的水平分布研究结果来看,退耕湿地>湿地>退耕林地>森林>农田,其中个体数最多的是退耕湿地603只,占总个体数的23.50%,个体数最少的是农田151只,仅占个体总数的5.89%。

第八编码段(E):一位字母,防灾要求,即地块易发自然灾害类型,包括F:台风、S:水涝、Y:盐雾、Z:地震,等。

目前常用的生物处理工艺有生物滤池、生物洗涤塔和生物滴滤塔[17]。生物滤池适用于处理低浓度废气,对于降解难溶于水的VOCs有一定优势,但存在填料易老化、酸碱度难控制等问题;生物洗涤塔相较于生物滤池反应条件更易控制,反应速度稳定,但只适用于处理易溶于水的VOCs,投资和运行费用较高;生物滴滤塔克服了生物滤池存在的问题,但生物膜中的微生物容易随液相流失。

将样品用乙醇棉签擦拭干净,置于Smart Performer采样器上,拧紧探头,按照上述实验条件,利用反射法进行检验。

庐山西海的采摘养生旅游可以分为两个季节分别是夏季和秋季,庐山西海种植大量的杨梅,它是庐山西海的一大特产,杨梅成熟一般在5月份,所以为庐山西海的夏季采摘提供了条件。而庐山西海有许多橘子种植园,橘子成熟在10月份以后,它为秋季采摘提供了条件

4 配电网规划体系设计

在配电网增量业务逐步放开的大背景下,对配电网进行统筹规划的必要性及紧迫性也日益明显。配电网规划具有全社会属性,因此,根据电网企业所处的行业地位及其承担的保底供电责任,供电公司应进一步加强与地方政府的合作与沟通,明确电网公司在配电网规划建设及运行维护全过程中的地位及责任,充分发挥利用供电公司现有的人才及技术优势,协助地方政府做好配电网规划的编制工作,以促进配电网增量业务的有序开放及健康发展,保障电网的安全稳定可靠运行,实现社会效益及企业利益的最大化[14-15]

在配电网增量业务市场化环境下的,全社会(包括地方政府、电网公司及其它社会企业)应更加重视并强调配电网资源的统筹规划,由此,确定以“配电网资源统筹”及“电力设施布局”为核心的“配电网网格化规划”方法,其基本结构如图3所示。

3 配电网规划设计体系结构(示意图) Fig.3 Distribution network planning and design architecture (schematic diagram)

第一编码段(A):一位字母,供电区域分类(供电分区等级),六类,按国网及南网标准,分为A+、A、B、C、D、E。

(1)用电需求分析:以市政发展规划(总规、控规)为依据,以地块(或功能分区)为单元,对各地块(或功能分区)用电需求(地点、负荷数量、负荷时间特征、景观要求、供电可靠性需求、发展不确定性等)进行分析预测;

(2)分层分区:以配电网现状(中压网架独立性)、主网规划(电源分布)、地块(或功能分区)用电需求为基础,按配电分区层级模型定义,在全区域范围内,统筹考虑,统一划分统筹区、配电分区、供电分区、供电单元及接入单元,并对分区(单元)进行统一编号;

(3)用电需求特征编码:根据用电需求分析、分区(单元)划分结果,按供电区域分类、饱和负荷密度、负荷成熟度等属性,对各分区(单元)用电需求特征进行编码;

(4)控制性(布局)规划:以配电分区划分为基础,以“优化电源和电网布局”为目标,以预期确定性、资源控制性、工作协同性为准则,全域范围的配电网控制性(布局)规划。核心内容包括:网格划分、分布负荷预测、变电容量统筹及电力平衡、电源增补及建设时序建议、线路联络布局(供电分区划分)、间隔资源分配、差异化规划目标及标准化建设型式设置、分阶段建设/改造重点规划等;

企业在实施精益生产的过程中,有许多因素会影响精益生产的实施结果,主要包括人员因素、精益技能及组织管理因素和思想文化因素等三大方面。在这些因素中,有些因素对精益生产的实施有着关键性的影响,而企业却常常会忽视。本文主要针对LP影响因素进行评价分析,找出影响实施最大的因素。

(5)目标网架(方案)规划:在全域(布局)规划所规定的资源配置、差异化规划目标及标准化建设型式的约束下,以配电分区为编制单元,以接入单元“差异化”用电需求为导向,以电源实际建设时序及通道现实条件为基础,编制形成能满足用户远、近期用电可靠性需求的供电方案。核心内容包括:接入单元划分及特征编码、供电单元划分及特征编码、站所布点规划、通道布局规划、配电建设改造项目需求分析、中压网架建设方案(目标网架、过渡方案、近期方案、年度工程)等;

(1)桩体参数:当为单重管桩时,其桩径为600mm;当为双重管桩时,其桩径为800mm;对于桩长,以到达透水层下3m作为基准控制。

(6)配电自动化顶层设计:以接入单元、供电单元为对象,以用电需求特征分类及供电可靠性要求为基础,采用“顶层设计”理念,形成“顶层决定性”、“整体关联性”、“实际可操作性”并举的科学完整的配电自动化顶层设计,为配电自动化实施提供可操作的现实指导方案;

(7) “单元化”典型方案库:以接入单元及供电单元为设计对象,以单元用电需求特征分类为索引(适用范围),形成差异化及标准化的典型设计方案,为配电网标准化建设改造提供有效支撑。

5 结语

基于“网格”及“特征编码”的配电网分层分区管理是实现配电网“差异化”规划及“标准化”设计的有效手段。在本文所述的配电“网格化”模型及统筹规划体系中:“配电网格”是可作为独立区域来进行配电网“专项”规划的基本单元;“用电网格”是可独立设定规划目标的最小供(用)电单元;“网格特征编码”是最适合于作为典型设计方案适用性表达的方式;“供电单元”是配电网工程的“关联电网”,是评价工程投资价值的有效单位;“统筹区”是对变电站资源进行统筹规划布局的合理区域。同时,从智能电网的角度来看,作为电网的最小网格单元,“用电网格”还可作为“智能网格”来定义,规划设计可进一步发展到包含“自动化、信息化、互动化”的全部内容[16]

最后,作者衷心地期望:本文所述的DSMT配电网网格模型、用电需求特征编码及基于“网格化”的配电网统筹规划体系能对现行的配电网规划实务产生积极的指导作用,并同时恳切地盼望业界能对配电“网格化”规划的方法体系作出进一步的理论及应用研究。

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杜佩仁,董祥飞,林韶生,张翼,王小磊
《电力大数据》 2018年第03期
《电力大数据》2018年第03期文献

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