緒論

配電網是連接電源并向用戶分配和供給電能的終端環節，在整個電力供應系統處于承上啟下的關鍵地位。配電網的建設發展是否合理有序，在很大程度上取決于配電網規劃方案是否合理可行。理論上，配電網規劃就是在一定的約束條件下，為滿足特定目標而形成的配電網資源優化配置方案。配電網規劃的技術發展是與配電網自身的發展建設息息相關的。

我國的配電網建設在“十一五”之前相對遲滯。進入“十一五”后，隨著全社會用電總量與負荷的不斷攀升，電力行業進入了第一個快速發展階段。但是由于發電總量不足，缺電情況較為嚴重，此時電力系統的發展建設總體呈現“重電源、重主網、輕配網”的格局，以生產、傳輸電能滿足國民生產生活用電總量需求為首要目標。這一時期，配電網處于滯后并跟隨用電需求的被動發展階段，缺少統一的規劃思路指導配電網發展建設，高可靠性配電網規劃更是無從談起。

這一情況持續到“十二五”時期才有所改觀。進入“十二五”后，我國電力行業開始重視配電網的建設發展，也逐步加大了配電網的投資力度，力圖扭轉主、配網發展不協調的局面。這一時期，配電網處于相對高速的粗放式發展階段。此時的配電網規劃通常以滿足用電需求為單一目標，且分析計算手段相對簡單，所形成的規劃方案往往關注解決眼前問題、滿足當下需求。規劃思路局限于單個電壓等級的電網規劃設計，缺少上下級電網之間的協調配合；同時缺少對分布式能源、多元負荷接入的統籌考慮。上述原因使得規劃方案缺乏前瞻性和系統性，導致配電網頻繁改造、重復建設的問題日益突出，投資效益下降。規劃方案應對配電網持續、多元發展的適應性和拓展性也存在欠缺，難以應對負荷發展不確定性、分布式能源接入等一系列后續問題，陷入較為被動的尷尬局面。綜上所述，“十二五”期間，配電網的建設發展仍處于量變階段，尚未進入質變的階段。規劃理念不合理、規劃方法不完善，嚴重影響到配電網的發展質量。單一目標的狹義規劃成為制約配電網可靠性提升的重要短板。

電網企業作為向用戶提供電力產品的主要供應商，在保證電力供應總量充足的前提下，也日益重視持續可靠的供電能力以及適應可持續發展的經濟效益。因而在“十三五”期間，配電網建設思路從高速發展向高質量發展轉變，逐步進入高質量、精益化的發展階段。與之相對應的配電網規劃也從狹義規劃逐步過渡到多目標、多階段、多維度的廣義規劃。

從規劃目標層面來看，不同于單一目標的狹義規劃，廣義規劃為多目標規劃，是在滿足供電需求的基礎上以提高供電可靠性為核心任務，并兼顧配電網建設的經濟效益。在時間發展層面上，廣義規劃更強調以目標網架為引領，綜合考慮配電設備全壽命周期內的經濟效益，開展以遠期目標指導近期過渡方案的多階段規劃。在規劃實體對象層面，廣義規劃考慮上下級電網協調配合、“源—網—荷—儲”協調互動和一、二次系統的協調規劃。

供電可靠率是衡量電網企業運營管理水平的關鍵性指標。在配電網的廣義規劃中，提高供電可靠性以實現高質量供電是需要重點關注的核心任務之一。對于電力系統而言，可靠性是指電力系統按可接受的質量標準和所需數量不間斷地向電力用戶提供電能的能力量度。而影響供電可靠性的關聯因素眾多，涉及電網的網架結構、配電設備狀態、配電自動化技術水平和電網企業運營管理水平等多個方面。

要實現配電網廣義規劃的高可靠性目標，首先要理清可靠性目標與影響因素之間的關聯程度，即關聯因素對于提高供電可靠性的貢獻程度，進而才能以此為基礎合理地配置各項資源。而在眾多關聯因素之中，配電網網架結構是決定供電可靠性水平區間的關鍵基礎，即在一定程度上配電網網架結構就限定了供電可靠性的提升上限。如果網架結構不夠堅強，那么從其他方面著手提升供電可靠性無異于沙上建塔。

其次，高可靠性的配電網規劃適宜采取模塊化的分析思路。對于規模龐大的配電網而言，如果開展全域范圍內的全電壓序列規劃，將涉及繁雜的規劃對象和諸多規劃階段。這將使得規劃模型極其龐大，待規劃的決策變量眾多，分析計算過程極易陷入維數災難，造成優化算法收斂困難，甚至無法收斂。而網格化規劃的理念，在采用標準接線方式的前提下，可以按照網格劃分原則，將大規模的配電網整體對象劃分為多個相對獨立、規模較小的規劃單體。再以規劃單體為對象建立規劃模型，從而有效降低模型維度，待規劃的決策變量也大為減少，進而大幅改善算法的收斂性能。考慮到配電網“閉環結構、簡單聯絡、開環運行”的基本模式，網格內的每組標準接線在運行中將保持相對獨立，所以這種化繁為簡的分析思路也是符合配電網實際情況的。

再次，在規劃邊界條件確定的前提下，應該綜合考慮網架的聯絡水平、負荷與主供電源之間的配電環節，以及主供電路徑中設備故障后的相互影響等因素，以實現規劃單體的可靠性最大化，并在綜合考慮規劃方案經濟性、安全性的約束下實現高可靠性目標。基于模塊化的思路，經濟性、安全性約束可體現在邊界條件的設定。根據規劃區域的區域類型及負荷重要等級，區域邊界條件可設定為采用4個獨立電源或2個獨立電源供電；在規劃區域內部，接線方式可以根據標準接線方式的理論可靠性水平、供電能力來選擇確定。聯絡位置和數量則根據可靠性提升效費比合理確定，盲目增加聯絡數量其可靠性提升效果有限，甚至可能出現聯絡低效、無效的情況。不但造成投資浪費，反而增加了運行風險，也不利于配電自動化系統的實施。

最后，規劃方案都是由基本接線方式、一次設備配置方案、配電自動化及二次系統組網方式等基本規劃組件構成的。每一類規劃組件自身的可靠性水平和對整體可靠性指標的貢獻程度都存在一個理論區間，換言之，可以將規劃組件的可靠性水平視為其固有的特性。從這個角度出發，可以首先分析規劃組件的可靠性水平，然后結合用戶對供電可靠性的需求，在滿足經濟性約束的基礎上，合理地選擇相應的規劃組件，最終得到滿足需求的高可靠性規劃方案。

總之，配電網的可靠性管控工作是一個系統化工程。電網企業的眾多具體業務都可能對供電可靠性產生影響，比如規劃設計、工程建設、運維檢修、故障搶修等。在《中壓配電網可靠性評估導則》中也明確指出：將可靠性評估融入配電網規劃、設計、建設、改造、運行、檢修等各生產環節，通過定量分析計算有效指導生產，實現配電網安全、效能和成本整體最優。而在配電網規劃階段就把供電可靠性問題計入在內，將為后續階段的可靠性提升工作創造有利條件，從源頭上開展可靠性的管控工作。

展望未來，包括電力電子技術、光電耦合技術、綠色能源應用技術、互聯網+信息技術、物聯網技術等現代科技的研究成果，將與傳統的電力系統技術加速融合，使得傳統配電網向現代化的配電系統逐步演變。隨著冷熱電多能源聯供的綜合能源系統、主動配電網、能源互聯網、電力物聯網等新興事物的涌現，將對配電網的拓撲結構、運行規律等物理特性產生深遠的影響。未來面向現代電力系統的高可靠性規劃還需要做進一步的深化研究。