周炳华 吴金荣 郑丽娟 崔金栋 唐海燕 崔天赢

摘  要：随着我国经济的迅猛式发展以及“电能替代”项目的大规模实施，新负荷也逐渐出现，新负荷的出现对配电网产生了极大的影响，为了更加有序化地建设配电网，对配电网规划方案的合理性进行全面、科学地评价具有重要的意义。针对各种新负荷的出现，研究新负荷出现后对配电网的影响，提出新负荷背景下的配电网规划优化方法及建议。通过对出现的新负荷進行分析，并对新负荷背景下配电网规划的各类新型影响因素进行研究，有助于确定新负荷对配网规划的实际影响，为新负荷背景下的配电网规划提供理论支持，从而更好地应对新形势下配电网规划工作所面对的困难与挑战，更好地对配电网进行有序的建设。

关键词：新负荷;配电网规划;电动汽车;电采暖;城市综合体

中图分类号：TM715        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）30-0153-02

Abstract： With the rapid development of China's economy and the large-scale implementation of the "electric energy substitution" project， new loads are gradually emerging， and the emergence of new loads has a great impact on the distribution network. In order to build the distribution network in a more orderly manner， it is of great significance to comprehensively and scientifically evaluate the rationality of the distribution network planning scheme. In view of the emergence of various new loads， the influence of new loads on distribution network is studied， and the optimization methods and suggestions of distribution network planning in the context of new loads are put forward. Through the analysis of the new load and the study of all kinds of new influencing factors of distribution network planning in the context of new load， it is helpful to determine the actual influence of new load on distribution network planning and provide theoretical support for distribution network planning in the context of new load. Thus， we can better deal with the difficulties and challenges faced by the distribution network planning under the new situation， and better build the distribution network in an orderly manner.

Keywords： new load; distribution network planning; electric vehicle; electric heating; urban complex

引言

随着经济的不断发展，居民以及商户对电能的需求也日益提升，能源消耗问题以及环境污染问题也被提上了日程，“电能替代”项目逐渐地大规模接入电网。在此背景下，电动汽车、电采暖、城市综合体、电窑炉等新负荷逐渐出现，电动汽车以及电采暖也开始受到广泛的关注。随着新负荷的出现，配电网规划的新型影响因素逐渐出现，由于传统的电网规划模型过于单一，对新负荷以及新负荷下的新型影响因素考虑较少，已经无法适应当前新负荷背景下的配电网规划，难以满足当前用户的用能需求，因此如何科学的进行配电网规划是当前电网所要解决的问题。

1 国内外研究现状

由于新负荷的出现，新负荷背景下的电网规划将出现各种各样的新型影响因素，在满足电网可靠性的同时应该结合多目标规划和风险等理论深化开展电网规划的相关工作[1]。在负荷预测过程中应该考虑各类新型因素的融入[2]，明确负荷预测时段的长度，并结合实际在不同情况下进行负荷预测，来提高负荷预测的精确度[3]。基于电动汽车对配电网侧的影响，综合分析电动车的影响因素，将充电站的布局与配电网络进行协同优化，提出的配电网规划方案必须要适应电动汽车的大规模接入[4]。总体而言，新负荷背景下的配电网规划将体现出复杂性和不确定性，城市配电网规划的自动化和智能化程度也将不断提升，应考虑新负荷出现对配电网的影响，并且结合具体的实际情况，制定出更加具有实际应用性的电网规划方案。

2 新负荷的出现对配电网的影响

随着经济的发展、社会的进步，能源问题以及环境污染问题被重视起来，而“电能替代”项目正是解决这一问题的关键举措，新负荷也随之逐渐出现，出现的具有代表性的新负荷有电动汽车、电采暖以及城市综合体。

2.1 电动汽车对配电网的影响

随着电动汽车的增多，电动汽车充电桩也会大规模接入，而充电桩的大规模接入会直接造成负荷的大规模增长，直接影响到配电网的运行。电动汽车大规模接入不仅会直接造成配电网负荷的大规模增长，还会带来许多问题。例如：影响配电网的可靠性、电网运行优化控制难度的增加、影响电能质量等问题。随着换电站的接入，电动汽车作为负荷的同时也能成为储能设备和分布式电源，这样就使其对负荷以及配电网的影响更加复杂。电动汽车的接入对配电网的影响如图1所示。

2.2 电采暖对配电网的影响

近些年，我国开始重视环境污染以及能源问题，而针对北方居民烧煤采暖这一问题，出现了电采暖项目。电采暖根据不同的供暖形势，分为集中式接入和分散式接入两种接入方式，而集中式与分散式电采暖对配电网的影响又有很大差别。电采暖还会给配电网带来许多问题，例如：电采暖大规模接入配电网导致负荷激增、采用分散式电采暖使得负荷具有不确定性、电采暖的接入使得各地区冬夏季负荷差以及冬季最大负荷点变化、大规模电采暖设备的接入会影响电能质量、对供电可靠性的要求更高等方面。电采暖的接入对配电网的影响如图2所示。

2.3 城市综合体对配电网的影响

城市综合体对用电需求远超于一般建筑的需求。城市综合体的建成将会使这一片区域的负荷激增，还会使配电网的线路更加复杂，区域的负荷预测也变得更加困难。除此之外，城市综合体还会给配电网带来许多问题，例如：对电网可靠性要求较高、城市综合体配电系统接入困难、负荷预测困难、用电负荷密度难以预测等方面，城市综合体的对配电网的影响。

3 对新负荷下的配网规划的对策和建议

3.1 考虑电动汽车影响下的配网规划

在相关电动汽车负荷预测模型的基础上，充分考虑电动汽车的充电站布局优化建立配网规划模型，在进行优化电动汽车的充电桩布局时，不仅要考虑充电桩的选址问题，还需考虑电动汽车的品牌、类型以及数量的因素，同时还要考虑充电方式、充电时长以及充电时段的因素，在建设电动汽车充电桩时，要合理规划使总成本达到最小，即要以投资和运行成本之和的总成本最小化作为目标函数，其构成主要包括：线路成本、配电站成本、线损成本、实施成本和环境成本，计算公式如下：

minC=CL+CD+CS+CB+CE    （1）

式中minC为最小成本;CL为线路成本;CB为配电站建设成本;CD为线损成本;CS为实施成本;CE为环境治理成本。

3.2 考虑电采暖影响下的配网规划

关于电采暖工程领域的方面，首先要从经济入手，结合实际情况的同时尽量降低成本，并且还要考虑电采暖设备的问题。要对电采暖设备的类型做好选择，同时考虑居民的住宅因素以及用户的实际需求，而且还要结合不同地区的地理位置、当地天气以及室外温度。根据不同地区的不同需求做好负荷预测，考虑季节与天气的因素，调整供暖时长才能够更好地做好电采暖的负荷预测。在考虑不同地区负荷率、同时使用率、日间折算率等计算指标的差异化的基础上，确定“电采暖”工程新增负荷预测方法。计算公式为：

式中P为新增负荷，户数为N（万户），Pa（kW）为新增户均负荷，？茁用表示负载率，Mx表示同时使用率;m1、m2分别表示为日间折算率以及夏季增量折算率。

3.3 关于城市综合体背景下的配网规划

在构建城市综合体负荷模型时，不仅要研究经济、地区、天气等因素，还要对城市综合体中各类型建筑占比以及用电属性进行调查。假设E（n）为城市综合体所有的业态类型集合，n为业态的数量，则不同业态分别表示为e1、e2、en，也就是不同业态所拥有的建筑面积（m2）;为对问题进行简化，对于某一建筑面积为S的城市综合体，其不同业态（e1、e2、en）的面积占比分别为k1、k2、kn，則k1+k2+...+kn=1。P（kW）为城市综合体的总用电负荷，所有业态的用电负荷密度集合为F（n），则不同业态的负荷密度分别表示为，f1、f2、fn即各种业态的单位面积负荷密度（W/m2）;且不同业态用电负荷的同时率集合为T（n）。简单的城市综合体的用电负荷模型如下：

4 结论

本文首先提出了新负荷的出现以及新负荷出现后对配电网的影响，研究了现阶段配网规划以及新负荷背景下配电网的规划工作，对各种新型影响因素的融入进行了思考，提出新负荷背景下对配电网规划的对策与建议。现阶段电能替代项目刚刚进入成熟阶段，本文只是研究了各种新负荷的出现以及新负荷对配电网的影响，并提出了相应的对策和建议，并未构建实际的配电网规划模型，只是为未来新负荷背景下的配电网规划模型提供理论基础和技术框架，这就是今后需要研究的方向。

参考文献：

[1]杜爱虎，胡泽春，宋永华，等.考虑电动汽车充电站布局优化的配电网规划[J].电网技术，2011，35（11）：35-42.

[2]连恒辉，万凌云，刘洪，等.电动汽车充放电对配电网规划的影响[J].电力建设，2015，36（7）：33-39.

[3]何希庆，王周选，李晓江，等.电采暖水源热泵等采暖系统的运行效果分析[J].电力需求侧管理，2012，14（3）：28-32.

[4]张剑，吴亮，袁新润，等.分散电采暖在天津地区的应用分析[J].电力需求侧管理，2015，17（6）：33-36.