配电网规划的目标、任务及其相互关系

　　1.规划的任务、目标和费用

　　配电网规划包括以下几类任务：战略规划、长期规划、目标规划（网络设计）、现场规划、电网结构规划以及工作计划等。其中，网络设计的时间跨度可达数十年，例如新建一条110kV线路，其建设区域在20～30年前就要规划预留，而具体实施可能要到今年才开始执行。

　　在所有的规划阶段，规划目标就是找到技术上可行的解决方案，使得规划期限内总成本最小化。规划目标可表征为现值的最小化，现值包括规划期内发生的投资费用、损耗费用、停电损失费用和运维费用，目标函数用式（1）表示，代表规划期内年成本现值的总和。

　　式中：Kinv为规划期年的投资费用；Kloss为规划期年的损耗费用；Kout为规划期T年的停电损失费用；Kmain为规划期年的维护费用；T为规划期年限。

　　2.规划的边界条件

　　规划就需要制定边界条件，在此边界条件内使得规划的总费用最小。典型的边界条件为：

　　①电压降不得超过允许的限制条件；

　　②导线温度不得超过其承受能力；

　　③导线流过的故障电流不得超过一定的限值；

　　④必须满足保护（如接地故障保护）规定的功能；

　　⑤必须满足电气安全法规，如接地电压的要求。

　　电网规划方案需要解决以下问题：配电网投资的原因、具体实施地点、时间以及实施内容。

　　电网规划的基础条件可分为4类：电网的容量需求、可靠性需求、电网设备的机械强度和设备的老化程度，具体内容如下。

　　1）电网的容量需求。配电网规划的关键内容是负荷预测。负荷具备电量、功率和时间特性等特征，其中包括很多变量，如能效、分布式电源和需求侧响应等。电网的容量需求主要由峰荷确定。通过主动的负荷控制，即对负荷进行直接控制或根据价格进行控制，会影响峰荷的大小。对负荷进行直接控制时，关键的问题在于是由DSO、零售商、终端用户或综合系统信息服务商中的哪方来控制负荷，如果是由电力零售商控制负荷，则从电网的角度来看，可能存在负面影响。类似地，如果由DSO控制负荷，对用户负荷也可能产生一定的负面影响。

　　2）电网的可靠性需求。电网的可靠性由社会需求、电力用户、发电商，以及分布式电源和储能技术的发展趋势所决定。配电网的发展趋势之一是建设能够抵御自然灾害的配电网，包括农村地区配电网。建设能够抵御自然灾害的电网，其目的是在极恶劣的天气条件（风暴、冰灾、洪水等）下也能保证不间断地供电。在未来，包括传统的网络技术，以及本地发电、储能和切断非重要负荷等手段，将成为在确保不间断供电中起着关键性作用的手段。

　　3）设备的机械强度与老化程度。设备的机械强度与老化程度，可能是多数电网启动改造的关键因素。对电网进行改造，这既是一项挑战，也是一次对电网进行更新改造的机会。如果电网必须改造，这就为更新电网、实现电网新目标提供了一个经济有效的机会。在这种情况下，电力电子、直流技术和储能的应用，可为满足未来电网发展的需求而提供一种灵活的手段。

　　3.规划过程各种任务的相互作用

　　电网发展和规划之间的相互作用如图所示。电网的发展存在诸多挑战，战略规划在其中发挥的重要性不容忽视。如果在电网不同的发展阶段中增加很多新兴技术，则战略规划方案也会相应发生改变，如在电网规划和运行模型中可行的电网优化技术、电网拓扑结构以及参数配置等。在不同的规划方案中，例如分布式电源的规模、电动汽车的数量，制热方法的变化范围（如热泵等）和监管方法的内容等均有多种待选参数。通过战略规划，可得到适用于智能电网发展的各种待选规划方案。在战略规划过程中，关键是要保证规划方案的灵活性，即能快速地适应电网发展变化新情况的能力。

　　图 电网发展过程中的规划流程