基于网格化理念的中压配电网布局规划

许小良，姚新丽，周 昊，陈吉祥

（1.浙江省城乡规划设计研究院，浙江杭州310030；2.国网浙江杭州市余杭区供电有限公司，浙江杭州311100；3.国网浙江台州市天台县供电有限公司，浙江台州317200）

网格是地理空间分析技术中产生的，地理空间网格是人类在认识地形环境过程中逐渐形成的一种基本理论和方法，即通过一定规则组织起来的、连续的、多分辨率的网格单元，逐步逼近最真实的地球，把空间的不确定性因素控制在相应的尺度范围之内［1］。

网格化管理，是城市治理的一种手段，利用地理信息技术、通信技术、互联网技术、物联网技术等，结合社会管理理念和管理方法，针对城市经济社会运行的一系列指挥、控制、协调、处置、反馈等行为及其过程，将城市各种类型的部件整合在网格中，以推动城市管理向信息化、数字化和网格化方向发展，真正实现精确、高效、全时段和全方位覆盖的城市管理新模式［2］。最先实行网格化管理模式实践的是北京市东城区。通过创新城市管理体制、再造城市管理流程、整合先进技术、实现城市管理空间细化和管理对象精确定位的数字化城市管理新模式。

中压配电网，是上级电源与用户之间联系的桥梁，因此其规模是相当庞大和复杂的，给布局规划带来了很大的挑战，在规划的精细度、准确度、精益化方面，难以达到满意的效果。故本文希望借鉴网格化定位精准、责权清晰、管理精细的优势，研究中压配电网空间布局的思路、方法和深度，解决传统配电网规划面临的难题，弥补规划的不足。

1 中压配电网特点

根据电压等级的不同，电网可以分成特高压、超高压、高压、中压、低压电网等，随着规模的不断扩大，配电网可以分为高压配电网和中压配电网，文中提及的中压配电网是指10 kV和20 kV公用电网。

中压配电网根据其所处的位置和电网发展趋势，有一些自身的特点，简述如下。

1.1 规模庞大，数据海量

电能由电厂发出后，进入输电网，向负荷中心输送能量。然后经220 kV、110 kV等逐级降压，成为10（20）kV电网，与城乡各类用户连接。因此，中压配电网的规模比高压电网大得多，如杭州市行政范围内，2015年10 kV线路长度规模是其上级电网（110 kV和35 kV）的6.4倍，是骨干输电网（500 kV和1 000 kV）的35.4倍。除线路外，还有各类开关站、环网室、设备，等等，使得中压配网成为电力系统各层级序列中实体规模最庞大的一级。

同时，在配网设备规模的基础上，中压配电网的指标体系也是最复杂的，产生海量数据。对于沿海经济发达县市的中压电网，现状的指标数据量可达百万级。

1.2 覆盖面广，配电点多

中压配电网直接面向城乡各类用地，沉入地块内部，除了一些电网孤岛外，如同人体的血液循环系统，遍布人类生产生活和休闲的各个角落，有人的地方就有电网。因此，对地块而言，中压配电网是电力系统的毛细血管，无处不在。

1.3 能流双向，中枢神经

传统的电网，能量从电厂侧出发，经输电网、配电网最后到用户侧，如同水向低处流一样，是单向流动的。目前的高压电网还是呈现此特性，结构清晰，能流简单。但随着分布式能源、微网、电动汽车和可控负荷的发展，电能的流动不再是单向的，而是双向的。这些双向流动的能源主要在中压配电网层面完成交汇，如同人体的中枢神经，既要分配大电网的能源，又要控制用户侧的能源。这对于中压配电网的规划、控制、运行提出了更高的要求。中压配电网也逐渐从被动模式转向主动模式，为此，国际大电网会议（CIGRE）也提出了主动配电网的概念，以适应电网发展的新趋势。

1.4 系统多变，规划难做

相比高压电网规划，中压配电网规划面临更多的难题、问题。比如可操作性差，规划刚编完，用户侧已经发生改变；比如存在“头痛医头，脚痛医脚”，以解决短期问题为目标，无长远规划；比如配电网的弱项指标难以体现，导致网架结构不合理。这与中压配电网自身的特点有关，但也反映出规划手段有待进一步提升，规划方法需要创新。

2 布局内容

基于网格的中压配电网布局规划，其编制内容、流程等，与一般的配网布局规划类似，需要有现状评估、负荷预测、电源规划、网架规划、空间布局、投资估算、成效分析等内容。但在网格化理念和国土空间规划管控的目标任务下，规划编制的内容需要紧跟时代潮流，体现 “生态优先、高质量发展、高品质生活、高效能治理”的价值导向。

2.1 划分网格，全域覆盖

划分网格的目的是为了便于精细化管理。配电网的网格划分，需要考虑地理空间、城乡规划、行政管理、电力系统等要素，按照目标网架清晰、电网规模适度、管理责任明确的原则，构建“供电区域、供电网格、供电单元”三级网络。

城乡规划中主干道路、铁路、公路网的规划，行政管理单元的调整等，对于网格的划分有较大影响，此时需要打破现有的电网管理单元，划定新的供电网格，调整管理责权。

划分网格需要全域覆盖，网格之间无缝衔接，对应国土空间规划全域全要素的要求，避免电网的规划管理和监督过程中出现责权不明的现象。

2.2 总控结合，分层分级

对于规划范围内的电力设施，从高压到中压，需要全要素体现。由于高压电力设施布局规划一般面向的是县市级及以上的行政管理区，是宏观管控。此时需要在中压配电网规划中进一步落实和细化。

对于规划范围内中压电力设施的布局，从总体到详细，从整体到局部，逐级细化。总体规划便于全局把握，形成一张配网，一本规划，一本图册；详细规划便于实施管控，形成一点一线，专人专职。

2.3 以人为本，优化布局

电力设施是一类“邻避设施”，公众对其电磁环境影响关注较高，也担心影响房价。若不处理好设施布点的邻避效应，则难以保障人民高品质的生活。

高压电力设施占地面积较大，在选址布局时，与居住区、学校等较为敏感的区块保持一定的距离，可降低其对公众心理造成的影响。但中压电力设施，必须深入地块，直接面向用户。在邻近住宅的区域选址独立占地的设施时，通过敏感性分析，选择最佳位置，优化空间布局，便于实施。

2.4 逐年过渡，安排项目

对于近期规划，将每个网格内的新增项目、技改项目、退役项目按年度进行规划，逐年过渡，形成一套设备台账库、规划项目库和空间资源协调库。对于网格管理专职，只需按本网格的图、表、库进行管理和监督，类似一本操作手册，便于精细化管理。无须学习整套规划，避免因为理解不到位出现纰漏。对于供电企业来说，每个网格的年度投资也一目了然，便于精益化投资。对于政府部门，也能精准掌握本网格内电力配套设施的完整信息。

2.5 数字规划，平台保障

以前的电网布局规划，是报项目的规划，当需要向政府申报空间资源需求时，才拿出规划，按流程办事。当不需要时，则束之高阁。而网格化是城市管理的模式创新，与国土空间规划实施监督的管控属性相呼应。因此，基于网格化理念的配电网布局规划，还需要建立一个信息平台，将规划数字化，让网格专职能够“随时、随地、移动”管理和反馈，让政府和企业管理者可以“按需、实时、在线”监督和管控。见图1。

图1 信息平台框架结构

3 布局深度及新思路

一般的中压配电网布局规划，从目标网架到设施布局，着眼于整个规划区，属于中观层面，侧重于网的概念，对用户的需求响应较慢。基于网格化的规划，需要深入到微观层面，对用户需求作出快速响应。因此，其规划深度需向用户侧下沉。

3.1 精准定位，规划下沉

北京东城区万米单元网格，实现了管理空间细化和管理对象精确定位。配电网信息元素以电力系统为主，网格单元较大，但电力元素的空间信息系统需精确、精细，上至35 kV及以上的高压元素，中至开关站、环网箱、主干线路等主干元素，下至分支线、电缆分支箱、联络开关、分段开关、配变等分支元素，依据精细管理和精益投资的需要，分层分区体现。见图2、图3。

3.2 设计思维，便于落地

图3 包含电缆分支箱、配变的规划（局部）

“规划设计本来一体，做规划一定意义上就是做设计，即通过‘设计’形成规划治理方案。……突出以解决问题为导向，将‘设计’作为规划治理的基本手段和过程。”［3］电力系统规划相对比较专业，规划的审批、实施监督和管理者，未必能较好地理解规划。让配网布局规划“能用、管用、好用”，就不能完全站在电力系统的角度，而要将设计思维融入规划，让专项规划能为管理者更好地理解，得到利益相关者的支持，还要让规划便于操作并实施，项目顺利落地，这样才能构建坚强的智能电网。

3.3 多技术应用，化繁为简

中压配电网配电点多，产生的数据量大，且数据可靠性高，来源稳定，利用好这些数据，对科学合理规划电网能够起到重要的作用。但对数据的处理工作是比较繁重的，此时可借助大数据分析的方法。图4为对某地电力负荷的空间分布及其密度的热力分析图。

3.4 理念导引，规划创新

国家电网公司提出的“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”发展战略，是传统电力工业顺应信息技术革新的时代要求。“大云物移智链”等新技术在电网各层级进行应用，逐步推动能源转型与信息技术的深度融合。从面对能源转型的新一代电力系统，到清洁能源全消纳、多元负荷全接入、电网状态全感知的理念；从电能替代、再电气化的技术应用，到新能源小镇、智慧电力小镇的打造；从泛在电力物联网，到“大云物移智链”，配电网层面是一个主战场。

图4 负荷空间分布热力分析

面对电力行业新理念新技术新战略，配电网布局规划如何对此进行结合，在空间资源上进行保障，让项目得到实实在在落地，需要规划方式方法和管理的不断创新，也是国土空间规划“一优三高”的价值要求。

4 结 语

中压配电网的布局规划工作是在吸取高压电力设施布局专项规划的成熟经验后开展的，但中压配电网与高压电网相比，有其自身的特点。规划工作者需要充分研究中压电网的特性，结合国土空间规划的时代特征，将规划做好、做精、做优、做深、做细。本文从城市管理创新模式中借鉴理念，付之实践，总结了一些编制中压配电网的思路和经验，供相关研究者参考。