【摘要】本文阐述了住宅小区配电网设计需要注意的问题，并针对住宅小区配电网设备信息管理、负荷预测和变电站选址提出优化办法，希望为住宅小区配电网设计的优化研究提供参考意见。

【关键词】住宅小区;配电网设计;解决办法

随着社会的进步，住宅小区的面积也是变得越来越大，配电网也随之变得较为复杂，且配电网对居民的生活有着直接的影响，做好住宅小区配电网的优化设计，对电力企业和住户都有着重要的意义。

一、住宅小区配电网设计需要注意的问题

（一）明确小区设计的总体原则以及目标

小区配电网设计要按照《城市电力网规划设计导则》和当地城市电网设计规范和具体原则。小区配电网应与当地电网的发展规划相适应，即低压、中压、高压配电网的协调发展。

小区配电网的设计应以长远的眼光进行设计和规划，同时，根据实际情况的要求，也需要设计中间年的过度计划，但这种计划必须与长远规划相适宜。小区配电网的设计除了要实现供电的可靠性、稳定性、速度性和质量性等技术要求之外，还要尽量使运营的成本运用最小。

（二）负荷预测

住宅小区配电网的设计中，负荷预测是非常重要的组成部分，其作用就是对住宅小区各种负荷尽量做到准确地预测，比如远景负荷和负荷分布。住宅小区配电网的设计一般不用考虑城市电网设计需要的分类电量和分类负荷预测，但是需要考虑小区是新区还是老区配电网设计，[a1]如果是新区设计就不需要考虑传统历史数据的预测模型，如果是老区设计就可以借鉴传统的预测模型。针对负荷分布预测的方法，比较实用的方法是功能小区负荷密度指标法。

该方法是借鉴了国内外参考数据，但必须要城市等级要相同，某种特定小区，小区的发展现状基本一致，在这些条件之下，再分别测算出不同性质小区的负荷值，最后对该小区的总负荷进行总结预测。计算方法如图1所示。

图1 小区负荷预测计算方法

（三）变电站选址定容

在住宅小区配电网的设计中，根据小区的规模，除了要考虑中压配电变电站选址定容，同样也要考虑高压的。

按照设计小区的最终得到负荷分布预测值，通过分区和分片的方法，先明确中压配电变电站的选址定容，接着再用相关的规划设计软件，进行优化计算，明确高压配电站的选址定容和供电范围，根据实际情况的需要，可设计2～4变电站的选址定容方案，设计原则就是不仅要注意供电的经济效益，还要注意供电半径的。

二、住宅小区配电网设计优化解决办法

（一）GIS系统在住宅小区配电网设计中应用

GIS，也就是地理信息系统，属于计算机信息系统的组成部分之一，涉及的内容主要是关于地理方面的数据信息，其主要功能是收集管理、分析查询以及操作显示地理数据信息。现阶段，在住宅小区配电网中，GIS系统应用的最多的还是在于设备管理上，很少用于规划设计。然而，将GIS系统用于住宅小区配电网的设计中，是配电网优化设计的一个很好办法。

住宅小区的配电网系统中包含了许多的电气设备，比如变电站、馈电线路、断路器、各种开关等。显然，这些设备的数据信息远远大于发电数据信息，而且也较为复杂，既有各种点上的信息，也有线面构成的信息，用传统的MIS系统来管理设备信息就无法全面和直观。且相比于发电和输电系统，住宅小区配电网系统中的设备分布的区域较为广阔，其管理对象既有许多单独的点，也有相互联系的线和面，比如变电站和各种线路的联系，还有无功补偿设备和居民住宅各种负荷点的联系。因此，在配电网设计时就需要许多关于这些设备的信息。如果仅仅依靠地理信息图纸、人为记忆或者搜集用户信息，显然是一项费时费力的工作，而通过GIS系统，就可以将这些信息记录在计算机系统中，可以直观地查询需要的信息。

（二）小区负荷指标的明确

根据图1所示计算式得知，如果想知道小区块的负荷[a2]，或者小区的总负荷，关键就是要明确各种性质用地的同负荷密度。明确这种负荷密度有两种途径可以获得，第一种是调查国内外功能相似的小区的负荷情况，第二种是根据小区的实际发展情况，从发展的角度出发来分析小区饱和状态下的负荷密度。

针对预测住宅小区用地的负荷分布，需要尤其重视选择合适的负荷指标以及最大负荷的同时系数，表1所示是一些代表城市的住宅用电指标，根据这个指标可以计算出建筑面积负荷指标通常情况是30～50MW/km2[a3]。但是就算考虑同时率为0.7，住宅小区的占地负荷密度也达到21～35MW/km2[a4]，和实际差异较大，其关键是在于住宅小区中住户之间用电同时率非常低，那么在住宅小区负荷预测就必须考虑合适的同时率。

表1 部分城市和地区住宅用电标准（kW/户）

比如通过某小区住户用电情况为例分析明确负荷密度的方法。第一步，先分析这个小区住户的生活水平和发展情况，然后具体分析住户的电气用电状况，再结合[a5]住户的建筑面积，最后也就得到这个小区的负荷密度。此外，结合国内外相似小区的情况，同时和上述得到的结果相比，明确最终的负荷密度。在实际设计的方案中，可以通过高低两种方案对其预测，高方案就是对负荷高估，低方案就是对负荷低估。通过这种方法，小区负荷预测在精确性上有所保证。

表2 住宅户数与变压器容量的关系

（三）变电站选址的优化设计

在馈线系统中，变电站是电源点，其位置直接影响了系统的投入资金，一旦选址不合适，就需要使用更多、更长的输电线以及馈线，从而增加配电网设计的成本，并对出线走廊也会产生一定的影响。虽然选址错误是可以修改的，但是需要付出就是经济的代价。变电站选址的设计是配电网系统整体经济型的重要保证。因此，住宅小区配电网的优化设计必须做好变电站选址的设计。

现阶段，有很多计算方法都可以解决变电站的选址问题，但其中最大的问题就是数学模型与地理信息不能有效地融合。具体主要表现在当注意到了地理信息的问题，可变电站运行和投资费用的模型又不够精细，同样存在与之相反的问题。此外，除了费用问题之外，变电的选址还要考虑、资金、环境保护等许多不确定的因素。针对这些问题，可以利用粒子群算法对住宅小区中变电站有关费用等问题构建专门的模型，再结合小区的实际情况得出最优解决方案。变电站的选址可以利用GIS系统获得需要地理位置数据和容量数据，再通过GIS系统中可视化的平台来确定设计结果的可实施性，进而得出理论上最合适的配电网设计方案。确定方案之后，可由相关专家选出多个候选站址，且结合不确定因素对不同站址进行评分，然后通过模糊—粗集理论的方法得出每个站址的综合评分值，以此作为站址可行性的指标。通过上述方法最终确定最优站址。

三、结语

配电网的优化设计首先要做的就是设备信息的管理，通过GIS系统可以配电网中各种设备信息直观地显示在计算机上，便于整体集中性地管理。为了保证住宅小区配电网系统的稳定性和经济性，其优化设计方案就需要采用科学的方法，针对负荷预测，本文提出了负荷密度指标法和计算公式，变电站选址的优化设计上建议采用粒子群算法计算变电站的费用模型，GIS系统确定位置数据和容量数据，并通过专家的评价和模糊—粗集理论来得出最终的最优方案。

参考文献

[1]黄勇建.城市配电网规划及其技术评估方法研究[D].南昌大学，2010.

[2]葛少云，尹页秀，于建成，刘昱.开发小区中压配电网规划[J].中国电力，2003，（S1）.

[3]李娴卿.综述城镇小区配电网规划[J].广东科技，2008，（16）.下载本文