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我国幅员辽阔,供电面积广大,各地经济社会发展情况和电网特点差异明显。若按照统一的标准建设配电网,会造成设备资产利用率不高甚至严重浪费的情况,在技术、经济上不合理。因此,为了体现地区差异性和配电网精益化管理,提高配电网规划工作的效率和水平,应始终贯穿“差异化规划”理念[1],在考虑各地区经济社会发展呈现非均衡性的情况下,结合各地区配电网现状及发展趋势,兼顾不同地区不同发展阶段的差异化特征,对我国配电网供电区域进行划分,为差异化的配电网规划及典型供电模式的建立奠定基础。
从理论角度看,区域划分就是区域类型问题;从理论发展历程看,地理条件是区域划分的一种不可缺少的因素,但是经济条件越来越被视为区域划分的重要因素。区域划分方法一般可分为单一指标方法和多种指标方法,它包括3种:以因素分析(factor analysis)为主的、以聚类分析(cluster analysis)为主的、两者的结合。区域划分的主要理论问题是如何选定指标[2],除了考虑地理、经济条件外,还需要考虑更多的因素,简单地用行政区划来划分供电区域会造成电网投资的浪费。
在公开发表的文献中,尚鲜见对配电网供电区域划分进行研究,大多数学者都只是对变电站供电区域划分和最优供电半径进行了研究[3-7]。因此,配电网供电区域划分缺乏定量的计算分析方法,大部分是依靠专家或领导经验定性分类,很难判断划分的合理性。从现有研究方法看,聚类分析法和综合评价方法已经应用到各行各业[8-12],也包括区域划分。从现有标准看,国家电网公司的相关企业标准,如Q/GDW370—2009《城市配电网技术导则》、Q/GDW156—2006《城市电力网规划设计导则》、DL/T5118—2000《农村电力网规划设计导则》等,未对供电区域划分标准进行相关规定。2009年,国网公司发布了《国家电网公司“十二五”配电网规划(技术原则)指导意见》(简称《指导意见》),只是按照行政类别将供电区域划分为A、B、C、D 4类,未给出供电区域划分的量化依据。2012年,国网公司发布了Q/GDW 1738—2012《配电网规划设计技术导则》,依据行政级别和负荷密度将供电区域划分为A+、A、B、C、D、E 6类。
本文从配电网供电区域划分的影响因素出发,提出政治、经济、负荷3类供电区域划分指标体系,并将聚类分析法和综合评价法应用于供电区域划分中,提出了具体实施方案。然后,通过对大量样本数据进行计算分析,得出了供电区域划分的标准。最后将2种方法应用于实际的配电网供电区域划分,得出了较为一致的结论,克服了现有方法只靠专家经验定性分类的缺点,适用于不同类型、不同大小供电区域的划分,具有很高的工程应用价值,为Q/GDW 1738—2012《配电网规划设计技术导则》的编制提供了有力的技术支撑。
1 供电区域划分指标体系
本文充分考虑影响供电区域划分的相关因素,主要从政治、经济、负荷3方面提出了配电网供电区域划分的指标体系(详见表1),以便使供电区域划分更加经济、合理[13-17]:
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