摘要：随着国民经济的高速发展及人民生活水平的日益提高，电力的供应和消耗已渗透到社会生产、人民生活的各个角落，社会对电力的需求量越来越大。同时，产业结构的调整，电力市场的逐步形成以及电价机制的完善，也对电网的经济性和可靠性提出了新的要求。本文针对10kV供配电设计中常见问题进行了分析及探讨，并给出相应对策供大家参考。
关键词：10kV供配电设计；问题；对策；电网
引言：
配电系统通常包括配电变电站、一次配电线路（馈电线路）、配电变压器、二次配电线路、继电保护设施等，是连接发、输电系统与用户的重要环节。城市配电网是城市现代化建设的重要基础设施之一，是现代化城市必不可少的能源供应系统。其建设得好坏直接影响到城市经济的发展、人民生活水平质量的提高、投资环境的优化等。当前，国家正在进行电力系统改革工作，在电力工业中引入竞争机制，开展电力市场建设。对配电网规划问题进行研究，大幅度地提高供电质量和可靠性，对提高电力公司的经济效益与竞争力、降低电网电能损耗、节约能源具有重大的现实意义。
一、10kV供配电设计常见问题分析
电力系统规划一般可分为三部分：电源规划、主网规划和配电网规划。由于长期以来配电网的建设未能得到应有的重视，所有电力规划的研究工作主要集中在电源规划和主网规划上，我国的配电网缺乏合理的规划和建设，配电网自动化水平和发展状况相对比较落后。
（1）配电系统设备长期运行易造成耗损，运行不稳定，检修维护不及时。配电系统设备的绝缘件长期承受高度的工作电压，会使表面形成沉积的污垢，这些污垢中含有盐份，当环境比较潮湿时很容易引起闪络。这种情况可能会相同时间发生，再加上各种外部因素的影响，温度高时电阻值变大，阴雨天接地电阻值大等情况的发生，使配电设备的不安全因素增加。机械耗损出现属于常见状况，一般存在于机械的表面，比较容易检查辨别。工作人员定期检查保养护理是保证系统设备安全运行的必要措施。另外在配电设计中要注意绝缘层的选材、考虑线路和热源的距离及绝缘层周围是否有其他物质易与绝缘层发生化学反应。
（2）外部环境影响，如雷电、阴雨天气、高温天气等。10KV配电设备运行中电网需要承受各种电压的作用，如内部过电压、工频电压、外部过电压（大气过电压/雷电过电压）等。在早期的配电设计建设中，因条件环境比较恶劣，对电网的安全运行留下很大隐患，绝缘的设计一般是靠针式瓷瓶，其绝缘等级较低，不能承受雷电电击。低压配电系统设计一般都会有避雷装置。当雷电击中某些系统的某些设备时，会引起过压电，电压非常高，高达上百万伏，具有极强的破坏性。电网电容电流超过规定的数值后，将导致接地电弧无法正常熄灭，将引发弧光接地过电压，其幅值高于4倍相电压，必须采取必要的措施，保证电网运行的安全。
目前当前配电网存在的主要问题我国城市配电网的发展还存在一些普遍性问题，旧、事故率高；线路过载；可靠性差、电压质量低等。如网架结构薄弱；电力设备陈旧具体可归纳为以下几点：
1.中压配电网的网架结构薄弱
中压配电网的网架结构薄弱。长期以来，城市中压配电网发展处于一种无序状态，网络结构极不合理，突出表现在网架结构薄弱，主次网架不清晰，多分段多互联的网络连结未形成。近年来，配电网负荷增长迅速。从1999年开始近三年间，居民生活用电量增长了3%。给城乡配电网带来了很大的压力，相当多的一些设备因为过负荷而发生故障，用户电压不稳定，网络损耗过大，故障发生频繁等问题。
2.城市配电网技术落后，网络自动化水平低
目前，我国配电网自动化技术水平普遍较低，虽然近年来也引进和开发了一些新的技术，同国外相比差距仍很大。配电网设备落后陈旧，安全性差，能耗大，故障频繁。同时，网络自动化水平低，在城市电网中，中压配电网的自动化是一块空白。目前，城市配电网自动化刚刚起步，城市中压配电网自动化处于初始阶段，与国外相比落后较大。
3.线路损耗率较高，电压合格率普遍较低
目前，配电网普遍存在线损较高的问题。我国输配电线路的线路损耗率较高，农村电网的线损率高达20%以上。同时，电压合格率也普遍较低。根据统计，我国10kV（6kV）的配电网功率因数在0.65~0.8，低压农网在0.6-0.7，这些主要与城市配电网结构、原建设标准低以及负荷发展的特点有关。早期建设的配网线路己经不适合当前的城市发展需要和电力体制改革的要求。
4.电网供电可靠性低，电网规划不科学
据2000年对286座城市统计，中压配电网的平均供电可靠性为99.88%。而1998年，英国的供电可靠性己达99.988%，美国达99.98%，法国达99.991%，日本东京电力公司达99.999%。我国的配电网规划和设计，主要是由规划人员依据个人经验和局部计算来进行，在有限的条件下解决负荷增加，线路过载、电压偏低等不断出现的新问题。对于规模日益扩大的配电网，这种规划方法将越来越难以进行配电网的合理建设和经济运行。
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二、10kv供配电设计策略
1.配电网规划的研究概况
实际的电网规划是一个极为复杂的工程问题，需要考虑的因素极多。其中许多因素又难以定量化、确定化，具有多目标性、不确定性、非线性、整数性和多阶段性等特点。仅靠糊集的参数，并以此训练模糊系统规则以建立模糊规则库。采用非均匀区域法进行空间负荷预测，对不同密度的地区划分不同的区域，可有效减少数据量和存储空间的需求。利用数据挖掘技术处理待规划区域的多种空间信息，以提高用地类型的预测精度。
2.自动选择适应的模型。
（1）灰色模型。
灰色系统理论是华中科技大学邓聚龙教授在1982年首先提出的。灰色理论将随机变化量看作是在一定范围内变化的灰色量。当负荷数据严格呈指数规律增长时，应用该方法效果较好。
研究了灰色模型在电力系统负荷预测中的应用，在原始数据序列变换、灰色模型本身等方面提出了各自的改进方案。将灰色模型与自适应滤波模型进行组合以提高预测精度。
（2）人工智能技术。
传统方法对于负荷变化模式比较复杂的情形，难以作出准确度高的预测。鉴于此，随着人工智能技术的不断发展和日渐完善，人们又提出了模式识别法、组合预测法、模糊预测法、专家系统法、神经网络法等。这些方法虽然出现较晚，目前发展都不很成熟，但是具有很大的研究和发展潜力。其中，运用自适应进化规划方法研究电力系统负荷预测，有效地提高了拟合精度。
（3）空间负荷预测技术。
上述这些预测方法，仅仅从时间上预测未来负荷的大小，没有涉及到未来负荷的空询位置。80年代初，美国的Willis等人提出空间负荷预测的概念。和其它方法相比，这种方法不仅在时间上预测未来负荷的增量，而且还预测了负荷增长的位置信息，即未来负荷的空间分布。通过建立用地仿真模型来模拟小区发展情况，将负荷预测的结果分配到每个小区，具有较高的精度，能够满足中长期配电网规划要求。目前在配电网中长期的负荷预测中，对该方法的研究较多。
在Willis的基础上，通过建立模糊规则库，使用模糊推理处理分析待规划区域的空间属性信息，以预测该区域各用地类型的发展程度。进一步提出了运输模型进行用地预测，以确定各用地类型的未来使用面积。引入了遗传算法来调整模规划人员的经验，难以对日益庞大的配电网进行有效规划。随着计算机技术、最优化方法及人工智能理论的发展，人们开始研究利用计算机辅助进行配电网规划，以提高配电网规划的质量和决策水平。
负荷预测的研究状况：负荷预测是从己知的用电需求出发，考虑政、经济、气候等相关因素，对未来的用电需求做出的预测。负荷预测是配电网改造和规划的前提和基础，其准确性直接关系到规划方案的质量。在配电网规划中，电压等级的选择、变电站位置的确定、网架结构等都要根据负荷预测水平来决定。
按预测时期的长短，电力负荷预测一般可分为长期、中期、短期和超短期四种。配电网改造和规划的负荷预测主要属于电力系统中期负荷预报。目前，对中期负荷预测的研究主要有以下方法和技术：
①趋势外推预测技术。
电力负荷的变化，一方面有其不确定性。另一方面在一定的条件下，又存在明显的变化趋势。一旦找到了负荷的变化趋势，就可以对未来的负荷情况作出判断。趋势外推法又分水平趋势、线性趋势、多项式趋势和季节性趋势等。这些预测技术，并不对负荷变化中的随即成分作统计处理，因此准确性不高，目前已很少采用。
②回归分析预测技术。
回归分析预测是电力负荷预测的一种常用方法。它根据负荷的历史资料，建立相应的数学模型，实现对未来负荷的预测。用回归法进行负荷预测须先确定相关变量和函数关系，然后通过最小二乘法求得模型参数。按回归方程的类型又可分成线性回归分析和非线性回归分析。
采用了模糊线性回归法进行负荷预测，将影响负荷预测的不确定因素数据使用模糊数学进行处理。在回归分析中直接运用非线性参数估计计算以提高预测模型的精度。采用遗传规划法自动找出与负荷变化相关的因素，生成函数表达式来体现负荷的变化规律，建立负荷预报模型。
③时间序列预测技术。
时间序列预测技术是通过对预测对象自身的历史观测数据时间序列的分析处理，研究其发展的基本特征和变化规律，并据此预测其未来行为的一类预测技术。其缺点在于若时间过长，则可能出现较大的误差，实际应用中应根据实际情况进行修正。建立了基于控制论中随动理论的的时间序列月度用电量的预测模型，在预测过程中可根据数据的变化特征。
三、总结语
综上所述，10KV配电设计在整个电力系统设计中占有重要位置，在实际运用中发挥着重要作用。在进行电网设计过程中必须要及时发现问题并采取相应措施，从而来提高配电网的运行的安全性。
参考文献：
[1]伍力，吴捷：负荷中长期预测中的一种改进的模糊聚类算法。电网技术，2000（1）：36-38
[2]谢敬东，唐国庆：组合预测方法在电力负荷预测中的应用。中国电力，1998（6）：3-5
[3]史德明，李林川，宋建文：基于灰色预测和神经网络的电力系统负荷预测。电网技术，2001（12）：15-19
论文作者:潘英俊
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/19
标签：负荷论文; 配电网论文; 电网论文; 过电压论文; 电力论文; 模型论文; 电压论文; 《基层建设》2016年12期论文;