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电网负荷预测、必要性以及各种负荷预测方法
电网是电力工业发展的一个重要环节。一个良好的电网结构能便利地实现电量的供需平衡，更好地使电源结构优化，实现区域电网之间的互相支援。良好的规划方案是良好的电网结构的基础，它应能保证系统在安全稳定的方式下运行，并且在此前提下获得最良好的经济效益和社会效益。良好的规划方案是电力工程前期工作的重要组成部分，它是关于单项本体工程的总体规划，是具体建设项目实施的方针和原则，是工程建设的关键环节。做好规划设计工作对工程建设的工期质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经济效益，起着决定性的作用。
配电网的规划设计是电力系统内容中的一部分，需要分析电网的布局与电力负荷的分布，需要明确供电的可靠性，供电能否满足负荷的需要和适应负荷增长的程度，各级电网的电能损失要明确，供电设备要定时更新等，这些都需要明确。也要对配电网电力负荷的预测，确定在电网规划期的目标，电网结构的原则，并且供电设备要标准化，对于城市和农村供电的不同，要因地制宜的发展电源点的建设。
在美国、英国和澳大利亚等己放松管制的电力市场国家，都没有集中的发电规划，发电容量的增加靠市场提供的经济信号和用电需求信息调节；但一般来说都有统一的输电规划。例如，美国当前还没有建立一个无缝的、国家级的输电网络，甚至可以说是还没有一个可以大致接近这个要求的输电网。实际上，美国电力系统由许多的区域输电网构成，其中包括3个大型的相互联接的独立输电系统，这些区域性输电网之间，以及与加拿大输电网之间有不同的电力传输能力。这些网络覆盖美国大多数州，需要一个组织来联接各个电网分布的物理区域，实施必要的计划、协调、沟通和控制工作。在电网规划方面实施区域性协调、区域性的线路架设、实时控制以及进行区域性的电网规划。日本的电力规划虽然也以自由化为目标，但坚持谨慎原则，在保证有稳定的投资、可靠的电力供应前提下，进行自由化改革。这是适合日本资源依赖进口、九大区域电网之间不存在资源优化配置的特点。
1993年由国家能源部、建设部颁发，由中国电机工程学会城市供电专业委员会正式出版了《城市电力网设计导则》，该导则从总则、规划的编制和要求、负荷预测、规划设计技术原则、供电设施、调度通信及自动化以及特种用户的供电技术要求七个方面对城市电网规划进行了统一，成为编制和审查城市电网规划的重要文件。
在实际电网规划中，常规的做法是按照《城市电力网设计导则》及一定的编写模式，根据规划人员的经验进行规划，虽然各种因素能够得到平衡综合考虑，但规划人员的经验、精力、主观性和所掌握的资料的有限性使规划的科学性和准确性受到影响，并且制约了在人力和物力上对规划的投入，结果是规划对实际生产建设所起的指导意义不大，权威性不足。
我国配电网自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果，长期以来配电网的建设未得到应有的重视，建设资金短缺，设备技术性能落后，事故频繁发生，严重影响了人民生活和经济建设的发展，随着电力的发展和电力市场的建立，配电网的薄弱环节显得越来越突出，形成了与电网建设不协调的局面。国家颁布实施的《电力法》的贯彻后，电力作为一种商品进入市场，接受用户的监督和选择，甚至于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另一方面，高精密的技术和装备对电能质量要求，配电网供电可靠性已是电力经营者考虑的主要方面。
最近几年，我国借鉴国外发达国家的经验，加大了配网建设中输配问题的改造力度，使得我国的城市配网有所改观，但基于我国城市化建设发展的步恸口快，越来越多的城市配网规划问题越来越多，加之我国的城市配网基底不深，整体城市配网问题还处于比较底下的状态。现阶段我国城市配网主要存在以下几点问题：
1) 电源的布点不合理分布，供电半径过长，造成线损高。因为我国的城市规划起步较晚，加之近些年的城市化步伐越来越快，早期的城市整体规划难以适应现代社会的城市发展要求，当时没有过多的考虑到配网的电源布点分布，严重的影响了现代配网改造中的检修、故障处理等工作安排，并对后期的城市配网的供电质量等方面也造成了很大的不便，尤其是在用电高峰期，甚至有些地方出现了主变负载不均衡等问题，这样使得供电质量下降影响城市居民的生活质量下降，同时也增加了在这方面不必要的经济损失。
2) 配电网络的结构不合理，不能满足日后的灵活操作。主要还是在先前的城市规划过程中没有充分考虑到将来城市的规划，在城市配网的整体设计中缺乏整体『生或者因为考虑不周造成了很大的影响，在进行线路改造、检修或者变更是造成了相关设备不能灵活的使用和调动，给工作带来很大的不便。
3) 负荷增长飞速、电网建设用地紧张。随着我国城市化建设的飞速发展，我国的城市电力负荷增长率一直持续较高，人们的生活水平额不断提高，也造成了负荷的增长迅速，另外城市建设的大幅度发展使得城市密集程度增加，加大了城市电力配网的规划和设计难度，造成了城市配网紧张的局面。
4) 线路故障率高，维修成本大，供电可靠性差。由于我国国土地貌复杂，城市建设都是因地制宜，地理环境对城市配网的规划和设计造成了很大的不便，我国很多城市都是采用高架线作为城市输送电力的主要方法，其本身就存在着故障率高的问题，加之我国配网的技术水平限制，修理难度增加，致使贼市供电得不到保障，造成了很坏的影响，包括安全性能和经济成本。
配网技术落后，设备陈旧。我国引入城市配网规划的时间较短，相关设备也比较落后，相对于发达国家当前的配网规划水平，我国存在着自动化水平低、人员素质不高等问题，这些都阻碍着我国城市配网的发展。
配电网规划一般按照以下步骤进行，调查情况，收集资料，包括自然资源和自然条件，负荷类型和数量，目前负荷分布，用电量的需求规划。收集目前的电网结构及有关数据。对收集的资料进行分析、归纳，并进行负荷预测。作出电源规划，确定供电方式和电压等级。根据目标函数拟定配电网结构布局方案。进行规划的可行性论证。
本文阐述了现阶段电网规划设计现状，提出了短期负荷预测和中长期负荷预测方法，总结了电网规划设计中新建变电站容量及位置确定、中压配电网络规划及配电网可靠性和经济性指标。
电力负荷预测是电网规划建设的依据和基础，其精度的高低直接影响着整个规划工作的优劣。随着电力工业在国民经济中扮演着越来越重要的角色，电力负荷的正确预测显得尤为重要。
电力负荷预测是指通过对电力系统负荷历史数据的分析和研究，运用统计学、数学、计算机、工程技术及经验分析等定性定量的方法，探索事物之间的内在联系和发展变化规律，对未来的负荷发展做出预先估计和推测。电力负荷预测结果的准确与否直接关系到电力投资的效益，供电的可靠性，用电需求的正常发展，以及社会的经济效益和社会效益。但要做到预测准确或较准确是很困难的，因为影响电力负荷预测的因素相当多，且由于各地区产业结构和人民生活水平不同，各具体因素对电力负荷预测的敏感度是不一样的，因而电力负荷预测具模糊性。
短期负荷预测指一年之内以月、周、天、时为单位的负荷预测，用于安排日调度计划或者周调度计划，包括确定机组的启停、水火电的协调、联络线交换功率、负荷经济分配、水库调度和设备检修等。
专家预测法分为专家会议法和专家小组法。
专家会议法通过召集专家开会，面对面地讨论问题，每个专家能充分发表意见，并听取其他专家的意见。这种方法缺点是：①参加会议的人数有限，影响代表性；②权威者的意见将起主导作用，一些专家盲从权威者的意见，或者碍于面子，不坚持与权威者不同的看法。因此，得出的结论不能集中所有专家的正确看法。
专家小组法可以避免这些问题，专家小组预测法又称德尔菲法(DelPhi)。专家们不通过会议形式，而是通过书面形式独立地发表个人见解，专家之间相互保密，经过多次反复，给专家以重新考虑并修改原先意见的机会，最后综合出预测结果。德尔菲法克服了专家会议法的不足缺点，节约专家们的时间和行程费用，专家们可以方便地安排时间、思考问题。德尔菲法在电力系统中可以用来预测未来哪些电力技术将有突破性发展，这种突破将在何时发生；某一地区哪一时期的用电水平将有何等显著性变化；更具体地，未来一年或几年全国或地区发电量及用电量的预测等。
专家小组预测法分如下几步进行。第一步，准备阶段。确定专家组成员，他们应该对电力预测问题具有专家级水平，并且热心回答问题。一般选10-20人为宜；拟定提出的问题，问题提得要明确，便于专家作出简洁回答；搜集专家们可能用到的资料。第二步，第一轮预测。把所需资料及提出的问题分送给各位专家，请他们按要求回答问题，注明回收日期，以便及时收回材料。第三步，反复预测。把专家首次判断意见加以综合，归纳出几种不同意见，再次分送给专家们复议，请他们在比较自己意见和别人意见的基础上．确定是否修改自己的意见，然后把第二次判断意见收集起来，再行归纳分析。这样反复3—5次即可将专家们的意见趋向一致。第四步，得出预测结果。对最后一次专家意见，可用统计方法进行分析得出预测结果。
2.2 类比预测法
类比法是对类似事物作对比分析，通过已知事物对未知事物或新事物作出预测。其应用的前提是用于比较的两个事物具有相似的主要特征。其差异处可以忽略或者进行个别调整。例如，要新建一个经济开发区，从动工兴建到正常运作，逐年的电量需求是一个新事物，需要在规划设计时作出预测，以便统筹安排。由于没有历史数据，不可能进行模型预测、这种情况下，采用类比法是有效的。找一个已建成的经济开发区，与待建开发区进行比较、找出他们的共同点，利用相似和比例关系，对待建开发区的电量需求作出顶测，注意他们的不同之处，由此对预测结果进行调整。又如，借助甲国达到国民生产总值时的电力需求。研究乙国的情况，推测出乙国达到同—国民生产总值时的电力需求。
在用类比法的时候，用于比较的两个事物对研究的问题要具有相似的主要特征、这是比较的基础。两事物之间的差异要区别处理，有的可以忽略，有的可用于对预测作个别调整或系统调整。
2.3 本章小结
电力系统中，通过利用影响电力负荷的诸多因素得出近似的发展规律，从而建立某种数学模型对未来的负荷作出一种科学的、合理的预测和预报的技术称为电力系统负荷预测技术。
电力系统负荷预测是电力系统调度、运行、规划等部门的重要工作之一。是保证电力系统安全经济运行和电网科学管理的重要方面。提高电力负荷预测的准确性对电力部门制定未来电网的发展规划方案，电力系统的安全、稳定和经济运行以及社会生产和人们生活活动的正常运行具有重要作用。
短期的负荷预测通常预测未来一个月度、未来一周、未来一大的负荷指标，也预测未来一天24h中的负荷，其意义在于帮助确定燃料供应计划；对运行中的电厂出力要求提出预告，使对发电机统出入变化事先得以估计；可以经济合理地安排本网内各机组的启停，降低旋转储备容量；可以在保证正常用电的情况下合理安排机组检修计划。
随着电力市场的发展，负荷预测的重要性日益显现，对预测的精度要求也越来越高。一方面传统的预测方法较为成熟，其预测结果有一定的参考价值，但预测结果有待提高；另一方面新的预测技术则不断涌现与发展。而随着新兴技术的不断发展完善，它们必将在精度与实用性上超越传统的预测方法，成为新的经典预测方法。由于短期负荷预测在电力系统中起着重要的作用，应此要尽可能的保证其预测精度。在负荷预测的发展中，大量应用根据许多现代负荷预测方法编织而成的负荷预测软件来进行负荷预测，将人从负荷预测的繁琐计算中解脱出来是重要的趋势。
城市电力负荷的中、长期预测是城市电网规划中的基础性工作。长期负荷预测一般指10年以上的预测，中期指5年左右的预测。它们的意义在于帮助决定新的发电祝组的安装(包括装机容量大小、型式、地点和时间)与电网的规划、增容和改建，是电力规划部门的重要工作之一。
中长期负荷预测为电网规划提供了必不可少的基础数据，其精度的高低直接影响着整个规划工作，做到准确预测是电力工作者的终极目标。要达到这一目标难度很大，其一是影响电量变化的因素很复杂，作为中长期负荷预测，仅依靠电力系统本身的信息和资料是不能完成的，同时电量与环境因素之间的关系是不能用简单的函数来描述的，随着电力工业的发展，电力系统规模日趋庞大，使得众多社会，政治、经济甚至气象等因素也加入到预测背景中来，预测环境的复杂程度便大大增加；其二是由于数据资料的不全和不确定信息的存在．这两方面的原因将造成传统的确定性负荷预测模型使用上的困难．了解负荷预测技术的发展趋势，掌握负荷预测的最新技术，将有助于提高负荷预测的精度、合理调度系统的安全和经济运行方式。
中长期负荷预测各种预测方法都具有其各自的优缺点和适用范围，在实际预测工作中，必须根据实际情况，着重从预测目标、期限、精确度等诸多方面作出合理选择，寻求能获取所需精度的预测方法。本文针对电力系统中长期电力负荷预测方法做出分析。
配电网负荷预测，按照其研究对象的不同可分为负荷总量预测和空间负荷预测。空间负荷预测又称小区负荷预测，是将预测区域划分为小区，以小区的相关因素为依据，预测结果是未来小区的电力需求量和负荷值，它不仅是在时间上预测未来负荷的量，而且还要预测负荷增长的位置信息，即未来负荷的空间分布。只有确定了供电区域内各小区的未来负荷，才能对变电站的位置和容量、馈线型号和路径、开关设备以及它们的投入时间等决策变进行规划。
空间负荷预测的特点是将大量不确定性数据进行优化处理，得到比其它方法更好的预测结果，是其它方法所不及的，例如:
1)对于新开发地区，本来没有历史的负荷数据，因此也就不能用趋势法来进行预测，而用空间负荷预测的方法就能弥补趋势法的不足。
2)由于电网中经常出现的负荷转移会对常规负荷预测方法的结果产生很大的影响，空间负荷预测的方法就能很好地计及这种影响。
3)常规负荷预测方法很难考虑到小区用地类型发生变化时的负荷发展情况，而空间负荷预测方法可以较容易地做到。
4)空间负荷预测得到的结果不但有将来的负荷值，还有这些负荷在地理上的分布，这对于城市电网规划有很大的好处。
5功能小区中长期负荷预测不仅可以预测负荷总量，还可以预测负荷的空间分布， 是今后城市配电网规划中必不可少的环节， 具有重要的现实意义和广泛的发展前景。
功能小区负荷预测通常采用回归分析法、负荷密度法、灰色模型、log istic模型以及组合预测法进行预测。
但是由于功能小区的覆盖面积变化从几平方公里到几十平方公里不等， 分块中用地性质也各有不同；此外， 配电网各分块所涉及的终端用户多而复杂， 基础数据收集与处理不但工作量很大， 其不确定性也很高， 所以， 应根据基础数据的收集情况决定配电网负荷预测方法。
中长期负荷预测是配电网规划的重要基础，配电网规划要求既要预测未来负荷的总量，又要预测未来负荷增长的位置，即中长期负荷总量预测和空间负荷预测，它们对于合理地配电网规划都具有重要意义，其预测结果为地区电力发展速度、电力建设规模、电力工业布局以及能源资源平衡等提供可靠的依据；其预测结果的可靠性与准确性直接影响到国民经济的发展和人民的日常生活。
配电网中长期负荷总量预测方法可分为经典预测方法、传统预测方法和新兴预测方法，它们都有各自的优缺点和适用范围，同时研究人员还对一些方法进行了改进，以进一步提高其预测结果的可靠性和准确性。
经典预测方法是依靠专家的经验或一些简单的变量之间的相关关系对未来负荷值做一个方向性的结论，预测精度较差，但在实际的中长期负荷预测时，结合工作人员的具体经验，可用这些方法进行预测结果的验证。经典预测方法主要包括单耗发、弹性系数法、分区负荷密度、人均电量指标换算。
传统预测法主要包括回归分析法、时序列法和趋势分析法等。
现代预测技术主要包括人工神经网络方法、模糊预测法、灰色预测法、专家系统预测法、小波分析方法和数据挖掘技术等。
电力负荷预测有多种预测方法，每一种都代表了一种发展规律。各种算法均有一定的适用场合，且各具有其优缺点，没有一个方法适用于各种负荷预测模型而精度比其他各种方法都高。所以在做负荷预测时，必须结合实际，着重从预测目标、期限、精确度和预测耗费等诸多方面，灵活选用较为合适的方法，并使用多种不同的方法进行预测，互为比较，再进行合理的综合分析与预测，最终得到符合所需精度的结果。
变电站规划的主要内容包括变电站的选址和定容两部分.所谓变电站的选址，是指确定变电站站址的具体位置，为了使电能传输更经济，通常要求变电站站址应位于其所供负荷的中心，但由于实际的地理条件，已有建筑等情况，通常可在负荷中心位置附近选一适当位置作为其站址.所谓变电站的定容是指确定变电站的主变容量及台数，其中还要考虑适当的变压器负荷率和N-1原则等等.确定变电站的位置及容量是城市电网规划工作的一个重要环节，其结果直接影响未来电网的网络结构，供电电能质量和运行的经济性。
变电站规划方法较多，通常有两类：一类是根据规划人员的经验事先给出变电站的可能位置，再根据一些算法选择其中较好的位置作为站址结果。由于这类方法在规划前已经综合了运行人员和专家对站址的实际因素的考虑，因而取得的站址具有较好的适应性。但该方法需要经验丰富的运行人员和专家对变电站的备选站址进行分析考察，工作量较大，增大了规划所耗时间。第二类是无备选站址的计算方法。这类方法通过优化算法的大范围搜索自动优化得到站址。对于规划人员来说工作量较小，因而更受规划人员青睐。该类方法通常考虑的优化目标函数是建设费用和运行费用最小。而诸如地理信息等因素由于建模较为困难而未予考虑，从而导致所选的站址可能位于湖泊，繁华地段等不宜建站的区域。因此第二类方法通常在优化选址完成后需对规划站址进行适应当调整，站址调整后还应根据其调整后的站址对其最优供电范围进行调整，以达到建成后运行费用最小的目标。
城市中压配电系统是电力系统的一个重要组成部分。它作为联接高压系统与低压系统的纽带，其运行的可靠性将对电力用户的供电质量产生直接影响。随着我国经济的发展，城市用电量的不断增长，许多大中城市的中压配电网已构成了把电能输送到用户的“瓶颈”。在城市规划部门提供的城市用地详细规划基础上，通过对负荷的分布情况进行合理的预测，科学的规划出城市未来中压配电网的规模及结构，对于城市未来的发展将具有重大的社会及经济意义。
城市中压配电系统规划包含着丰富的内容，其中两个最为关键的问题就是负荷分布预测和配电网网络规划。在负荷分布的预测过程中，不仅要考虑到不同类负荷发展的不均衡性，而且要考虑同一类负荷在不同地块发展的不均衡性；在城市配网网络规划中，不仅所涉及到的优化模型规模庞大，而且还要考虑到配网特殊运行结构的影响。
配电网是电力系统中直接针对用户的环节，其主要功能是向各种规模的用户传输电能。现代社会对电能的要求越来越高，除满足一定的可靠性外，还要尽可能的满足经济性的要求。在系统的规划、运行阶段可以通过电网改造、增加投资费等措施提高供电可靠性。然而，一味的追加投资必将导致运行成本的增加，难以满足经济性的要求；同样过分限制投资又将必然导致系统可靠性水平的降低。在供电部门对用户满意程度越来越关注的今天，如何在配电网的规划、运行过程中协调好可靠性和经济性的问题已经配电网可靠性与经济性是一对矛盾体。配电系统可靠性是指供电点到用户，（包括变电所、高低压线路及接 户线在内）的整个配电系统及设备按照标准及期望值来满足用电户对电力及电能的需求能力的度量。配电系统可靠性评估通过可靠性指标来体现。
配电网可靠性分析指标有负荷点指标和系统指标。其中负荷点指标包括平均故障率、平均停电持续时间、平均每年停电时间。系统指标包括系统平均停电频率、用户平均停电持续时间、系统平均停电持续时间、平均供电可用率、平均供电不可用率、系统缺电指标、平均系统缺电指标。
配电系统中可靠性及经济性分析法有：
1) 绝对可靠性经济性分析法：是以一项指定的可靠性指标作为评价的依据，如设计方案达不到该指标就要改变设计方案，电量不足概率和电力不足概率件就是这种指标。此时，该分析方法的任务，就在于如何使配电系统在满足指定的可靠性指标的前提下对配电设备的投资为最小。
2) 可靠性排列法：首先要选定一项可靠性指标，在此摹础上对各种不同的设计进行相对比较，并按照方案的优劣程度按照递增或递减的顺序进行排列，从而选出最优方案。应用该方法，有时也应用概率加权的方式将多项可靠性指标进行综合计算，然后进行排序、选择。可靠性排列法的优点是应用简便，但由于未作经济计算，难以从经济上来评价各方案对应的经济效益。
3) 可靠性比较分析法：是先计算各个备选方案的投资，然后以单位投资对可靠性指标改善的增量的大小来衡量各被比较方案的优劣。该方法的优点是在经济计算的基础上来进行排序。
4) 成本一效益分析法：先计算出提高和改善可靠性指标所对应的经济价值，然后与完成此项改进工程的投资作比较，以货币计量计算的效益大于投资的金额作为评选的依据，比值愈大愈好。这种方法比单纯地计算提高可靠性指标增量所耗用的投资大小的可靠性比较分析法又前进了一步。
可靠性优化法：是以成本一效益分析为基础，把效益作为某些可评价的可靠性指标的函数然后寻优。成本一效益分析法只是在若干可选方案中加以选择，而可靠性优化则是应用优化技术来找出也许并未列入可选方案的最优方案。
4.4电网规划合理的实例
以福建省泉州市为例，泉州市位于福建省东南部，是福建省三大中心城市之一。到2011年底，泉州市总供电占地面积约为683.94平方千米，最大负荷为1065MW，全年售电量为54.85亿kWh。 由于泉州地处沿海，经济发达，其中它的轻工业发展迅速，结果就是造成局部负荷突增，线路重载，对于电线的寿命有影响，也存在着安全隐患。目前，泉州市总供电区仍有39个台区存在低压问题。其中造成这种现象的原因就是线路供电半径过长。这就要求变电站进出线需要进行科学和合理的规划，在满足电网结构需要的同时要不断优化电网的网络结构，增加线路间联络回路，便于在用电负荷高峰时候，通过调节线路运行方式，有效的缓解重载线路供电压力，增加高峰用电的安全性。 随着经济的发展，泉州市新建了220千伏变电站，虽然设计单位一般会对变电站的出现有一个整体性的规划，但是这个规划不可能对终期规模的出现达到一次性规划到位，另外就是，泉州市的招商引资力度的加大，使得客户的用电工程不断递增，往往这些项目工程不在规划当中，并且设计单位是由用户自行委托，这就使得设计质量都不一样，有的好有的不好，良莠不齐，其中有些设计单位会根据自身的需要和方便占用出现间隔，在这些问题里面，如有有关的单位监管不到位，就会造成出现间隔占用不合理，后续出线相互交叉，倒换间隔现象发生，甚至造成停电和投资浪费这些严重的后果。这就要求必须对所管辖220千伏变电站的110千伏出线统筹规划，并根据新变化、新情况及时调整。新建工程接入时，都要按规划实施，不在规划中的项目尤其是客户工程，更要认真分析研究，合理分配出线间隔，杜绝由于人为因素造成出线交叉、倒换间隔的现象发生。出线规划要遵循优化、美化与简化的理念，变电站进出线应尽可能做到“直进、直出、归并整齐”，不采用斜进斜出方式，以美化变电站周边环境，达到节约资源和环境友好的目标。 上述规划方案是否最优、城市电网结构是否合理需要依据评价指标体系来评价，本章的主要内容就是提出一套能够较全面地评价规划方案和城市电网结构的评价指标体系。
安全、可靠和经济是电网供电的基本要求，也是评价电网结构是否合理的基本指标；由于电网规划方案一般按照负荷预测水平确定，而负荷预测具有不确定性，因此规划电网在满足负荷当前需求的基础上，还应该满足一定阶段内负荷不同增长模式的要求；同时，考虑到电网的整体一致性，需要对电网的配合协调性作量化分析。
就供电安全性指标来说，由于电网规划数据不存在运行和监测参数，规划电网的安全性水平不能用电网运行参数反映，需要根据电网的结构进行预想事故分析，通过量化分析电网不发生大面积停电的能力和发生故障后是否有能力解决以及解决能力的大小等方面来衡量；同样，供电可靠性指标的考核，也需要根据电网结构进行理论计算。此外，对于经济性指标，由于规划电网投资数据比较完备，能够在计及线损率的条件上，对投资收益（供电收益和经济收益）、资金流动等内容作出估算。
配电网的供电安全性[34-35]是指在供电的任意一个时间断面，针对一组预想故障，电网能够保持对负荷正常持续供电的能力，即电网有能力避免较大面积的供电中断，并保持线路等设备的负载和电压幅值在允许的限制范围内。在规划中一般只需考虑全年最大负荷时的供电安全性。
在判断电网供电是否安全时，涉及到电网当前和发生预想事故后两种状态，需要考虑如下两方面因素：
（1）部分设备停运时，电网能否通过开关操作尽量减少负荷停电；
（2）电网能够在多大程度上抵抗大面积停电事故。
由于配电网大多闭环设计、开环运行，且存在大量的分段和联络开关，使网络具有明显的变结构特性，因此，电网发生事故之后，一般部分或全部的非故障区域负荷可以通过开关操作恢复供电。配电网的这种结构特性对于提高电网的供电安全水平具有重要作用。
基于上述考虑，需要对电网发生预想事故后能否保持以及在多大程度上保持持续供电的能力进行量化评价。由此设计的评价指标有“N－1”校验，其中“N”是指电网中某类重要设备（主要包括变电站主变和变电站出线）的总个数，“1”是停运元件个数。此外，与上述分析思路相同，对电网进行“N－2”校验，该指标的各项数值在一定程度上反映了电网抵抗大面积停电的能力。
所谓“N－1”校验，是指正常运行方式下，电网中任意1个元件（如变压器、线路等）断开后，判断电网能否通过开关操作将失电负荷恢复供电，并保证对用户正常持续供电同时无元件过负荷。
“N－1”校验是电网静态安全分析的重要基础和手段。它包含两层含义：一是保证电网正常运行；二是保证对用户的正常持续供电。
鉴于城市配电网设备较多，难以对所有设备均进行“N－1”安全性校验，因此按照设备事故给电网造成的故障严重性程度排序，可主要选择220kV变电站、110（35）kV变电站主变或母线以及高压网线路进行“N－1”校验。在电网结构相对比较简单，设备不是很多的情况下，也可以对10kV线路进行“N－1”校验。在系统安全分析中，常采用N－1安全准则，对系统的规划、运行和计划各个环节进行校验。
指标“‘N－1’校验”，主要基于“N－1”校验算法，对电网整体能否通过校验以及通过程度进行量化描述。它包括的下级指标有“N－1”通过率、“N－1”最大负荷损失率和“N－1”平均负荷损失率。在对电网进行“N－1”校验过程中，要考虑中压网与高压网的相互支持作用。
事故后的负荷损失率，可以量化描述电网发生预想事故后造成的停电损失程度，进而反映电网事故后的持续供电能力，因此，有必要对“N－1”情况下的负荷损失率作详细计算。
指标“‘N－1’最大负荷损失率”是指针对电网失去一个重要元件的事故序列，搜索导致电网负荷损失率最大的事故并记录相应的负荷损失值和损失率。
根据前文所述，“电网失去一个重要元件的事故序列”包括：220kV变电站“N－1”、110（35）kV变电站“N－1”和110（35）kV线路“N－1”三类事故序列。
具体分析过程中，一方面需要给出负荷损失最大的事故相关数据和具体位置信息，为规划电网找出影响其安全水平的瓶颈；另一方面，还需要对各种预想事故的负荷损失情况进行加权平均，以量化电网受到该类偶然事故时对供电的平均影响水平。指标“‘N－1’平均负荷损失率”是指针对电网失去一个重要元件的事故序列，从整体上综合量化描述事故对电网供电的平均影响水平。
当电网中的某个或某些设备由于某种原因停运时，因供电中断造成的负荷损失达到较大比率时或负荷损失较大时，认为是发生大面积停电事件。指标“抗大面积停电能力”旨在反映电网抵抗大面积停电事故发生的能力。重特大突发电力事件，常会导致系统内多个电力元件退出运行，相对于N－1故障，N－2故障发生的几率极低但后果极为严重，可能导致大面积停电事故的发生。因此用“N－2”通过率、“N－2”最大负荷损失率和“N－2”平均负荷损失率表示电网的抗大面积停电能力。
“中国电力行业标准DL/T861-2004”-《电力可靠性基本名词术语》中对“可靠性”和“电力系统可靠性”的定义如下：可靠性是指元件或系统在规定的条件下和规定的时间区间内能完成规定功能的能力。通常采用概率量来描述完成规定功能的能力，称为可靠度。
电力系统可靠性是指电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断的向电力用户提供电力和电量的能力。电网的可靠性包含充裕性的意义，即电网稳定运行时，在电网元件容量、母线电压和系统频率等的允许范围内，考虑电网中元件的计划停运以及合理的非计划停运条件下，向用户提供全部所需的电力和电量的能力。“系统平均停电持续时间”、“系统平均停电频率”、“用户平均停电持续时间”、“系统平均供电可用度”等指标可用于反映这种能力。
考虑到高中压电网的结构特点，需要分别计算各自的可靠性指标。假定配电网中的负荷点数为n，负荷点j的持续停电率为λj，年停运时间为Uj，平均停电成本为Cj，负荷点j的用户数为Nj，在规定时间内的需电小时数为T。
下列各项指标具体计算时，可以根据不同的要求或数据条件自行确定是否考虑外部影响造成的停电和电网电源不足造成的限电，这里给出的指标均考虑了上述两个因素的影响。
电网规划方案的经济性[39-40]评价是电网建设项目决策科学化、减少和避免决策失误、提高项目经济效益的重要手段。
由于电网规划工程持续周期长，并且涉及诸多使用寿命不同的投资项目，需要对电网建设和运行中涉及的费用支出和收益等相关内容归类分析。电网的运行经济性主要是从网损率和设备利用率角度进行分析。电网的建设经济性主要从资金投入、供电收益以及售电收入等角度出发，详细分析电网投资在资金流动过程中带来的供电满足程度和经济效益。
电网的运行经济性是指在保证电网安全运行和满足供电需求的基础上，通过调整电网运行方式，最大限度的降低网络损耗，并充分利用电网设备，以达到最佳的经济效益。运行经济性指标包括线损率和设备利用率。
（1）线损率
通常情况下配电网各个元件所产生的一定数量的电能损耗称为线路损耗，简称线损。线路上所损失的电能占线路首端输出电能的百分比称为线路损失率，简称线损率。在电网规划评价中，我们以线路上的功率损耗占线路出口潮流有功的百分比为线损率。线损率的高低是电力企业规划设计水平、生产技术水平和管理水平的综合反映。
指标“线损率”主要从功率线损整体情况和是否偏高两个角度，分析电网线损水平。包括两部分内容：一是通过潮流计算电网的平均线损率，主要考虑线路和变压器的功率损耗；二是在统计线路线损率分布的基础上，对线路线损率偏高情况进行汇总。
（2）设备利用率
指标“设备利用率”通过量化电网中设备的负载情况，考察设备是否处于良好运行状态。
设备利用率是指当电网处于最大运行状态时，设备负载值与设备额定负载容量的比值，用百分数表示。在该指标的计算过程中，可以根据评价结果要求的严格程度、电网数据的详细程度等因素，选择需要计算的设备种类。
配电网规模庞大，建设投资额巨大，对电网的建设经济性进行深入分析有重要的经济和社会价值。
电网的建设经济性分析包括静态分析和动态分析两部分内容。前者对电网总投资能够获得的电力效益即存量效益进行评价，后者对电网投资增加能够获得的电力效益即增量效益以及规划工程所产生的经济效益进行评价。
指标“电网扩展裕度”用于评价电网结构能否根据未来电网发展的需要作灵活变化。电网结构包括变电站的接线模式以及电网的接线模式，电网发展的需要主要是指新增的负荷需求。
在对该指标进行计算的过程中，首先明确电网的结构方式，然后分析确认能否通过比较简单的操作改变电网结构，再根据该种操作的难易程度、通过操作可得到的电网结构方式的种类等，对规划网结构的扩展裕度给定具体数值。通常情况下，电网结构越简单，通过改变电网结构来增大电网的供电能力越容易实现。
例如，若电网为典型的手拉手接线模式，则通过增加开关等操作就可比较容易地将电网转换为多分段多联络的接线模式，从而提高电网的供电能力以适应负荷发展的需求。电网扩展裕度具体数值的确定，需要多方面综合专家意见和电力相关要求或规定，计算难度较大。针对通常情况下，电网结构越简单，其供电能力越低，可以通过不同接线模式下电网的供电能力来表示电网的扩展裕度，以使该指标得到量化评价；还可以用网络中的可扩展的接线模式数量所占比例来反映该指标。
在我们生活中，电源是不可缺少的，我们身边无处不在使用电，就是因为我们对电的需求量在不断地增加，使电力部门在电网的合理规划设计中存在着困难，在电网的使用过程中，也会出现各种各样的问题，比如电网负荷、供电线路长、线路故障率高、维修成本大等等，这就需要结合各个地方的实际情况，进行合理配电，要做到科学化、规范化与制度化，要在节能、环保、安全中合理进行供电，进行有效的高效的适合本地区的电网规划，加之电力所带来的影响与危害也是十分严重的，所以在配电的规划方面的要求是很严格的，需要慎重的考虑与规划设计。
在市场经济条件下，供电企业在进行电网规划设计时，在完成好社会责任与效益的前提下，应从规划的各个时期、层面做好经济分析工作，使经济效益的观点寓于城网规划之中，只有这样，供电企业的效益才能有机的增长，才能保证供电企业的可持续发展，规划的作用与意义才能充分显现出来。不仅如此，供电企业还要利用市场经济的内在规律，立足实际，变被动为主动，充分利用各种因素，影响政策制定部门，争取更多的政策用之于电网的规划与改造建设之中。 |
