市政电力管网布局优化与空间资源高效利用研究

城市的蓬勃发展对市政基础设施的要求日益提高，市政电力管网作为保障城市电力供应的核心系统，其合理布局与高效运行直接关系到城市的正常运转和居民生活质量。然而，当前城市空间资源愈发紧张，市政电力管网布局面临诸多挑战，如何在有限空间内实现电力管网的优化布局，高效利用空间资源，成为亟待解决的重要课题。

、市政电力管网布局现状及问题分析

（一）布局缺乏系统性规划

在部分城市，若干城市市政电力管网建设规划未体现统一长远性，初期阶段建设多依据局部用电需求逐步展开，未充分预察城市整体规划与电力需求增长走向，引发电力网络布局的混乱与分散，电力线路布局杂乱，线路走向规划存在缺陷，线路损耗大幅攀升，也降低了城市空间布局的综合利用率，在诸多老城区，电力线路与市政管线交叉并行现象频发，电力线路竟穿越建筑，显失合理。[1]

（二）与城市发展需求不匹配

随着城市规模的扩张和产业结构的调整，城市用电需求呈现快速增长且多样化的态势。但部分市政电力管网未能及时跟上城市发展步伐，在容量、供电可靠性等方面难以满足新的需求。一些新兴商业区、工业园区用电量急剧增加，而现有电力管网供电能力不足，频繁出现停电现象，制约了区域经济发展。同时，城市中分布式能源的接入，如太阳能、风能发电设施的逐步推广，也对电力管网的兼容性和适应性提出了更高要求，然而部分现有管网在设计上未预留相关接入条件。

二、市政电力管网布局优化原则

（一）整体性原则

市政电力管网布局优化必须与城市总体规划、土地利用规划、交通规划等相协调，形成一个有机整体。要充分考虑城市功能分区、人口分布、产业布局等因素，使电力管网能够为城市各区域提供稳定、可靠的电力供应，促进城市的整体发展。例如，在城市新开发区，电力管网规划应与区域规划同步进行，确保电力设施与其他基础设施的配套建设，避免后期重复建设和改造。

（二）安全性原则

保障电力管网的安全运行是布局优化的首要任务。合理规划电力线路走向，避免穿越危险区域，如地质不稳定地带、易燃易爆场所等。采用可靠的电力设备和防护措施，确保电力设施在恶劣天气、自然灾害等情况下能够正常运行。同时，加强电力管网的安全监测和预警系统建设，及时发现和处理安全隐患，提高城市电力供应的安全性和可靠性。

（三）经济性原则

在满足电力供应需求和安全要求的前提下，注重电力管网布局优化的经济性。合理选择电力线路敷设方式、设备选型等，降低建设成本和运行维护成本。通过优化线路路径，减少线路长度，降低线路损耗，提高能源利用效率。例如，在一些地形复杂、人口密集区域，采用地下电缆敷设方式虽然建设成本较高，但从长期运行维护和空间利用角度考虑，可能更具经济性。[2]

三、市政电力管网布局优化方法及技术手段

（一）负荷预测技术

准确的电力负荷预测是电力管网布局优化的基础。通过采用时间序列分析、回归分析、灰色预测等多种负荷预测方法，结合城市发展规划、经济增长趋势、气候因素等，对城市不同区域、不同时段的电力负荷进行科学预测。利用大数据技术，收集和分析历史用电数据、用户行为数据等，提高负荷预测的准确性和精度，为电力管网的容量规划和布局提供可靠依据。

（二）地理信息系统（GIS）技术

GIS技术在市政电力管网布局优化中具有重要应用价值。通过构建电力管网GIS数据库，将电力线路、变电站、设备等信息与地理空间信息相结合，实现电力管网的可视化管理。利用GIS的空间分析功能，如路径分析、缓冲区分析等，可以优化电力线路的走向，合理规划变电站的选址，提高电力管网布局的合理性。同时，GIS技术还能够实时监测电力管网的运行状态，及时发现故障点，提高故障抢修效率。

（三）智能电网技术

智能电网技术的应用为电力管网布局优化提供了新的思路和手段。智能电网通过先进的通信技术、信息技术和控制技术，实现电力系统的智能化运行和管理。在电力管网布局中，引入智能电网技术，可以实现分布式能源的高效接入和协调运行，优化电力潮流分布，提高电力系统的稳定性和可靠性。例如，利用智能电表、智能开关等设备，实现对用户用电的实时监测和控制，根据用电需求动态调整电力供应，降低电网峰值负荷，提高电力资源利用效率。[3]

四、市政电力管网空间资源高效利用途径

（一）综合管廊建设

综合管廊是实现市政电力管网空间资源高效利用的重要手段。通过建设综合管廊，将电力、通信、供水、排水、燃气等多种市政管线集中敷设在同一地下空间内，实现管线的统一规划、建设和管理。在综合管廊中，电力管线有专门的舱室，与其他管线分开敷设，避免了相互干扰，提高了管线的安全性和运行可靠性。同时，综合管廊的建设减少了各类管线对地下空间的分散占用，提高了地下空间的利用率。例如，广州已投入使用的管廊总长度达到 175 公里，累计有 688 公里的各类管线有序安置其中，这些管廊与现有的管廊系统共同构成“一环N射多区域”的架构，极大地提升了空间资源利用效率。

（二）与其他市政设施协同布局

市政电力管网应与其他市政设施在空间布局上进行协同规划。在道路建设中，合理安排电力管线与其他管线的位置关系，遵循一定的管线排列顺序，如工程管线从道路红线向道路中心线方向平行布置的次序宜为：电力、通信、给水、燃气、热力、再生水、污水、雨水等。在城市轨道交通建设中，探索电力管线与地铁隧道的协同敷设方式，在满足安全要求的前提下，利用地铁隧道空间敷设部分电力电缆，减少对外部空间的占用。此外，在城市公园、广场等公共空间建设中，也可考虑将电力设施与景观设施相结合，实现空间资源的综合利用。

五、案例分析

（一）成都地下管网建设成效显著。

老城区结合城市更新，如华兴街项目，将60 多根电线杆迁改下地，铺设17 公里高低压电缆，改善景观并提升供电安全性与稳定性。新城区如金牛区IT大道地下综合管廊，高宽超7 米、8 米，含5 个舱室，集纳多种管道，提高地下空间利用效率。

（二）广州地下管廊建设成果斐然。

环城管廊长 45.7 公里，采用“管廊+地铁”共建模式，与地铁 11 号线同步施工，降低重复建设成本超 30% ，设独立舱室构建保障架构，提升保障与应急能力。广花管廊长 15.79 公里，与广花快速路改造协同，实现交通与管线建设“双丰收”，集成多管线并实时监测，保障能源供应。

六、结论与展望

市政电力管网布局优化与空间资源高效利用对城市可持续发展意义重大。遵循整体性、前瞻性等原则，运用负荷预测、GIS等技术，通过综合管廊建设、协同布局等途径，可改善现状、提高效率。成都、广州等城市的实践成效显著，提供了宝贵经验。未来需持续探索创新，加强新技术应用，完善规划管理机制，以适应城市发展，为城市安全稳定高效运行提供更坚实的电力保障。

参考文献：

[1]齐芳,刘守斌,高昆阳.基于双层优化的主动配网布局优化技术[J].电子设计工程,2024,32(21):99-103.

[2]吴伟.考虑环境与负荷变化的输电线路布局优化分析[J].集成电路应 用,2024,41(09):138-139.

[3]姜丹.轮灌方式下树状管网布局优化研究[D].西南交通大学,2023.