施堅(jiān)

（云南電網(wǎng)公司昆明供電局，云南 昆明 650011）

城市配電網(wǎng)規(guī)劃改造問題的探討

施堅(jiān)

（云南電網(wǎng)公司昆明供電局，云南 昆明 650011）

目前，中低壓配電網(wǎng)供電的突出問題是:結(jié)構(gòu)普遍比較混亂導(dǎo)致的可靠性低，電能質(zhì)量差，停電時(shí)間長(zhǎng)。根本的原因是配網(wǎng)改造與建設(shè)長(zhǎng)期缺乏規(guī)劃指導(dǎo)。本文結(jié)合《城市中低壓配電網(wǎng)“十一五”改造與建設(shè)規(guī)劃綱要》，對(duì)中低壓配電網(wǎng)的規(guī)劃進(jìn)行探討。

配電網(wǎng)；規(guī)劃；探討

1 中低壓配電網(wǎng)存在的主要問題

對(duì)城市10kV中低壓配電網(wǎng)而言，盡管2008年以前開展的“兩網(wǎng)”改造使配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行水平有了明顯的改善和提高，但由于長(zhǎng)期以來國(guó)家對(duì)配網(wǎng)的建設(shè)投入一直滯后于主網(wǎng)的發(fā)展，而且配電網(wǎng)原有的基礎(chǔ)非常薄弱，因而，城市10kV配電網(wǎng)高壓電源點(diǎn)容量不足，局部電源點(diǎn)布點(diǎn)也不足，10kV線路依然存在負(fù)荷重、設(shè)備過時(shí)陳舊、網(wǎng)架不合理、配電網(wǎng)自動(dòng)化水平低等問題，局部范圍還相當(dāng)?shù)膰?yán)重。在規(guī)劃中，針對(duì)配電網(wǎng)存在的問題，結(jié)合電力需求的快速增長(zhǎng)，根據(jù)有關(guān)的導(dǎo)則規(guī)定，對(duì)配電網(wǎng)的網(wǎng)架進(jìn)行規(guī)劃，從而確定具體的改造和建設(shè)項(xiàng)目。

2 負(fù)荷預(yù)測(cè)

電網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)是編制一個(gè)安全可靠，適應(yīng)能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)合理，能滿足經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和生活用電需要的電網(wǎng)網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的第一步就是要做好負(fù)荷預(yù)測(cè)。負(fù)荷預(yù)測(cè)的正確性及預(yù)見性，對(duì)城網(wǎng)規(guī)劃的影響極大，電壓等級(jí)的選擇、變電所的布點(diǎn)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等都要根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)水平來決定。因此，必須重視負(fù)荷預(yù)測(cè)。

為了使負(fù)荷預(yù)測(cè)符合城市發(fā)展實(shí)際，本規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測(cè)以當(dāng)?shù)卣贫ǖ某鞘邪l(fā)展計(jì)劃為依據(jù)，以規(guī)劃區(qū)歷年來電量、負(fù)荷的原始資料為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并在供電部門的配合下，廣泛的收集有關(guān)用電部門的用電需求計(jì)劃，對(duì)市政生活用電的趨向及需求有足夠的預(yù)測(cè)，并總結(jié)城市歷年的用電發(fā)展情況，采用多種負(fù)荷預(yù)測(cè)方法，最后分析各種預(yù)測(cè)結(jié)果，選定規(guī)劃期末的總用電量和總負(fù)荷。預(yù)測(cè)中不僅需考慮電力需求與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系而且也應(yīng)充分考慮電力需求的自身發(fā)展規(guī)律，預(yù)測(cè)結(jié)果具備合理性和精確性，經(jīng)多方案的綜合參考對(duì)比可提高了預(yù)測(cè)的包容性。

2.1 城市總負(fù)荷預(yù)測(cè)

總電量和總負(fù)荷的預(yù)測(cè)屬于戰(zhàn)略預(yù)測(cè)，它決定了地區(qū)未來對(duì)電力的需求量和未來地區(qū)電網(wǎng)的供電容量，對(duì)地區(qū)供電電源點(diǎn)的確定和發(fā)電規(guī)劃具有重要的指導(dǎo)意義。在預(yù)測(cè)方法中，采用的主要是確定性的預(yù)測(cè)方法，即把電量和電力負(fù)荷預(yù)測(cè)用一個(gè)或一組方程來描述，它與變量之間有明確的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。如用電量方面采用了彈性系數(shù)法、時(shí)間序列法、指數(shù)平滑法、參數(shù)回歸法、分行業(yè)時(shí)間回歸法、分行業(yè)的參數(shù)回歸法以及綜合產(chǎn)值單耗法;最大負(fù)荷方面主要是通過分別對(duì)最大負(fù)荷和最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)進(jìn)行時(shí)間回歸法預(yù)測(cè)，取適當(dāng)?shù)木档靡灶A(yù)測(cè)。

2.2 分區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)

在電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)中，不僅要有總量預(yù)測(cè)，還要知道負(fù)荷分布，目的是使各級(jí)電壓變電所建在負(fù)荷中心。方法主要是，首先，以現(xiàn)有高壓站點(diǎn)10kV線路供電范圍為依據(jù)進(jìn)行區(qū)域劃分，得出各區(qū)域的負(fù)荷地理分布，并根據(jù)現(xiàn)狀各區(qū)域?qū)嶋H負(fù)荷分布數(shù)據(jù)確定總負(fù)荷分配比例值;其次，根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃，對(duì)重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域、較大的點(diǎn)負(fù)荷所在區(qū)域合理提高分配比例，同時(shí)配合其它比例的相應(yīng)調(diào)整形成各年度負(fù)荷分配比例;最后，將各區(qū)各年度最大負(fù)荷按上述比例分配到各地理分區(qū)，形成分年度負(fù)荷分布預(yù)測(cè)結(jié)果。

2.3 負(fù)荷分布預(yù)測(cè)

對(duì)規(guī)劃區(qū)進(jìn)行更詳細(xì)的區(qū)塊劃分，采用小區(qū)密度指標(biāo)法，進(jìn)行各年度規(guī)劃區(qū)負(fù)荷分布預(yù)測(cè)。即在城市區(qū)的分區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)中，將規(guī)劃區(qū)的全部用地分小區(qū)，對(duì)每個(gè)小區(qū)內(nèi)的用地情況分為工業(yè)、公共設(shè)施、居住及其余用用地類型(包括道路、綠地、古跡等用地)四類，根據(jù)城區(qū)中這前三類負(fù)荷的用電量和累加土地面積及各類負(fù)荷的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，計(jì)算出各類用地的負(fù)荷密度及用電量密度，進(jìn)而得出基于各類用地負(fù)荷的分區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果。

3 中低壓配電網(wǎng)的改造與建設(shè)規(guī)劃

3.1 站點(diǎn)規(guī)劃

主要內(nèi)容包括供電范圍的劃分、線路的供電半徑、開關(guān)站和配電變壓器選址等。做好這些工作必須和城市發(fā)展規(guī)劃緊密結(jié)合，不僅要以經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和城市用地規(guī)劃來進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)和負(fù)荷分布預(yù)測(cè)、劃分各個(gè)高壓變電站供電區(qū)域、確定10kV出線的供電范圍、開關(guān)站的規(guī)模和配變?nèi)萘浚瑫r(shí)，還要和城市建設(shè)規(guī)劃相配合，確定10kV線路走廊、開關(guān)站和配電變壓器的位置。

在高負(fù)荷密度區(qū)建設(shè)大容量變電所能節(jié)省投資，負(fù)荷密集密度越大，效果越明顯，而且選用大容量的變壓器比選用小容量的變壓器能提高投資效益。地理分區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)可以輔助規(guī)劃工作預(yù)測(cè)未來規(guī)劃年需新增的高壓電源點(diǎn)的容量，據(jù)此對(duì)新增和現(xiàn)有的110kV變電站的供電范圍進(jìn)行合理劃分，對(duì)其未來的供電負(fù)荷進(jìn)行合理的估測(cè)，由此明確各變電站10kV饋電線供電半徑，并借此評(píng)估主網(wǎng)規(guī)劃對(duì)110kV高壓站點(diǎn)建設(shè)規(guī)劃的合理性。

隨著城市現(xiàn)代化發(fā)展，架空線、柱上開關(guān)、柱上變壓器必然越來越被地下電纜、開關(guān)站和箱式變壓器所取代，因此，電力企業(yè)有必要和城建部門積極配合，及早預(yù)留電纜溝道以及開關(guān)站，并積極爭(zhēng)取箱式變壓器和電纜分接箱的位置。在進(jìn)行城規(guī)劃項(xiàng)目時(shí)，對(duì)設(shè)備的選型時(shí)碰到了諸如此類的問題，導(dǎo)致無法按照規(guī)劃本身的需要選取材料器件，這對(duì)投資和供電質(zhì)量多少造成了影響。

3.2 網(wǎng)架規(guī)劃

我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度較快，尤其是城市，十幾年(甚至幾十年)前規(guī)劃建設(shè)的配電網(wǎng)早已不符合現(xiàn)在日新月異的發(fā)展形勢(shì)，滿足不了人們對(duì)電能質(zhì)量的要求，這迫切需要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行重新規(guī)劃、投資建設(shè)和改造，逐步使城市主要中低壓配電線路的運(yùn)行管理基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。提高城網(wǎng)可靠性的關(guān)鍵是要建設(shè)一個(gè)靈活可靠的網(wǎng)架。《城市電力規(guī)劃導(dǎo)則》中要求，我國(guó)一般城市地區(qū)可靠性指標(biāo)達(dá)到99.96%，即每戶的年平均停電時(shí)間不大于3.5小時(shí);重要城市中心區(qū)可靠性指標(biāo)達(dá)到99.99%，即每戶的年平均停電時(shí)間不大于0.876小時(shí)，線損、電壓指標(biāo)接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。城網(wǎng)結(jié)構(gòu)要達(dá)到分層分區(qū)、主次分明的要求，這樣，各級(jí)電網(wǎng)應(yīng)環(huán)網(wǎng)架設(shè)，開環(huán)運(yùn)行。在城配電網(wǎng)規(guī)劃中，城市中心區(qū)內(nèi)的電纜主干線采用環(huán)網(wǎng)供電，開環(huán)運(yùn)行方式的“二減一”接線。即不同變電站之間的10kV出線經(jīng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)聯(lián)接起來，斷開運(yùn)行，這樣可在事故及檢修時(shí)，可靈活合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，保證對(duì)用戶持續(xù)供電，正常情況下每回饋電線的最高負(fù)荷應(yīng)控制在該電纜安全載流量的50%以下。當(dāng)不能達(dá)到兩變電站的10kV線路“二減一”接線時(shí)，至少同一變電站的來自不同母線段的10kV線路實(shí)現(xiàn)“二減一”接線。在后續(xù)的建設(shè)改造中，可通過增加10kV饋線，逐步形成“三減一”環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，滿足負(fù)荷增長(zhǎng)和供電可靠性的要求。

3.3 中低壓配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的主要內(nèi)容

在城市10kV中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中，規(guī)劃小組針對(duì)城市各個(gè)區(qū)縣電力公司 (電力局)所轄配電網(wǎng)分別進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)，形成城市區(qū)、各區(qū)域配電網(wǎng)的規(guī)劃分報(bào)告。

3.3.1 改造規(guī)劃 這里指的是線路、設(shè)備的改造。結(jié)合城市配電網(wǎng)的實(shí)際情況，“十一五”期間，城市區(qū)大部分10kV線路將由原來的架空線路改為電纜供電;部分陳舊落后，能耗高，自動(dòng)化程度低配網(wǎng)設(shè)備也將及時(shí)給予更換，以適應(yīng)現(xiàn)代化電網(wǎng)的運(yùn)行要求。設(shè)備改造采用能耗低、可靠性高、少維護(hù)或免維護(hù)、壽命長(zhǎng)、價(jià)格適宜的產(chǎn)品，盡量配置通信接口，開關(guān)類設(shè)備要求具備電動(dòng)操作功能。

3.3.2 建設(shè)規(guī)劃 根據(jù)前文提及的有關(guān)規(guī)劃依據(jù)，在城市配電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃中，主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:根據(jù)新增高壓站的投運(yùn)時(shí)間和位置進(jìn)行分年度供電范圍的重新劃分，并保證負(fù)荷分配的一致性；根據(jù)各新增高壓站所帶負(fù)荷確定出線回?cái)?shù)；根據(jù)各年新增負(fù)荷確定新增電纜及架空回?cái)?shù)；對(duì)電纜網(wǎng)10kV線路長(zhǎng)度、配變?nèi)萘考暗蛪壕€路進(jìn)行了估測(cè)；對(duì)架空網(wǎng)10kV線路長(zhǎng)度、桿架變?nèi)萘俊⒅祥_關(guān)臺(tái)數(shù)低壓線路長(zhǎng)度進(jìn)行了估測(cè)；根據(jù)可靠性的需要，確定各10kV線路的聯(lián)絡(luò)方式和聯(lián)絡(luò)點(diǎn)；在以上基礎(chǔ)上，形成10kV配電網(wǎng)地理接線圖，并逐年確定具體的配電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目清單。

[1]楊泓，李剛，韓建軍，張冀東，李秀芬，鄧?yán)チ?城市配電網(wǎng)規(guī)劃及存在問題分析[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2009-10-28.