陳永剛
(重慶電力設計院,重慶 401121)
按照電力工業實施廠網分開、競價上網、國家監管和電力體制改革對電網公司和電網發展的要求,農網規劃應遵循以市場為導向、以安全穩定為基礎、以經濟效益為中心的原則,做到科學論證、技術先進、經濟合理。農網規劃應統籌考慮、合理規劃,應遵循以下原則:①農網建設應統一規劃,優化電網結構應與農村電氣化、現代化及城鎮化發展相統一,要與輸電網的規劃、分布式電力規劃相銜接。②農網規劃應遵循安全可靠、節約、高效的原則,提高電網的經濟效益。③農網規劃要從改造現有電網入手,技術改造與新建相結合,規劃要適度超前。④農網規劃要方便用戶、服務用戶,有利于電力市場管理。⑤實施“科技興電”戰略,以提高農網的綜合經濟效益為前提,提高農網的裝備水平和科技含量。⑥農網規劃應堅持節約用地、少占農田的原則,符合環境保護的要求。⑦農網設備要標準化、規范化、系列化。⑧電網建設與管理體制要協調一致。
農網規劃的年限應與國民經濟發展規劃年限一致,一般近期為5年、中期10年、遠期為15年及以上。近期規劃應重點解決當前農網存在的主要問題;中期規劃應與近期規劃相銜接,中期規劃應明確農網發展目標,對近期規劃有指導作用;長期規劃側重于戰略性研究和展望。農網規劃應遠近結合,建立滾動工作機制,基本按照3年滾動計劃調整。
農網規劃要按照相關標準和規程進行編制,并且要符合相關深度要求。農網規劃的主要內容包括:區域概況和總體規劃情況;電網現狀及存在問題的分析;負荷分析及預測;電力電量平衡;縣級電網規劃目標與主要技術原則;電源建設及網架規劃;調度、通信、自動化規劃;近期項目安排和投資估算;經濟效益分析;繪制縣級電網規劃圖;編寫縣級電網規劃說明書。
農網規劃負荷預測實踐中主要采用電力彈性系數法、年均遞增率法和單耗法等。電力彈性系數是指用電增長率和全社會總產值增長率之比,電力彈性系數法通過對歷史的電力彈性系數和社會總產值增長率預期的分析,設定規劃期內的電力彈性系數,從而預測規劃期內的用電增長情況。電力彈性系數的合理設定是該方法的關鍵。社會總產值的波動直接影響電力彈性系數,尤其是在全球金融危機的影響下,我國出口受到影響,產業結構不斷調整,經濟發展的波動在所難免,電力彈性系數法可信度不高。
國家對“三農”的政策傾斜,農村的經濟發展面臨新機遇,電量增長潛力巨大,目前所用電壓等級主要為110/35/10/0.4kV。35kV線損所占比例不容忽視,而作為農電企業所采取的管理和技術降損措施發揮降損空間有限。
早期農網35kV變電站布點主要按負荷中心布置,一般位于田野中,由于交通不便帶來了很多影響。農網改造期間,變電站布點多臨近公路,檢修和施工比較方便。由于鄉鎮道路規劃和農網改造不同步,鄉村道路建設導致的配電線路移桿、重復建設普遍存在,耗費了大量的人力、物力和財力。早期變電站建設常是先布點后建設輸電線路。但由于輸電走廊路徑長,在沿途施工過程中涉及較多的村民利益,協調有一定難度,以致建設周期延長。
縣域經濟發展相對緩慢,我國大部分縣域內沒有220kV變電站,縣城電源點主要是110kV變電站,35kV輸變電呈現輻射狀供電的串帶方式,運行的經濟性、可靠性無法保證。有的地區雖然有兩個及以上110kV變電站作為電源點,初步實現了35kV輸電環網互帶,但35kV變電站雙回進線沒有同期并列運行設備,自動化程度低,同樣影響了供電可靠性。由于農網點多面廣,在未來一段時期內這種情況仍會存在。
灰色系統理論是利用系統已知的信息,建立灰色理論微分方程進行求解未知量。由于影響電力負荷的因素很多、關系復雜,負荷增長受經濟發展、產業結構、居民收入水平、氣候等諸多因素的影響,其中一些因素是確定的,而一些因素則不確定,故該方法有很強的適用性。
灰色系統理論負荷預測的特點是所需原始數據少、運算方便。從新農村建設的內容來看,國家政策傾斜大,招商引資企業以及村辦企業數量會大幅度上升,用電負荷會有大幅度上升,符合灰色模型中期預測的特點。但由于數據灰度的進一步增加,該方法不太適合于電力系統的長期預測。為了得到較為準確的預測結果可以利用年均遞增率法,并結合國民經濟未來發展情況這一特點進行預測。參照過去國民生產總值年均遞增率并求出某一時期均值,對于未來經濟發展速度,可取高于該均值(即按高方案對待),主要原因是考慮新農村建設措施和政策性投入資金的積極影響。兩種方法的組合預測可以彌補相互的不足,比較符合農村電網的實際。
通過提高運行電壓,將會極大提高經濟效益,且可以減少電壓損失率,提高電能質量和供電可靠性。為了實現安全、穩定、可靠、經濟以及滿足未來一個時期新農村建設的需要,逐步將農網原有35kV變電站升壓為110kV變電站供電。新建變電站和線路應與大電網接軌,即以220kV電網為電源,110kV變電站為負荷布點。對配網而言,電壓等級提高可以減少電壓損失,提升輸電能力。采用20kV供電較10kV供電半徑提高一倍,一條線路可以帶兩個或更多的相鄰鄉鎮負荷,打破了以鄉鎮為單位的供電模式,避免線路迂回,配網合理環網、互帶負荷容易實現,同時符合鄉鎮、村村之間分散密集型居住的模式。建議新建輸配電線路考慮20kV配電網供電方式,對于原有10kV電網逐漸完成升壓改造,線損降低的同時也可減少變電站的配網出線間隔,使站內設備維護工作量減少,經濟效益明顯。
采用該辦法可以避免有站址,但線路通行困難的弊端。根據區域負荷預測結果確定配電線路條數,變電站布點參照負荷預測分布和配網線路接軌,并綜合考慮進線的可能性、避免迂回,盡量臨近公路。新農村建設內容和標準已有明確要求,縣級供電企業要和當地規劃部門充分配合,提出農村輸電走廊概念,即在農村規劃時要預留電網建設用地,提供輸配電線路通道。走廊要有足夠的寬度以保證多條線路的架設,解決“三線”(電力線、通訊線、有線電視線)混架的問題。對于農村標準化小區,在建設規劃中一般已包含配電設計,預留了線路通道,通常采用直埋電纜和箱式變電站方式,達到環境美觀的要求。對于農村鄉鎮設立的工業園區,為了滿足工業用電需求,要預留變電站用地,線路通道走廊一般采用架空線路,也要規劃預留。
多年來實踐證明,農村電網的發展需要統一規劃,這是資源高效利用的要求。新農村電網規劃是一項繁瑣而細致的工作,確立統一和適度超前的指導思想十分重要。農網規劃中通過采用灰色負荷預測、減少電壓等級等措施,綜合考慮變電站布點和線路走廊預留,與地區建設規劃相統一協調是提高農網規劃建設水平、避免重復建設的最有效方法。
[1]國家電網公司“十二五”農網科技發展規劃綱要.2011,4.
[2]城市電力網規劃設計導則.中國電力出版社.2007,2.
[3]電力系統設計手冊.中國電力出版社.1998,6.