城市配電網提升改造投資方向的有效策略分析

劉 云

（國網河北省電力公司經濟技術研究院，河北 石家莊050051）

0 引 言

過去7年國家電網公司的投資重心在主網，城市投資一直有所忽略。主網投資的目的主要是滿足用電量增速的需要。隨著國內用電量增速的放緩，國家電網公司的投資重心將朝城市配網轉移。2013年這一特征表現得非常明顯，在基本網架已經建設完成的情況下，配網建設成為投資的重點。

2013年9月中旬，國務院發布《關于加強城市基礎設施建設的意見》。在配電網方面，《意見》明確提出：要將配電網發展納入城鄉整體規劃，進一步加強城市配電網建設，實現各電壓等級協調發展。總體而言，2014年及以后，投資重點在于城市配網建設。因此，如何提高城市配電網投資效果成為目前城市配網建設的關鍵課題。

1 城市配網提升改造投資方向

城市配網提升改造投資分析的最大難點在于投資方向的確定。由于投資方向多元化，到底如何衡量各投資方向，對于投資方向的經濟效益、社會效益該如何綜合考慮，難以清晰地論述。但總體而言，對于一個結構合理的城市配電網來說，其各部分所產生的效益與其投資在一定程度上應該成正比，否則會引起投資比例失調，從這個意義上本文結合相關研究成果，根據配網各部分投資在配網電網總投資中所占比例來確定初步的配網投資方向，在此基礎上綜合考慮其他因素對其進行修正［1］。

城市配網投資主要涉及以下幾個方向：

（1）完善網架結構

建設混合線路多分段適度聯絡，純電纜線路為環網接線方式的目標網架，降低用戶故障停電時間，提高配網混合線路互聯率、絕緣化率、“N－1”比例和電纜網環網率，增強負荷轉（互）供能力，進一步完善配網網絡結構、潮流優化能力，提高目標網架安全性、可靠性。

（2）擴大自動化區域

因地制宜，不斷優化自動化的實現方式，按照供電區域對供電可靠性要求的不同，差異化制定配電自動化建設改造方案，實現線路監控點合理分布，形成“一遙”、“二遙”、“三遙”組合式配電自動化系統。

（3）加大設備改造

對配網設備進行狀態評估的基礎上，合理提高設備改造標準，重視環境設施建設，完善設備安全標識，對不滿足安全運行要求的設備加大改造力度，不斷提高設備的抗外力破壞和抵御惡劣天氣的能力，切實提升配網設備的健康水平。

（4）提高運維能力

深入推進配網狀態檢修，完善設備檢測技術裝備配置，加強配網的全過程技術監督，提高配網設備故障診斷水平和狀態管理水平，以狀態監測、評價為基礎全面開展配網狀態檢修工作。同時整合配網信息資源，充分發揮配網搶修指揮和配網運行管理對配電安全可靠的支撐作用。

對于四大投資方向，如何保證所產生的效益與投資成正比，下面以某城市配電網為例分析正確的投資方向。

2 某城市配網提升改造投資方向分析

2013年末，某城市建設改造區域有工業用戶388戶，一般工商業用戶21 316戶，居民用戶43．8萬戶。2013年建設改造區域10 kV最大負荷1 395．3 MW，供電量43．28億kWh，平均負荷密度8．13 MW／km2，最大負荷增長率為3．2%。

建設改造區域涉及220 kV變電站2座，其中一站采取內橋接線形式，2路進線，電纜13．222 km，架空8．55 km；另一站采取雙母線分段接線形式，4路進線中2路來自500 kV站、2路來自220 kV站，架空31．254 km。220 kV 主變3臺，容量600 MVA，2013年最大負荷519．24 MW。

涉及110 kV變電站20座，均為內橋式接線，具備兩路及以上進線，架空線路長度136．522 km，電纜線路長度112．149 km，進線電源較為堅強，供電可靠性高，能夠滿足線路“N－1”要求。110 kV主變47臺，總容量2 000 MVA，20座110 kV變電站2013年最大負荷1 445．27 MW。

市區二環內共有10 kV配電線路481條，其中公用配電線路470條，專用配電線路11條。470條公用配電線路中，電纜線路297條，架空和電纜混合線路173條，線路總長2 036．462 km，電纜線路總長1 513．185 km，電纜化率74．30%，架空線路總長523．277 km，絕緣化率100%，核心區項目已改造75條，本期改造395條。

目前，建設改造區域254條純電纜線路，21條實現配電自動化，配電自動化覆蓋率僅8．26%；建設改造區域141條混合配電線路，12條實現配電自動化，配電自動化覆蓋率僅8．51%；在395條公用配電線路中，光纖通信涉及362條公用配電線路，22座變電站、330座（424段）開閉站及環網柜，350臺柱上開關。

對141條混合線路跌落、隔離開關及分支引線等老舊設備進行更換，改造配電變臺低壓刀閘150組、高壓刀閘550組、跌落230組、分支引線13．6 km。

四大方向投資：其中完善網架結構為7 131萬元；擴大自動化區域為8 047萬元，配套通訊3 736萬元；加大設備改造，499萬元；提高運維能力，沒有投入。比例為：36．7%：60．7%：2．6%：0。

從比例結構來看，投資重點在自動化改造方面，但對于如此規模的城市配網，自動化改造花費高達11 783萬元，仔細分析大部分投資用在更換一次設備與配套通訊上面，配合提高自動化覆蓋率。

而根據用戶供電可靠性系統統計數據，2013年建設改造區域內共有10千伏中壓用戶5 345戶（公用：2 386戶，專用：2 959戶），供電可靠率 RS－3指標為99．913%。通過對停電原因分析，影響建設改造區域可靠性指標的主要原因是預安排停電，停電時戶數為30 952．1時戶，影響 RS－3指標為75．87%；其次為故障停電，停電時戶數為9 841．8時戶，影響RS－3指標為24．13%，因故障平均用戶停電時間為110．479分鐘。建設改造區域內2013年共處理各類故障74次，其中電纜故障24次，架空線路故障50次。在74次各類故障中，設備質量引起的故障為24次，損失時戶數為2 485．32時戶；用戶原因引起的故障22次，損失時戶數2 924．16時戶；原因不明8次，損失時戶數1 061．61時戶；自然因素有關的故障為7次，損失時戶數1 513．32時戶；運維不當造成的故障為6次，損失時戶數1 194時戶；安裝調試工藝不當的占4次，損失時戶數523．17時戶；外力破壞引起的故障3次，損失時戶數140．19時戶。

若將大量資金投入到自動化覆蓋率是不經濟的，因為完善網架結構，提高“N－1”比例和電纜網環網率，增強負荷轉（互）供能力，可以增強安全性與可靠性，可以減少預安排停電；對于各類故障損失的時戶，可以考慮通過提高運維能力來加以解決，不必要立刻提高自動化覆蓋率，通過設備技術改造逐步提高自動化覆蓋率，通過人工轉供也是可以的，故障損失的時戶也很小，況且核心區已改造。

若將資金投到完善網架結構與設備改造上也是可取的方案，但從目前情況看，完善網架結構的投資主要用在電纜土建上，大部分以排管與頂管為主，頂管平均造價1 500萬／公里，排管800萬／公里，而大開挖鋼筋混凝土溝道造價在800萬／公里。大開挖有檢修方便的好處，造價低，但開挖電力通道需要市政配合，可以利用綠化帶，上面種花，下面是電力通道。

綜上所述，完善網架結構，盡量和市政同步規劃，充分利用綠化帶，增大開挖電力通道比例，減少頂管與排管比例；擴大自動化區域，提高核心區自動化覆蓋率為100%，逐步利用設備技術改造機會，提高自動化覆蓋率；充分利用運維，提高設備健康水平；增加非核心區運維力量，減少故障損失時戶。

3 結 論

根據上面例子，城市配電網提升改造投資方向不是單純提高配電自動化覆蓋率，而是根據歷史統計數據，分析電網的城市配電網提升的方向，同時根據投入產出的結果來確定投資的方向。城市配電網提升改造主要投入方向為：重與市政協調發展，重完善網架結構，重一次設備，重核心區；輕二次設備，輕通訊；強運維；防止為改而改，造成浪費。有序開展城市配電網提升改造，才能夠深入完善配電自動化系統的高級應用，實現市區配電自動化、實用化、運行指標的在線監測，使設備運維檢修技術水平顯著提升。

［1］ 吳鴻亮．配網投資經濟效益計算分析 ［J］．電網與清潔能源，2010，（9）：14－16．