新區(qū)城市電力系統(tǒng)建設(shè)的新思路，記《深圳某區(qū)的220kV/20kV專項規(guī)劃》

摘要：合理配置電壓層級序列，是電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容之一，國內(nèi)首次對220/20千伏降壓等級進行全方位技術(shù)論證，并在深圳某區(qū)進行試點。本文闡述了220/20千伏電壓層級的應(yīng)用條件和深圳某區(qū)的城市特征，并介紹《深圳某區(qū)的220kV/20kV專項規(guī)劃》在負荷預(yù)測、變電站布點、系統(tǒng)接線及高壓走廊的做法，使規(guī)劃面向?qū)嵤呖刹僮餍浴?/p>

關(guān)鍵詞：負荷密度，土地價值，過渡期，實施規(guī)劃

1項目背景

拉閘限電、供應(yīng)緊張、輻射影響等關(guān)鍵詞越來越頻繁的出現(xiàn)在媒體上，折射出了我國經(jīng)濟迅猛發(fā)展的同時，電力供應(yīng)緊張的宏觀形勢，以及變電站的建設(shè)面臨的重重困難。

深圳市的電力建設(shè)情況更加困難，到2011年，深圳市的供電負荷已經(jīng)達到了1300萬千瓦。為了滿足遠期深圳市的電力建設(shè)需求，按照相關(guān)規(guī)劃，需要建設(shè)常規(guī)的110kV及以上各個電壓等級的變電站300多座。而整個市域面積僅1997平方公里，建設(shè)用地面積不到1000平方公里。本來在如此狹小的區(qū)域規(guī)劃建設(shè)如此多的變電站便已是一道難題，加上珠三角地區(qū)進行的產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型，城市建設(shè)用地的單位經(jīng)濟指標的提升必然導致用地檔次、用地景觀的提升，較高的景觀要求以及變電站短期內(nèi)甩不開“厭惡性”市政設(shè)施的帽子，變電站建設(shè)更是雪上加霜。

如何解決變電站的建設(shè)用地問題？在常規(guī)電力系統(tǒng)電壓級制條件下，無非兩個途徑：1、進行需求側(cè)管理，降低電力負荷需求，限制用戶容量——盡量少建變電站。2、對必須建設(shè)的變電站從外立面、建設(shè)形式出發(fā)，美化變電站，降低其對景觀的影響，減少居民的投訴——必須要建的，就建的漂亮些。事實上，兩種方式都是沒有辦法的辦法，是相對比較被動的。對于目前仍然采用土地擴張的城市來講，再精細的需求側(cè)管理，對于限制電網(wǎng)負荷需求只能是杯水車薪，新建項目仍然是電力負荷增長的主要因素，不能因為需求側(cè)管理，不讓新項目開工。美化變電站不是空中樓閣，仍然需要變電站建設(shè)用地。

可以看出，在目前深圳市的經(jīng)濟社會發(fā)展水平下，變電站的建設(shè)似乎沒有太多出路了？非也！深圳某區(qū)的220kV/20kV專項規(guī)劃經(jīng)給出了解決變電站建設(shè)問題的第三條途徑——優(yōu)化電壓等級，建設(shè)新的城市電力供應(yīng)系統(tǒng)。

與以往220/110/10kV系統(tǒng)相比，建設(shè)220kV/20kV電壓等級電力系統(tǒng)好處有三，一：減少了變電站用地，不僅直接減小了對建設(shè)用地的占用，同時避免了一座變電站影響周圍一片用地的問題。二：變電站用地的取得和配套進出線的建設(shè)十分困難，減少了變電站的數(shù)量，則是從根本上減小了電力系統(tǒng)建設(shè)的難度。三：高中壓配網(wǎng)減少了一級電壓，也就減少了一個電力傳輸環(huán)節(jié)，相應(yīng)的提高了供電可靠性。

該區(qū)域規(guī)劃的變電站是一個試點，取得一定的規(guī)劃建設(shè)經(jīng)驗后將在深圳市剩余的未建設(shè)區(qū)域以及，建成區(qū)的城市更新項目中逐步推廣。

2"應(yīng)用條件分析

1）、負荷的密度要達到一定的水平。

不同負荷密度水平對應(yīng)的較為經(jīng)濟的電力系統(tǒng)電壓層級，通過不同負荷密度水平條件下，對220/20kV和220/110/10kV系統(tǒng)進行對比，可以論證電壓層級方案與負荷密度水平的關(guān)系。

電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)該在保證供電可靠性的條件下，節(jié)約投資。按照深圳市的電網(wǎng)建設(shè)標準，220kV變電站一般出線6—8回，110出線是4—6回。取負荷密度分別為1萬千瓦/平方公里、2萬千瓦/平方公里、3萬千瓦/平方公里的條件下，以建設(shè)用地面積為300平方公里為例，計算全社會電網(wǎng)建設(shè)成本可有如下的方案。

（1）A區(qū)負荷密度為1.0萬千瓦/平方公里

A區(qū)建設(shè)用地面積300平方公里，則該區(qū)負荷約為300萬千瓦。

如采用220/110/10電力系統(tǒng)，110千伏變電站按容載比2.1計算，需變電容量630萬KVA，110千伏變電站33座（單座裝機容量3×6.3萬KVA）;220千伏變電站按容載比2.0計算，需變電容量600萬KVA，220千伏變電站8座（單座裝機容量3×24萬KVA）。

根據(jù)每座高壓變電站的平均供電半徑=（所有高壓變電站供電面積/變電站總座數(shù)）1/2

A區(qū)供電面積300平方公里，220/110/10千伏電力系統(tǒng)共需8座220千伏變電站，每座變電站平均供電半徑=3.46千米，則220千伏線路總長約為3.46×（6～8）×8=（166.08～221.44）千米

220/110/10千伏電力系統(tǒng)共需33座110千伏變電站，每座變電站平均供電半徑=1.7千米，則110千伏線路總長約為1.7×（4～6）×33=（224.4～336.6）千米

如采用220/20電力系統(tǒng)，220千伏變電站按容載比2.0計算，需變電容量600萬KVA，220千伏變電站15座（單座裝機容量4×10萬KVA），每座變電站平均供電半徑=2.52千米，則220千伏線路總長約為2.52×（6～8）×15=（226.8～302.4）千米

根據(jù)深圳市城市景觀要求，建成區(qū)內(nèi)高壓線路均采用電纜敷設(shè)，因此本次線路費用按照電纜線路費用計算。各電壓等級變電站和電纜建設(shè)費用如表1所示。

表1""220/110/10千伏電力系統(tǒng)和220/20千伏電力系統(tǒng)變電站和電纜建設(shè)費用表（萬元）

根據(jù)上表，220/110/10千伏電力系統(tǒng)建設(shè)費用約為：8×20000+33×8000+（166.08～221.44）×1000+（224.4～336.6）×680=742672～874328=（74.3～87.4）億元

220/20千伏電力系統(tǒng)建設(shè)費用約為：15×20000+（226.8～302.4）×1000=526800～602400=（52.7～60.2）億元

220/110/10千伏電力系統(tǒng)和220/20千伏電力系統(tǒng)建設(shè)費用比約為1.4。

（2）B區(qū)負荷密度為2.0萬千瓦/平方公里

根據(jù)上述計算過程，可得220/110/10千伏電力系統(tǒng)建設(shè)費用約為：（133.6～152.6）億元

220/20千伏電力系統(tǒng)建設(shè)費用約為：（92.0～102.7）億元

220/110/10千伏電力系統(tǒng)和220/20千伏電力系統(tǒng)建設(shè)費用比約為1.45

（3）C區(qū)負荷密度為3.0萬千瓦/平方公里

220/110/10千伏電力系統(tǒng)建設(shè)費用約為：（185.9～209.0）億元

220/20千伏電力系統(tǒng)建設(shè)費用約為：（123.9～142.6）億元

220/110/10千伏電力系統(tǒng)和220/20千伏電力系統(tǒng)建設(shè)費用比約為1.5。

以上可鑒，采用220/20千伏電壓層級負荷密度越高，電網(wǎng)建設(shè)成本越低。

2）、城市的土地價值要比較高。

新電力系統(tǒng)建設(shè)集約性、經(jīng)濟性的直接體現(xiàn)就是減少了變電站建設(shè)的數(shù)量，削減了高壓走廊和電力通道的占地規(guī)模。越是在土地價值高的地方，創(chuàng)造的經(jīng)濟價值和社會價值就越大。就《深圳某區(qū)的220kV/20kV專項規(guī)劃》而言，

3）、老電力系統(tǒng)設(shè)備不宜太多。

220kV/20kV系統(tǒng)的建設(shè)推廣應(yīng)考慮實際，在城市新建區(qū)使用，避免對原有110/10Kv系統(tǒng)有大面積的改造，從而造成巨大的設(shè)備改造成本，得不償失。所以在選擇新電力系統(tǒng)應(yīng)用的區(qū)域的時候，就要選取哪些老電力系統(tǒng)設(shè)備較少的區(qū)域，以避免上述問題。

4）、深圳某區(qū)的特征

（1）負荷密度很高。

該區(qū)定位為深圳市的西部地區(qū)重要的城市副中心、創(chuàng)新型高新產(chǎn)業(yè)基地及其配套服務(wù)區(qū)、獨具特色的生態(tài)旅游區(qū)以及綠色城市示范區(qū)，根據(jù)相關(guān)規(guī)劃的預(yù)測，到2020年負荷密度將達到3.0萬千瓦/平方公里。

（2）城市土地價值也很高。

由于該區(qū)域的定位較高，交通區(qū)位條件較好，城市土地價值也很高。

（2）新開發(fā)區(qū)域，無老電力系統(tǒng)設(shè)備。

除了區(qū)域內(nèi)原有舊村及一些開發(fā)較早的工業(yè)區(qū)外，新開發(fā)區(qū)域基本上是空地，無老電力系統(tǒng)設(shè)備。

3規(guī)劃方案

《深圳某區(qū)的220kV/20kV專項規(guī)劃》是一個面向落實的規(guī)劃。根據(jù)用于指導光明新區(qū)城市建設(shè)的規(guī)劃，明確新區(qū)城市發(fā)展方向和定位，掌握新區(qū)近期建設(shè)片區(qū)、建設(shè)項目以及城市更新項目，確定新區(qū)總體用電規(guī)模，在原有電力系統(tǒng)網(wǎng)架的基礎(chǔ)上，建立適應(yīng)220/20千伏電力系統(tǒng)的科學合理的空間布局，并落實變電站和高壓走廊用地。同時，為保證規(guī)劃的可實施性，確定了過渡期改造方案。

該區(qū)域負荷預(yù)測規(guī)模255萬千瓦，理論上，按照220/110/10kV系統(tǒng)的容載比進行規(guī)劃，需要220kV、110kV變電站共35座，實際上由于用地形態(tài)的原因，以原電力系統(tǒng)電壓等級規(guī)劃的220kV、110kV變電站共28，本次14座，（其中13座公用變電站，1座用戶變電站）共減少14座，比原規(guī)劃少了14座變電站，節(jié)約用地65661平方米。

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