胡金葉
摘要:目前,我國城市電網中大多以220 kV構成環網,而以110 kV作為主力電源點,通過10 kV饋電線路向用戶供電,少數用戶是以220 kV作為電源點,通過110 kV線路進行供電。文章分析城市配網規劃與建設的有關問題主要是以110 kV電源點的布局,以及10 kV饋線的出線為對象來展開研究。
本文分析了
關鍵詞:城市配網;規劃;建設
1配網的現狀
我國電力系統長期以來的建設存在的問題是重發電,輕輸配電,導致我國城市配網建設較他發達國家落后。近年來,我國加大力度去改造配網建設,目前配網存在的問題有所改變,但由于我國配網經驗不足,配網水平還處于一個初階段,目前我國城市配網存在的問題:1)電源布點不合理,供電半徑過長,線損高。
由于缺乏早期整體規劃,我國一些城市配網的電源點要么布點不足、要么分布不合理,使供電半徑過長,線損過高。此外,由于電源布點不合理,有些地方出現主變負載不均衡,降低了系統運行的經濟性。
2)網絡結構不合理,使運行方式安排不夠靈活。由于網絡結構安排不合理,使故障復電、計劃檢修的安排以及迎峰度夏等工作都受到限制。實際工作中經常遇到變電站移址、變電站全站需要停電時,即使在低負荷水平的情況下負荷都不能轉出,需要新出線或者新增加聯絡線。
3)線路故障率高,供電可靠性低下。由于很多城市都還采用架空線作為城市供電的輸電線路,而架空線的故障率相對較高,因此,降低了供電可靠性;另外,由于網絡結構不合理,事故轉電及檢修轉電不方便,也降低了供電的可靠性。
4)負荷增長飛速、電網建設用地緊張近十多年來,我國東南及華南沿海城市的電力負荷的增長速度均保持在12% ~15%的水平,有的地方甚至超過了20%。
隨著經濟的高速發展,城市的建筑越來越密集,可以利用的城市空間越來越有限,而電力負荷密度卻由于城市的高層建筑的增多以及人民生活水平的改善不斷增加,這使得電力供求的矛盾日益突出。
2 城市配網規劃與建設的思路
分布狀況很難準確預測;其次,城市電網規劃與建設所涉及的部門和專業領域多,它除了要滿足安全性與可靠性、投資成本等經濟技術方面的要求外,還要與市政規劃等部門協調,以滿足城市發展的需要。
2.1 電源點選址及線路走廊安排
從減少網損、增加經濟效益的角度出發,應該優先規劃電源點,只有電源點規劃得合理,才能減少線路建設的投入,降低網損。當前,我國有些城市因為電源點布點不足或電源點容量有限,靠其它電源點的出線來補救的現象比較普遍,這使得配網網損一直居高不下,配網運行的經濟性不佳,在目前提倡科學發展觀的今天,這種局面必須扭轉。
對于城市電網建設,以前的觀點是遵循電網規劃建設適度超前的原則。現在看來,對于城市電網規劃,這一觀念要有所轉變。對電力設施的建設,此原則基本是適用的,但對于市內變電站選址、電源點選址以及線路走廊的規劃等問題上,有必要作一番新的審視。
1)客觀條件要求電力企業必須提前做好電源
點的選址及線路走廊的構建。城市的發展,給電力部門重新布點及新增線路走廊的空間十分有限,即使勉強安排了新的電源點以及線路走廊,也會因約束因素太多使布局不合理。況且越是到后來,在市區進行開挖鋪設電纜的代價會越大,并且會對市容造成影響,從而增大了建設線路走廊的難度。目前,我國已經有城市出現電源點布點不足、電力線路走廊有限,而由于空間的限制,周圍幾乎無再建電源點或新出線的可能。
2)改革的深入,電力企業的職能也發生了轉變,現在的電力企業與用戶的用電關系變成了一種純粹的合同關系,電力企業自身對其他行業和部門的影響也十分有限;而另一方面,電力企業雖然是企業,但卻是特殊的企業,是和國計民生息息相關的企業,供電企業擔負的社會責任重大,服務社會的宗旨所有供電企業必須始終堅持。因此,政府、供電企業應該共同關心、共同努力,為電力供應提供必要的環境,以保障電力的持續有效供應。
3)城市發展的特殊性決定了政府及電力企業必須把眼光放得更長遠。除非遇到毀滅性的災難,城市的發展將永遠不會間斷,而隨著城市繁榮程度的加深以及人類需求的不斷提高,考慮到前面所討論的能源的消費與使用過程,除非將來有可以替代電能的其它形式的能源被有效地采用,否則,城市的用電密度只會越來越大。如果不在城市發展之初很好地解決城市電網尤其是配網的規劃與建設問題,將會嚴重制約整個城市的發展,甚至會導致城市發展基本停滯。
4)規劃線路走廊時如果采用架空線,將影響市容市貌,在改電纜入地時阻力較大,而且架空線路的故障率比電纜線路高。從實際的運行經驗來看,我國華南及東南沿海城市每年都要遭受強勁臺風的襲擊,臺風所造成的饋線故障跳閘次數在一般規模較大的城市每年都要逾百起,有的甚至在300次以上,嚴重影響了電力供應;此外,由于城市線路空中走廊的環境惡劣,使得架空線路的故障率遠高于電纜線路。綜合這些因素,在我國具有一定規模的城市尤其是華南及東南沿海城市,在進行城市電網規劃與建設時,10 kV線路應該優先考慮電纜。另外,從電纜故障引起的饋線事故跳閘的統計來看,絕大部分的電纜故障是由于外力破壞引起的(據統計約占80% ~90%),因此,從減少電纜故障所導致的饋線
跳閘的角度考慮,應盡量減少電纜直埋。對于采用排管敷設的電纜線路,在線路維護或需新放電纜時需要重新開挖,顯得極為不便,且排管敷設的電纜線路比電纜溝里的電纜遭受外力破壞的可能性要大;而采用電纜溝的敷設方式其成本相對較高。綜上所述,在經濟條件許可的情況下,10 kV線路走廊應優先考慮電纜溝,其次是電纜排管敷設,盡量不用架空線,減少電纜直埋。
由上面分析可見,合理地進行電源點及線路走廊的規劃與建設已迫在眉睫,在進行城市電網規劃時,電力部門、城建部門以及政府其它相關職能部門都應該高瞻遠矚,以長遠的眼光來看待這個問題。應當指出,用地功能的不同是決定負荷空間分布的重要因素。但由于在城市發展規劃過程中,除了少數用地如成片的大學校區其遠景負荷密度可以基本確定外,其它大部分地方的密度或由于土地本身很難成片長期明確其用戶性質,或由于用戶的用電需求具有不確定性,或由于同一塊土地上的用戶對象在一段時間內會發生變化等等原因導致了城市絕大部分區域的負荷密度具有不確定性。從實際情況來看,除了少數地區的遠景負荷密度可以基本確定外,其它大部分地方的負荷密度都呈無限上漲的趨勢,只有靠將來人為加以控制。
2.2 配網饋線的規劃原則
為了增加配網供電可靠性、增強運行方式的靈活性,在規劃電源點出線以及網絡的聯絡方式時,應該統籌考慮。
1)出線方向原則
規劃變電站出線時,應盡量考慮將同一變電站的不同主變的出線在區域上交叉,即某一用電區域的饋線,最好是來自不同主變。如果是單臺主變,應該盡量考慮將不同母線的出線在區域上交叉。
按照此原則出線,可以保證每一用電區域內都有來自不同主變的電源,當某一主變故障或者母線失壓時,可以由本站內的另一主變供電。
2)環網及聯絡原則
在構成環網時,盡量與本站的饋線構成環網,而與非本站的出線構成聯絡。
3 結語
綜上所述:城市電網的規劃建設的好壞,對城市的發展起著重要的影響。本文所討論的電源點以及線路走廊的規劃建設原則,著重于解決我國城市配網所面臨的建設空間不足的現實,希望引起有關部門尤其是政府城市建設主管部門的共鳴。另外,文中介紹的變電站出線方向原則以及饋線聯絡及環網原則,對提高配網可靠性、運行方式的靈活性以及饋線的負載率等方面都會有一定的幫助。
(作者身份證號:372930198312024124)