保定城網(wǎng)評(píng)估與配電網(wǎng)規(guī)劃研究

1、保定城網(wǎng)評(píng)估與配電網(wǎng)規(guī)劃研究許殿英引言：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，配電網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，配電網(wǎng)在整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中的地位越來(lái)越重要，受到全社會(huì)廣泛的關(guān)注。其運(yùn)行、建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性也急需進(jìn)一步提高。2004年，保定供電公司與天大求實(shí)公司合作，對(duì)保定城市配電網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析評(píng)估，對(duì)未來(lái)配電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行了規(guī)劃研究。研究成果對(duì)保定城網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提出了指導(dǎo)性意見(jiàn)，對(duì)未來(lái)配電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行了科學(xué)規(guī)劃，對(duì)現(xiàn)狀存在的問(wèn)題在未來(lái)規(guī)劃中提出了解決的時(shí)機(jī)和方法。此成果處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。關(guān)鍵字：城網(wǎng)評(píng)估；配電網(wǎng)規(guī)劃；負(fù)荷預(yù)測(cè)；變電站選址1. 研究的主要內(nèi)容為了適應(yīng)保定市的城市發(fā)展建設(shè)要求，使保定市

2、區(qū)的開(kāi)發(fā)更加科學(xué)、合理，為該地區(qū)的城市電網(wǎng)規(guī)劃管理提供技術(shù)法規(guī)依據(jù)，更好的指導(dǎo)該地區(qū)內(nèi)電網(wǎng)的開(kāi)發(fā)建設(shè)，特進(jìn)行此次研究。主要內(nèi)容包括：1. 現(xiàn)狀高壓網(wǎng)的評(píng)估分析。2. 現(xiàn)狀中壓配電網(wǎng)的評(píng)估分析3. 2010年規(guī)劃總則4. 負(fù)荷預(yù)測(cè)5. 高壓變電站站址及網(wǎng)絡(luò)校驗(yàn)6. 中壓配電網(wǎng)規(guī)劃7. 無(wú)功規(guī)劃原則8. 投資估算與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)2. 研究依據(jù)的原理和采用的方法本次評(píng)估規(guī)劃研究以認(rèn)知科學(xué)的理論為指導(dǎo)，充分利用“城市電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)”的自動(dòng)分析計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和圖形處理能力，發(fā)揮人在城網(wǎng)規(guī)劃中的主導(dǎo)作用，協(xié)調(diào)規(guī)劃相關(guān)的各方面意見(jiàn)，結(jié)合規(guī)劃專(zhuān)家和計(jì)算機(jī)軟件各自的特點(diǎn)，進(jìn)行高水平的城網(wǎng)規(guī)劃工作。在充分調(diào)

3、查國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)（上海、廣東和浙江等地）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用近年來(lái)開(kāi)發(fā)的智能化的電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)（小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)法、平面多中位變電站選址定容）和新的規(guī)劃決策軟件城市電網(wǎng)規(guī)劃計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)許多電網(wǎng)規(guī)劃專(zhuān)家和經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員進(jìn)行反復(fù)論證，從而實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用一流技術(shù)規(guī)劃一流電網(wǎng)，從分體現(xiàn)了規(guī)劃高度的科學(xué)性和藝術(shù)性，同時(shí)具備了一定的超前性。規(guī)劃的依據(jù)包括：3. 研究過(guò)程3.1原始資料的搜集、整理與分析城市電網(wǎng)規(guī)劃工作需要以大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為依據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括城市負(fù)荷發(fā)展的相關(guān)歷史數(shù)據(jù)、未來(lái)城市發(fā)展的詳細(xì)用地規(guī)劃及城市發(fā)展規(guī)劃材料以及電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的相關(guān)信息等。負(fù)荷數(shù)據(jù)中對(duì)城市現(xiàn)狀用戶(hù)用地及用電情

4、況的詳細(xì)數(shù)據(jù)調(diào)查是一項(xiàng)十分繁雜的工作，需投入大量的人力和物力。城市規(guī)劃相關(guān)數(shù)據(jù)主要包括：規(guī)劃區(qū)市政規(guī)劃的詳細(xì)說(shuō)明書(shū)及電子版配套圖紙、規(guī)劃區(qū)的詳細(xì)電子地圖等。3.2現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)分析對(duì)規(guī)劃區(qū)現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，確定必要的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，包括電壓水平分析、線路過(guò)負(fù)荷情況分析、短路容量校驗(yàn)及N1校驗(yàn)等，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，以便未來(lái)的規(guī)劃工作能夠有的放矢。3.3確定規(guī)劃的主要技術(shù)原則參考“城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則”及各省市電力公司的相關(guān)技術(shù)導(dǎo)則來(lái)詳細(xì)制定技術(shù)原則，例如：電網(wǎng)供電安全準(zhǔn)則，高、中壓網(wǎng)絡(luò)接線模式，變電站的變壓器容量及臺(tái)數(shù)，站內(nèi)主接線，導(dǎo)線的種類(lèi)（電纜、裸導(dǎo)線或絕緣線），線徑規(guī)格，配變的規(guī)格型號(hào)，10

5、kV的接地方式等。3.4負(fù)荷及負(fù)荷分布預(yù)測(cè)總原則是根據(jù)城市或開(kāi)發(fā)區(qū)的用地規(guī)劃，以空間負(fù)荷分布預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)，采用多種負(fù)荷預(yù)測(cè)方法進(jìn)行負(fù)荷及負(fù)荷分布預(yù)測(cè)。詳細(xì)分析負(fù)荷預(yù)測(cè)所需的原始數(shù)據(jù)，確定負(fù)荷預(yù)測(cè)的工作思路。1.分析城市的發(fā)展階段。1）城市處于發(fā)展初、中級(jí)階段向中小型城市發(fā)展，在預(yù)測(cè)期內(nèi)，電量以近似指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)，其年增長(zhǎng)率比較大，簡(jiǎn)稱(chēng)為E型電量。2）發(fā)展成熟的大型城市，其電量己經(jīng)歷過(guò)指數(shù)規(guī)律發(fā)展的階段，在預(yù)測(cè)期內(nèi)進(jìn)入了一種具有飽和特性的發(fā)展階段，簡(jiǎn)稱(chēng)G型電量。3）對(duì)一些初期用電量低，而發(fā)展又十分快的城市，在預(yù)測(cè)期內(nèi)，負(fù)荷按一種S型曲線趨勢(shì)增長(zhǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)S型電量。2.確定各類(lèi)用地或建筑面積的負(fù)荷指標(biāo)。隨

6、著城市規(guī)劃在城市發(fā)展中地位的日益重要，對(duì)未來(lái)城市不同地塊的用地性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)分析，明確的具體分類(lèi)，例如有工業(yè)用地，住宅用地，市政用地等。為了使負(fù)荷密度指標(biāo)能夠代表未來(lái)發(fā)展情況，可以參考已經(jīng)充分發(fā)展的類(lèi)似城市的同類(lèi)型負(fù)荷的負(fù)荷密度情況，作為指標(biāo)設(shè)置的依據(jù)。也可以進(jìn)行一定的實(shí)地調(diào)查。3.采用適當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)模型結(jié)合規(guī)劃區(qū)的實(shí)際情況，分析負(fù)荷及電量的發(fā)展規(guī)律，從幾十種預(yù)測(cè)模型中選擇確定負(fù)荷預(yù)測(cè)的模型。在已知遠(yuǎn)期負(fù)荷或電量預(yù)測(cè)結(jié)果，反推中間年各階段結(jié)果時(shí)，經(jīng)常采用S型曲線模擬。4.采用多種相關(guān)模型對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)人均居民生活用電分析人均綜合用電分析3.5高壓變電站站址及網(wǎng)絡(luò)校驗(yàn)?zāi)康氖谴_定110kV變電站的容

7、量及位置。供電范圍計(jì)算的目的是將規(guī)劃區(qū)內(nèi)的所有10kV配電變壓器按供電關(guān)系劃歸不同的110kV變電站。其中，既要考慮供電的經(jīng)濟(jì)性，又要考慮供電半徑的限制。這一階段變電站的容量、變壓器的臺(tái)數(shù)確定是非常重要的。在不明確的情況下需要進(jìn)行比較確定。變電站規(guī)劃總體思路：依據(jù)遠(yuǎn)景規(guī)劃目標(biāo)年負(fù)荷分布預(yù)測(cè)的結(jié)果，利用“規(guī)劃軟件”中變電站選址容量?jī)?yōu)化軟件自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，得到遠(yuǎn)景目標(biāo)年的變電站布點(diǎn)和主變?nèi)萘糠桨?。依?jù)城市規(guī)劃和地形地貌的實(shí)際情況通過(guò)規(guī)劃專(zhuān)家的修正得到最終的變電站布點(diǎn)方案，利用規(guī)劃軟件自動(dòng)計(jì)算變電站的供電范圍，確定變電站應(yīng)帶的負(fù)荷大小。依據(jù)中間年的負(fù)荷分布預(yù)測(cè)結(jié)果，以遠(yuǎn)景年的變電站布點(diǎn)和主變?nèi)萘糠桨笧?/p>

8、條件，利用軟件自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，得到中間年的變電站布點(diǎn)和主變?nèi)萘糠桨?。該方案的新上變電站?yīng)是遠(yuǎn)景規(guī)劃方案所包含變電站的一部分。利用規(guī)劃軟件自動(dòng)計(jì)算變電站的供電范圍，確定變電站應(yīng)帶的負(fù)荷大小。3.6 10kV中壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃根據(jù)110kV變電站的供電范圍計(jì)算結(jié)果，將10kV配電網(wǎng)按供電范圍分區(qū)，對(duì)10kV配電網(wǎng)絡(luò)按分區(qū)進(jìn)行規(guī)劃。根據(jù)可靠性的要求和采用的主要接線模式，考慮不同110kV變電站之間10kV聯(lián)絡(luò)線的設(shè)置，以及同站不同母線的聯(lián)絡(luò)情況。規(guī)劃方案需滿(mǎn)足各種系統(tǒng)約束條件（如：短路容量限制、電壓水平限制、線路過(guò)負(fù)荷限制及N1安全性準(zhǔn)則等）。3.7無(wú)功電源優(yōu)化規(guī)劃根據(jù)10kV配電網(wǎng)及110kV、220

9、kV電力系統(tǒng)的規(guī)劃結(jié)果，完成無(wú)功電源規(guī)劃。通過(guò)計(jì)算，根據(jù)導(dǎo)則的要求，可以給出無(wú)功設(shè)備的配置建議，并計(jì)算相應(yīng)的方式下，網(wǎng)絡(luò)潮流分布的變化，從而得到電壓、線損的改善情況。3.8投資估算及經(jīng)濟(jì)效益分析根據(jù)規(guī)劃區(qū)內(nèi)的改造和新建的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，結(jié)合單位設(shè)備造價(jià)，估算投資。并在此基礎(chǔ)上，分析還貸壓力、投資回報(bào)情況等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，明確為電力企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理提出決策性意見(jiàn)。4. 研究成果和結(jié)論本次規(guī)劃研究通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀電網(wǎng)分析,結(jié)合負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果,提出了電網(wǎng)規(guī)劃各項(xiàng)技術(shù)要求,確定了各水平年電網(wǎng)規(guī)劃方案,并對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行了大量技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,確保規(guī)劃方案在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的可行性。1.通過(guò)對(duì)保定市區(qū)現(xiàn)狀電網(wǎng)進(jìn)行深入分析，保定市區(qū)現(xiàn)狀

10、電網(wǎng)基本滿(mǎn)足現(xiàn)狀負(fù)荷對(duì)供電的要求，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)狀電網(wǎng)仍存在部分問(wèn)題。(1) 保定市區(qū)110kV及以上電網(wǎng)存在的主要問(wèn)題包括：電力供應(yīng)比較緊張，部分變電站負(fù)載率偏高，容量不足；部分網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)不強(qiáng)，供電可靠性低。(2) 保定市區(qū)10kV網(wǎng)絡(luò)存在的主要問(wèn)題包括:仍有魯崗513、江城512等23條配電線路單放射供電，故障時(shí)沒(méi)有負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力；部分線路過(guò)長(zhǎng)，其中部分是由于電源點(diǎn)偏少，部分是由于存在跨區(qū)供電情況；部分10kV線路配變?nèi)萘窟^(guò)大；部分線路主干線徑偏小，主干線線徑小于150mm2的線路共有8條；計(jì)量裝置、出口電纜和主干線容量不匹配，限制主干線路的輸送能力。2.在本次負(fù)荷預(yù)測(cè)工作中， 負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果為：

11、(1) 2010年最大負(fù)荷為1088.1MW，年平均增長(zhǎng)率為9.40%，2010年電量為52.29億Kw.h，年平均增長(zhǎng)率為9.96%，負(fù)荷密度為4.48MW/km2。(2) 2007年最大負(fù)荷為845.5MW，年平均增長(zhǎng)率為9.88%，2007年電量為39.84億Kw.h，年平均增長(zhǎng)率為10.98%，負(fù)荷密度為3.48MW/km2。3.研究和分析了保定市區(qū)高壓網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃結(jié)果的合理性及可靠性，對(duì)其進(jìn)行核校驗(yàn)修正。根據(jù)分析結(jié)果對(duì)原規(guī)劃網(wǎng)主要進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的修改。(1) 2007年1) 供大陽(yáng)變兩條線路改為入前孫線，前孫線不再接入東北郊變。2) 從前衛(wèi)路再建一條線路至韓村變，從2條前韓線T接到七

12、一路變，以減輕花莊變負(fù)荷，平衡花莊和前衛(wèi)路變的負(fù)荷。3) 江城變兩條進(jìn)線入富南線，減少了富昌變的兩個(gè)出線間隔，(2) 2010年1) 從前衛(wèi)路變新建一回線路供給百樓變，提高其供電可靠性。2) 從富昌出一回線路到朝陽(yáng)變，中間T接入祝澤變。3) 前衛(wèi)路變新增一臺(tái)180MVA主變。各規(guī)劃年份網(wǎng)絡(luò)規(guī)模如下：(1) 2010年規(guī)劃網(wǎng)共有220kV變電站5座，主變總?cè)萘繛?560MVA，容載比為1.86；110kV變電站17座，主變總?cè)萘繛?828MVA，容載比為2.07；110kV線路47回。目標(biāo)年各級(jí)變電容分布合理，形成了以雙輻射、雙T、接為主的接線網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)對(duì)規(guī)劃網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)行潮流計(jì)算、“N-1”分析、

13、短路計(jì)算，規(guī)劃網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足導(dǎo)則要求。(2) 2007年規(guī)劃網(wǎng)共有220kV變電站5座，主變總?cè)萘繛?320MVA，容載比為2.00；110kV變電站17座，主變總?cè)萘繛?554MVA，容載比為2.22；110kV線路44回。通過(guò)計(jì)算表明，規(guī)劃網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足導(dǎo)則要求，為未來(lái)發(fā)展打下基礎(chǔ)。通過(guò)規(guī)劃實(shí)施保定市區(qū)電網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)均有明顯改善并達(dá)到較先進(jìn)水平，運(yùn)行質(zhì)量逐步提高，并呈現(xiàn)出逐年趨好的趨勢(shì)，目標(biāo)年達(dá)到最優(yōu)?？梢钥闯龈邏弘娋W(wǎng)規(guī)劃結(jié)果合理，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。4.確定了保定市區(qū)10kV配網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)和技術(shù)原則。(1) 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)力爭(zhēng)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。(2) 逐步對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，未來(lái)建成結(jié)構(gòu)

14、清晰合理的以架空線為主的骨干網(wǎng)架。(3) 中壓配電網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)開(kāi)環(huán)運(yùn)行，在高負(fù)荷密度區(qū)加強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)互供能力，提高供電可靠性。電纜線路近期采用單環(huán)線為主，遠(yuǎn)景逐步過(guò)渡到多分段兩聯(lián)絡(luò)接線模式；架空線近期采用手拉手接線，遠(yuǎn)景過(guò)渡到多分段多聯(lián)絡(luò)。(4) 電纜主干線選取2*YJV22-3×240mm2、YJV22-3×400mm2，架空主干線選取JKLYJ-240mm2導(dǎo)線。(5) 電纜主干線采用電纜排管或電纜溝敷設(shè)方式。(6) 新建配電變壓器均應(yīng)選擇S9及以上的低損耗配電變壓器。(7) 根據(jù)城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則，城網(wǎng)10kV短路容量控制值為20kA。(8) 制定了低壓配電

15、網(wǎng)技術(shù)原則：低壓線路的供電半徑一般不超過(guò)200米，繁華地段不超過(guò)150米；市中心區(qū)低壓線路應(yīng)采用低壓絕緣線（JKYJ），主干線截面采用185mm2；市區(qū)中、低壓配電架空線路應(yīng)同桿架設(shè)，并做到同桿架設(shè)的線路為同一電源。5.根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、城市總體規(guī)劃、用電負(fù)荷發(fā)展預(yù)測(cè)，結(jié)合10kV配網(wǎng)現(xiàn)狀，提出了2007年、2010年保定市10kV配電網(wǎng)架規(guī)劃方案。(1) 2010年規(guī)劃配電網(wǎng)情況：共有10kV主干線296條，主干線路總長(zhǎng)度為668.4km。共有開(kāi)閉所3座，均為以有；開(kāi)關(guān)站4座，均為以有；環(huán)網(wǎng)柜16個(gè)，均為新建；開(kāi)關(guān)446臺(tái)，其中已有314臺(tái)，新建132臺(tái)。形成了以架空線手拉手接線和架空線

16、兩分段兩聯(lián)絡(luò)為主要接線模式的主干網(wǎng)架。(2) 2007年規(guī)劃配電網(wǎng)情況：共有10kV主干線236條，主干線路總長(zhǎng)度為557.2km。共有開(kāi)閉所3座，均為以有；開(kāi)關(guān)站4座，均為以有；環(huán)網(wǎng)柜16個(gè)，均為新建；開(kāi)關(guān)446臺(tái)，其中已有314臺(tái)，新建89臺(tái)。該階段的重點(diǎn)是為克服現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題而進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切改以及規(guī)劃新建變電站的新出線。通過(guò)對(duì)2007年和2010年兩個(gè)規(guī)劃方案的電氣分析和可靠性分析，表明規(guī)劃10kV配電網(wǎng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)明顯提高，特別是2010年規(guī)劃網(wǎng)架各種理論計(jì)算指標(biāo)達(dá)到或接近國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。6.在以上規(guī)劃基礎(chǔ)上提出了無(wú)功規(guī)劃原則，至2010年110kV公用變電站需配置286.9MVar,10kV公用配電變壓器需要配置528.2MVar，才能滿(mǎn)足無(wú)功負(fù)荷對(duì)超負(fù)荷無(wú)功電源的需求，達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)要求。7.在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基礎(chǔ)上編制20042007年和20082010年保定市區(qū)高中壓電網(wǎng)建設(shè)改造項(xiàng)目的總體安排，并進(jìn)行了相應(yīng)的投資估算。保定市區(qū)高壓輸變電工程總投資為24522.2萬(wàn)元，其中20042007年為20005萬(wàn)元，20082010年為4539.2萬(wàn)元。保定市區(qū)10kV配網(wǎng)建設(shè)投資為23176.6萬(wàn)元，其中20042007年為17227.0萬(wàn)元，20082010年為5949.6萬(wàn)元。整個(gè)規(guī)劃項(xiàng)目20042010年共需投資47720.8萬(wàn)元。8.根據(jù)投