林志福

(福建省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院 福建福州 350008)

0 引言

城市配電網(wǎng)是從電源側(cè)接受電能，直接面向各類用戶的電力網(wǎng)絡，是供電質(zhì)量得以保證的根本，用戶服務科學創(chuàng)新的關鍵環(huán)節(jié)，城市現(xiàn)代化建設加快實現(xiàn)的重要保障。

隨著城市發(fā)展，用電負荷不斷增長、配電線路逐步延伸，為了避免出現(xiàn)界線重疊、線路迂回，科學、合理地處理配電網(wǎng)建設中用地和空間之間日益突出的矛盾，以“網(wǎng)格”為單位開展配電網(wǎng)目標網(wǎng)架規(guī)劃，更好地指導配電網(wǎng)規(guī)劃實施、強化目標網(wǎng)架引領、推進現(xiàn)代化配電網(wǎng)的建設。

現(xiàn)代化配電網(wǎng)的建設，應結(jié)合城市總體規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃，緊扣城市功能定位、發(fā)展目標、用地布局、產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，對近、遠期用電負荷分地塊、分單元、分網(wǎng)格進行預測，近期結(jié)合配電網(wǎng)滾動規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)進駐情況進行配電網(wǎng)設施落位，遠期根據(jù)預測的用電負荷提出電力設施的需求。

在規(guī)劃過程中，加強同政府部門、電力(運檢、調(diào)控、發(fā)展、建設等)專業(yè)部門的協(xié)作，依據(jù)功能定位、負荷水平、《配電網(wǎng)規(guī)劃設計技術導則》進行供電區(qū)域分類，結(jié)合《配電網(wǎng)典型供電模式》對不同供電區(qū)域配電網(wǎng)設施進行差異化布局，分網(wǎng)格、分期列出配電網(wǎng)建設、改造計劃，有針對性、可操作性地引領配電網(wǎng)項目的建設實施。

本文擬以福建省石獅市高新區(qū)為例，詳細介紹其配電網(wǎng)目標網(wǎng)架規(guī)劃，與同仁共探討，以助推現(xiàn)代化配電網(wǎng)建設。

1 項目概況

1.1 園區(qū)概況

石獅高新技術開發(fā)區(qū)(以下稱“高新區(qū)”) 為國家級高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，位于石獅中心城區(qū)北部、石獅環(huán)灣新城中部、泉州灣南部，毗鄰石湖港，空間結(jié)構(gòu)為“雙核、五園、兩軸、兩帶”。主要發(fā)展紡織服裝、電子信息、石化化纖、五金機械、倉儲物流等。規(guī)劃總面積為23.01 km2，建設用地面積22.59 km2，人口規(guī)模約為9.1萬人[1]。

1.2 配電網(wǎng)現(xiàn)狀

目前為高新區(qū)提供10kV電源的變電站共6座，其中220kV變電站2座(園區(qū)內(nèi)1座)，110kV變電站4座(園區(qū)內(nèi)2座，110kV接線為鏈式結(jié)構(gòu)，高壓均為架空線路)，共計10kV線路30回，其中架空線路22回，電纜線路8回[2]。

主要對電氣設備負載率、容載比、中壓線路配變裝接容量等指標進行分析，得出配電網(wǎng)現(xiàn)狀存在部分區(qū)域供需不平衡，2座110kV變電站不滿足主變N-1，10kV間隔緊張，10回10kV線路負債率大于80%，仍有非標接線、聯(lián)絡關系復雜等影響供電可靠性的問題；同時，10kV主干層、分支層結(jié)構(gòu)劃分、建設原則不清晰。

結(jié)論，配電網(wǎng)現(xiàn)狀110kV及以下電網(wǎng)供電能力有待進一步提高，以滿足園區(qū)電力增長需求。高新區(qū)土地資源十分緊缺，變電站選址困難；線路走廊有限。

2 網(wǎng)格劃分

原則上以城市組團、園區(qū)作為一個供電區(qū)開展，劃分原則整理如圖1所示。網(wǎng)格劃分過程中應充分考慮現(xiàn)狀實際情況，統(tǒng)籌網(wǎng)格中壓路徑的選擇、過境通道的預留，避免重復建設、造成浪費。

圖1 網(wǎng)格劃分原則示意圖

高新區(qū)網(wǎng)格劃分時以東西向石獅大道和南北向共富路為界，結(jié)合控規(guī)空間結(jié)構(gòu)，將GX-A、B、C基本單元劃為網(wǎng)格SS-GX-01(10.42km2)；東側(cè)GX-D基本單元劃為網(wǎng)格SS-GX-02(4.47km2)；西側(cè)GX-E、F基本單元同屬一個功能分區(qū)，劃為網(wǎng)格SS-GX-03(5.52km2)。每個網(wǎng)格電源主要3～4座變電站提供，繪制成網(wǎng)格后，能較為直觀地展現(xiàn)該網(wǎng)格的情況，便于管理，如圖2所示。

圖2 高新區(qū)網(wǎng)格劃分圖

3 用電負荷預測

3.1 預測方法

主要采用空間負荷預測法進行，通過增長率法、人均用電量法等進行校核，并選取國內(nèi)相近類型園區(qū)進行橫向比較以確認負荷預測的合理性。

3.2 負荷預測

在空間負荷預測上根據(jù)高新區(qū)地塊特點采用單位建筑面積用電指標法、單位建設用地用電指標法及戶均配置容量指標法進行預測，分述如下：

(1)《石獅高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)控制性詳細規(guī)劃》[1](以下簡稱“控規(guī)”)中已經(jīng)明確地塊性質(zhì)、地塊面積、容積率等地塊指標時，采用單位建筑面積用電指標法；

(2)控規(guī)中地塊指標中僅給出用地性質(zhì)、用地面積時，采用單位建設用地用電指標法；

(3)較大樓盤、公建及已批租的地塊，公建部分采用單位建筑面積用電指標法，住宅部分負荷預測采用戶均配置容量指標法。

地塊負荷預測后，基本單元、網(wǎng)格、園區(qū)各級用電負荷計算時，結(jié)合典型負荷特性采用一定的同時系數(shù)(利用系數(shù)、需用系數(shù))。

其中：

P規(guī)劃區(qū)最高負荷(MW或萬kW)；

Si地塊i規(guī)劃建筑面積m2(或用地面積hm2)；

Li地塊i用電指標(W/m2或kW/hm2)；

Kc同時系數(shù)。

高新區(qū)遠期計算負荷306.84MW,負荷密度15.41MW/km2,與園區(qū)的發(fā)展定位相符，本次負荷預測結(jié)果較為合理。

結(jié)合控規(guī)中分期建設情況，對近期負荷進行預測。對遠期地塊性質(zhì)改變而近期保留現(xiàn)狀的地塊采用單位建設用地用電指標法預測。高新區(qū)近期計算負荷150.42MW，負荷密度8.83MW/km2。

3.3 負荷層次建立

空間分區(qū)模型與層次負荷之間存在負荷預測方面和電網(wǎng)規(guī)劃方面的對應關系，如圖3所示。地塊的負荷預測實質(zhì)上是對地塊內(nèi)配變的負荷預測；基本單元負荷預測實質(zhì)上是對基本單元內(nèi)10kV主干節(jié)點層的負荷預測；分區(qū)單元負荷預測實質(zhì)上是網(wǎng)格劃分層的負荷預測，是變電站設置、10kV主干配電網(wǎng)饋線層的負荷預測；規(guī)劃區(qū)(城市組團)的負荷預測是規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)高壓配(輸)電網(wǎng)的負荷預測。

圖3 空間分區(qū)與負荷層次映射關系圖

3.4 供電區(qū)域分類

綜合供電區(qū)域的行政級別、地理位置、負荷水平、負荷特性、經(jīng)濟發(fā)達程度、用地布局、功能定位等因數(shù)，對供電區(qū)域類型進行劃分。

高新區(qū)是國家級高新技術開發(fā)區(qū)，屬于泉州市中心城區(qū)的南部片區(qū)。遠期劃定為A類供電區(qū)，近期劃為B類供電區(qū)。

4 制定規(guī)劃原則

依據(jù)導則對不同供電區(qū)域類型的要求，結(jié)合負荷水平及配電網(wǎng)實際，提出總體規(guī)劃目標。

110kV配電網(wǎng)A、B類供電區(qū)域宜采用鏈式結(jié)構(gòu)，上級電源點不足時可采用雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在上級電網(wǎng)較為堅強且中壓配電網(wǎng)具有較強的站間轉(zhuǎn)供能力時，也可采用雙輻射結(jié)構(gòu)。110kV典型接線模式如圖4所示[3]。

圖4 110kV典型接線模式

供電模式C-3接線適用于現(xiàn)況及近年已審核待建項目。供電模式A-5接線，變電站內(nèi)部仍然保留擴大內(nèi)橋接線，僅需對外部接線進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)雙鏈接線。而對于遠期新建變電站，可考慮采用內(nèi)橋加線變組接線方式，選用供電模式A-3接線。

遠期10kV中壓主干原則上按電纜網(wǎng)絡進行配置，采用單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)或開閉所接線；近期可結(jié)合現(xiàn)狀保留架空網(wǎng)絡，采用多分段適度聯(lián)絡的接線方式。10kV典型接線模式如圖5所示[4]。

圖5 10kV典型接線模式

采用上述接線模式，以滿足配電網(wǎng)供電可靠率(RS-1)A類用戶年平均停電時間不高于52min(≥99.990%)，B類不高于3h(≥99.965%)；綜合電壓合格率A類≥99.97%，B類≥99.95%的要求。

4.1 高壓配電網(wǎng)規(guī)劃

遠期共有3座220kV變電站(外圍新建1座)、7座110kV變電站(園區(qū)新建2座、外圍新建1座)為高新區(qū)服務，如圖6所示。

圖6 網(wǎng)格SS-GX-03遠期中壓配電網(wǎng)地理接線圖

4.2 中壓配電網(wǎng)規(guī)劃

結(jié)合變電站的位置、負荷密度、運行情況、城市路網(wǎng)等開展中壓配電網(wǎng)規(guī)劃，確保供電半徑合理、線路走廊清晰、供電分區(qū)相對獨立；電源點一般引自兩個不同的變電站或同一變電站的不同母線段；按照遠期規(guī)模一次選定導線截面，避免重復建設；加強10kV主干線路之間的聯(lián)絡，構(gòu)建負荷轉(zhuǎn)移通道；對于己建成區(qū)域，應結(jié)合現(xiàn)狀配網(wǎng)存在的主要問題進行建設和改造。

遠期共有117回10kV出線為石獅市高新區(qū)進行供電，其中24回為變電站之間的聯(lián)絡線，93回10kV線路有足夠的供電能力，滿足負荷增長需求。

分網(wǎng)格、分期開展配電網(wǎng)規(guī)劃，以網(wǎng)格SS-GX-03為例:

現(xiàn)狀：香山220kV變、石壁220kV變、侖后110kV變，共處11回10kV線路為園區(qū)供電。

近期：對現(xiàn)有的架空線路進行改造，解除復雜的聯(lián)絡情況，新出10kV線路滿足周邊地塊的負荷增長需求。新建的中壓線路以單環(huán)網(wǎng)進行組織，共計17回10kV線路為園區(qū)供電，新建環(huán)網(wǎng)柜11座、變電站主干電力出線環(huán)網(wǎng)2座。

中期：新出香山變和石壁變的10kV出線，滿足北環(huán)路及緯六路周邊的負荷增長需求，共計42回10kV線路供電，新建開閉所3座、環(huán)網(wǎng)柜10座、變電站主干電力出線環(huán)網(wǎng)2座。

遠期：擴容石壁變和香山變?yōu)?臺或4臺主變，新出10kV線路，使得現(xiàn)有規(guī)劃區(qū)內(nèi)的10kV線路形成單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)、開閉所接線模式。同時增加變電站之間聯(lián)絡線，增強供電可靠性。共計42回10kV線路供電，新建開閉所3座、環(huán)網(wǎng)柜19座，如圖7所示。

圖7 高新區(qū)遠期高壓配電網(wǎng)地理接線圖

5 結(jié)語

通過對石獅市高新區(qū)配電網(wǎng)目標網(wǎng)架規(guī)劃的探討，筆者認為：

(1)配電網(wǎng)目標網(wǎng)架規(guī)劃必須結(jié)合城鄉(xiāng)建設規(guī)劃各個階段成果，才有可靠的城市基礎依據(jù)；配電網(wǎng)目標網(wǎng)架規(guī)劃必須結(jié)合電力部門規(guī)劃，開展近期建設計劃，以此實現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃與城市規(guī)劃的有機銜接，使配電網(wǎng)建設的用地及走廊得以控制、預留。

(2)園區(qū)規(guī)劃中應對大用戶企業(yè)的基本情況進行摸底，調(diào)研其用電負荷的特性及發(fā)展趨勢，為各規(guī)劃期負荷的預測提供支撐。

(3)以“網(wǎng)格”為單位開展配電網(wǎng)規(guī)劃，加強電網(wǎng)規(guī)劃工作管理，分網(wǎng)格、分期提出配電網(wǎng)項目建設清冊，引導形成項目儲備，保證項目落地實施。

(4)配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，直接關系到用戶的供電質(zhì)量和服務水平，應當積極開展配電網(wǎng)目標網(wǎng)架規(guī)劃。

(5)只有切實提升配電網(wǎng)的質(zhì)量和效益，引領配電網(wǎng)現(xiàn)代化、標準化建設，實現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃與城市規(guī)劃協(xié)調(diào)發(fā)展、緊密結(jié)合、同步推進，才能更高水平地服務全面建成小康社會，推進實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化的宏偉目標。