肖林非

摘 要：探討了城市布局與電網(wǎng)規(guī)劃間的關系，提出了塊狀中小城市及其他布局形式的城市電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖，進而提出了組團狀大城市電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖。通過對負荷水平的預測，分析了變電站的經(jīng)濟容量、個數(shù)和經(jīng)濟供電半徑。最后對電網(wǎng)規(guī)劃與市政建設中關于規(guī)劃的持續(xù)性、線路走廊、橋梁、城市景觀、進度關系等幾個突出問題進行了分析。

關鍵詞：城市布局；電網(wǎng)規(guī)劃；市政建設；輸電線路

中圖分類號：TM715 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）21-0123-03

城市布局形式是指城市建成區(qū)（在建區(qū)）的平面形狀以及內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)和道路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。它是在歷史發(fā)展過程中形成的，是自然發(fā)展和有規(guī)劃地建設相互作用下的結(jié)果。城市布局影響著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的形成，電網(wǎng)規(guī)劃必須與城市布局形式相適應，并有機結(jié)合。只有這樣，才能更好地為社會服務。

1 塊狀中小城市的布局形式和電網(wǎng)規(guī)劃

1.1 中小城市布局發(fā)展的淵源

中國古代城市總是依水而建，在規(guī)劃布局中注重人與自然的和諧，建筑與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一。在城市的建設中注重利用地形，講究風水，城市布局以重要場所為中心，市、作坊和居民區(qū)沿南北中軸線交錯布置，根據(jù)經(jīng)濟功能形成一定的分區(qū)布局。這是比較典型的塊狀布局形式（如圖1所示）。

中國現(xiàn)代中小城市一般在老城的基礎上向四周發(fā)展，主要是規(guī)模的擴大，結(jié)構(gòu)體系基本維持原有格局。老城的中心一般發(fā)展成為現(xiàn)代商業(yè)中心，工業(yè)中心一般向西發(fā)展，新住宅區(qū)一般往南發(fā)展（也有的根據(jù)地形、道路情況向相反方向發(fā)展）。

1.2 塊狀中小城市電網(wǎng)規(guī)劃

電網(wǎng)規(guī)劃是以城市中心規(guī)劃供電半徑的，在城市外圍建設110 kV和220 kV變電站，形成“品”字形布局向城區(qū)供電。根據(jù)負荷密度，在城市負荷中心可設置城區(qū)變電站，以縮短供電半徑。變電站之間的高壓線路形成環(huán)狀聯(lián)絡，保證供電的安全性。變電站（開關站）之間用配網(wǎng)聯(lián)絡，保證供電的可靠性（如

圖2所示）。

圖2 塊狀中小城市電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

1.3 其他城市布局形式與電網(wǎng)規(guī)劃

常見的城市布局形式還有半島布局形式、帶狀布局形式和串聯(lián)狀布局形式。

1.3.1 帶狀布局形式

這種城市布局形式是受自然條件或交通干線的影響而形成的，有的沿著江河或海岸的一側(cè)或兩岸綿延，有的沿著狹長的山谷發(fā)展，還有的則沿著陸上交通干線延伸。這類城市呈帶狀發(fā)展，平面結(jié)構(gòu)和交通流向的方向性較強。例如，蘭州沿山谷地帶發(fā)展，荊州市和洛陽沿河流發(fā)展，丹東沿海岸發(fā)展。對帶狀布局形式的城市進行電網(wǎng)規(guī)劃可采用梯形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)（如圖3所示）。

圖3 帶狀布局形式電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

1.3.2 串聯(lián)狀布局形式

這種形式是指若干個城鎮(zhèn)以一個中心城市為核心，沿交通線或河岸線、海岸線分布。這種布局的城鎮(zhèn)之間有一定的間隔，同郊區(qū)保持密切的聯(lián)系。例如秦皇島（北戴河、秦皇島、山海關）、鎮(zhèn)江（鎮(zhèn)江、丹徒、諫壁、大港）等。對串聯(lián)狀布局形式的城市進行電網(wǎng)規(guī)劃可采用梯形結(jié)構(gòu)。

1.3.3 半島布局形式

這種城市布局形式一般位于兩江交匯地域，沿江發(fā)展而成。這類城市的半島中心不多，主要向兩江外側(cè)和半島后部發(fā)展，例如瀘州市、樂山市、宜賓市。對半島布局形式的城市進行電網(wǎng)規(guī)劃可采用不完全梯形結(jié)構(gòu)，其中，要重點加強外圍變電站的可靠性，確保負荷中心電源供應點，并注重跨江輸配電線路的建設，提高互為備用的能力（如圖4、圖5所示）。

圖4 半島布局形式電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

圖5 一個典型的新城區(qū)規(guī)劃圖（局部）

城市的航行和防洪需求對輸電線路的凈高、跨距等都提出了較高的要求，給電網(wǎng)規(guī)劃建設帶來了一定的難度。但河流不應成為電網(wǎng)分割的原因。有效地利用跨江通道可以增加供電走廊、縮短供電半徑，進而提高全網(wǎng)供電的可靠性和安全性。

由于歷史、自然原因，行政區(qū)劃一般以河流為界，各供電局也形成了以行政區(qū)劃來分隔供電區(qū)域并考核售電的局面。但電網(wǎng)規(guī)劃不能以河為界，這會喪失整體布局的優(yōu)勢，而應站在全網(wǎng)運行的高度來規(guī)劃發(fā)展。具體的運行管理應從供電半徑小、線損小、合理利用變電容量的角度出發(fā)，由供電局協(xié)商解決。

2 組團布局形式城市的電網(wǎng)規(guī)劃

現(xiàn)代城市的規(guī)模越來越大，在原塊狀城市布局的基礎上呈“攤面餅”式發(fā)展，形成一系列大型、超大型城市（城市群），例如北京市、成都市等，也可以將這種布局形式稱為集中式。

由于自然條件等因素的影響，組團狀布局形式城市的用地被分隔為幾塊。在進行城市規(guī)劃時，結(jié)合地形，分塊布置功能和性質(zhì)相近的部門，每塊都有居住區(qū)和生活服務設施，每塊成為一個組團。組團之間保持著一定的距離，并有密切的聯(lián)系。

星座狀布局形式是一定地區(qū)內(nèi)的若干個城鎮(zhèn)圍繞一個中心城市呈星座狀分布，例如若干個大中小城市以上海這個特大城市為中心，散點分布而組成的城鎮(zhèn)群。

對于上述城市布局形式的城市電網(wǎng)規(guī)劃，可綜合小城市塊狀布局的電網(wǎng)規(guī)劃和梯形電網(wǎng)規(guī)劃，設計原則是在最外層布置若干個變電站，形成特高壓雙環(huán)網(wǎng)。然后利用從外環(huán)變電站出來的輸電線路向城郊的變電站供電，城郊變電站向城中變電站或開關站供電。變電站與開關站之間形成一個功能強大、聯(lián)系緊密的輸配電網(wǎng)絡（如圖6所示）。

圖6 組團布局形式電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

3 負荷水平與電網(wǎng)規(guī)劃

城市布局影響了電力負荷的分布。電力負荷預測是電力規(guī)劃的基礎，是城市電力建設的依據(jù)。在城市生活區(qū)，高峰負荷從時間上來看主要集中在中午和晚上，從負荷設備來看主要是空調(diào)負荷。在工業(yè)園區(qū)，負荷情況要看工廠的生產(chǎn)生活用電特點。例如，軟件企業(yè)與制藥企業(yè)的用電負荷并不大，而加工企業(yè)存在三班作業(yè)的情況。這些都是規(guī)劃者需要認真收集的信息。

預測負荷的方法有很多，包括單耗法、回歸分析法、時間序列法、彈性系數(shù)法、負荷密度法等。通常情況下，對于遠景負荷的電力歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)濟數(shù)據(jù)，可采用彈性系數(shù)法進行預測；對于近期負荷和負荷集中區(qū)的這些數(shù)據(jù)，可采用負荷密度法進行預測。兩種辦法可互相校驗。幾個代表城市市區(qū)的負荷水平如表1所示。

表1 幾個代表城市市區(qū)的負荷水平

市區(qū)負荷密度（kW/ km2） 合肥 蘭州 寶雞 蘇州 武漢 重慶

2000年 1 514 381.83 488.5 1 968.90 11 557.69 331.88

2002年 1 400.1 411.25 580.2 734.04 14 352.46 376.82

負荷水平與當?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展水平息息相關，孤立地看負荷水平是不科學的。

電力公司的經(jīng)營既要考慮社會性，又要考慮經(jīng)濟性。作為市場經(jīng)濟的主體，電力公司也要講市場效益。計劃經(jīng)濟時代只考慮電網(wǎng)安全已不適應新形勢下電網(wǎng)公司發(fā)展壯大的要求。雖然計劃經(jīng)濟模式還在深刻地影響電力規(guī)劃者的觀念和行為，但從社會主義市場經(jīng)濟角度出發(fā)，規(guī)劃時必須要考慮變電站的經(jīng)濟容量和經(jīng)濟供電半徑。

變電站的供電幾何半徑為：

R= . （1）

式（1）中：S——單個變電站容量；

Kc——容載比；

σ——負荷密度。

其中，Kc= . （2）

式（2）中：Nb——供電區(qū)變電站個數(shù)；

A——供電區(qū)面積。

根據(jù)變電站總投資費用和年運行費用最小的原則，建立數(shù)學模型并得出變電站經(jīng)濟供電半徑為：

Rj= . （3）

式（3）中：K——經(jīng)濟容量系數(shù)。

變電站的經(jīng)濟容量為：

Sj= . （4）

變電站個數(shù)為：

Nb= . （5）

K= . （6）

式（6）中，a1——投資中與變電站容量無關部分，元；

a2——投資中與導線截面積無關部分的系數(shù)，元/km；

b1——投資中與變電站容量成線性關系的系數(shù)，元/kV·A；

b2——投資中與導線截面積成線性關系的系數(shù)，元/km·mm2；

UN——配網(wǎng)額定電壓；

cosα——線路上的平均功率因數(shù)；

J——導線的經(jīng)濟電流密度；

PL——每回線路的平均負荷；

D——地形修正系數(shù)；

H——運行費用占投資的比例系數(shù)；

T——年數(shù)；

C0——損耗電能電價，元/kW·h。

A= . （7）

考慮到電網(wǎng)運行的安全性和可靠性，還應按照“N-1”的原則進行檢驗。

城市核心區(qū)或大用戶集中區(qū)的負荷密度很高，加上這一區(qū)域房屋集中、線路走廊稀缺，因此，其對供電可靠性的要求更高，電網(wǎng)規(guī)劃的困難較大。這是城市規(guī)劃者和電力規(guī)劃人員必須重點解決的問題。一些學者認為應建設20 kV配電網(wǎng)，這是一個發(fā)展方向，但在相當長的時間內(nèi)，這一改造難以大范圍地實現(xiàn)。解決途徑是增加室內(nèi)變電站（地下變電站）的數(shù)量，利用110 kV和220 kV直降變電站，建立10 kV配網(wǎng)的手拉手連接或多分段連接。隨著500 kV骨干電網(wǎng)的建立和完善，220 kV電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的重要性已經(jīng)下降，電力部門內(nèi)部需要解決對220 kV直降變電站安全考核過多的問題，否則基層規(guī)劃人員和運行管理人員會不愿因220 kV直降變電站停電而承擔安全考核責任。

4 電網(wǎng)規(guī)劃和市政建設

4.1 城市規(guī)劃的持續(xù)性

電網(wǎng)應依據(jù)城市的發(fā)展而規(guī)劃，然而，城市規(guī)劃存在的主要問題是規(guī)劃隨城市主要領導的變更而變更，造成社會人力、物力的極大浪費?？上驳氖?，目前《規(guī)劃法》對這一問題已有約束，城市規(guī)劃更注重長期規(guī)劃。這就使電網(wǎng)規(guī)劃的負荷預測更加準確，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)更加清晰，線路通道的保留更加確定。但目前一些地方政府好大喜功，盲目招商引資的情況依然突出。地方政府在城市建設和招商引資上總是大手筆、大規(guī)模地規(guī)劃藍圖，而實際的發(fā)展變化因素太多，所以電力部門在進行負荷預測時，要認真分析城市道路網(wǎng)、居民小區(qū)的建設和發(fā)展趨勢，分析工業(yè)園區(qū)的建設規(guī)模和用電特點。通過仔細分析國民經(jīng)濟的發(fā)展水平，人流、物流的流向和駐留趨勢，形成自己的判斷，進而合理規(guī)劃電網(wǎng)建設規(guī)模和進度。

電網(wǎng)專項規(guī)劃完成后，通過市政府的審查上升為城市控制性規(guī)劃。電網(wǎng)規(guī)劃的地理信息納入城市規(guī)劃地理信息系統(tǒng)，受到法規(guī)的保護。城市規(guī)劃、國土管理等部門要與電力部門緊密聯(lián)系，加強溝通，提前預留變電站用地和線路走廊，并對周圍建設加以控制，為構(gòu)建目標網(wǎng)架奠定基礎，并將實施障礙減至最少。

目前，各地均開始成立規(guī)劃委員會，將電力部門的專家納入了規(guī)劃委員會，使電力專家發(fā)揮城市電網(wǎng)規(guī)劃在城市規(guī)劃中的重要作用。

中山市的做法是由市規(guī)劃設計院和供電部門共同編制《中山市電網(wǎng)專項規(guī)劃》，分工合作，以預留變電站建設用地為目的，既滿足電力專業(yè)的要求，又符合城市總體規(guī)劃，使電力建設順利進行。

4.2 節(jié)約輸電線路走廊帶

城市輸電需要架設大量的桿管線，加上電力線路對地絕緣和安全運行的要求，對走廊的要求較高，這使城市電力線路走廊總是處于短缺狀態(tài)。同時，電力運行單位出于檢修安全的考慮，一般不愿同桿架設多回線路。這也在一定程度上造成了線路走廊緊張。隨著《物權法》的實施，國家對建設程序的管理日益嚴格，居民的環(huán)保意識空前高漲，使得線路走廊越發(fā)短缺和珍貴。因此，應統(tǒng)籌考慮不同電壓等級的線路新建、改建方案，同桿建設多回線路，以節(jié)約走廊資源，為電網(wǎng)的發(fā)展預留充足的空間。

4.3 橋梁的通道作用

橋梁是連接兩岸的通道，也可成為電纜線路過河的通道。然而，目前城市規(guī)劃建設部門一般不考慮橋梁的電力通道功能，橋梁管理部門也不愿將橋梁作為電纜通道，因此削弱了電網(wǎng)聯(lián)絡。這一問題應由城市主管部門解決。

4.4 城市景觀

現(xiàn)代城市規(guī)劃講究城市景觀營建，要求電力桿線下地，對線路走廊的控制更加嚴格。電力線路遷移等非電網(wǎng)因素越來越多地影響著電網(wǎng)規(guī)劃建設，制約著電網(wǎng)建設機動空間的擴大。

10 kV電纜建設費用是城市架空明線的3～5倍，110 kV電纜建設費用更高，因此，應結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平合理規(guī)劃電網(wǎng)建設水平。考慮到目前多數(shù)城市的相關配套設施還不完善，城市配網(wǎng)建設宜以架空明線為主。

目前，地埋電纜多用碳素波紋管敷設。隨著運行時間的增加，容易出現(xiàn)路基沉降，波紋管破損、堵塞等問題。電纜發(fā)生故障后，恢復供電的時間相當漫長，且不易更換。因此，新城市規(guī)劃中應考慮地下管網(wǎng)隧洞的建設，使水、電、氣、電信共用隧道，由政府牽頭，市政與使用各方共同投資建設。

4.5 正確理解規(guī)劃與建設的關系

實際的城市建設取決于當?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展水平，電力工程規(guī)劃要按照一定的時序分期、分批進行。如果在電力規(guī)劃中留有一定的余地，即使電力負荷的增長有較大變化，也只影響電網(wǎng)規(guī)劃主干網(wǎng)的建設進度和順序，而主干網(wǎng)的布局、電源點可基本保持不變。

參考文獻

[1]肖珈琦，陶建榮.城市電力工程規(guī)劃編制探討[J].規(guī)劃師，2006（S1）.

[2]劉永清.城市電網(wǎng)設施地理布局規(guī)劃的應用[J].電力建設，2006（9）.

[3]曾強，胡春華.對川南丘陵地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃的看法[J].供用電，2006（5）.

[4]范明天，張祖平.中國配電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略相關問題研究[M].北京：中國電力出版社，2008.

[5]劉友強，李欣然.變電站經(jīng)濟容量和經(jīng)濟供電半徑的探討[J].廣東電力，2005（11）.

〔編輯：王霞〕

Urban Layout and Grid Planning

Xiao Linfei

Abstract： To investigate the relationship between the urban layout and grid planning， the proposed layout of the block of small cities and other forms of urban power network plans network structure， and then proposed metropolitan grid planning groups like network structure. Through the load level forecasts， analyzes the economic capacity of the substation， the number and economic power radius. Finally， a few outstanding issues in grid planning and municipal building on continuity planning， and line corridors， bridges， urban landscape， the progress of the relationship were analyzed.

Key words： urban layout； grid planning； municipal building； transmission line

4.3 橋梁的通道作用

橋梁是連接兩岸的通道，也可成為電纜線路過河的通道。然而，目前城市規(guī)劃建設部門一般不考慮橋梁的電力通道功能，橋梁管理部門也不愿將橋梁作為電纜通道，因此削弱了電網(wǎng)聯(lián)絡。這一問題應由城市主管部門解決。

4.4 城市景觀

現(xiàn)代城市規(guī)劃講究城市景觀營建，要求電力桿線下地，對線路走廊的控制更加嚴格。電力線路遷移等非電網(wǎng)因素越來越多地影響著電網(wǎng)規(guī)劃建設，制約著電網(wǎng)建設機動空間的擴大。

10 kV電纜建設費用是城市架空明線的3～5倍，110 kV電纜建設費用更高，因此，應結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平合理規(guī)劃電網(wǎng)建設水平。考慮到目前多數(shù)城市的相關配套設施還不完善，城市配網(wǎng)建設宜以架空明線為主。

目前，地埋電纜多用碳素波紋管敷設。隨著運行時間的增加，容易出現(xiàn)路基沉降，波紋管破損、堵塞等問題。電纜發(fā)生故障后，恢復供電的時間相當漫長，且不易更換。因此，新城市規(guī)劃中應考慮地下管網(wǎng)隧洞的建設，使水、電、氣、電信共用隧道，由政府牽頭，市政與使用各方共同投資建設。

4.5 正確理解規(guī)劃與建設的關系

實際的城市建設取決于當?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展水平，電力工程規(guī)劃要按照一定的時序分期、分批進行。如果在電力規(guī)劃中留有一定的余地，即使電力負荷的增長有較大變化，也只影響電網(wǎng)規(guī)劃主干網(wǎng)的建設進度和順序，而主干網(wǎng)的布局、電源點可基本保持不變。

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[4]范明天，張祖平.中國配電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略相關問題研究[M].北京：中國電力出版社，2008.

[5]劉友強，李欣然.變電站經(jīng)濟容量和經(jīng)濟供電半徑的探討[J].廣東電力，2005（11）.

〔編輯：王霞〕

Urban Layout and Grid Planning

Xiao Linfei

Abstract： To investigate the relationship between the urban layout and grid planning， the proposed layout of the block of small cities and other forms of urban power network plans network structure， and then proposed metropolitan grid planning groups like network structure. Through the load level forecasts， analyzes the economic capacity of the substation， the number and economic power radius. Finally， a few outstanding issues in grid planning and municipal building on continuity planning， and line corridors， bridges， urban landscape， the progress of the relationship were analyzed.

Key words： urban layout； grid planning； municipal building； transmission line

4.3 橋梁的通道作用

橋梁是連接兩岸的通道，也可成為電纜線路過河的通道。然而，目前城市規(guī)劃建設部門一般不考慮橋梁的電力通道功能，橋梁管理部門也不愿將橋梁作為電纜通道，因此削弱了電網(wǎng)聯(lián)絡。這一問題應由城市主管部門解決。

4.4 城市景觀

現(xiàn)代城市規(guī)劃講究城市景觀營建，要求電力桿線下地，對線路走廊的控制更加嚴格。電力線路遷移等非電網(wǎng)因素越來越多地影響著電網(wǎng)規(guī)劃建設，制約著電網(wǎng)建設機動空間的擴大。

10 kV電纜建設費用是城市架空明線的3～5倍，110 kV電纜建設費用更高，因此，應結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平合理規(guī)劃電網(wǎng)建設水平?？紤]到目前多數(shù)城市的相關配套設施還不完善，城市配網(wǎng)建設宜以架空明線為主。

目前，地埋電纜多用碳素波紋管敷設。隨著運行時間的增加，容易出現(xiàn)路基沉降，波紋管破損、堵塞等問題。電纜發(fā)生故障后，恢復供電的時間相當漫長，且不易更換。因此，新城市規(guī)劃中應考慮地下管網(wǎng)隧洞的建設，使水、電、氣、電信共用隧道，由政府牽頭，市政與使用各方共同投資建設。

4.5 正確理解規(guī)劃與建設的關系

實際的城市建設取決于當?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展水平，電力工程規(guī)劃要按照一定的時序分期、分批進行。如果在電力規(guī)劃中留有一定的余地，即使電力負荷的增長有較大變化，也只影響電網(wǎng)規(guī)劃主干網(wǎng)的建設進度和順序，而主干網(wǎng)的布局、電源點可基本保持不變。

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〔編輯：王霞〕

Urban Layout and Grid Planning

Xiao Linfei

Abstract： To investigate the relationship between the urban layout and grid planning， the proposed layout of the block of small cities and other forms of urban power network plans network structure， and then proposed metropolitan grid planning groups like network structure. Through the load level forecasts， analyzes the economic capacity of the substation， the number and economic power radius. Finally， a few outstanding issues in grid planning and municipal building on continuity planning， and line corridors， bridges， urban landscape， the progress of the relationship were analyzed.

Key words： urban layout； grid planning； municipal building； transmission line