葉鶴林，劉斌

（國網(wǎng)江西省電力公司萍鄉(xiāng)供電分公司，江西萍鄉(xiāng)337000）

基于問題導(dǎo)向的城市配電網(wǎng)規(guī)劃定位與策略

葉鶴林，劉斌

（國網(wǎng)江西省電力公司萍鄉(xiāng)供電分公司，江西萍鄉(xiāng)337000）

城市配電網(wǎng)是城市范圍內(nèi)為城市供電的各級電壓電網(wǎng)的總稱，是電力系統(tǒng)的主要負(fù)荷中心，又是城市現(xiàn)代化建設(shè)重要基礎(chǔ)設(shè)施，做好電網(wǎng)規(guī)劃有重要意義。通過在配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行中總結(jié)，分析城市配電網(wǎng)規(guī)劃需要解決的核心問題，提出配電網(wǎng)規(guī)劃的應(yīng)對策略。

配電網(wǎng)；規(guī)劃定位；規(guī)劃策略

1 配電網(wǎng)規(guī)劃基礎(chǔ)

萍鄉(xiāng)市土地總面積3 823.72 km2?，F(xiàn)轄蘆溪、上栗、蓮花三縣和安源、湘東兩區(qū)。中心城區(qū)2014年總面積為236.70 km2，GDP為263億元，年末總?cè)丝?2.98萬人，城鎮(zhèn)化率68%。

截至2014年底，萍鄉(xiāng)市中心城區(qū)供電面積為126.95 km2，供電人口為52.98萬人，售電量為17.26億kWh，供電可靠率（RS-3）為99.949 12%，綜合線損率2.23%，綜合電壓合格率為99.925%，一戶一表化率為100%。

“十三五”期間，中心城區(qū)預(yù)計(jì)GDP年均增長10%以上，期末GDP將達(dá)到550億元，三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將調(diào)整為10∶30∶60，服務(wù)業(yè)占主導(dǎo)地位，是萍鄉(xiāng)市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主陣地，萍鄉(xiāng)電網(wǎng)的負(fù)荷中心。

2 配電網(wǎng)規(guī)劃存在的主要問題

2.1 供電能力

變電站布點(diǎn)不足。萍鄉(xiāng)電網(wǎng)總體供電能力可以滿足目前及今后一段時期內(nèi)負(fù)荷發(fā)展的供電需求，但中心城區(qū)110 kV變電站僅有7座，從負(fù)荷分布來看布點(diǎn)偏少，供電能力不足，局部變電容量偏小，需要新增布點(diǎn)。如中心城區(qū)110 kV丹江變電站、萬公塘變電站容載比均低于1.3，難以支撐負(fù)荷發(fā)展。

新建變電站未及時切轉(zhuǎn)負(fù)荷。為緩解中心城區(qū)供電緊張的局面，中心城區(qū)在近年陸續(xù)開工建設(shè)了110 kV虎形山、青草沖（在建）等變電站，但相應(yīng)的10 kV配套線路建設(shè)滯后，不能及時有效的切轉(zhuǎn)重載線路負(fù)荷，造成新建變電站的供電能力未能充分發(fā)揮。

部分變電站容量存在冗余，未能有效利用。部分變電站的實(shí)際負(fù)荷與建設(shè)前預(yù)期的負(fù)荷水平有較大偏差，實(shí)際運(yùn)行中變電站負(fù)荷率長期偏低，造成變電容量浪費(fèi)。

中壓配網(wǎng)供電能力不足。部分線路、配變重過載運(yùn)行，重過載線路、配變占比較高，2014年比例分別達(dá)10.34%、14.71%，可開放容量受到較大限制。主要原因是單條線路接裝容量過高，接裝容量大于12 MVA的線路較多，而新建線路不足，需采取一定措施才能防止這些線路發(fā)生過載。此外，配變戶均容量偏低，中心城區(qū)僅為每戶1.68 kVA，在負(fù)荷高峰期易出現(xiàn)用戶電壓偏低的情況。

2.2電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要前提。萍鄉(xiāng)城市配電網(wǎng)中，存在部分結(jié)構(gòu)不合理、不完善的情況，如環(huán)網(wǎng)柜無分段開關(guān)的情況較為普遍，間隔資源利用率低，站間聯(lián)絡(luò)率不足，線路N-1通過率低，轉(zhuǎn)供負(fù)荷能力不強(qiáng)。

高壓配電網(wǎng)網(wǎng)架較為堅(jiān)強(qiáng)，但部分變電站、線路不滿足N-1的情況仍然存在，且比例較高。如110 kV徐家灣變?yōu)閱沃髯冏冸娬荆髯冊贜-1方式下，存在較大區(qū)域限負(fù)荷情況。

中壓配電線路N-1通過率偏低，供電半徑長，電壓質(zhì)量差?，F(xiàn)有配電網(wǎng)絡(luò)不能有效支撐上級電網(wǎng)，造成這一情況的主要原因有，中心城區(qū)負(fù)荷密集區(qū)缺少110 kV變電站支撐，中心城區(qū)網(wǎng)架不清晰，存在無效聯(lián)絡(luò)，聯(lián)絡(luò)點(diǎn)設(shè)置不合理，線路平均分段數(shù)少，分段未按照基本均衡考慮，單輻射線路偏多，轉(zhuǎn)供能力不強(qiáng)，可靠性差等；城郊區(qū)域電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，聯(lián)絡(luò)率低，中壓配電線路及臺區(qū)供電半徑偏長，電壓質(zhì)量差。城郊區(qū)域中壓配電線路供電半徑超過5 km的線路有13條，占比達(dá)到14.77%，有222個配變臺區(qū)低壓供電半徑超過500 m，占比達(dá)到14.98%，用戶存在低電壓2 233戶，影響了客戶的正常用電需求［1］。

高壓變電站10 kV出線間隔不足。目前，萍鄉(xiāng)地區(qū)110 kV變電站的10 kV間隔資源緊缺，110 kV公用變電站間隔利用率達(dá)到82.05%，其中中心城區(qū)110 kV變電站間隔利用率為87.5%。另外，中心城區(qū)開閉所、環(huán)網(wǎng)柜資源也十分有限。

2.3 電網(wǎng)設(shè)備

設(shè)備整體健康水平不佳。隔離開關(guān)、斷路器等設(shè)備技術(shù)水平不高，質(zhì)量難以滿足頻繁操作的運(yùn)行要求，對配電網(wǎng)的供電可靠性、運(yùn)行靈活性造成一定的影響。

萍鄉(xiāng)城市配電網(wǎng)主干線導(dǎo)線截面序列化不合理。10 kV線路主干線截面已全部達(dá)到240 mm2，但部分分支線導(dǎo)線截面偏小，不能與其接帶的負(fù)荷相匹配。

耐受雷擊等自然災(zāi)害能力不強(qiáng)。電網(wǎng)設(shè)備在雷雨季節(jié)的運(yùn)行可靠性水平明顯下降，遭受雷擊等自然災(zāi)害造成的跳閘次數(shù)居高不下，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的可靠供電。

絕緣化水平不高，特別是低壓線路未能實(shí)現(xiàn)全絕緣化率。城市電網(wǎng)架空線路絕緣化率僅為71%，絕緣化率水平偏低，部分樹線矛盾存在，降低了供電可靠性，并影響到電網(wǎng)運(yùn)行安全。

現(xiàn)有電網(wǎng)設(shè)備不能滿足配電自動化的需要。配電網(wǎng)自動化的建設(shè)，對相關(guān)的電網(wǎng)設(shè)備提出了新的要求，萍鄉(xiāng)電網(wǎng)配電自動化的建設(shè)將對現(xiàn)有設(shè)備的改造升級提出巨大的挑戰(zhàn)。

2.4 供電質(zhì)量

中心城區(qū)配電網(wǎng)低電壓、電壓不平衡等情況仍然存在，導(dǎo)致電壓質(zhì)量的原因主要有配變調(diào)壓能力不強(qiáng)、三相負(fù)荷分配不均勻、戶均容量低、配變重過載、無功補(bǔ)償不足、供電半徑過長等。需要通過新增配變?nèi)萘?、增加無功補(bǔ)償、負(fù)荷核算并采取相應(yīng)的負(fù)荷調(diào)整或切改負(fù)荷等措施進(jìn)行優(yōu)化。

此外，分布式電源的大量接入，也對供電質(zhì)量產(chǎn)生了一定的影響。分布式電源，尤其是大量光伏發(fā)電項(xiàng)目，在發(fā)電環(huán)節(jié)的逆變工程中，產(chǎn)生大量的諧波，有可能造成電壓波形畸變，影響電能質(zhì)量［2］。

2.5 分布式電源及多元化負(fù)荷接入

新能源分布式發(fā)電項(xiàng)目發(fā)展迅猛，目前中心城區(qū)申請接入電網(wǎng)的大型獨(dú)立光伏電站項(xiàng)目有2家，報(bào)裝容量45 MW，另有居民光伏用戶240家，并網(wǎng)容量約11 MW。這些項(xiàng)目往往分布在城郊負(fù)荷水平低電網(wǎng)薄弱的地區(qū)，配電網(wǎng)無法就地平衡消納此類新能源項(xiàng)目的發(fā)電出力，造成線損偏高。

電動汽車的大規(guī)模使用也會對配電網(wǎng)產(chǎn)生直接影響。當(dāng)電動車滲透率較高時，電動汽車的無控制充電行為將會對電網(wǎng)造成巨大的壓力［3］。根據(jù)《江西城市群新能源汽車推廣應(yīng)用實(shí)施方案》的要求，“十三五”期間中心城區(qū)將合計(jì)建設(shè)分散充電樁500個。充電樁的建設(shè)較為分散，對配變?nèi)萘炕虻蛪壕€路的配置要求要留有一定的冗余，增加了新建和改造的難度。

3 規(guī)劃定位與目標(biāo)

3.1 配電網(wǎng)發(fā)展定位

萍鄉(xiāng)市屬于資源枯竭型城市，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展定位是突出轉(zhuǎn)型升級，保持經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健增長。通過著力主攻工業(yè)，大力促進(jìn)煤炭、陶瓷、水泥、花炮和冶金五大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，努力打造宜居宜業(yè)城市，積極推進(jìn)城鄉(xiāng)一體化建設(shè)。為此，城市配電網(wǎng)也急需轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，通過提升供電能力，完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高裝備水平，建設(shè)配電自動化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)、靈活可靠、經(jīng)濟(jì)高效的現(xiàn)代配電網(wǎng)的目標(biāo)，以適應(yīng)小康社會的用電需求。

3.2配電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)

為使配電網(wǎng)滿足城市經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展的需要，根據(jù)國家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)和城市配電網(wǎng)規(guī)劃導(dǎo)則的要求，并結(jié)合萍鄉(xiāng)電網(wǎng)的實(shí)際情況，制定2020年萍鄉(xiāng)城區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)。2020年萍鄉(xiāng)城區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)如表1所示。

表1 2020年萍鄉(xiāng)城區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)

供電能力方面。按照“導(dǎo)線截面一次選定、廊道一次到位、變電站土建一次建成”的原則建設(shè)配電網(wǎng)，提高對負(fù)荷增長的適應(yīng)能力，容載比控制在2.0～2.2，滿足各類用戶的用電需求。

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面。制定遠(yuǎn)景配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架，按照“遠(yuǎn)近結(jié)合、分步實(shí)施”的原則，合理確定網(wǎng)架過渡方式，規(guī)范網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，解決結(jié)構(gòu)薄弱問題，提升高壓配電網(wǎng)供電安全水平。對中壓主干線進(jìn)行合理分段，每條線路達(dá)到三分段，每段接裝容量控制在2 500～3 000 kVA。增加中心城區(qū)站間聯(lián)絡(luò)線建設(shè)，逐步達(dá)到每兩座城區(qū)110 kV變電站之間2～4條聯(lián)絡(luò)線，每座110 kV變電站與周圍所有相鄰站有6～12回聯(lián)絡(luò)線。確保遠(yuǎn)景目標(biāo)年110 kV主變、線路，10 kV主干線N-1通過率均達(dá)到100%，10 kV線路聯(lián)絡(luò)化率達(dá)到100%。

供電質(zhì)量方面。供電可靠率達(dá)到或超過99.984%，綜合電壓合格率達(dá)到或超過99.80%，確保為用戶提供合格的電能。

裝備水平方面。采取新建與改造相結(jié)合，以遠(yuǎn)景規(guī)劃為指引的思路，按飽和負(fù)荷密度選擇導(dǎo)線截面，提高配電網(wǎng)對負(fù)荷增長的適應(yīng)能力。設(shè)備選擇時，中心城區(qū)選用技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保、環(huán)境友好型的設(shè)備設(shè)施，加強(qiáng)對入網(wǎng)設(shè)備質(zhì)量的審查把關(guān)，提高設(shè)備可靠性。城郊區(qū)域選用成熟可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的設(shè)備設(shè)施。裝備水平逐步達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，滿足配電自動化的要求。

配電自動化方面。采取改造與新建方式并舉，中心城區(qū)以二遙為主，部分地區(qū)實(shí)現(xiàn)三遙，城郊區(qū)域全部實(shí)現(xiàn)二遙。配電自動化覆蓋率達(dá)到100%［4］。

3.3 配電網(wǎng)規(guī)模

萍鄉(xiāng)配電網(wǎng)的總體規(guī)模，圍繞2020年江西與全國同步全面建成小康社會的戰(zhàn)略目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)城市配電網(wǎng)建設(shè)水平與全面小康社會的用電需求相匹配，滿足2020年供電區(qū)域80萬人口的用電需求及負(fù)荷發(fā)展需求，目標(biāo)網(wǎng)架應(yīng)能實(shí)現(xiàn)上級電源N-1情況下轉(zhuǎn)供100%中壓負(fù)荷，確保在任意線路故障時，能夠及時轉(zhuǎn)供負(fù)荷。

4 規(guī)劃應(yīng)對策略

增加電源布點(diǎn)，切改重載線路，逐步合理劃分供區(qū)，實(shí)現(xiàn)容量平衡有序。通過對現(xiàn)有主要電網(wǎng)設(shè)備的梳理和分析，優(yōu)化變電站及線路供電范圍。結(jié)合重過載線路及負(fù)荷快速發(fā)展區(qū)的分布情況，將已有輕載線路和新建線路的負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)一安排和調(diào)整，解決現(xiàn)狀中壓線路重載運(yùn)行的問題。規(guī)劃期內(nèi)結(jié)合新建220 kV、110 kV變電站，調(diào)整現(xiàn)有變電站供電范圍和負(fù)荷，解決變電站、配電線路重載運(yùn)行、主干線過長等問題，優(yōu)化變電站供電范圍，提高中壓線路供電能力和供電質(zhì)量，優(yōu)先滿足用戶供電需求。

簡化接線模式，提高線路聯(lián)絡(luò)率和轉(zhuǎn)供能力，為配電自動化打下基礎(chǔ)。對于B類供電區(qū)域的10 kV網(wǎng)架，主要以簡化供電模式及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為主，拆除無效和繁雜的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，形成多分段單聯(lián)絡(luò)和多分段兩聯(lián)絡(luò)的典型接線模式；對于C類供電區(qū)域的10 kV網(wǎng)架，主要以提高縣城區(qū)內(nèi)10 kV線路的聯(lián)絡(luò)率和可轉(zhuǎn)供率為主，提高縣城區(qū)的供電可靠性。

提升裝備水平，提高配電網(wǎng)對負(fù)荷增長及配電自動化發(fā)展的適應(yīng)能力。對運(yùn)行年限長，運(yùn)行狀況差等線路、老舊設(shè)備進(jìn)行改造，結(jié)合配網(wǎng)自動化對一次設(shè)備改造的要求，提高裝備技術(shù)水平，提升現(xiàn)有設(shè)備供電能力和供電可靠性，逐步改造無分段開關(guān)的環(huán)網(wǎng)柜。

摸查配變負(fù)荷性質(zhì)，加強(qiáng)無功補(bǔ)償，縮短供電半徑，提高供電質(zhì)量。按照規(guī)劃，在“十三五”期間結(jié)合負(fù)荷發(fā)展，有針對性地消除110 kV、220 kV單線單變。有計(jì)劃地通過改造，解決電網(wǎng)小線徑“卡脖子”、中壓線路絕緣化水平低、線路設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)低等問題。在2016年前，按照“短半徑，多布點(diǎn)”的原則，按戶均容量1.6～2.5 kVA／戶的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化配電臺區(qū)供電能力，消除用戶低電壓。

合理制定接入標(biāo)準(zhǔn)，提高配電網(wǎng)發(fā)展彈性。配電網(wǎng)規(guī)劃的彈性設(shè)計(jì)旨在規(guī)劃時把今后的一些不可確定的因素提前考慮，適應(yīng)未來不斷變化的城市發(fā)展對電力需求的多種可能性。同時，在規(guī)劃中也要為城市發(fā)展對電力的需求留有余地，不是一次性的、剛性的定位。在彈性規(guī)劃理念下，對于負(fù)荷還未急速增長地區(qū)，宜先建立10 kV開閉所，待后期負(fù)荷增大時，升壓為變電站。這樣可以有效控制建設(shè)變電站投資，并提前確定變電站站址，緩解間隔資源緊張的局面。同時考慮按變電站布點(diǎn)提前新建開關(guān)站的供電方式，積極應(yīng)對新能源接入需求。對于新建的臺區(qū)配變、環(huán)網(wǎng)柜等配電設(shè)施，也應(yīng)預(yù)留足夠的電力負(fù)荷增長容量。

有序推進(jìn)配電網(wǎng)自動化建設(shè)。萍鄉(xiāng)電網(wǎng)的配電網(wǎng)自動化建設(shè)工作，應(yīng)結(jié)合配電網(wǎng)實(shí)際情況，強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，以經(jīng)濟(jì)適用為方向，遵循差異化發(fā)展思路，全面建設(shè)配電自動化，提升配電網(wǎng)管理水平和供電可靠性。在終端選擇方面，合理控制三遙終端比例，主要在城市中心區(qū)及安源區(qū)的田中及玉湖片區(qū)（未來城市政務(wù)中心、商業(yè)中心）建設(shè)三遙終端，擴(kuò)大二遙、一遙終端覆蓋范圍，建成經(jīng)濟(jì)適用的萍鄉(xiāng)配電自動化系統(tǒng)［4］。

5 結(jié)語

規(guī)劃是基于對區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會與配電網(wǎng)發(fā)展的判斷，以規(guī)劃核心問題分析為導(dǎo)向，構(gòu)建中心城區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)體系，結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與地類特征，運(yùn)用典型接線，逐步過渡到目標(biāo)網(wǎng)架。通過對核心問題的梳理提出應(yīng)對策略的規(guī)劃方法，能夠?yàn)橄嚓P(guān)規(guī)劃工作提供參考。

［1］Q／GDW 1738-2012配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則［S］.

［2］Q／GDW 11147-2013分布式電源接入配電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］Q／GDW 11178-2013電動汽車充換電設(shè)施接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］Q／GDW 11484-2014配電自動化規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則［S］.

Planning Orientation and Strategy of Urban Distribution Network Based on Problem Oriented

YE Helin，LIU Bin
（State Grid Pingxiang Electric Power Supple Company，Pingxiang 337000，China）

Urban distribution network is the generic term for city power supply at all levels of grid voltage within the scope of the city.Being the main load center of electric power system，it serves as important infrastructure for city modernization.It is of great significance to make good power network planning.By means of summarizing distribution network planning，construction and operation as well，analysis is carried out on the core issues of urban distribution network planning.Strategies of distribution network planning are put forward.

distribution network；planning orientation；planning strategy

TM715

A

1007－9904（2015）08－0039－04

2015-06-15

葉鶴林（1976），男，高級工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)等工作；

劉斌（1980），男，工程師，高級技師，從事電網(wǎng)規(guī)劃工作。