邵 黎陳永剛孫洪波李進忠駱曾鑫（.重慶電力設(shè)計院，重慶 40；.國網(wǎng)重慶市電力公司，重慶 40005；.重慶展帆電力工程勘察設(shè)計咨詢有限公司，重慶 40000）

城市綜合性開發(fā)園區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃方法和應(yīng)用實踐

邵 黎1陳永剛1孫洪波2李進忠3駱曾鑫1
（1.重慶電力設(shè)計院，重慶 401123；2.國網(wǎng)重慶市電力公司，重慶 400015；3.重慶展帆電力工程勘察設(shè)計咨詢有限公司，重慶 400030）

摘 要：“五大”功能分區(qū)加速了城市建設(shè)進入新的階段。綜合性開發(fā)園區(qū)集中了產(chǎn)業(yè)開發(fā)、城市居住、現(xiàn)代服務(wù)服務(wù)以及市政配套設(shè)施等多種用地，負荷特性具有一定的代表性，過程中由現(xiàn)狀農(nóng)村電網(wǎng)或則城市周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)電網(wǎng)向城市電網(wǎng)演變。電網(wǎng)規(guī)劃過程也涵蓋了飽和負荷預(yù)測、負荷發(fā)展過程推演、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計、站址選擇和廊道規(guī)劃等。本文根據(jù)現(xiàn)代電玩規(guī)劃設(shè)計的主流方法，并依據(jù)現(xiàn)行各級規(guī)程規(guī)范，梳理城市綜合開發(fā)園區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃的方法，并以工程實際應(yīng)用進行應(yīng)用說明。

關(guān)鍵詞：城市綜合性開發(fā)園區(qū)；電網(wǎng)規(guī)劃；應(yīng)用實踐

1 引言

2013年9月，中共重慶市委四屆三次全會綜合考慮人口﹑資源﹑環(huán)境﹑經(jīng)濟﹑社會﹑文化等因素，提出了重慶市“五大”功能分區(qū)的發(fā)展規(guī)劃。城市綜合性開發(fā)園區(qū)作為現(xiàn)代城市化進程的重要載體，在今后一段時間內(nèi)將成為重慶市開發(fā)建設(shè)的重要單元。

綜合性園區(qū)電網(wǎng)專項規(guī)劃的技術(shù)方法具已日趨成熟。按照一般順序，可初步劃分為幾個主要階段：

（a）飽和負荷預(yù)測與布點分析。飽和負荷預(yù)測主要包括分區(qū)法﹑負荷密度法等，在此基礎(chǔ)上進行變電站布點需求分析；

（b）負荷發(fā)展趨勢分析和工程時序安排；

（c）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計；

（d）廊道規(guī)劃。

2 飽和負荷預(yù)測

飽和負荷預(yù)測是空間負荷預(yù)測預(yù)測中重要的工作和主要研究目的，分為由下而上和從上而下兩類方法。由下而上的方法首先預(yù)測負荷分布之后將其累加為負荷總量；從上而下的方法與之相反。在工程運用中，一般用從上而下的方法對負荷預(yù)測進行方向性的控制，采用由下而上方法進行指標性校驗，最終得到滿意的結(jié)果。綜合性開發(fā)園區(qū)大多處于現(xiàn)狀鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域，其電網(wǎng)特點正處于向城市電網(wǎng)轉(zhuǎn)變過程中，負荷特性也正發(fā)生根本性變化，因此常用的趨勢法不再適用，而多變量法因基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需求多樣﹑收集困難，也難以推廣應(yīng)用。

同常，電網(wǎng)專項規(guī)劃需土地利用控制性詳細規(guī)劃的區(qū)域同步開展，園區(qū)各地塊的用地性質(zhì)，體量﹑總建筑面積進行定義，整體上確定了小區(qū)域的建設(shè)規(guī)模和用電特征。因此基于控規(guī)數(shù)據(jù)進行飽和負荷預(yù)測是較為合理的方法。

本論文受國網(wǎng)重慶市電力公司《基于重慶“五大功能區(qū)”規(guī)劃的空間飽和負荷發(fā)展預(yù)測》（2015渝電科技4#）科技項目支持。

基于控規(guī)數(shù)據(jù)進行飽和負荷預(yù)測，在理論上通過合理選擇單位用電面積負荷水平﹑同時系數(shù)﹑需用系數(shù)等參數(shù)可以滿足預(yù)測需要。

從實際應(yīng)用看，本方法適用于非工業(yè)用地。表1給出了住宅用地地方標準建議值。可以看出，單套住面積越大，其平均建筑面積用電負荷越小。對常見戶型，單位用電面積基本上在90W/m2～130W/m2。若由表2中取同時系數(shù)0.4，則住宅用電負荷水平在36W/m2～62W/m2。與表3中相關(guān)數(shù)據(jù)基本吻合但處于較高水平。考慮到重慶地區(qū)夏季高溫濕熱的地方氣候特點，降溫負荷比重大，規(guī)劃階段需要留有一定的裕度空間，因此本文建議水平選擇較為合理。

對于商業(yè)負荷，也可采用以上方法。為充分考慮降溫負荷，建議留有一定裕度。

對于工業(yè)用電負荷，產(chǎn)業(yè)差異較大，一般由園區(qū)管理單位提供產(chǎn)業(yè)布局相關(guān)資料，橫向比較類似用戶指標。表4是應(yīng)用本文方法對重慶市某綜合性產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)各類用地飽和負荷應(yīng)用實例。

3 負荷發(fā)展過程預(yù)測

飽和負荷預(yù)測結(jié)果是確定各電壓等級變電站布點數(shù)量和規(guī)劃容量的依據(jù)。電網(wǎng)規(guī)劃還需要進一步推演負荷發(fā)展過程，形成逐年預(yù)測成果，以此制定項目建設(shè)時序建議。

生物學(xué)中習(xí)慣把生長現(xiàn)象在圖上用曲線表示出來，稱為生長曲線。電力負荷也有這樣的現(xiàn)象：預(yù)測區(qū)域較大時，負荷呈現(xiàn)平穩(wěn)增長趨勢；預(yù)測區(qū)域劃分為足夠小時，小區(qū)負荷將在短期內(nèi)呈現(xiàn)明顯的“S”型增長趨勢，最后負荷居于一定穩(wěn)定值，即飽和值。

生長曲線的數(shù)學(xué)表達式一般為：

式中，a﹑b﹑c是三個待估參數(shù)。飽和年限T的大小由參數(shù)a﹑b﹑c共同決定。

在通常情況下，對于已知數(shù)學(xué)表達式的曲線，可采用擬合法。但在新開發(fā)園區(qū)負荷預(yù)測過程中則不適用。因為受資料統(tǒng)計限制，負荷發(fā)展歷史資料通常只能反應(yīng)較大區(qū)域一段時間的負荷發(fā)展軌跡，利用負荷歷史資料取得的特性描述不能體現(xiàn)新控規(guī)的用電特性。

根據(jù)實踐經(jīng)驗，園區(qū)發(fā)展往往需要經(jīng)歷1～2年的基礎(chǔ)建設(shè)階段，3～5年的發(fā)展用戶開始入駐，負荷需要經(jīng)歷5～10年左右的自然發(fā)展期進入基本飽和階段。各類負荷自然發(fā)展年限見表5。

綜上所述，園區(qū)負荷發(fā)展基本需要經(jīng)歷10年以上的時間進入飽和期。因此在實際應(yīng)用階段可采用分段函數(shù)進行預(yù)測。在預(yù)測中需要引入飽和度參數(shù)：

Ki=Yi/Ymax×100 （2）

式中，Ki表示第i年區(qū)域負荷Yi在與飽和負荷Ymax的百分比關(guān)系。一般當飽和度Ki在25%～30%時的可采用指數(shù)函數(shù)進行擬合，當飽和度在75%～80%以上時可采用對數(shù)函數(shù)進行擬合，在此之間時可采用一次或則二次函數(shù)進行擬合。圖1是對重慶某大型開發(fā)區(qū)A﹑B兩個區(qū)域按照本方法進行負荷發(fā)展趨勢推演結(jié)果。分區(qū)A負荷基數(shù)較大，且包和負荷大，呈現(xiàn)出較明顯的S型發(fā)展趨勢，分區(qū)B負荷基數(shù)較低，采用陸續(xù)開發(fā)的方式，負荷發(fā)展拐點呈現(xiàn)較分區(qū)A模糊。

表1 電氣化住宅用電負荷

表3 國內(nèi)其他城市典型建筑負荷密度指標調(diào)查結(jié)果

圖1 負荷發(fā)展趨勢預(yù)測實例

表2 住宅建筑用電負荷需用系數(shù)

表4 飽和負荷預(yù)測實例

表5 分類用戶進入負荷增長飽和期的年限

圖3 電纜排管規(guī)劃實例

4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃

園區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃包高壓電網(wǎng)和中壓配網(wǎng)兩部分。不同負荷密度區(qū)域其電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較大差異。大部分綜合性園區(qū)飽和負荷密度都在20MW/km2以上，屬A類分區(qū)，網(wǎng)絡(luò)和結(jié)構(gòu)以鏈式﹑雙環(huán)網(wǎng)或則環(huán)網(wǎng)為主，中壓電纜網(wǎng)可選擇雙環(huán)式﹑單環(huán)式﹑n供一備結(jié)構(gòu)，中壓架空網(wǎng)可選擇多分段適度聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

高壓電網(wǎng)網(wǎng)架設(shè)計需合理選擇主供電源和備用電源。建議：首先在充分考慮走廊資源和電網(wǎng)建設(shè)資金的基礎(chǔ)上合理選擇環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)；其次線路走向﹑間隔資源利用等方面需要為下一輪電網(wǎng)拓展留有空間。

圖2是某大型綜合性開發(fā)區(qū)A﹑B組團高壓電網(wǎng)設(shè)計實例。從本方案看，鏈式接結(jié)構(gòu)在電網(wǎng)發(fā)展的可持續(xù)性上優(yōu)點較為明顯。

表6 典型電纜傳輸容量

5 工業(yè)用戶供電方式選擇

現(xiàn)有市場模式下工業(yè)用戶供電大都采用專線。高可靠性用戶大量入駐造成了兩方面困擾：

（1）工業(yè)用戶負荷較重，不能由開閉所轉(zhuǎn)供，需大量占用變電站出線資源；

（2）專線電纜需要公共溝道資源，公共網(wǎng)絡(luò)的正常建設(shè)和使用。

表6給出了部分電纜廠家提供的10kV﹑35kV三芯電纜輸送容量。

從表6中可以看出，35kV電纜較同截面的10kV電纜傳輸容量高出近4倍。因此工業(yè)區(qū)也有必要保留35kV電壓等級，作為工業(yè)用戶的專用電網(wǎng)與10kV配網(wǎng)獨立規(guī)劃﹑獨立建設(shè)，既保證電網(wǎng)建設(shè)資金向全社會公平使用，也保證了工業(yè)用戶的正常供電。

從經(jīng)驗看，總面積10km2～15km2的園區(qū)，規(guī)劃1～2座含35kV等級的110kV變電站即可。在廊道規(guī)劃上， 35kV電纜屬企業(yè)專線，原則上不與電力企業(yè)投資的公共線路共用電纜排管，獨立規(guī)劃。圖3為10kV～35kV規(guī)劃實例。

圖2 高壓電網(wǎng)設(shè)計實例

結(jié)語

本文按照綜合性園區(qū)電網(wǎng)專項規(guī)劃的一般思路，討論了關(guān)于飽和負荷預(yù)測﹑負荷發(fā)展過程推演﹑網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)劃以及工業(yè)用戶專線規(guī)劃的工程經(jīng)驗和實用方法。從工程實踐來看，本文論述的方法在重慶地區(qū)具有一定的適用性和先進性。

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