林志福

(福建省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)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(luò)，是供電質(zhì)量得以保證的根本，用戶服務(wù)科學(xué)創(chuàng)新的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，城市現(xiàn)代化建設(shè)加快實(shí)現(xiàn)的重要保障。

隨著城市發(fā)展，用電負(fù)荷不斷增長(zhǎng)、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(xué)、合理地處理配電網(wǎng)建設(shè)中用地和空間之間日益突出的矛盾，以“網(wǎng)格”為單位開(kāi)展配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃，更好地指導(dǎo)配電網(wǎng)規(guī)劃實(shí)施、強(qiáng)化目標(biāo)網(wǎng)架引領(lǐng)、推進(jìn)現(xiàn)代化配電網(wǎng)的建設(shè)。

現(xiàn)代化配電網(wǎng)的建設(shè)，應(yīng)結(jié)合城市總體規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃，緊扣城市功能定位、發(fā)展目標(biāo)、用地布局、產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，對(duì)近、遠(yuǎn)期用電負(fù)荷分地塊、分單元、分網(wǎng)格進(jìn)行預(yù)測(cè)，近期結(jié)合配電網(wǎng)滾動(dòng)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)進(jìn)駐情況進(jìn)行配電網(wǎng)設(shè)施落位，遠(yuǎn)期根據(jù)預(yù)測(cè)的用電負(fù)荷提出電力設(shè)施的需求。

在規(guī)劃過(guò)程中，加強(qiáng)同政府部門、電力(運(yùn)檢、調(diào)控、發(fā)展、建設(shè)等)專業(yè)部門的協(xié)作，依據(jù)功能定位、負(fù)荷水平、《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》進(jìn)行供電區(qū)域分類，結(jié)合《配電網(wǎng)典型供電模式》對(duì)不同供電區(qū)域配電網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行差異化布局，分網(wǎng)格、分期列出配電網(wǎng)建設(shè)、改造計(jì)劃，有針對(duì)性、可操作性地引領(lǐng)配電網(wǎng)項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施。

本文擬以福建省石獅市高新區(qū)為例，詳細(xì)介紹其配電網(wǎng)目標(biāo)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(shè)。

1 項(xiàng)目概況

1.1 園區(qū)概況

石獅高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)(以下稱“高新區(qū)”) 為國(guó)家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)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(jī)械、倉(cāng)儲(chǔ)物流等。規(guī)劃總面積為23.01 km2，建設(shè)用地面積22.59 km2，人口規(guī)模約為9.1萬(wàn)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?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，高壓均為架空線路)，共計(jì)10kV線路30回，其中架空線路22回，電纜線路8回[2]。

主要對(duì)電氣設(shè)備負(fù)載率、容載比、中壓線路配變裝接容量等指標(biāo)進(jìn)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(fù)債率大于80%，仍有非標(biāo)接線、聯(lián)絡(luò)關(guān)系復(fù)雜等影響供電可靠性的問(wèn)題；同時(shí)，10kV主干層、分支層結(jié)構(gòu)劃分、建設(shè)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(jìn)一步提高，以滿足園區(qū)電力增長(zhǎng)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(tuán)、園區(qū)作為一個(gè)供電區(qū)開(kāi)展，劃分原則整理如圖1所示。網(wǎng)格劃分過(guò)程中應(yīng)充分考慮現(xiàn)狀實(shí)際情況，統(tǒng)籌網(wǎng)格中壓路徑的選擇、過(guò)境通道的預(yù)留，避免重復(fù)建設(shè)、造成浪費(fèi)。

圖1 網(wǎng)格劃分原則示意圖

高新區(qū)網(wǎng)格劃分時(shí)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?jiǎng)潪榫W(wǎng)格SS-GX-01(10.42km2)；東側(cè)GX-D基本單元?jiǎng)潪榫W(wǎng)格SS-GX-02(4.47km2)；西側(cè)GX-E、F基本單元同屬一個(gè)功能分區(qū)，劃為網(wǎng)格SS-GX-03(5.52km2)。每個(gè)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(fù)荷預(yù)測(cè)

3.1 預(yù)測(cè)方法

主要采用空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法進(jìn)行，通過(guò)增長(zhǎng)率法、人均用電量法等進(jìn)行校核，并選取國(guó)內(nèi)相近類型園區(qū)進(jìn)行橫向比較以確認(rèn)負(fù)荷預(yù)測(cè)的合理性。

3.2 負(fù)荷預(yù)測(cè)

在空間負(fù)荷預(yù)測(cè)上根據(jù)高新區(qū)地塊特點(diǎn)采用單位建筑面積用電指標(biāo)法、單位建設(shè)用地用電指標(biāo)法及戶均配置容量指標(biāo)法進(jìn)行預(yù)測(cè)，分述如下：

(1)《石獅高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》[1](以下簡(jiǎn)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(biāo)時(shí)，采用單位建筑面積用電指標(biāo)法；

(2)控規(guī)中地塊指標(biāo)中僅給出用地性質(zhì)、用地面積時(shí)，采用單位建設(shè)用地用電指標(biāo)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(biāo)法，住宅部分負(fù)荷預(yù)測(cè)采用戶均配置容量指標(biāo)法。

地塊負(fù)荷預(yù)測(cè)后，基本單元、網(wǎng)格、園區(qū)各級(jí)用電負(fù)荷計(jì)算時(shí)，結(jié)合典型負(fù)荷特性采用一定的同時(shí)系數(shù)(利用系數(shù)、需用系數(shù))。

其中：

P規(guī)劃區(qū)最高負(fù)荷(MW或萬(wàn)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(biāo)(W/m2或kW/hm2)；

Kc同時(shí)系數(shù)。

高新區(qū)遠(yuǎn)期計(jì)算負(fù)荷306.84MW,負(fù)荷密度15.41MW/km2,與園區(qū)的發(fā)展定位相符，本次負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果較為合理。

結(jié)合控規(guī)中分期建設(shè)情況，對(duì)近期負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)。對(duì)遠(yuǎn)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(shè)用地用電指標(biāo)法預(yù)測(cè)。高新區(qū)近期計(jì)算負(fù)荷150.42MW，負(fù)荷密度8.83MW/km2。

3.3 負(fù)荷層次建立

空間分區(qū)模型與層次負(fù)荷之間存在負(fù)荷預(yù)測(cè)方面和電網(wǎng)規(guī)劃方面的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如圖3所示。地塊的負(fù)荷預(yù)測(cè)實(shí)質(zhì)上是對(duì)地塊內(nèi)配變的負(fù)荷預(yù)測(cè)；基本單元負(fù)荷預(yù)測(cè)實(shí)質(zhì)上是對(duì)基本單元內(nèi)10kV主干節(jié)點(diǎn)層的負(fù)荷預(yù)測(cè)；分區(qū)單元負(fù)荷預(yù)測(cè)實(shí)質(zhì)上是網(wǎng)格劃分層的負(fù)荷預(yù)測(cè)，是變電站設(shè)置、10kV主干配電網(wǎng)饋線層的負(fù)荷預(yù)測(cè)；規(guī)劃區(qū)(城市組團(tuán))的負(fù)荷預(yù)測(cè)是規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)高壓配(輸)電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)。

圖3 空間分區(qū)與負(fù)荷層次映射關(guān)系圖

3.4 供電區(qū)域分類

綜合供電區(qū)域的行政級(jí)別、地理位置、負(fù)荷水平、負(fù)荷特性、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度、用地布局、功能定位等因數(shù)，對(duì)供電區(qū)域類型進(jìn)行劃分。

高新區(qū)是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，屬于泉州市中心城區(qū)的南部片區(qū)。遠(yuǎn)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(dǎo)則對(duì)不同供電區(qū)域類型的要求，結(jié)合負(fù)荷水平及配電網(wǎng)實(shí)際，提出總體規(guī)劃目標(biāo)。

110kV配電網(wǎng)A、B類供電區(qū)域宜采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，上級(jí)電源點(diǎn)不足時(shí)可采用雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在上級(jí)電網(wǎng)較為堅(jiān)強(qiáng)且中壓配電網(wǎng)具有較強(qiáng)的站間轉(zhuǎn)供能力時(shí)，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(xiàng)目。供電模式A-5接線，變電站內(nèi)部仍然保留擴(kuò)大內(nèi)橋接線，僅需對(duì)外部接線進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)雙鏈接線。而對(duì)于遠(yuǎn)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(yuǎn)期10kV中壓主干原則上按電纜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，采用單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)或開(kāi)閉所接線；近期可結(jié)合現(xiàn)狀保留架空網(wǎng)絡(luò)，采用多分段適度聯(lián)絡(luò)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(shí)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(yuǎn)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(wù)，如圖6所示。

圖6 網(wǎng)格SS-GX-03遠(yuǎn)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(fù)荷密度、運(yùn)行情況、城市路網(wǎng)等開(kāi)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(duì)獨(dú)立；電源點(diǎn)一般引自兩個(gè)不同的變電站或同一變電站的不同母線段；按照遠(yuǎn)期規(guī)模一次選定導(dǎo)線截面，避免重復(fù)建設(shè)；加強(qiáng)10kV主干線路之間的聯(lián)絡(luò)，構(gòu)建負(fù)荷轉(zhuǎn)移通道；對(duì)于己建成區(qū)域，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀配網(wǎng)存在的主要問(wèn)題進(jìn)行建設(shè)和改造。

遠(yuǎn)期共有117回10kV出線為石獅市高新區(qū)進(jìn)行供電，其中24回為變電站之間的聯(lián)絡(luò)線，93回10kV線路有足夠的供電能力，滿足負(fù)荷增長(zhǎng)需求。

分網(wǎng)格、分期開(kāi)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(duì)現(xiàn)有的架空線路進(jìn)行改造，解除復(fù)雜的聯(lián)絡(luò)情況，新出10kV線路滿足周邊地塊的負(fù)荷增長(zhǎng)需求。新建的中壓線路以單環(huán)網(wǎng)進(jìn)行組織，共計(jì)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(fù)荷增長(zhǎng)需求，共計(jì)42回10kV線路供電，新建開(kāi)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(yuǎn)期：擴(kuò)容石壁變和香山變?yōu)?臺(tái)或4臺(tái)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(kāi)閉所接線模式。同時(shí)增加變電站之間聯(lián)絡(luò)線，增強(qiáng)供電可靠性。共計(jì)42回10kV線路供電，新建開(kāi)閉所3座、環(huán)網(wǎng)柜19座，如圖7所示。

圖7 高新區(qū)遠(yuǎn)期高壓配電網(wǎng)地理接線圖

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)石獅市高新區(qū)配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃的探討，筆者認(rèn)為：

(1)配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃必須結(jié)合城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃各個(gè)階段成果，才有可靠的城市基礎(chǔ)依據(jù)；配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃必須結(jié)合電力部門規(guī)劃，開(kāi)展近期建設(shè)計(jì)劃，以此實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃與城市規(guī)劃的有機(jī)銜接，使配電網(wǎng)建設(shè)的用地及走廊得以控制、預(yù)留。

(2)園區(qū)規(guī)劃中應(yīng)對(duì)大用戶企業(yè)的基本情況進(jìn)行摸底，調(diào)研其用電負(fù)荷的特性及發(fā)展趨勢(shì)，為各規(guī)劃期負(fù)荷的預(yù)測(cè)提供支撐。

(3)以“網(wǎng)格”為單位開(kāi)展配電網(wǎng)規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃工作管理，分網(wǎng)格、分期提出配電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)清冊(cè)，引導(dǎo)形成項(xiàng)目?jī)?chǔ)備，保證項(xiàng)目落地實(shí)施。

(4)配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到用戶的供電質(zhì)量和服務(wù)水平，應(yīng)當(dāng)積極開(kāi)展配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃。

(5)只有切實(shí)提升配電網(wǎng)的質(zhì)量和效益，引領(lǐng)配電網(wǎng)現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，實(shí)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(jìn)，才能更高水平地服務(wù)全面建成小康社會(huì)，推進(jìn)實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化的宏偉目標(biāo)。