陳時飛 李飛

摘 要：220/20kV供電模式在法國巴黎、新加波等國際化大都市核心區(qū)得到廣泛應(yīng)用，并在供電可靠性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)上表現(xiàn)優(yōu)異。我國蘇州工業(yè)園區(qū)和遼寧本溪供電公司采用20kV作為中壓配電電壓以來已有相當(dāng)多的運行經(jīng)驗。前者是負(fù)荷集中、密度高的發(fā)達(dá)工業(yè)區(qū)，采用全電纜線路；后者是負(fù)荷分散、密度低、供電半徑大的農(nóng)村地區(qū)，采用全架空線路，是兩個具有典型意義的案例。但對于電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選中電壓等級“強—簡—強”配合的精髓尚未完全采用。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng) 220直配20 供電模式

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（b）-0039-02

1 國內(nèi)外應(yīng)用實例

1.1 新加坡電網(wǎng)

新加坡配變站原以230/66及66/22kV兩級變壓為主，近年來大量采用230/22kV變電站。其中22kV為中壓配電網(wǎng)，采用以變電站為中心的花瓣形網(wǎng)架、合環(huán)運行模式；400V低壓配電網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)連接、開環(huán)運行模式，每個環(huán)網(wǎng)的兩路或三路電源來自不同的22kV上級電源點。

1.2 巴黎電網(wǎng)

其中巴黎主城區(qū)范圍106km2，2015年尖峰負(fù)荷3600MW，采用225kV電網(wǎng)采用輻射型結(jié)構(gòu)供電，由36座225/20kV變電站分布在3個同心圓上，20kV主干電網(wǎng)依托這3個同心圓形成手拉手環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

1.3 珠海電網(wǎng)

我國南網(wǎng)公司中珠海電網(wǎng)已采用該供電模式，目前如珠海橫琴自貿(mào)片區(qū)內(nèi)已全部退出原有110kV及10kV電壓等級，共建設(shè)3座220/20kV變電站，主變配置規(guī)模均為2×100MVA；220kV采用環(huán)網(wǎng)供電，20kV采用單環(huán)網(wǎng)供電，并逐步過渡至雙環(huán)網(wǎng)接線形式。

2 高負(fù)荷密度區(qū)示例

對浙江省某規(guī)劃新區(qū)進(jìn)行研究，對象屬于高負(fù)荷密度區(qū)。

2.1 規(guī)劃邊界條件

根據(jù)初步建模分析，在試點區(qū)域?qū)嵤?20/20kV供電模式在節(jié)約投資、減少資源占用等方面均有較大優(yōu)勢。

為了優(yōu)化分析，模型按以下約定構(gòu)建：（1）負(fù)荷均勻分布。同一負(fù)荷密度下，各種電壓序列所用的配電變壓器容量相同；（2）改變中壓及以上電壓序列不影響低壓網(wǎng)絡(luò)，故不計及低壓網(wǎng)絡(luò)；（3）除500kV電源點外，變電站按全部新建考慮，不考慮變電站改造因素；（4）遠(yuǎn)景飽和年，220kV網(wǎng)架采用典型的“口”字型、“日”字型雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，110kV網(wǎng)架采用典型的“四線六變”結(jié)構(gòu)，20kV網(wǎng)架采用“環(huán)式”結(jié)構(gòu)；（5）采用220/110/20kV供電序列，單座220kV變電站最終規(guī)模按3×240MVA考慮，單座110kV變電站最終規(guī)模按3×80MVA考慮；采用220/20kV供電序列，單座220kV變電站最終規(guī)模按3×120MVA考慮。負(fù)載率按50%控制。

根據(jù)邊界條件，優(yōu)化模型中區(qū)塊總面積為72km2，飽和負(fù)荷為2880MW。

2.2 相關(guān)數(shù)據(jù)推算

原110kV線路和變電站全部退出運行，同時220kV變電站數(shù)量增加1倍，變電站整體數(shù)量由原32座建設(shè)為16座，推算20kV供電半徑為原來的2倍。

假定使用的20kV線路數(shù)量一致，則按原方案容載比2.0考慮，220/110/20kV供電序列單座110kV變電站20kV出線間隔30個，220/20kV供電序列變電站出線間隔數(shù)應(yīng)為48個。

2.3 經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選

采用220/110/20kV供電序列，220kV、110 kV、20kV變（配）電站數(shù)量分別為8座、24座和360座；220kV、110 kV、20kV線路長度分別為110.4km、129.5km、749.1km。采用220/20kV供電序列，220kV、20kV變（配）電站數(shù)量分別為16座和360座；220kV、20kV線路長度分別為119.3km、876.3km。

參考國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用造價，采用220/20kV供電序列和220/110/20kV供電序列的最終規(guī)模造價分別為70.68億元和78.76億元。

假定隨著區(qū)塊負(fù)荷的增長，電網(wǎng)建設(shè)按2020、2030、2040年三個階段等額投資，并綜合考慮折舊維護(hù)、能損費用的因素，采用220/20kV供電序列和220/110/20kV的年費用分別為47885萬元和54634萬元，優(yōu)化電壓序列后，年費用將降低12%。

2.4 資源占用情況

從變電站占地面積看，220/110/20kV變電站占地面積按0.6653hm2考慮（參考國網(wǎng)典設(shè)220-A2-3方案）；110/20kV變電站占地面積按0.24hm2考慮（參考國網(wǎng)典設(shè)110-A3-3方案）；220/20kV變電站占地面積按0.53hm2（112.25m×47m）考慮（參考國網(wǎng)典設(shè)220/35kV的220-A2-6方案）。

采用220/20kV供電序列和220/110/20kV供電序列的變電站占地面積分別為8.48hm2和11.08hm2，優(yōu)化電壓序列后，將減少變電站用地面積2.60hm2，節(jié)省約23.5%的土地。

從廊道占用看，優(yōu)化電壓序列后，500kV變電站220kV一級送出線路按隧道方式敷設(shè)，路徑長度將減少2.9km；其余220kV線路路徑長度比將增加7.4km；減少110kV電纜長度129.5km，110kV路徑可結(jié)合220kV電纜路徑敷設(shè)，會影響220kV電纜隧道或電纜溝管孔規(guī)模；20kV電纜，暫按同一廊道敷設(shè)12回20kV電纜考慮，約增加電纜廊道10.6km。

3 下一步工作

優(yōu)化確定電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，變電站主接線形式和主變規(guī)模。初步考慮220kV電網(wǎng)繼續(xù)沿用“口”字型、“日”字型雙環(huán)網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)，20kV網(wǎng)架結(jié)合供電可靠性分析，在現(xiàn)有雙環(huán)網(wǎng)基礎(chǔ)上做進(jìn)一步優(yōu)化；變電站220kV側(cè)采用雙母線接線方式，20kV側(cè)采用單母六分段環(huán)形接線，主變采用國網(wǎng)典型設(shè)備，主變規(guī)模為3×120MVA。

深化220/20kV變電站設(shè)計方案，修訂世紀(jì)城規(guī)劃方案，并就方案可批性向上級公司作匯報溝通。

結(jié)合區(qū)域控規(guī)修編和土地性質(zhì)調(diào)整契機，打包完成項目用地面積新增和土地性質(zhì)調(diào)整。

參考文獻(xiàn)

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