呂 文

（國網湖北省電力有限公司武漢供電公司，武漢 430000）

近年來，城市化進程的快速發(fā)展引發(fā)了一系列城市水問題，如城市內澇頻發(fā)、水環(huán)境嚴重污染、水資源短缺、水土流失、生態(tài)環(huán)境破壞等。國務院辦公廳2015年印發(fā)《關于推進海綿城市建設的指導意見》提出，通過“海綿城市”建設，綜合采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，最大限度地減少城市開發(fā)建設對生態(tài)環(huán)境的影響，最大限度地降低內澇發(fā)生的風險。在全國范圍內開展海綿城市建設試點評選工作，并產生了包括湖北某市在內的首批16個試點城市。

某市以示范區(qū)海綿城市建設為起點，在全市推進海綿城市建設。至2020年，實現(xiàn)某市20%建成區(qū)達到海綿城市建設目標要求。其中為滿足海綿城市建設中最后一個“排”環(huán)節(jié)的目標要求，近期內澇防治系統(tǒng)性骨干工程的3大系統(tǒng)工程分別是出江泵站工程、骨干通道工程和湖泊調蓄工程,其中近期出江泵站工程將新改擴建14個水系的出江泵站共18座，新增出江規(guī)模1 038.5 m3/s。初步測算新增排澇水泵電機總裝機容量約14~22萬kW，分散在某市發(fā)展區(qū)總用地面積約3 261 km2內。

1 建設海綿城市配電網規(guī)劃設計難點

從環(huán)境角度來分析，海綿城市實際操作面臨的復雜性、科學性和功能性的挑戰(zhàn)不是一個量級。需要定量的分析報告才能去執(zhí)行，具體如下[1-3]：

（1）各個精細地塊的設計最大降雨量、流向及特點。

（2）當前軟硬質地表對應的雨水阻滯能力，對比對應的各種海綿城市策略下的單位地塊的雨水阻滯能力，實施的可行性。

（3）針對現(xiàn)有設施和降水記錄的調研與數(shù)據報告。

（4）基于以上數(shù)據的降雨滯排數(shù)學模型。

（5）在數(shù)學模型指導下的規(guī)劃設計策論。

與此同時，從電力需求角度分析，此類特殊電力用戶的主要特點是：①建設周期緊；②單機容量大；③用電間歇長；④可靠性要求高。

目前電網企業(yè)面臨的主要困境是：①供電方案論證時間短，難以確保方案最優(yōu)；②需兼顧周邊其他電力用戶對電能質量的要求；③大量輸配電資源閑置或緊張；④電網薄弱區(qū)域難以滿足用戶可靠性要求。

而泵站工程供電方案通常需要根據當?shù)仉娋W情況、經濟條件、發(fā)展規(guī)劃和工程本身特點等多方面因素進行綜合設計與選擇，因此提升配電網規(guī)劃的科學性和精準性，為解決特殊用戶的供電難點，具有極其重要的意義。

2 推進海綿城市建設跨界規(guī)劃的需要

由于我國海綿城市建設剛剛起步，現(xiàn)階段相關規(guī)劃涉及的主要內容、指標體系、關鍵技術及措施等的科學性和合理性不足，這導致許多城市在進行海綿城市建設時，出現(xiàn)對控制目標把握不準確、控制指標無法落實，以及各行業(yè)、各專業(yè)各自為政和建設工作進程緩慢等諸多問題[4-5]。

針對這一現(xiàn)象，首先需要開展海綿城市建設專題研究，對總體戰(zhàn)略、實施計劃等進行系統(tǒng)分析，然后指導城市排水防澇、城市水系、道路交通及電力設施等專項規(guī)劃，以及控制性詳細規(guī)劃和修建性詳細規(guī)劃的修編，在各層級規(guī)劃中提出落實海綿城市建設要求的內容和方法（圖1），從而完善規(guī)劃體系，加強對城市雨水管理、防洪排澇工作的力度，將總體思路滲透到各規(guī)劃中時較易操作，但其所涉及的學科范圍跨度較大，對各專業(yè)間的需求研究、各部門間的統(tǒng)籌協(xié)調等提出較高的要求。

圖1 海綿城市專項規(guī)劃與其他法定規(guī)劃的關系示意圖

城市總體規(guī)劃作為頂層設計，在城市總體布局時需明確海綿城市建設的總體目標及相關指標，編制海綿城市專項規(guī)劃，對現(xiàn)有的城市各相關專項規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃及修建性詳細規(guī)劃進行修編，同時調整自身的不足，最終將海綿城市建設的理念融入到各類專項規(guī)劃中。

而建設海綿城市最終要有效解決排澇問題。城市用于排澇的泵站設備平時往往處于停用狀態(tài)，許多城市忽略了用于排澇泵站的配電網規(guī)劃或在規(guī)劃設計中考慮不足。當發(fā)生的災害是百年不遇的洪水時，就會因配電網規(guī)劃設計缺陷，造成部分用于排澇的泵站沒有可靠的供電，因而造成更大的經濟損失。

表2呈現(xiàn)了樣本校研究生批判性思維特質測查分數(shù)的總體情況。從表2可以看出，這2 365名研究生批判性思維特質的總體得分均值為274分，標準差為27分，最高分為405分，最低分為201分，極大值與極小值間的差距為204分。其中求知欲和分析能力的得分均值最高，均達到40分以上。尋找真相維度的得分均值最低，為36分。

3 對國家“五大”發(fā)展理念應答的需要

創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享“五大”發(fā)展理念被視為關系我國發(fā)展全局的一場深刻變革。

創(chuàng)新是靈魂，規(guī)劃設計要與當?shù)卣呓Y合，要與實際問題相結合，要應當突破過時的、不合時宜的條條框框，在新理念的指導下，將規(guī)劃設計做得更能解決問題、更能節(jié)約資源且更能造福社會。

協(xié)調是先導，規(guī)劃設計應當做到頂層設計、團隊合作及內外交流相統(tǒng)一。頂層設計決定著項目的深度、規(guī)模和廣度，海綿城市的建設離不開多行業(yè)、跨專業(yè)間的團隊合作和內外交流。建設海綿城市需要杜絕“各人自掃門前雪”似的“為海綿而海綿”“為規(guī)劃而規(guī)劃”，不僅堅持“管得寬”，而且“管得遠”。將城市基礎設施建設、域外引水工程及城市排澇工程等舉措協(xié)同推進，并將各類項目需求納入配電網規(guī)劃范疇統(tǒng)籌考慮。

綠色是精髓，規(guī)劃設計應當堅持做到節(jié)約資源和保護環(huán)境，以“用戶需求的精準定位為導向”的前提下樹立規(guī)劃的理念。加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，形成人與自然和諧發(fā)展的現(xiàn)代化建設新格局。

4 建設海綿城市配電網規(guī)劃設計創(chuàng)新的內涵和主要做法

4.1 確立建設海綿城市配電網規(guī)劃設計創(chuàng)新的目標、方式和方法[6-7]

4.1.1 目標

配電網規(guī)劃積極響應國家建設海綿城市的號召，合理運用海綿城市技術精髓，在規(guī)劃原則中對變電站建設形式提出明確指導意見，實現(xiàn)變電站建設綠色環(huán)保、無公害生產。同時以特殊用戶的用電需求為出發(fā)點，結合電網情況、經濟條件、發(fā)展規(guī)劃和工程本身特點等多方面因素進行綜合規(guī)劃設計，達到為用戶提供高供電可靠性、高電能質量和高品質電力相關服務并考慮項目整體經濟性的目標，實現(xiàn)多方參與共贏、社會效益最大化。

4.1.2 方式和方法

建成區(qū)以問題為導向，針對問題，系統(tǒng)治理；新建區(qū)以目標為導向，高標準設計、提前布局和超前建設。

（1）將海綿城市理念融入變電站建設。根據變電站工藝要求及實際情況，現(xiàn)今站內均采用高智能無人管理的智能化運行模式，變電站對雨水的處理回收利用率不高，參照海綿城市理念，對變電站建設，特別是在降雨多、雨量集中地區(qū)修建的變電站，應在下滲、滯蓄技術方面進行改善，提高變電站站區(qū)內的透水地面及綠化率，加強地面入滲，以減少地面徑流匯水，消弱暴雨洪峰季節(jié)雨水匯流排放量，減輕站區(qū)內漬、排澇負擔，同時也能保持良好的地下水補給，實現(xiàn)水土保持、水生態(tài)自平衡及低環(huán)境影響的目標。

（3）建立統(tǒng)一平臺，做好現(xiàn)行多規(guī)對比分析。通過統(tǒng)一的地理信息系統(tǒng)管理平臺，實現(xiàn)規(guī)劃“一張圖”，統(tǒng)一各行業(yè)數(shù)據標準和成果，實現(xiàn)規(guī)劃數(shù)據交互與共享。優(yōu)化規(guī)劃實施運行環(huán)境、統(tǒng)籌需求及能力等要素，充分理解海綿城市建設意圖，實現(xiàn)多行業(yè)跨專業(yè)信息的展示、查詢、動態(tài)更新與實時共享。

4.2 為特殊電力客戶做好“望”“聞”“問”“切”，強化用電“體檢”的權威性和檢后“診療”的專業(yè)性

目前某供電公司開展用電“體檢”工作，對客戶的用電設備安全狀況、供電可靠性及設備運行管理等方面進行全面檢查診斷和評估，建立了客戶用電設備健康檔案，為客戶安全用電、合理用電和經濟用電提供幫助。同時在此類工作中也針對24家泵站用戶的現(xiàn)有的供電方式、供電能力和設備健康水平進行評估。受歷史條件影響，近1/3的用戶存在不合理現(xiàn)象。例如單電源供電、容量與電壓選擇不匹配、重復降壓及夏季高峰時電機啟動困難等，這些問題將對城市防汛排澇工作埋下隱患?？紤]到海綿城市建設中最后一個“排”環(huán)節(jié)的目標要求，不僅要對現(xiàn)有泵站用戶面臨的問題進行整改，還要超前謀劃未來3年近14~22萬kW的新增排澇水泵電機總裝機的供電方案，對每一家特殊電力客戶量身定制適合各自特點的解決方案。

對于此類泵站用戶傳統(tǒng)的供電方案的流程往往是：一是用戶提需求，僅根據報裝容量大小，選擇電壓等級；二是根據周邊現(xiàn)有電網資源擬定接入電網方案。這樣做存在的問題包括：一是投資過大、經濟效益差，不僅對用戶而言單個項目經濟性差，而且有時大量電網資源會出現(xiàn)閑置或緊張的問題；二是供電方案本身對供電能力的評估不足，導致用戶設備在使用時無法達到設計要求，存在泵站主電機啟動困難；三是對周邊其他敏感電力用戶對電能質量的要求產生不利影響，造成其他間接經濟損失。

而建設海綿城市配電網規(guī)劃設計為徹底解決此類問題，從源頭改進傳統(tǒng)做法，深入用戶需求，對用戶提出的用電需求溯源，充分了解用戶特點對配電網規(guī)劃工作的要求，從系統(tǒng)的角度來選擇方案，優(yōu)化方案，對每個特殊用戶的用電需求，通過運用一體化電網規(guī)劃設計平臺和電力系統(tǒng)計算分析軟件進行建模、仿真計算，論證出合理的技術方案，并對多個解決方案進行技術經濟和SEC比選后，得出最優(yōu)規(guī)劃設計方案。

另外在規(guī)劃中引入先進的預防維護體制管理理念，強調提高排澇設備對異常電壓、異常電流及異常環(huán)境的承受能力，制定合理的運行方式、檢修模式和監(jiān)測機制，確保排澇泵站的供電連續(xù)性。同時將規(guī)劃設計與運行、檢修和監(jiān)測工作緊密結合，使設計滿足建設海綿城市需求。

特別是在對用戶進行供電方案設計時，一是要考慮變電站（開閉所、環(huán)網柜）的標高要依據當?shù)貭顩r開展差異化設計，按百年難遇洪水水位考慮變電站（開閉所、環(huán)網柜）的站址，確保變電站能夠在大規(guī)模自然災害情況下保持正常供電，確保城市排澇泵站的可靠供電。二是考慮泵站電源的可靠性需求，對泵站進行等級分類，根據配電網規(guī)劃中的泵站等級分類：一、二級重要用戶和普通用戶（一般指村級泵站），對于二級以上重要用戶，在供電方案設計中為用戶配備兩路以上電源，防止泵站失去電源無法對外排水。

某市是具有濱江、濱湖特色的現(xiàn)代化城市，城區(qū)湖泊眾多，水網密集，地區(qū)排水存在設計標準低、排水設施不完善、湖泊和渠道的水位不能得到有效控制、排水系統(tǒng)對城區(qū)供水安全構成威脅等問題。針對為解決以上問題而新建的大型泵站，配電網規(guī)劃實時跟蹤并為該類特殊電力用戶量身定制最優(yōu)供電方案、提升其供電可靠性。從而為提升該市特殊地區(qū)的排澇能力、保障城市居民供水安全、改善水環(huán)境及滿足城市可持續(xù)性發(fā)展提供了有效的服務。

5 創(chuàng)新工作機制，實現(xiàn)跨專業(yè)協(xié)同，提升企業(yè)管理水平

開展建設海綿城市配電網規(guī)劃設計管理創(chuàng)新工作以來，發(fā)策、營銷、運檢和規(guī)劃設計等部門崗位職責得到進一步明晰，信息共享成為常態(tài)，專業(yè)壁壘得到消除，持續(xù)提升公司經營管理水平與業(yè)務運營效率。

創(chuàng)建“外部聯(lián)絡、內部協(xié)同”的工作機制，一方面，做好外部聯(lián)絡溝通工作，按照“專業(yè)歸口、分級負責”的原則，某市供電公司各部門單位按職責與對口市區(qū)級政府的規(guī)劃、市政、水務和利益相關方溝通聯(lián)絡，實時參與重點開發(fā)及試點區(qū)域的設計聯(lián)盟。另一方面，通過橫向協(xié)同的方式，成立了以公司領導為組長、發(fā)展策劃部為規(guī)劃牽頭、經濟技術研究所為研究主力，以及建設部和設計院為實施主體，各專業(yè)部門協(xié)同配合的工作機制，形成一套分工明確、數(shù)據共享及協(xié)調統(tǒng)一的配電網規(guī)劃設計與實施工作體系。

6 落實規(guī)劃要求，提升專業(yè)理論研究水平

配電網規(guī)劃按照對供電可靠性的要求分類，將電力用戶分為重要用戶和普通用戶；按照對電能質量影響分類，將電力用戶分為特殊用戶和普通用戶，并針對不同的用戶提出了相應的接入要求和設計原則。在具體的排澇泵站用戶工程供電方案研究中，隨著排澇標準的不斷提高，大量的大型電機增加到系統(tǒng)中，這種趨勢對電力系統(tǒng)起動大型電機的能力提出了更高的要求，而大型電機的起動過程會嚴重影響小型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。為落實配電網規(guī)劃要求，在工程實際中，應用ETAP軟件，建立系統(tǒng)拓撲圖，輸入相應元件數(shù)據，實現(xiàn)對電機靜態(tài)、動態(tài)起動仿真計算，得到直觀的曲線和報告，從而減少了供電方案論證環(huán)節(jié)的工作量，制定出合理的供電方案，為泵站用戶供電方案的答復節(jié)省時間，有效提升了專業(yè)理論的研究水平。

7 結束語

海綿城市還能起到緩解城市熱島效應、雨島效應等作用，修復和治理城市生態(tài)環(huán)境，構建綠色健康和諧的生態(tài)體系，另外，海綿城市建設中的透水鋪裝、雨水花園和綠色屋頂?shù)燃夹g手段，還能增加城市美觀度，提高城市品位。本文促進配網規(guī)劃設計與最新海綿城市設計理念相結合，實現(xiàn)電網規(guī)劃設計有續(xù)進行，以達到電網網架堅強可靠和可持續(xù)發(fā)展目的。