城市電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計論文
時間:2022-10-23 09:19:06
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摘要:電力體制改革的核心是圍繞電價的市場化改革,整個電力系統(tǒng)隨著改革的逐步深化,徹底將電力系統(tǒng)的管理、輸送和運營分開,文章以某大型城市的輸變電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃為例,探索電力體制改革背景下的城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計。
關(guān)鍵詞:電力體制改革;城市電網(wǎng)規(guī)劃;規(guī)劃設(shè)計
按照國家電力體制改革采取的積極穩(wěn)妥、分步有序推進的原則,電力體制改革中最為關(guān)鍵的輸配電價改革以開始試點推廣,其他重大改革事項也進行了試點推廣,并準備全面鋪開。由于電價的放開和市場化推進,用戶對于電價的市場化選擇,有可能導(dǎo)致遠距離跨城市的電力輸送,因此城市電網(wǎng)規(guī)劃也必須做出及時的相應(yīng)調(diào)整,以適應(yīng)電力體制改革下的市場化需求。
1城市電網(wǎng)整體規(guī)劃
1.1城市電網(wǎng)規(guī)劃原則。城市核心區(qū)、繁華地區(qū),重要用戶供電以及負荷密度較高、二類用戶較為密集、可靠性要求較高,開發(fā)比較成熟的區(qū)域,如高層住宅區(qū)、多電源用戶集中區(qū)的配電網(wǎng)等采用雙環(huán)式。城市一般區(qū)域(負荷密度不高、三類用戶較為密集、一般可靠性要求的區(qū)域),中小容量單路用戶集中區(qū)域,工業(yè)開發(fā)區(qū)、電纜化區(qū)域容量較小的用戶采用單環(huán)式。負荷密度較大,可靠性要求高的區(qū)域,變電站布點充足,具備聯(lián)絡(luò)條件的區(qū)域采用多分段適度聯(lián)絡(luò)。負荷密度一般,對可靠性有一定要求的區(qū)域,在變電站布點滿足條件的情況下采用多分段單聯(lián)絡(luò)。該市電網(wǎng)網(wǎng)架規(guī)劃中,架空網(wǎng)三聯(lián)絡(luò)占比23.52%,架空兩聯(lián)絡(luò)占比32.21%,架空單聯(lián)絡(luò)占比13.51%,電纜網(wǎng)雙環(huán)網(wǎng)占比19.29%,單環(huán)網(wǎng)占比78.29%。1.2城市電網(wǎng)規(guī)劃目標?!笆奈濉逼陂g,該市電網(wǎng)規(guī)劃新建5座500kV變電站,改擴建等4座500kV變電站,合計新增變電容量1200萬kVA。電網(wǎng)主要依托某輸變電工程,拉通500kV雙回路聯(lián)絡(luò)通道,進一步完善500kV主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。2019~2020年,該市電網(wǎng)規(guī)劃新建2座500kV變電站,擴建1座500kV變電站,合計新增變電容量400萬kVA。電網(wǎng)依托該市特高壓以及輸變電工程,拉通500kV雙回路聯(lián)絡(luò)通道。至2020年,整個地區(qū)構(gòu)建以一座特高壓直流、一座特高壓交流為支撐的500kV堅強主網(wǎng)架,基本建成核心雙環(huán)網(wǎng)及東部的“8”字形雙環(huán)網(wǎng);至2025年,基本建成立體雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
2城市220kV電網(wǎng)規(guī)劃
2.1220kV目標網(wǎng)架規(guī)劃。目前,該市城區(qū)220kV電網(wǎng)劃分為河?xùn)|、河西兩片,河?xùn)|與河西220kV電網(wǎng)之間僅通過一條雙回聯(lián)絡(luò)。河西220kV電網(wǎng)主要依托一座500kV變電站形成雙鏈式及雙輻射式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),河?xùn)|220kV電網(wǎng)主要依托三座500kV變電站形成雙鏈式、單雙混合環(huán)網(wǎng)式及雙輻射式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該市目標網(wǎng)架規(guī)劃中,城區(qū)220kV電網(wǎng)主要以500kV變電站為依托,采用雙回路環(huán)網(wǎng)、雙回路鏈式等220kV典型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模式,構(gòu)筑較為堅強的220kV網(wǎng)絡(luò),逐步形成“分區(qū)供電、區(qū)內(nèi)成環(huán)”的新格局,同時通過兩條雙回220kV線路與兩座相鄰城市實現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)。2.2220kV變電建設(shè)規(guī)劃。城市電網(wǎng)建設(shè)受市政規(guī)劃、征地等影響,大部分變電站建設(shè)周期長,不確定因素多,為滿足負荷增長需求及電力體制改革的市場化需要,規(guī)劃考慮適當超前安排變電容量。結(jié)合220kV網(wǎng)供負荷預(yù)測及變電容量平衡分析,變電站建設(shè)規(guī)劃如下:“十三五”期間,規(guī)劃新建220kV變電站9座,擴建變電站9座,新增主變23臺,新增變電容量546萬kVA。至“十三五”末,220kV公用變電站23座,主變55臺,變電容量1140萬kVA,城區(qū)220kV電網(wǎng)容載比提升至1.95?!笆奈濉逼陂g,規(guī)劃新建220kV變電站14座,改造變電站2座,新增主變17臺,新增變電容量480萬kVA。至“十四五”末,220kV公用變電站37座,主變72臺,變電容量1620萬kVA,220kV電網(wǎng)容載比為1.87。2.3220kV線路建設(shè)規(guī)劃?!笆濉逼陂g,規(guī)劃新建220kV架空線路37條,改造架空線路2條,改造電纜線路2條。新建220kV線路長度379km,其中架空長度339.5km,電纜長度39.5km;改造220kV線路長度17.74km,其中架空長度15.6km,電纜長度2.14km?!笆奈濉逼陂g,規(guī)劃新建220kV架空線路53條,新建電纜線路12條,改造架空線路2條。新建220kV線路長度518.72km,其中架空長度477.92km,電纜長度40.8km;改造220kV架空線路長度26km。
3城市110kV電網(wǎng)規(guī)劃
3.1110kV目標網(wǎng)架規(guī)劃。該市城區(qū)110kV電網(wǎng)目前主要以220kV變電站為依托,采用雙鏈、單鏈等110kV典型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模式,構(gòu)筑較為堅強的110kV網(wǎng)絡(luò)。規(guī)劃整體做強110kV電網(wǎng),逐步形成供電可靠性高、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰、互供能力強的目標網(wǎng)架。同時,由于站址廊道資源緊張,部分區(qū)域難以新增110kV布點一步到位形成完善的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),針對此類區(qū)域,規(guī)劃主要考慮依托周邊220kV及110kV變電站新出10kV線路實現(xiàn)靈活負荷轉(zhuǎn)接,補足110kV電網(wǎng)供電短板。整體來看,該市110kV電網(wǎng)規(guī)劃依托新增220kV變電站,通過新增站間110kV線路通道,逐步減少非標準接線結(jié)構(gòu),完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu),形成以鏈式為主的標準接線網(wǎng)絡(luò)。3.2110kV變電站規(guī)劃。根據(jù)網(wǎng)供負荷預(yù)測結(jié)果及容量平衡分析,按容載比2.0考慮,預(yù)計至2020年,該市電網(wǎng)需增加110kV變電容量233.78萬kVA;至2025年該市電網(wǎng)需增加110kV變電容量303.39萬kVA。其變電建設(shè)規(guī)劃如下:“十三五”期間,規(guī)劃建變電站22座,擴建變電站15座,改造變電站9座,新增主變47臺,新增變電容量348.7萬kVA。至“十三五”末,110kV公用變電站77座,主變159臺,變電容量882.85萬kVA,容載比達1.99。“十四五”期間,規(guī)劃新建變電站24座,擴建變電站10座,新增主變39臺,新增變電容量281.25萬kVA。至“十四五”末,110kV公用變電站101座,主變198臺,變電容量1135.75萬kVA,容載比達1.96。3.3110kV線路規(guī)劃?!笆濉逼陂g,規(guī)劃新建110kV架空線路38條,電纜線路65條,改造電纜線路3條。新建110kV線路長度575.92km,其中架空長度383.12km,電纜長度192.8km;改造110kV線路長度20.61km,均為電纜線路。至“十三五”末,該市規(guī)劃建設(shè)110kV線路總長度1280.7km。“十四五”期間,規(guī)劃新建110kV架空線路56條,電纜線路41條。新建110kV線路長度417.7km,其中架空長度322.7km,電纜長度95km。至“十四五”末,該是規(guī)劃建設(shè)110kV線路總長度1698.4km,其中架空線路長度1139.88km,電纜線路長度558.52km。4城市35kV電網(wǎng)規(guī)劃該市電網(wǎng)35kV電壓等級現(xiàn)僅存1座35kV變電站和2條35kV線路。由于近年來該市經(jīng)濟社會發(fā)展較為迅猛,35kV主變?nèi)萘繂闻_一般不超過10MVA,且10kV出線間隔配置較少,難以滿足城區(qū)新增負荷需求,因此規(guī)劃采用異地新建的形式替代原有35kV變電站。到“十四五”期間,隨著220kV變電站、110kV變電站建成投產(chǎn),35kV變電站及線路將退出運行,35kV電壓等級將完全退出該市電網(wǎng)。
5城市10kV電網(wǎng)
10kV電網(wǎng)規(guī)劃總體遵循由遠及近、分區(qū)分片及配電網(wǎng)建設(shè)標準化簡單化原則。根據(jù)區(qū)域負荷發(fā)展程度、電源點分布、城市電網(wǎng)建設(shè)模式,確定遠景中壓配電網(wǎng)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu),遠景中壓配電網(wǎng)網(wǎng)架指導(dǎo)近期中壓配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè);供電分區(qū)、供電網(wǎng)格、供電單元,三級劃分,供電分區(qū)—高壓配網(wǎng),供電網(wǎng)格—中壓配網(wǎng),供電單元—中壓設(shè)備接入。“十三五”期間,新增架空線路48條,長度109.55km,新增電纜326條,長度767.99km,改造架空線路32條,長度131.6km,改造電纜78條,長度332.79km,新建電纜線路比例為87.52%;其中架空線路長度817.18km,電纜線路長度463.52km;其中架空線路288條,長度3188.27km,電纜1436條,長度7141.15km,單條線路平均長度為5.99,電纜化率為69.13%。“十四五”期間,新增架空線路13條,長度34.07km,新增電纜478條,長度1116.97km,改造架空線路101條,長度167.57km,改造電纜117條,長度274.57km,新建電纜線路比例為97.04%;其中架空線路301條,長度3222.34km,電纜1914條,長度8258.12km,單條線路平均長度為5.18km,電纜化率為71.93%。依據(jù)配電網(wǎng)建設(shè)標準化、簡單化、規(guī)范化接線方式,標準化網(wǎng)架結(jié)構(gòu);適當簡化中壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu),提高配電網(wǎng)運行、管理效率。根據(jù)規(guī)劃建成區(qū)、規(guī)劃建設(shè)區(qū)及自然增長區(qū)不同區(qū)域劃分規(guī)劃線路過度區(qū)域。其中規(guī)劃建成區(qū)須充分考慮現(xiàn)狀負荷已趨于飽和的情況,制定合理的目標網(wǎng)架,杜絕“大拆大建”,對于已形成標準接線的網(wǎng)架進行固化,不再進行網(wǎng)架調(diào)整,對于網(wǎng)格內(nèi)存在的復(fù)雜接線,甄別聯(lián)絡(luò)點的作用和性質(zhì),拆除無效聯(lián)絡(luò);規(guī)劃建設(shè)區(qū)目標網(wǎng)架根據(jù)供電可靠性需求選取,采取“新建與改造并舉”原則進行,近期過渡方案應(yīng)充分結(jié)合網(wǎng)格目標網(wǎng)架建設(shè),避免重復(fù)投資;自然增長區(qū)近期過渡方案應(yīng)結(jié)合負荷增長、道路改造、架空電纜化情況按照遠景目標網(wǎng)架“一次性建成”。
6結(jié)語
通過對該市的電網(wǎng)進行規(guī)劃設(shè)計可以看出,在電力體制改革下,為滿足供電負荷的需要和市場機制的需要,在城市電網(wǎng)規(guī)劃中,必須結(jié)合該城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和社會經(jīng)濟發(fā)展需求,特別電能的市場需求來進行規(guī)劃設(shè)計,采取主新建、輔改造的規(guī)劃設(shè)計思路,以規(guī)劃建設(shè)區(qū)為重點開展配變建設(shè),以迎合新增產(chǎn)能和恢復(fù)產(chǎn)能共同作用下的市場化電量需求增速,同時推進改造對線路結(jié)構(gòu)形式進行優(yōu)化,與政府、園區(qū)、大型用戶積極溝通,在城市電纜區(qū)內(nèi)推進桿線下地工程,在已形成電網(wǎng)供電單元的基礎(chǔ)上以點帶面,逐步實現(xiàn)城市電網(wǎng)的整體標準化構(gòu)建。
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作者:胡真 單位:國網(wǎng)湖南省電力有限公司慈利縣供電分公司