论城市电网规划是城市建设的重要策略

摘要:本文结合城市电网的现状和我们在城市电网规划工作中的经验，就城市电网建设相关问题进行了分析，论述了现今城市电网规划中需要特别关注的一些问题以及一些注意事项，并简要介绍了城市电网规划的基本步骤以及城市电网规划系统的主要功能。

关键词:城市建设 电网规划 负荷预测 网格化

0引言

城市基础设施包括水、电、气、道路和通讯等，国际上也称之为城市生命线。城市电网是城市基础设施的重要组成部分，是现代社会的基础。

近年来，随着经济的快速发展，城市基础设施的规划和建设，各个地区用电量迅猛增长，使原有电网供电形势日趋紧张，难以适应经济发展的要求。因此，改造现有城网、建设更先进合理的电网刻不容缓，本文结合某区电网滚动规划实践，就城市电网建设的几个方面进行探讨。

1 城市电网规划的七大步骤

现在我市区与发达地区的城市电网的供电可靠性和供电质量相比，我们的差距还很大，这与是否重视城市电网规划工作密切相关。从规划内容上看，城市电网规划与经济发达地区的城市电网规划并没有本质的不同，从某种意义上说，经济发达地区城市电网的今天，就是我们城市电网的明天。在长远观点的思路指导下，朝着明确的目标，根据创造性的配电网规划技术原则，就可根据以下的基本步骤进行城市电网规划:

（1）进行电网规划的现状评估。根据现有资料对现有变电站的容载比、供电范围，各条馈线的负载率、线损、电压质量和可靠性等进行评估，发现网络口前存在的主要问题，指明中压配电网改造的主攻方向。

（2)进行空间负荷预测。配电网的负荷预测一般应采用总量控制与空间负荷密度法相结合的方式，并通过对各种预测结果的比较，给出规划区内不同水平年负荷按地块分布的推荐

值。

(3)进行电源与负荷匹配分析。根据负荷预测结果，对远期高压变电站分布，高压变电站最终规模，以及改扩建规模和改造时间等进行分析。

(4)制定规划区电网规划原则。依据《城市电力网规划设计导则》，制定适合规划区电网发展的规划原则。

(5)明确近期改造任务。为保护原有投资，对规划区内电网近期的报装、增容、转供等项口提出具体的建议和建设改造计划。

(6)规划年内的网络规划。明确划分高压变电站各水平年的供电区域和优化各主干线路的供电范围，并计算规划年限内新增线路长度和变配电容量。并对网络分段和联络方案进行初步的可靠性分析。不宜提倡不切实际的配电自动化及高可靠性指标。

(7)静态投资估算和投资收益分析。静态投资估算只能作为城市供电部门进行宏观决策时的参考，实际投资应以城市中压配电网实际建设时的工程概算为准。投资收益分析应给出投资回收的大致年限。

22011-2015年电力需求预测（见表1）

供电能力是电网安全、可靠、经济地传输电能的能力，是电网企业规划建设、运行维护、企业管理等水平的综合体现，是电网企业的本质和核心能力。供电能力与城市的发展规模和功能定位要求相比，还有相当大的距离。基于现状分析，城市电网建设还有许多亟需解决的问题。

2．1 负荷预测

负荷预测的正确性及预见性，对城网规划的影响极大，电压等级的选择、变电站(所)的布点、网架结构等都要根据负荷预测水平来决定，故必须充分重视负荷预测，为了使负荷预测符合城市发展实际，必须以当地政府制定的城市发展计划为依据，广泛收集有关用电部门的用电需求计划，对市政生活用电的趋向及需求有足够的预测，并总结历年来用电发展情况，采用各种负荷预测方法，最后分析各种预测结果，选定规划期末城市总负荷，但由于城市发展计划有许多难以预测的因素，在作城网中、远期供电能力的抉择时，要充分预测城市发展前景，借鉴国内外相同类型城市用电情况，留有足够发展余地，并依次来选择电压等级、作出网架规划。

（1）总负荷预测

一般采用电力弹性系数法、单耗法、经济模型预测法、综合用电水平法、及外推法

来综合分析预测电量，近年来模糊理论与灰色系统理论也逐渐应用于电力负荷预测，依据历年统讨一最大负荷利用小时平均数来计算最大负荷。

（2）分区负荷预测

要合理规划中压配电网架，二次变电站及配电所的布点，还必须做好城市的分区负荷预测。根据网格化供电思路，每个网格形成一个供电小区，双电源进小区。在预测小区负荷时，考虑建成区负荷增长较大的，只有居民生活用电及高层建筑用电，工业负荷局部增长较大。对居民生活用电的预测，要视本地居民生活水平而定。国内不少城市，远期规划取2. 5~4kW/户，国外发达地区如台湾新竹，日本神户、新加坡规划取6~8kW/户。综合比较，预测小区负荷密度时，居民用电2005年按4kW/户，2010年按6kW/户，2015年按8kW/户，根据预测，2009年平均负荷密度为289kW/ km2，个别地域最高负荷密度可达3785kW/km2。

3 城网布局

城网布局是指一次、二次变电所，配电所(开闭所)布点，合理规划配电线路的供电半径，使其覆盖全区、发展灵活。对于用户配电所的布局问题，即用户电压等级的选择问题，应从全网的角度来考虑用户配电所的电压等级，经技术经济论述来确定;6300kVA及以上110kV供电，250kVA-6300kVA用10kV供电，这样做，可相对减少二次变电所及配电所的数量及容量，并可降低线损，供电距离大致如下，110kV不超过120km,10kV为5~15km,0.4kv为0. 5km(导则)。在规划供电半径时，要考虑插建变电所的可能性及合理性。

4 城市电网网架

提高城网可靠性关键是要建设一个灵活可靠的网架，要达到分层分区，主次分明，这样各级中压的网架应环网架设，开环运行，为保证较高的供电可靠性，配电网应采用“n-1”的结线方式，并预留一定的备用容量。整个区电缆网采用环网供电、开环运行方式。“二减一”环网的转供电各设备的备用容量为50%，正常情况下供电的最高负荷只能达到该电缆安全载流量的50%。当负荷增长超过50%时，应将“二减一”环网改造为“三减一”环网。

配电系统实施网格化供电。按主要街道围绕的区域划分为供电小区，当低压用户的负荷密度较高或小区面积超0. 25km2时，再按小街为界，将供电小区划小。

10kv配电线路采用链式接线(俗称“手拉手”)即不同变电所间l0kV线路经联络开关联接起来，断开运行，这样在事故及检修时，可灵活合上联络开关，保证对用户持续供电。当不能到达两所的l0kv线路链式接线时，至少同一变电所来自不同母线段的l0kV线路实现链式接线如图1。

5 电网的供电能力与曲靖市经济社会发展的要求还不相适应

与曲靖市经济社会的快速发展相比，曲靖电网的供电能力仍然存在着不相适应的问题和薄弱环节。主要表现在以下三个方面：①城网供电能力薄弱；②农网建设标准不高；③建设与考核标准矛盾突出；④建设与考核标准矛盾突出。

如以下三图所示：N－1”通过率普遍偏低，通过率还有较大的提升空间。

5 电网的供电能力与曲靖市经济社会发展的要求还不相适应

与曲靖市经济社会的快速发展相比，曲靖电网的供电能力仍然存在着不相适应的问题和薄弱环节。主要表现在以下三个方面：①城网供电能力薄弱；②农网建设标准不高；③建设与考核标准矛盾突出；④建设与考核标准矛盾突出。

如以下三图所示：N－1”通过率普遍偏低，通过率还有较大的提升空间。

6 电能质量、可靠性

电能质量主要指电压稳定情况、谐波干扰、无功电流等，对城网来讲，除提高供电可靠性确保用户持续供电外，主要是要保证电压质量符合用户的要求，要保证电压质量，必须采用有载调压变压器作为调压的主要手段。

现代化城市对供电可靠性提出了很高的要求，城市电网的规划及建设必须提高安全、可靠和灵活的网架，供电小区实现网络化供电，双电源进小区，在采用先进技术，提高城网的自动化水平及城网可靠的关键措施的同时还应采取以下技术措施。

6. 1按污秽等级提高外绝缘水平

长期以来对线路、变配电设备的外绝缘水平重视不够，导致污闪事故时有发生，该区的污秽等级一般为2~3级，部分4级。对设备的外绝缘水平要求到达2. 5~3. 0m/kV3. 0~4. 0cm/kV,而目前设备外绝缘水平达不到上述要求。

110kV线路采用的普通钢化玻璃绝缘子单位泄漏距3. 5cm/km，仅满足一级要求，故常多加一片绝缘子或采用防污型钢化玻璃绝缘子。

10kV线路绝缘，三级污区选用LXP型绝缘子，四级污秽区选用P-35T针式绝缘子。

10kV穿墙套管采用CWB-35型，10kV避雷器、跌落式高压熔断器、柱上断路器等，也需在现场加装绝缘支柱来提高单位泄漏距离。

6. 2采用先进的城网设备

先进的城网设备，是提高供电可靠性的关键，而其中首先要考虑的是实现断路器无油化。220kV. 110kV断路器，应选用SF6断路器，有条件的选用GIS全封闭组合电器，l0kV断路器，应选用真空断路器或SF6断路器。L0kV配网中广泛采用SF6环网断路器。这样能大大减少检修断路器的停电时间，提高供电可靠性。

6. 3简化主接线和保护

城市电网要简化主接线，从而简化了保护。根据规划要求，110kv采用3T接线，将变电站视作线路变压器组，这样简化了继电保护，另外，当发生故障时，切除该线路所带主变，备用电源自动投入装置将另两条未发生故障线路主变投入。

7 城市建设的通讯及自动化

7. 1建设多元化通讯网络

电网的遥测、遥信、遥控、遥调信息，均要依靠通讯网络来传递，目前国内外采用的有音频、载波、无线、微波、光纤等多种信息通道，它们都各有特点和适用条件，应根据总体规划和项目特点长远规划，分步实施。为确保信息传递畅通，必须要建设多元化通讯网络。

7. 2建立微机监控和管理系统

城市电网自动化的主要功能由以下四部分组成:电网运行监控和管理、运行计划模

拟和优化、运行分析和维护管理、用户负荷监控和故障保修。

8 结语

(1)现代化的城市要求美化、绿化。城网设施应服从于这一要求。城市电网是城市的主要基础实施之一，它分布千家万户，遍布区域，随着城市空间的日益紧张，电力网络与城市建设矛盾日益上升，如何良性互动协调成为当前电网建设的需要解决的首要问题。

a.变电站

市区一律采用户内型变电所，建造造型美观，与环境布局相协调，适当提高建筑标准，色调和谐、美化环境。

b.配电所(开闭所)

城区的配电所星罗棋布，在城市内建设配电所的难度较大，必须采用多种方案，因地制宜，外形、色调要与周边建筑相协调，建筑标准适当提高。对于开发地段要求规划部门协调留有配电所建设位置，能与公用设施合并建设的，尽可能统一规划共同建设;也可与建设方建筑合并建设。对于无建设用地时，采用箱式变电站。配电所进出线基本采用电缆。

c.送配电线路

在资金不足，供电能力尚能满足城市要求时，保留架空线，但尽可能维持绿化现状，当与树木有矛盾时，采用架空绝缘线或架空电缆。市区地段，窄基铁塔或钢管杆，随着城市市政规划的要求架空线必然要取消，取而代之的是电缆供电。

d.出线走廊

市区出线走廊十分困难，用地十分宝贵，故出线要求采用大截面多回路同塔架设。城区110kv线路采用300m扩或双分裂双回铁塔，塔型宜采用钢管杆或钢管窄基组合。

(2)城市电网规划应达到以下基本要求：a.安全可靠，调度灵活，保证电能质简化电压等级，高压线进城区，简化接线、设备规格简化通用性强、技术先进、经济合理、留有发展余地。 b.吸引消化国外先进技术，尽快开发城网设备。c.配合当前城市快速发展、高起点、协调市政建设、目标明确使城市电网吹向合理，可靠性提高，逐步向现代化方向发展。

注：文章中涉及的公式和图表请用PDF格式打开