对重庆市城区电网规划的探讨
时间：2022-10-11 08:31:01
摘要:城市电网既是电力系统的重要组成部分和负荷中心,又是城市的重要基础设施之一,与城市的社会经济发展密切相关,因此城区电网规划就显得尤为重要。本文首先阐述了电网规划的内容和特点,在此基础上对重庆市电网规划现状进行了分析,探讨其中存在的问题,最后针对性的给出相应解决措施和建议。
关键词:重庆市;电网规划
随着重庆市社会经济的快速发展,城市建设步伐明显加快,市区电力负荷持续快速增长,市区电网的现状已不能满足经济发展的要求。长期以来,政府部门在城市规划建设中往往忽视了电网的规划建设,导致城市电网规划与城市发展规划不能有效衔接,部分区域电网结构薄弱,供电能力不足。所以,合理地进行电力系统规划不仅可以获得巨大的社会效益,也会获得巨大的经济效益。
1. 电网规划的目标、内容及特点
电网规划的目标:即能够使电网发展能适应、满足并适度超前于供电区域内的经济发展需求,并能发挥其对于电网建设、运行和供电保障的先导和决定作用,是电力工业实现快速、稳定、持续发展的重要保障。
电网规划的内容:即根据规划期内负荷增长和电源规划方案确定相应的最佳电网结构,以满足经济可靠输送电能的要求。有两点基本要求:第一,正常运行要求:在电力系统设备完好的情况下,保证各项运行指标,如线路输送功率发电机出力系统电压水平和稳定储备系数等指标在给定的允许范围内。第二,安全运行要求:在某些设备故障、检修(如N-1或N-2运行方式)的情况下,满足给定的供电可靠性要求。
电网规划特点:①多目标性;②不确定性;③非线性;④动态性;⑤整数性。
2. 重庆市电网规划现状分析
2.1重庆电网现状
重庆市地处我国西南,是我国西部唯一的直辖市,也是西部大开发的桥头堡。 2009年重庆市实现生产总值6527亿元,比2005年翻一番多,年增长率16.2%,重庆市经济的高速增长极大推动了重庆电力事业的发展。重庆电网既是一个负荷中心,又是川电东送的中枢通道。通过四回500千伏线路与华中主网联网运行;通过四回500千伏线路与四川电网联网运行;通过两回220千伏联络线与贵州电网相连,已融入全国互联电网中,在川电东送及全国互联电网中发挥着重要的作用。
到2009年底,重庆电网统调电厂26个,统调装机容量863.85万千瓦,其中火电装机容量604万千瓦,占70%;水电装机容量259.85万千瓦,占30%。重庆电网已形成500千伏日字型环网。现有500千伏变电站8座,变压器15台,变电容量1175万千伏安,500千伏线路28条,线路长度2361千米;220千伏变电站42座,变压器92台,变电容量1395万千伏安,220千伏线路128条,长度3879千米。截止2008年底,重庆地区统调用电量378.06亿千瓦时,同比2007年增长8.56%,统调历史日最高用电负荷为717万千瓦,同比2007年增长8.1%,日最大用电量14353万千瓦时, 同比2007年增长7.3%,平均负荷率83.51%。
2.2重庆电网规划中存在的问题
2.2.1城市电网建设与城市基础建设时有冲突
城市电网建设与城市基础建设最突出的矛盾是与城市道路改扩建之间的矛盾。目前来看,电力企业线路走廊建设与城市道路建设(包括改扩建)不能同步进行,往往会在已有的线路走廊上进行新建或者改扩建道路,或者在已经建好的道路上需要新增线路走廊(通常是电缆沟、排管或者直埋)。由于缺乏全面的统筹,对于前一个问题,经常出现供电部门要求道路扩建办公室负责所有的线路迁改费用,而如果迁改方案是要将架空线以电缆下地,这笔费用非常庞大,道路扩建办公室无力承担;而对于后者,市政部门则要求供电部门支付3~5倍的道路开挖赔偿金,这笔费用比供电部门在线路走廊建设以及电缆材料方面的投资还大。这使得供电部门与市政建设部门之间的关系剪不断、理还乱,对双方的工作开展都带来了十分不利的影响。另外,道路反复开挖给市内交通、市容市貌等都会造成一定的影响。
2.2.2城市电网对城市环境造成的影响
由于城市电网规划没有与城市建设总体规划相结合,使城市电网对环境的影响问题突出,线路走廊以及室外变电站毕竟会对环境产生一定的影响。前些年,由于成本方面的原因,城市电网110 kV及以上电压等级的线路走廊一般是以架空线为主,而如果在用地许可的情况下都是建成室外变电站的,这就导致了电网对环境有如下影响:
首先,架空线在市区频繁穿越,居民楼前架空线屡现,这有碍观瞻,而且安全风险较大;
第二,电网运行时必然会有电磁辐射,虽然比起其它高频辐射危害小,但它毕竟存在;
第三,变电站运行过程中会产生一定的噪音,如果室外变电站建在居民楼附近,对居民生活会带来一定的影响;
最后,由于周围都是高压线路及电力设备,令老百姓多少有些畏惧。所以,随着人们对环境越来越重视,现在国内一些城市尤其是在沿海较为发达的城市,因电网建设对环境影响,造成民众将规划部门和供电企业告上法庭或集体上访阻挠电网建设。这些都给当地政府部门、供电企业带来了不少麻烦。
3. 重庆城市电网规划工作存在的问题
城市电网规划是一个十分复杂的问题,由于其本身的特点,在规划编制过程中存在以下几方面问题:
3.1电网规划基础数据不足
城市电网的基础数据是进行电网规划的重要依据,但城市电网的基础数据变化很快,再加上更新不及时,统计不准确,导致用于计算分析的数据出现偏差,从而在一定程度上降低了计算结果的可信度。
3.2电网找划技术手段缺乏
城市电网的设备量大面广,目前只凭经验确定变电站布点、架设线路或安置配电变压器是远远不够的。
3.3城市发展的不确定牲
城市总体发展规划是政府部门制订的指导城市未来发展的纲领性文件,对城市片区的发展定位和土地利用性质都进行了约束,这也是制订城市电网规划的重要依据。但在城市的建设发展过程中,往往不能严格按照城市总体发展规划执行,导致负荷增长在空间和时间上具有不确定性,使得城市电网的网架结构缺乏明确的发展目标,这样就对制订城市电网规划增加了许多困难。
3.4城市电网挽划与其他挽划的街接问题
城市电网规划与其他城市专项规划衔接不好的问题由来已久。虽然我国在1996年颁布的《电力法》中已明确规定城市电网建设应当纳入城市建设的总体规划中,但在实际操作中有些地区没有落实《电力法》的规定,电网规划与城市规划基本脱节,城市各种专项规划基本都是各自编制,彼此间缺乏有效的沟通,没有一个有效的政府机关承担城市专项规划的组织协调工作,经常出现电力建设与其他建设相矛盾的问题。另外,政府部门对城市电网规划的约束深度和力度不够,重视程度不够。城市总体规划对变电站站址及线路走廊不做描述,从而使得站址和线路走廊得不到控制性预留,这是导致城市电网规划建设困难重重的根本原因。
4.1城区电网的合理规划分类
根据目前经济发展状况,宜将城网规划对象分为三类:老城区、新城区、准城区。
老城区包括(渝中区、南岸区北部、九龙坡区东部、沙坪坝南部)是市政规划成型区,负荷易掌握,市政府对其进行的市政规划工作仅为局部性的调整,供电企业可充分利用已有的各级电力网与设备做好供电工作。
新城区是老城区的拓展区,(包括江北区、高新区、大渡口区等),是各地在促进经济发展的过程中划出临近老城区的乡镇,市政府对其进行的市政规划工作是整体的调整,供电企业在这些地区的规划工作受制于市政规划,可参照市政规划并在负荷预测的基础之上根据本市或国内外同类型地区的负荷特点做好规划工作及电网建设工作。
准城区是经济发达的乡镇(包括北部新区、大学城地区、保税港区等),能够给供电企业带来巨大的负荷和用电量及效益,虽然可能未被市政府列入市政规划,这也是供电企业所必须考虑的,可在负荷预测的基础之上根据本市或国内外同类型地区的负荷特点作好规划工作及电网建设工作。
4.2合理选择和使用负荷预测方法
一方面城市总体规划给出的基础数据主要是城市土地利用和人口信息,与电力专业规划主要依据历史负荷和地区经济预测信息有较大的不同,不能生搬硬套常用的曲线拟合、回归、灰色预测等数学方法来预测负荷;另一方面与城市规划相结合后,电网规划所需的站址用地和走廊均要具体落实到城市规划当中,对城市规划造成影响,结果偏大会浪费城市资源,偏小会限制城市发展。因此,合理的选择和使用负荷预测方法,是电网规划与城市规划相结合能否成功的关键因素之一。
目前适合于与城市总体规划相结合的负荷预测方法是土地利用法(即负荷密度法)以及指标法。由于人均用电量等指标主要是定性预测,缺乏定量分析,负荷密度法成为城市电网规划负荷预测的主要选择。即用城市规划各分类地块(一般为10万平方米以下)的建筑面积(用地面积×容积率)与各分类负荷的单位建筑面积负荷密度相乘得到地块负荷。
4.3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;63O0kVA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。
4.4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10kV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10kv线路链式接线时,至少同一变电所来自不同母线段的10kV线路实现链式接线如图1
4.5协调城市规划各方面的关系,将变电站用地和走廊落实到红线坐标
与城市道路、煤气、供水、排水、电信等各专业管线协调,平衡各专业之间的关系,最终落实变电站用地和走廊的红线坐标,是电网规划与城市规划相结合效益的最终体现,也是规划真正具有可操作性的根本保障。除了应满足设计规范规定的建站条件外,规划变电站用地的落实还应注意以下几点:①尽量在以前各阶段城市规划中已预留的变电站用地基础上进行调整优化,这样可避免产生新的矛盾;②优先结合大片的工业区、居民区开发配套预留变电站用地,使用地可控性更强;③不足的站址应优先选用政府已规划的工业用地,尽量避开农地、林地等,使问题能在政府的层面得到解决;④必要时在城中心区依次采取旧有低矮棚屋区拆迁、与建筑物合建等方式。变电站用地典型红线控制图如图1。
5. 结束语
城市的电网规划是一项非常复杂的工作,因此,要求规划工作人员在掌握城市社会、经济以及电网发展的历史和现状的基础上,认真研究其发展规律,认真分析电网网络结构以及各项经济技术指标,使城市电力网能够最大限度地满足城市社会、经济的发展和人民生活水平不断提高的用电需要。
参考文献:
[1]陈章潮,唐德光.城市电网规划与改造[M].中国电力出版社,1998.
[2]万国成,吴日升,樊亚亮.城市电网规划建设与城市规划的关系探讨[J].广东电力, 2006, (5): 28.
