基于電壓序列優(yōu)化的高鐵新區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃方案研究

汪湲，牟宏，趙龍，鄭志杰

（1.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司，山東濟(jì)南250001；2.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，山東濟(jì)南250021）

基于電壓序列優(yōu)化的高鐵新區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃方案研究

汪湲1，牟宏1，趙龍2，鄭志杰2

（1.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司，山東濟(jì)南250001；2.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，山東濟(jì)南250021）

為了滿足未來(lái)德州高鐵新區(qū)負(fù)荷快速增長(zhǎng)的用電需求，按照優(yōu)化配置電壓序列，簡(jiǎn)化變壓層次，避免重復(fù)降壓的原則，根據(jù)電網(wǎng)新建區(qū)和建成區(qū)的不同特點(diǎn)，結(jié)合大容量用戶的構(gòu)成，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面對(duì)比分析，提出了基于電壓序列優(yōu)化的高鐵新區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃方案。該方案電壓等級(jí)合理，可增強(qiáng)區(qū)域供電的靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性。

高鐵新區(qū)；電壓序列；優(yōu)化；電網(wǎng)規(guī)劃

0 引言

德州高鐵新區(qū)地處德州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)內(nèi)，總面積78 km2。按照德州市政府規(guī)劃，德州高鐵新區(qū)將建設(shè)成為未來(lái)德州重要的交通門戶區(qū)、新型產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)和外向型功能拓展區(qū)。為了滿足高鐵新區(qū)未來(lái)負(fù)荷快速增長(zhǎng)的需求，按照“優(yōu)化配置電壓序列，簡(jiǎn)化變壓層次，避免重復(fù)降壓”的原則，根據(jù)電網(wǎng)新建區(qū)和建成區(qū)的不同特點(diǎn)，結(jié)合大容量用戶的構(gòu)成分析，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，提出了基于電壓序列優(yōu)化的高鐵新區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃方案。

1 高鐵新區(qū)現(xiàn)狀

德州高鐵新區(qū)以京滬高鐵為界劃分為兩個(gè)區(qū)域：高鐵西區(qū)和高鐵東區(qū)，建設(shè)用地分別為29.88 km2和23.15 km2。高鐵新區(qū)中心區(qū)規(guī)劃面積13 km2，是未來(lái)德州城市形象和城市功能的核心，將建設(shè)成為未來(lái)德州新的城市次中心，其他區(qū)域?qū)⒓涌煨滦统擎?zhèn)化建設(shè)，著力打造精細(xì)化工、裝備制造、新能源、新材料等“10+3”現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園區(qū)及大社區(qū)。

目前，高鐵西區(qū)電網(wǎng)已初具規(guī)模，電壓序列為220 kV、35 kV、10 kV。主供電源為220 kV香坊站，配置2臺(tái)容量為180 MVA的220／35 kV雙繞組變壓器，接線組別均為YNd11。區(qū)內(nèi)高壓配網(wǎng)電壓等級(jí)為35 kV，已建成袁橋、牟莊、鄭家、白橋4座35 kV公用變電站，變電總?cè)萘?29 MVA，在建35 kV變電站1座，配置2臺(tái)31.5 MVA變壓器?，F(xiàn)有35 kV變壓器接線組別均為YNd11。

高鐵東區(qū)目前沒(méi)有35 kV及以上電壓等級(jí)電網(wǎng)，正在開展110 kV北紀(jì)站前期工作（一期主變壓器2×50 MVA，110／10 kV，接線組別為YNd11，電源出自220 kV蘇莊站）。北紀(jì)站位于高鐵東區(qū)東側(cè)邊緣，投運(yùn)初期與香坊站供電范圍內(nèi)10 kV線路距離較遠(yuǎn)，難以實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)。

2012年，220 kV香坊站最大負(fù)荷20.4 MW，35 kV牟莊站最大負(fù)荷2.3 MW，35 kV袁橋站最大負(fù)荷6.5 MW，35 kV鄭家站最大負(fù)荷2.3 MW，35 kV白橋站未接帶負(fù)荷。2012年底高鐵新區(qū)電網(wǎng)接線如圖1所示。

2 高鐵新區(qū)電力需求預(yù)測(cè)

根據(jù)德州市發(fā)展規(guī)劃，高鐵新區(qū)規(guī)劃人口規(guī)模35萬(wàn)人，區(qū)域?qū)@“德州TBD—魯北生態(tài)城—中國(guó)太陽(yáng)谷”的形象定位，以新能源與生物相關(guān)產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，機(jī)械制造、紡織、食品醫(yī)藥為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，輔以現(xiàn)代物流和現(xiàn)代商貿(mào)，打造一體化綜合性制造業(yè)基地。

圖1 2012年底高鐵新區(qū)電網(wǎng)接線圖

考慮高鐵新區(qū)建設(shè)發(fā)展的總體規(guī)劃已初步確定，基本具備應(yīng)用條件，土地開發(fā)規(guī)劃較為詳細(xì)，各部分土地用途基本清晰，因此，采用功能小區(qū)負(fù)荷密度指標(biāo)法［1-2］對(duì)該區(qū)域電力需求進(jìn)行預(yù)測(cè)，計(jì)算公式為

式中：L為小區(qū)總負(fù)荷；T為同時(shí)率；li為不同性質(zhì)用地區(qū)塊的負(fù)荷密度指標(biāo)；Si為功能小區(qū)的面積（負(fù)荷密度指標(biāo)若為建筑負(fù)荷密度，則取建筑面積；若為占地負(fù)荷密度，則取占地面積）。

根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果，若不考慮同時(shí)率，預(yù)計(jì)高鐵新區(qū)飽和負(fù)荷約1 151 MW；若考慮0.98的同時(shí)率，飽和負(fù)荷約1 128 MW，其中，高鐵西區(qū)和東區(qū)負(fù)荷基本相等。具體結(jié)果如表1所示。

表1 遠(yuǎn)景年飽和負(fù)荷預(yù)測(cè)表

3 高鐵新區(qū)電網(wǎng)電壓序列選擇

3.1 基本原則

影響電壓序列選擇的主要因素包括負(fù)荷需求、負(fù)荷特點(diǎn)、技術(shù)約束、電網(wǎng)現(xiàn)狀、用戶接入及土地資源等［3］。電壓序列優(yōu)化選擇應(yīng)遵循以下基本原則：一是能夠滿足負(fù)荷短、中、長(zhǎng)期發(fā)展需求；二是能夠滿足電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)約束條件；三是電壓級(jí)差合理，各級(jí)變電容量匹配；四是有利于構(gòu)建安全可靠靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；五是有利于節(jié)省土地和空間資源；六是有利于提高電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)經(jīng)濟(jì)性。除此之外，電壓序列優(yōu)化配置還要綜合考慮市政建設(shè)、電價(jià)政策、電氣設(shè)備制造水平、電網(wǎng)改造成本和過(guò)渡時(shí)期供電可靠性保證等因素。

3.2 高鐵新區(qū)電網(wǎng)電壓序列選擇

3.2.1 各電壓等級(jí)供電特點(diǎn)

隨著電力技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，負(fù)荷密度的逐步增大，單臺(tái)變壓器容量和變電站規(guī)劃容量逐步提高，相應(yīng)線路導(dǎo)線截面選擇逐漸增大。截至2012年底，山東電網(wǎng)110 kV線路平均長(zhǎng)度12.5 km，新建線路以JL/G1A-300導(dǎo)線為主，極限功率129 MVA；35 kV線路平均長(zhǎng)度8.5 km，新建線路以JL/G1A-240、JL/ G1A-300導(dǎo)線為主，極限輸送功率分別為36 MVA、41 MVA［4］。

3.2.2 用戶接入

按照Q/GDW 738—2012《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》，110 kV電壓等級(jí)推薦接帶的用戶受電變壓器總?cè)萘繛?0～100 MVA，35 kV電壓等級(jí)推薦接帶的用戶受電變壓器總?cè)萘繛?～40 MVA［5］。

3.2.3 電力損失

電壓等級(jí)與電網(wǎng)電力損失密切相關(guān)，可利用電力損失確定各電壓等級(jí)下的輸送距離?？紤]一般情況，即送電線路采用鋁導(dǎo)線、電流密度0.9 A/mm2、受端功率因數(shù)為0.95，各級(jí)電壓線路每公里電力損失的相對(duì)值近似為［6］

式中：ΔP為每公里電力損失的相對(duì)值，%；Ue為線路額定電壓；L為線路長(zhǎng)度。

送電線路的電力損失不宜超過(guò)5%，由式（2）求得各級(jí)電壓線路合理的輸送距離，如表2所示。

表2 按電力損失校核線路輸送距離

由于德州高鐵新區(qū)總面積78 km2，且基本為正方形。由以上分析可知在該區(qū)域采用各電壓等級(jí)，電力損失均可滿足要求。

3.2.4 高壓配電網(wǎng)各電壓等級(jí)供電情況分析

1）110 kV供電情況分析。

適宜應(yīng)用于負(fù)荷密度相對(duì)較大的城市建成區(qū)和中心區(qū)。按照上海城區(qū)電網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，在負(fù)荷密度大于40 MW／km2時(shí)，110 kV供電的綜合投資小于35 kV供電［7］。

適宜為40 MW及以上大客戶直接供電［6］（導(dǎo)線為JL/G1A-300的110 kV線路極限輸送容量為129 MVA，經(jīng)濟(jì)輸送容量為60 MVA左右）。

按照現(xiàn)行供電電價(jià)，110 kV電價(jià)比35 kV電價(jià)低約0.015元／kWh（如：德州110 kV、35 kV工業(yè)電價(jià)分別為0.653 2元／kWh、0.668 2元／kWh）。

但是，如果區(qū)域負(fù)荷密度較低，由于10 kV線路供電半徑增長(zhǎng)，將造成電壓質(zhì)量下降，網(wǎng)損增大；由于10 kV出線數(shù)量較多，在部分城市中心區(qū)域，線路通道建設(shè)將存在困難；單個(gè)變電站占地面積相對(duì)較大，布點(diǎn)相對(duì)較難。

2）35 kV供電情況分析。

適宜向5～40 MVA的大中型用戶供電。

適宜部分城郊及農(nóng)村區(qū)域等負(fù)荷密度相對(duì)較低的區(qū)域。在此類區(qū)域如果采用110 kV變電站供電，則會(huì)由于線路供電半徑增長(zhǎng)，造成電壓質(zhì)量下降，網(wǎng)損增大。

對(duì)于負(fù)荷密度低于40 MW／km2的區(qū)域，采用35 kV電壓等級(jí)供電也是適宜的。

在高負(fù)荷密度區(qū)域可以采用35 kV直降380 V的配電方式，減少變壓層次，減少電網(wǎng)投資，降低網(wǎng)損［8］。

但是，如果應(yīng)用區(qū)域負(fù)荷密度較高，與110 kV供電相比，所需35 kV變電站布點(diǎn)較多，相應(yīng)總占地面積大。

3.3 220kV變壓器常用選擇分析

目前，山東電網(wǎng)應(yīng)用的220 kV變壓器主要有220／110／35 kV、220／110／10 kV、220／35 kV、220／35／10 kV 4種。在技術(shù)上，4種類型變壓器均不存在制造困難；在應(yīng)用上，由于前3種列入了國(guó)網(wǎng)通用設(shè)備目錄，應(yīng)用較廣。

1）220／110／35 kV變壓器。主要優(yōu)點(diǎn)是具有35 kV繞組，方便大用戶接入；缺點(diǎn)是不能直供10kV負(fù)荷，需要在周邊再新建110kV或35 kV變電站。

2）220／110／10 kV變壓器。主要優(yōu)點(diǎn)是具有10 kV繞組，可就近直供10kV負(fù)荷，節(jié)省1座110kV變電站布點(diǎn)；缺點(diǎn)是變壓器阻抗加大，損耗加大。

當(dāng)35 kV電壓等級(jí)大用戶需要接入時(shí)，只能采用110kV或10kV電壓等級(jí)。若該用戶升高電壓等級(jí)，采用110 kV電壓等級(jí)供電，將增加用戶一次性投資，但是電價(jià)降低約0.015元／kWh，對(duì)用戶有利有弊；若降低為10 kV電壓等級(jí)供電，電價(jià)提高0.015元／kWh，而且需要10 kV配電線路回?cái)?shù)較多，且對(duì)電網(wǎng)10 kV電壓質(zhì)量存在較大影響。

當(dāng)采用大容量主變壓器時(shí)，10 kV側(cè)變電容量受到限制，而且必須采取措施限制低壓側(cè)短路電流。

3）220／35 kV變壓器。主要優(yōu)點(diǎn)是由于減少了一個(gè)電壓等級(jí)的配電裝置，減少了變電站占地面積（同三繞組變壓器相比，減少占地0.13 hm2左右）；缺點(diǎn)是不能直供10 kV負(fù)荷，需要在周邊再新建35 kV變電站，而且電壓等級(jí)單一，靈活適應(yīng)性稍差。此外，由于缺少110 kV電壓等級(jí)，如果供電區(qū)域內(nèi)高耗能產(chǎn)業(yè)等大用戶較多，將需要大量35 kV間隔和線路走廊，對(duì)區(qū)域供電的靈活適應(yīng)性不高。

4）220／35／10 kV變壓器。220 kV變電站采用220／35／10 kV電壓等級(jí)同220／35 kV電壓等級(jí)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)基本相同；在應(yīng)用上的主要問(wèn)題是該類型變壓器目前未列入國(guó)網(wǎng)通用設(shè)備目錄。

3.4 高鐵新區(qū)電壓序列選擇

3.4.1 高鐵新區(qū)電壓序列配置

高鐵新區(qū)發(fā)展主要以機(jī)械、高新技術(shù)制造業(yè)和商業(yè)為主，其負(fù)荷性質(zhì)及特點(diǎn)均有別于已有的城市建成區(qū)和中心區(qū)，如果完全采用220kV、110kV、10kV電壓序列將帶來(lái)以下兩個(gè)問(wèn)題。

1）根據(jù)目前區(qū)內(nèi)用戶報(bào)裝及規(guī)劃情況，區(qū)域內(nèi)將有大量5 MVA以上大容量客戶，如果采用10 kV電壓等級(jí)供電，需要配出較多10 kV線路（約為35 kV線路數(shù)量的3～4倍）。

2）隨著220 kV香坊站的建成，高鐵西區(qū)已建成較為完善的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，形成220 kV、35 kV、10 kV電壓序列，電網(wǎng)已初具規(guī)模，大部分變電站和輸電線路均為最近3年內(nèi)建成，如果改變區(qū)內(nèi)目前已形成的220 kV、35 kV、10 kV電壓等級(jí)，而僅采用220 kV、110 kV、10 kV電壓序列，則上述已有變電站及線路均需要實(shí)施搬遷、改造或拆除，造成較大投資浪費(fèi)。

從高鐵新區(qū)城市發(fā)展定位來(lái)看，預(yù)計(jì)未來(lái)仍將新增大量適宜35 kV電壓供電的大容量客戶?？紤]到35 kV電壓等級(jí)供電的優(yōu)勢(shì)、區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀等諸多因素，區(qū)內(nèi)采用35 kV電壓等級(jí)供電仍具備較大的優(yōu)勢(shì)，因此區(qū)域內(nèi)繼續(xù)保留35 kV電壓等級(jí)是合理的。同時(shí)，考慮新區(qū)發(fā)展以及負(fù)荷性質(zhì)仍然存在不確定性因素，為了更好的兼顧區(qū)域內(nèi)及周邊負(fù)荷發(fā)展，提高供電安全性、可靠性，可通過(guò)在后續(xù)規(guī)劃中結(jié)合220 kV變電站建設(shè)，新增110 kV電壓等級(jí)，增強(qiáng)區(qū)域供電的靈活適應(yīng)性。

因此，根據(jù)高鐵新區(qū)發(fā)展特點(diǎn)以及各電壓等級(jí)供電優(yōu)勢(shì)分析，區(qū)內(nèi)電網(wǎng)在電壓序列配置上可以考慮：220kV變電站采用220／35 kV或220／110／35 kV；110 kV變電站采用110／10 kV；35 kV變電站采用35／10 kV。

3.4.2 高鐵新區(qū)高、中壓配電網(wǎng)構(gòu)建

考慮后續(xù)規(guī)劃的220 kV變電站采用220／110／35 kV變壓器，接線組別為YNyn0d11，可與現(xiàn)有香坊站一同建立起安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的35 kV高壓配電網(wǎng)，并且由香坊站和新建220 kV變電站供電的35 kV變電站的10 kV出線可實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)，不存在相角差問(wèn)題。

同時(shí)，隨著負(fù)荷的增加，若高鐵新區(qū)僅靠35 kV高壓配電網(wǎng)無(wú)法滿足供電需求時(shí)，由于規(guī)劃的220kV變電站采用了220／110／35kV變壓器，可以通過(guò)110 kV電壓等級(jí)進(jìn)行有效補(bǔ)充。對(duì)于110 kV變壓器采用常規(guī)YNd11聯(lián)結(jié)組別時(shí)，110 kV和35 kV變電站10 kV出線拉手存在30°相角差的問(wèn)題，可通過(guò)在相應(yīng)110 kV變電站采用YNyn10+d11（帶平衡繞組）接線組別的雙繞組變壓器來(lái)解決。同理，若高鐵新區(qū)外圍已有110 kV變電站（采用YNd11聯(lián)結(jié)組別）10 kV出線需要與區(qū)內(nèi)新建35 kV變電站10 kV出線拉手時(shí)，35 kV變電站也可通過(guò)采用YNyn0+d11（帶平衡繞組）接線組別的雙繞組變壓器來(lái)消除相角差。相關(guān)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建如圖2所示。

圖2 10kV網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)示意圖

對(duì)于區(qū)域內(nèi)較集中的樓宇，則可采用35 kV直降380 V的配電方式直接供電，進(jìn)一步減少電網(wǎng)投資，降低網(wǎng)損。

4 高鐵新區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃方案比選

4.1 采用220 kV、110 kV、35 kV、10 kV電壓序列（方案一）

根據(jù)前述負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，高鐵新區(qū)遠(yuǎn)景飽和年最大負(fù)荷為1 128 MW，由于區(qū)內(nèi)沒(méi)有規(guī)劃的接入110 kV及以下電壓等級(jí)的電廠，因此，區(qū)內(nèi)負(fù)荷均考慮由山東主網(wǎng)供電。按照《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》要求，考慮220 kV容載比取1.8，共需220 kV變電容量2 030 MVA。變電站最終規(guī)模按3×240 MVA考慮，則遠(yuǎn)景飽和年區(qū)內(nèi)需建設(shè)220 kV變電站3座。

當(dāng)區(qū)內(nèi)所有220 kV變電站采用220／110／35 kV或220／35kV主變壓器時(shí)，考慮220kV直降35kV負(fù)荷占比為60%（香坊站直降35 kV負(fù)荷占比為100%，其他220 kV變電站直降35 kV負(fù)荷占比為40%），則110kV網(wǎng)供負(fù)荷約為460MW?？紤]110kV容載比取1.9，共需110 kV變電容量1 093 MVA。變電站最終規(guī)模按3×63 MVA考慮，則遠(yuǎn)景飽和年區(qū)內(nèi)需建設(shè)110 kV變電站5座。

由于目前區(qū)內(nèi)大容量負(fù)荷用戶報(bào)裝容量已達(dá)88.8 MVA，結(jié)合山東類似區(qū)域的負(fù)荷特點(diǎn)，按35 kV直供負(fù)荷占網(wǎng)供負(fù)荷20%左右（即飽和年35 kV用戶站負(fù)荷為225 MW左右，35 kV公用站與35 kV用戶站負(fù)荷之比為2：1）、35 kV容載比取1.9考慮，共需35 kV變電容量876 MVA。變電站最終規(guī)模按照3×31.5 MVA考慮，則遠(yuǎn)景飽和年區(qū)內(nèi)需建設(shè)35 kV公用變電站10座。

4.2 采用220 kV、110 kV、10 kV電壓序列（方案二）

220 kV容量需求及規(guī)劃變電站座數(shù)同方案一。

220／110／10 kV主變壓器10 kV側(cè)負(fù)荷一般占比為10%～30%。根據(jù)以一般工商業(yè)負(fù)荷為主的濟(jì)南美里湖等220 kV變電站負(fù)荷實(shí)測(cè)，10 kV側(cè)負(fù)荷一般占總負(fù)荷的20%左右。因此，當(dāng)高鐵新區(qū)內(nèi)所有220 kV變電站采用220／110／10 kV主變壓器時(shí)，考慮220 kV直降10 kV負(fù)荷占比為20%，則110 kV網(wǎng)供負(fù)荷約921MW。按110 kV容載比取1.9考慮，共需110 kV變電容量1 750 MVA。變電站最終規(guī)模按3×63 MVA考慮，則遠(yuǎn)景飽和年區(qū)內(nèi)需建設(shè)110 kV變電站10座。

4.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析

從技術(shù)上來(lái)看，由于高鐵新區(qū)規(guī)劃負(fù)荷密度較高，變電站布點(diǎn)較為密集，兩種方案均可以滿足供電可靠性、電壓質(zhì)量相關(guān)要求。在環(huán)境影響方面，35 kV變電站和線路在電磁、噪聲、生態(tài)等環(huán)境影響方面均小于110 kV變電站和線路，且35 kV工程無(wú)需辦理環(huán)境影響評(píng)價(jià)手續(xù)，因此，采用方案一相對(duì)較優(yōu)。

從經(jīng)濟(jì)性上來(lái)看，方案二變電站占地面積比方案一少0.57 hm2，減少約10.85%；高壓配網(wǎng)走廊面積比方案一少17.5 hm2，減少約12.28%；總投資比方案一多13 140萬(wàn)元，增加約7.55%。具體比較詳見表3。

上述經(jīng)濟(jì)比較是在假定高鐵新區(qū)為空白電網(wǎng)區(qū)域的基礎(chǔ)上，對(duì)兩種方案進(jìn)行的對(duì)比，均未考慮對(duì)現(xiàn)有變電站、線路等輸變電設(shè)備的拆除、改造費(fèi)用?？紤]目前高鐵新區(qū)現(xiàn)有220 kV、35 kV變電站及線路等輸變電設(shè)備已投入約2.5億元左右，若采用方案一，則僅是在現(xiàn)有電網(wǎng)上的補(bǔ)充和增加，后續(xù)電網(wǎng)建設(shè)資金實(shí)際上是小于上述測(cè)算17.4億元的；若采用方案二，則是在對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)進(jìn)行拆除和改造的基礎(chǔ)上重建新的電網(wǎng)，還需在上述測(cè)算18.7億元的基礎(chǔ)上增加大量拆除和改造費(fèi)用。因此，從經(jīng)濟(jì)性上來(lái)考慮，方案一遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于方案二。

5 結(jié)語(yǔ)

高鐵新區(qū)西區(qū)現(xiàn)有的220 kV、35 kV、10 kV電壓序列可以滿足區(qū)域負(fù)荷現(xiàn)狀及未來(lái)安全、可靠供電的需要。由于區(qū)內(nèi)大容量用戶較多，保留已有的35 kV電壓等級(jí)是合理的，且220 kV香坊站可維持現(xiàn)有220／35 kV電壓等級(jí)。

根據(jù)區(qū)域負(fù)荷情況，通過(guò)在后續(xù)規(guī)劃220 kV變電站中采用220／110／35 kV變壓器，即可以與現(xiàn)有以香坊站為中心輻射的35 kV電網(wǎng)一同構(gòu)建更加可靠、合理、經(jīng)濟(jì)的35kV高壓配電網(wǎng)絡(luò)，還可以根據(jù)需要，通過(guò)新增110 kV電壓等級(jí)，在區(qū)域內(nèi)構(gòu)建110 kV供電網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)區(qū)域供電的靈活適應(yīng)性和安全可靠性。配電網(wǎng)中不再出現(xiàn)110／35 kV變壓層次。

根據(jù)高鐵新區(qū)飽和負(fù)荷預(yù)測(cè)分析，區(qū)內(nèi)電網(wǎng)規(guī)劃推薦方案為：布點(diǎn)220 kV變電站3座，除現(xiàn)有香坊站外，考慮在東區(qū)新建2座220 kV變電站，均采用220／110／35 kV電壓等級(jí)；110 kV變電站布點(diǎn)暫按5座考慮（根據(jù)35 kV能力及周邊補(bǔ)充，可減少），推薦采用110／10 kV電壓等級(jí)，并通過(guò)110 kV線路與區(qū)外的220 kV苗莊、蘇莊站，以及高鐵西區(qū)南側(cè)規(guī)劃的220 kV抬頭寺站建立溝通和聯(lián)絡(luò)，提高電網(wǎng)安全可靠性；35 kV變電站布點(diǎn)暫按10座考慮（根據(jù)220 kV供電能力，可增加），推薦采用35／10 kV電壓等級(jí)，并通過(guò)35 kV線路與區(qū)外的220 kV苗莊、抬頭寺站建立溝通和聯(lián)絡(luò)，提高供電可靠性；在10 kV網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，一是加強(qiáng)高鐵西區(qū)和東區(qū)內(nèi)部各自的10 kV聯(lián)絡(luò)，保證正常及檢修方式下的運(yùn)行需要，二是適當(dāng)建設(shè)西區(qū)和東區(qū)之間的10 kV聯(lián)絡(luò)線，保證電網(wǎng)極端情況下對(duì)重要負(fù)荷的供電。對(duì)于規(guī)劃中可能存在的10 kV側(cè)相角差問(wèn)題，可以通過(guò)合理選擇變壓器型式加以解決。

表3 兩種方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表

［1］沈一平．土地用途清晰開發(fā)小區(qū)的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法［J］．浙江電力，2006（6）：6-9．

［2］代力東．初論適合城市電網(wǎng)規(guī)劃的負(fù)荷預(yù)測(cè)方法［J］．中國(guó)電力，1999，32（7）：36-37．

［3］中國(guó)電力科學(xué)研究院．20 kV中壓配電理論研究與工程實(shí)踐［M］．北京：中國(guó)電力出版社，2009．

［4］山東2013—2020年配電網(wǎng)滾動(dòng)規(guī)劃報(bào)告［R］．國(guó)網(wǎng)山東省電力公司，2013．

［5］Q／GDW 738—2012配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則［S］．

［6］電力工業(yè)部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院．電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］．北京：中國(guó)電力出版社，2009．

［7］施衛(wèi)國(guó)．上海電網(wǎng)高壓配電網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較［J］．供用電，2003（4）：17-20．

［8］何善瑾．上海配電網(wǎng)35 kV直降380 V配電方式的探析［J］．上海電力，2004（4）：319-322．

汪湲（1978—），工程師，主要從事電網(wǎng)運(yùn)行和規(guī)劃設(shè)計(jì)等工作。

Research on High-speed Rail District Power Grid Planning Based on Voltage Series Optimization

In order to meet the electricity needs of prospective rapid load growth in Dezhou High-speed Rail District，according to the principle of voltage series optimization，voltage levels simplification，repetitive voltage lowering avoidance and the different power grid characteristics of new and existing district，the power grid planning of High-speed Rail District based on voltage series optimization was presented the technology and economy were analyzed on the basis of large capacity users.This plan had reasonable voltage level，which could enhance the flexibility，efficiency and security of regional power supply.

High-speed Rail District；voltage series；optimization；power grid planning

TM715

：A

：1007－9904（2014）03－0008－05

2014-03-29