縣域典型區(qū)域配電網(wǎng)規(guī)劃的研究

夏 凡，王 栗

（1國(guó)網(wǎng)孝感供電公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所，湖北 孝感432000；2湖北工業(yè)大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，湖北 武漢430068）

1 馬口地區(qū)基本情況

1.1 區(qū)域概況

漢川位于鄂東，緊鄰武漢，國(guó)土面積1631.9 km2，人口114.1萬(wàn)，2013年GDP達(dá)320億元，增長(zhǎng)率連續(xù)5年超過14%，在全省縣市排名第15名。近年來漢川緊抓武漢城市圈發(fā)展機(jī)遇，城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進(jìn)程加快，向中等城市目標(biāo)發(fā)展。馬口地區(qū)隸屬于漢川，以東漢時(shí)期關(guān)羽歇馬而得“系馬口”之名。該地區(qū)屬于湖北較發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為漢川市副中心城區(qū)，區(qū)域包括馬口鎮(zhèn)和廟頭鎮(zhèn)，國(guó)土面積115km2，2013年人口17.7萬(wàn)。其中城區(qū)現(xiàn)狀用地面積20km2，現(xiàn)狀人口12.06萬(wàn)，城鎮(zhèn)化率68%。

根據(jù)2012年編制的《漢川馬口地區(qū)城鄉(xiāng)總體規(guī)劃》，至2020年馬口規(guī)劃區(qū)規(guī)劃用地面積為38.3平方公里，建設(shè)面積為30km2，人口22萬(wàn)，城鎮(zhèn)化率78.6%。至2030年馬口用地面積60km2，建設(shè)面積40km2，人口約30萬(wàn)。

至2020年，馬口地區(qū)按功能分為4個(gè)區(qū)域:馬口老城:位于城鎮(zhèn)化引導(dǎo)區(qū)東部，主要功能是居住和商貿(mào)，面積9.19km2，人口8萬(wàn)，其中城東工業(yè)園2km2，主要引進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)；馬口新城:位于城鎮(zhèn)化引導(dǎo)區(qū)中部和南部，主要功能是公共服務(wù)、科教文化、商貿(mào)金融、倉(cāng)儲(chǔ)物流、旅游集散、園區(qū)服務(wù)和產(chǎn)品研發(fā)，面積8.16km2，人口2萬(wàn)；馬廟工業(yè)園:主要作為工業(yè)集中發(fā)展區(qū)，形成紡織、服裝、印染、裝備制造、農(nóng)產(chǎn)品加工、生物科技等工業(yè)園區(qū)，面積13.08km2，其中廟頭鎮(zhèn)區(qū)主導(dǎo)功能是居住，面積3平方公里，人口5萬(wàn)；白石湖旅游區(qū):主要功能作為馬口的城市客廳和花園，打造集文化展示、生態(tài)觀光、健康養(yǎng)生、高端居住、休閑度假為一體的旅游區(qū)，面積7.87km2，人口7萬(wàn)。

圖1 馬口地區(qū)規(guī)劃區(qū)域功能分區(qū)圖

1.2 區(qū)域電網(wǎng)現(xiàn)狀

1.2.1 高壓電網(wǎng)現(xiàn)狀 截至2013年底，馬口地區(qū)共有6座變電站，分別為220kV馬口站、110kV仁和站、110kV金馬站、110kV廟頭站、35kV丁集站和35kV的3509用戶站，變電容量共計(jì)380.4 MVA（表1）。

1.2.2 中壓電網(wǎng)現(xiàn)狀 至2013年底，馬廟區(qū)域共有10kV線路26條（表2），線路總長(zhǎng)為158.51km，均為公用線路，其中架空線路總長(zhǎng)為154.62km，電纜線路總長(zhǎng)為3.89km；共有配變480臺(tái)，容量共計(jì)139.09MVA，其中公用配變227臺(tái)，容量36.24 MVA，專用配變253臺(tái)，容量102.85MVA；共有柱上開關(guān)6臺(tái)。

表1 馬口地區(qū)的各變電站明細(xì)表

1）110kV廟頭站為排漬電站，主變1臺(tái)，容量31.5MVA，電壓等級(jí)110/35/6kV，為跨流域泵站（16MW）提供電源，不外供其他負(fù)荷；其容量與負(fù)荷不參與平衡。2）110kV金馬站除向本區(qū)域供10 kV負(fù)荷外，還向區(qū)域內(nèi)35kV－3509用戶變和區(qū)域外35kV楊林、灣潭變提供電源。3）本次規(guī)劃對(duì)泵站和專用站不做分析。

表2 馬口地區(qū)10kV線路明細(xì)表（2013年最大負(fù)荷時(shí)刻）

2 電力需求預(yù)測(cè)

2.1 歷史負(fù)荷情況

現(xiàn)狀:馬口地區(qū)城鎮(zhèn)建成面積為20km2，該區(qū)域內(nèi)的全社會(huì)最大負(fù)荷為95MW，負(fù)荷密度為4.75MW/km2。其詳細(xì)歷史負(fù)荷和電量情況見表3。截止目前，馬口地區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)共有10kV公用線路26條，最大運(yùn)行方式（2013年最大負(fù)荷時(shí)刻）下10kV網(wǎng)供負(fù)荷共計(jì)85MW。

表3 馬口地區(qū)歷史負(fù)荷和用電量表

2.2 目標(biāo)年負(fù)荷預(yù)測(cè)

根據(jù)我國(guó)同類型城市及漢川城區(qū)的負(fù)荷指標(biāo)數(shù)據(jù)，類推馬口地區(qū)遠(yuǎn)景飽和年負(fù)荷密度，再結(jié)合現(xiàn)狀年和飽和年負(fù)荷密度指標(biāo)，選取目標(biāo)年（2020年）負(fù)荷密度指標(biāo)見表4（各類用地性質(zhì)的區(qū)塊負(fù)荷求和時(shí)，取同時(shí)率為0.9）。

表4 馬口地區(qū)不同用地性質(zhì)負(fù)荷密度指標(biāo)選取與負(fù)荷分布表

按照不同供電分區(qū)和功能區(qū)塊劃分，結(jié)合各用地性質(zhì)的負(fù)荷密度指標(biāo)計(jì)算得出，至2020年馬口地區(qū)的城市建設(shè)用地面積為30km2，目標(biāo)年負(fù)荷達(dá)到230MW，區(qū)域整體負(fù)荷密度指標(biāo)為7.67MW/km2。至2030年馬口地區(qū)的城市建設(shè)用地面積為40km2，飽和年負(fù)荷達(dá)到650MW，區(qū)域整體負(fù)荷密度指標(biāo)為16.25MW/km2。

2.3 近期負(fù)荷預(yù)測(cè)

結(jié)合現(xiàn)負(fù)荷情況和規(guī)劃大用戶報(bào)裝情況，對(duì)馬口地區(qū)采用自然增長(zhǎng)加大用戶法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，計(jì)算得出2014－2016年馬口地區(qū)最大負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果見表5。

表5 馬口地區(qū)10 kV網(wǎng)供負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果 MW

綜合以上預(yù)測(cè)結(jié)果可得，預(yù)計(jì)至2014年馬口地區(qū)10kV網(wǎng)供最大負(fù)荷將達(dá)到109MW，2015年達(dá)到126.5MW，2016年將達(dá)到144MW，2014－2016年均增長(zhǎng)率為14.88%。

3 規(guī)劃建設(shè)方案

3.1 規(guī)劃目標(biāo)

本次規(guī)劃以國(guó)家電網(wǎng)公司《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》和《配電網(wǎng)典型供電模式》為依據(jù)，結(jié)合馬口地區(qū)的分區(qū)現(xiàn)狀、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和供電方式等進(jìn)行分析，對(duì)馬口地區(qū)典型供電模式進(jìn)行選擇和應(yīng)用。參照上述兩種典型模式，高壓配電網(wǎng)以220kV變電站為電源，110kV電網(wǎng)初期接線采用單鏈、雙輻射為主，隨著周邊220kV及110kV變電站的建設(shè)，逐步形成單鏈或雙鏈結(jié)構(gòu)的接線形式。中壓電網(wǎng)中，架空網(wǎng)以單聯(lián)絡(luò)或多分段適度聯(lián)絡(luò)為主，電纜網(wǎng)以單環(huán)網(wǎng)為主。到2020年，馬口地區(qū)中壓配電網(wǎng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到表7中要求。

表6 典型供電模式選用

表7 2020年配電網(wǎng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)目標(biāo)值

3.2 高壓電網(wǎng)規(guī)劃方案

至2020年，馬口地區(qū)110kV高壓電網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用單鏈和雙鏈結(jié)構(gòu)方式。在發(fā)展過渡期，先采用單鏈、雙輻射建設(shè)方案，隨負(fù)荷增長(zhǎng)變電站新增布點(diǎn)，逐步實(shí)現(xiàn)典型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)接線標(biāo)準(zhǔn)清晰。2020年高壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 2020年高壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

至2030年，隨著負(fù)荷發(fā)展，在2020年高壓配電網(wǎng)基礎(chǔ)上，建設(shè)110kV先鋒變、220kV金嶺變，最終形成220kV馬口變－110kV先鋒變－110kV中心變－220kV金嶺變、220kV金嶺變－110kV窯新變－110kV榔頭變－110kV華一變－220kV曹家河變的兩條雙鏈接線形式（圖3）。

圖3 2030年高壓配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

3.3 中壓電網(wǎng)規(guī)劃方案

至2020年，馬口地區(qū)10kV目標(biāo)網(wǎng)架擬采用架空網(wǎng)，以多分段站間單聯(lián)絡(luò)為主。過渡方案采用輻射、多分段適度聯(lián)絡(luò)、站內(nèi)聯(lián)絡(luò)方式，逐步向目標(biāo)網(wǎng)架過渡。

對(duì)照各變電站供電分區(qū)負(fù)荷與10kV線路條數(shù)進(jìn)行校核計(jì)算，至2020年馬口地區(qū)負(fù)荷達(dá)到230 MW，其中10kV負(fù)荷約220MW，10kV網(wǎng)供負(fù)荷約170MW。2014年－2020年期間，馬口地區(qū)10 kV新建、改造線路項(xiàng)目共計(jì)31項(xiàng)，新建線路40條，至2020年公用線路達(dá)66條，按單聯(lián)絡(luò)線路控制負(fù)載率在50%以下，并考慮適當(dāng)?shù)呢?fù)荷發(fā)展空間原則，平均單回線路負(fù)載率32.19%，滿足負(fù)荷發(fā)展需求，提高供電能力。

4 結(jié)論

本文選取漢川馬口地區(qū)為典型區(qū)域研究對(duì)象，結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范，進(jìn)行滿足新型城鎮(zhèn)化負(fù)荷發(fā)展需要的示范規(guī)劃，提出了區(qū)域內(nèi)典型供電模式應(yīng)用方案，規(guī)劃重點(diǎn)解決的問題，并分析項(xiàng)目建成后預(yù)期成效，具有一定的示范意義。值得注意的是，后期典型區(qū)域選取范圍應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)寬，將“提高重點(diǎn)城市核心區(qū)供電可靠性”，“消除縣域電網(wǎng)聯(lián)系薄弱、低電壓、卡脖子，解決民生問題”等示范規(guī)劃也納入其中，全過程跟蹤項(xiàng)目落實(shí)情況及規(guī)劃成效，最終形成多層次差異化的典型區(qū)域規(guī)劃成果，對(duì)加強(qiáng)重點(diǎn)區(qū)域配電網(wǎng)發(fā)展全過程管理具有重要的意義。

［1］ 劉振亞.國(guó)家電網(wǎng)公司配電網(wǎng)工程典型設(shè)計(jì)10kV配電分冊(cè)2013年版［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2014:311-412.

［2］ 劉 健.配電網(wǎng)理論及應(yīng)用［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2007:1-38.

［3］ 孫成寶，苑薇薇，黑曉紅.配電網(wǎng)實(shí)用新技術(shù)［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2011:14.

［4］ 龔 靜.配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化技術(shù)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2014:23-56.

［5］ 孔 濤，程浩忠，李 鋼，等.配電網(wǎng)規(guī)劃研究綜述［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2009，33（04）:34-37.