萍鄉(xiāng)市配電網“十三五”規(guī)劃研究

劉 斌，葉鶴林，胡 杰

（國網江西省電力公司萍鄉(xiāng)供電分公司，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

0 引言

配電網是電網的重要組成部分，直接面向電力用戶，是保障電力“落得下、用得上”的關鍵環(huán)節(jié)，是改善民生的重要基礎設施。經過“十二五”的建設與改造，萍鄉(xiāng)地區(qū)配電網在網架結構、供電能力、供電可靠性等方面得到了較大的提升，但仍然存在城鄉(xiāng)網結構薄弱、供電能力不足、裝備水平不高、安全供電水平低、新能源接入受限等突出問題。為建設堅強智能電網，滿足萍鄉(xiāng)經濟社會發(fā)展需要，加快提升配電網安全可靠供電水平，逐步提高配電網裝備和自動化水平，開展了萍鄉(xiāng)地區(qū)配電網“十三五”規(guī)劃。

1 萍鄉(xiāng)配電網現(xiàn)狀

1.1 經濟社會發(fā)展水平

萍鄉(xiāng)市現(xiàn)轄安源、湘東兩區(qū)和蘆溪、上栗、蓮花三縣。土地總面積3 823.72 km2。2014年GDP為860億元，人口199.07萬人，城鎮(zhèn)化率達到47.02%。2014年三次產業(yè)結構為6.6:59.5:33.9，相比2010年，二次產業(yè)依然占據(jù)主導地位，一次產業(yè)略微降低，三次產業(yè)穩(wěn)步提升。

1.2 城鄉(xiāng)配電網現(xiàn)狀

1.2.1 供電區(qū)整體概況。

截至2014年底（以下數(shù)據(jù)類同），萍鄉(xiāng)市供電面積1 227 km2，全社會用電量共56.75 億kWh，全社會最大負荷1 036 MW，供電可靠率（RS-3）為99.9062%，110 kV及以下線損率為5.47%，10 kV及以下線損率為7.21%，綜合電壓合格率為98.86%，一戶一表化率為100%，戶均配變容量1.47 kVA。

1.2.2 110 kV高壓配電網

現(xiàn)有110 kV 變電站19 座，主變臺數(shù)為34 臺，變電總容量為1272.5 MVA。110 kV 線路條數(shù)共計34條，線路長度為449.38 km，全部為架空線路。

110 kV電網結構以單鏈為主，少量雙輻射和雙T結構并存。

110 kV單線或單變站有4座，占變電站總座數(shù)的21.05%；110 kV變電站主變N-1通過率為64.71%，線路N-1通過率為100%。

1.2.3 35 kV高壓配電網

現(xiàn)有35 kV變電站27座，主變臺數(shù)為48臺，變電容量為244.4 MVA。35 kV 線路38 條，線路總長428.07 km，35 kV 線路主要以架空為主，架空線路長度為427.27 km，電纜線路為0.79 km。35 kV 變電站線路均分布在D類區(qū)域。

35 kV網絡以單鏈、單環(huán)為主，其中單鏈11條，單環(huán)網16條，雙輻射4條，單輻射7條。

35 kV 單線或單變站有8 座，占變電站總座數(shù)的29.63%。35 kV變電站主變N-1通過率為22.45%，線路N-1通過率為73.68%。

1.2.4 10 kV中壓配電網

1）10 kV配電線路情況。全市共有10 kV配電線路281條。其中：B類供電區(qū)10 kV線路有57條，C類供電區(qū)10 kV 線路有85 條，D 類供電區(qū)10 kV 線路有139條。10 kV配電線路總長度5177.27 km，其中電纜長度91.7 km，線路平均供電半徑7.95 km。

2）10 kV 配變情況。全市共有配變6 239 臺，總容量1 030.04 MVA，全市平均單條線路配變裝接容量達到7.12MVA，有44回線路裝接容量大于12MVA，占比為15.65%，主要集中在B、C區(qū)域。

3）線路主干截面。10 kV主干線導線截面B、C類供電區(qū)以240 mm2為主，D類供電區(qū)以70、120、240 mm2為主。240 mm2的架空線路長度588 km，全市使用最多，占比達到39%。

4）線路供電半徑分析。B類地區(qū)有40.35%的線路供電半徑超過3 km，計有23條；C類地區(qū)有49.41%的線路供電半徑超過5 km，計有42 條；D 類地區(qū)有22.3%的線路供電半徑超過15 km，計有31 條。均已超過導則要求。

5）網架結構分析。架空網：架空線路279條，分段開關328臺，聯(lián)絡開關數(shù)65臺，其中輻射式比例為70%，單聯(lián)絡線路所占比例為18%，多聯(lián)絡線路所占比例為12%。電纜網：全市僅有2回電纜線路，單環(huán)網接線。

6）間隔資源分析。110 kV 變電站10 kV 出線間隔總數(shù)為273 個，備用10 kV 出線間隔49 個。110 kV變電站B類供電區(qū)間隔120個，利用率達到85.83%，C類供電區(qū)間隔119 個，利用率達到75.63%，D 類供電區(qū)間隔34個，利用率為91.18%。

35 kV變電站10 kV出線間隔總數(shù)為174個，剩余間隔數(shù)為44個，間隔利用率為74.71%。

1.2.5 0.38 kV低壓配電網

全市0.38 kV線路總長度為17 384 km，其中電纜線路長度為1 047 km，架空絕緣線1 948 km，架空裸導線14 389 km。

B 類供電區(qū)低壓線路干線以120 mm2為主。C類供電區(qū)低壓線路干線以70、50 mm2為主。D類供電區(qū)低壓線路干線以25、35 mm2為主。

1.3 存在問題

1.3.1 高壓配電網存在的主要問題

1）供電能力。110 kV變電容量已有冗余，但重載變和輕載線路占比較大。2014年萍鄉(xiāng)市110 kV變電站大部分分布在B、C區(qū)域，110 kV容載比為2.49，反映出負荷密集區(qū)域布點不足、新建變電站投運后負荷未及時切轉。B、C類供電區(qū)域110 kV有較多輕載線路，設備利用率不高。

35 kV 容載比基本滿足導則要求，D 類區(qū)重載變占比較高。2014年萍鄉(xiāng)市35 kV容載比為2.06，基本滿足導則要求。但由于D類供電區(qū)布點較少，供電范圍廣，導致主變最大負載率普遍偏高。

2）電網結構。110 kV 線路均能滿足N-1 要求，但主變N-1 通過率不高，特別是在C、D 類供電區(qū)，主要是受單主變變電站以及主變負載較高的影響。

35 kV 電網較為薄弱，單線單變比例較高，不能滿足N-1配置要求。

1.3.2 中壓配電網存在的主要問題

1）供電能力。全市線路裝接配變容量偏高，同時重載線路與輕載線路共存。農村線路偏少、戶均容量不足，配變、線路重過載嚴重。

10 kV 出線間隔資源不足。目前，B 類供電區(qū)10 kV 間隔呈現(xiàn)緊張狀態(tài)，其中丹江變等3 座變電站已無出線間隔，C 類供電區(qū)也所剩無幾。10 kV 間隔資源利用效率偏低，目前接入的部分專線工礦企業(yè)未能繼續(xù)發(fā)展，雖然占著間隔，但實際負荷卻很少。此外，開閉所、環(huán)網柜預留間隔十分有限。

2）電網結構。B類供電區(qū)域10 kV電網結構不清晰，聯(lián)絡點設置不合理，單輻射線路比例大，轉供能力不強。C、D類區(qū)，結構薄弱，聯(lián)絡率低，供電半徑長，用戶電壓質量差。

1.3.3 低壓配電網存在問題

大部分未改造臺區(qū)設備質量較差，老化嚴重，用戶線燒斷現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)。C、D 類供電區(qū)低壓主干線大部分都采用裸導線，且存在較普遍的供電半徑偏長引起的低電壓問題。

1.3.4 分布式電源接入增長迅速，配電網適應性受到嚴重挑戰(zhàn)

2013年以來，隨著國家鼓勵新能源，分布式電源的裝機容量逐年上升。由于分布式電源地點、時序的不確定性給配電網規(guī)劃與建設帶來不利，目前配電網勉強適應大規(guī)模、分布較廣的分布式電源的接入。

2 電力需求預測

以萍鄉(xiāng)地區(qū)2001年以來的國民經濟及用電量、負荷數(shù)據(jù)為基礎，在對數(shù)據(jù)分析的基礎上，采用彈性系數(shù)法、人均電量法、自然增長加大用戶法三種方法進行預測比較，最終推薦自然增長加大用戶法，預測至2020年萍鄉(xiāng)市全社會用電量為87.81億kWh，全社會用負荷為163.28萬kW，見表1。

表1 萍鄉(xiāng)市全社會用電負荷和用電量預測結果

根據(jù)萍鄉(xiāng)各分區(qū)負荷預測推薦方案，結合歷史數(shù)據(jù)和網絡，以及電源初步規(guī)劃方案、直供負荷情況，萍鄉(xiāng)市110 kV、35 kV、10 kV網供負荷分別由2014年的621 MW、108 MW、560 MW增至2020年的1 033 MW、121 MW、997 MW，“十三五”期間年均增速分別為8.29%、1.97%、9.58%。

3 配電網發(fā)展目標與規(guī)劃技術原則

3.1 2020年發(fā)展目標

依托市政規(guī)劃和主網規(guī)劃，全面貫徹分區(qū)分層的要求，通過規(guī)劃建設，明確變電站、線路供區(qū)，加強城市中低壓配電網的靈活性、可靠性，同時適時開展配網自動化建設，通過規(guī)劃，切實起到指導本地區(qū)配電網建設、改造的作用。萍鄉(xiāng)地區(qū)配電網規(guī)劃的總體目標如表2所示。

表2 萍鄉(xiāng)2020年配電網發(fā)展目標

3.2 規(guī)劃技術原則

3.2.1 供電區(qū)域劃分

依據(jù)導則，結合萍鄉(xiāng)市域規(guī)劃水平年的負荷密度、行政級別、用戶重要程度等將萍鄉(xiāng)市配電網供電區(qū)域劃分成以下B、C、D 三種區(qū)域類型。B 類：老城區(qū)；C 類：開發(fā)區(qū)、新城區(qū)、湘東城區(qū)、安源新區(qū)及縣城、工業(yè)園區(qū)；D類：農村地區(qū)。

3.2.2 高壓配電網

城區(qū)110 kV、35 kV 容載比取1.9～2.1，農網110 kV、35 kV 容載比取1.8～2.1。各類供電區(qū)域110 kV 電網目標電網結構推薦為鏈式、雙輻射；35 kV 電網目標電網結構推薦為單鏈、單環(huán)網和雙輻射。110 kV 變電站在城市建成區(qū)原則采用半戶內或戶內布置，在城鎮(zhèn)或農村原則采用半戶內或戶外布置，110 kV 變電站根據(jù)需要可采用110 kV、35 kV、10 kV 三級電壓，按2～3 臺變壓器布置，單臺變壓器容量選擇50 MVA、40 MVA；35 kV 變電站在農村地區(qū)原則采用戶外布置，按2-3 臺變壓器布置，單臺變壓器容量選擇3.15～10 MVA。

3.2.3 中壓配電網

10 kV架空網一般采用“單聯(lián)絡”結構，負荷密度較大區(qū)域采用三分段兩聯(lián)絡結構。電纜網一般采用單環(huán)網結構，負荷密度較大、有雙電源要求的區(qū)域采用雙電源輻射結構。供電半徑應滿足末端電壓質量的要求，B 類地區(qū)10 kV 線路的正常供電半徑不宜超過3 km，C 類地區(qū)不宜超過5 km，D 類地區(qū)不宜超過15 km。配電變壓器容量選擇時，宜將負載量控制在變壓器容量的40%～80%。具體各供電區(qū)域三相配電變壓器容量選擇為：B 類區(qū)選擇200、400 kVA 柱上變，630 kVA 箱式變；C 類區(qū)選擇200、400 kVA 柱上變；D類區(qū)選擇50、100、200 kVA柱上變。

開閉所宜建于負荷中心，其進線電源應取自不同變電站或同一變電站不同母線，接線宜簡化，一般采取兩路進線、6～12 路出線，單座開閉所裝接容量不宜超過20 MVA，進線宜采用400 mm2電纜，中間不再接帶其他負荷；出線一般不超過300 mm2電纜。

環(huán)網柜就是每個配電支路設一臺開關柜（出線開關柜），這臺開關柜的母線同時就是環(huán)形干線的一部分，環(huán)網柜一般兩進多出（不超過5回）。

3.2.4 低壓配電網

低壓配電網應結構簡單、安全可靠，一般采用輻射式結構。380/220 V 配電網應有較強的適應性，主干線截面應按遠期規(guī)劃（一般為20年）一次選定。

3.3 典型供電模式選擇及應用區(qū)域

目標年萍鄉(xiāng)各供電區(qū)采用的典型供電模式如下：

B類供電區(qū)域：主要用戶為以行政區(qū)、商貿區(qū)、工業(yè)園區(qū)、居民區(qū)等為主的綜合區(qū)，其電壓序列為110/10/0.38 kV，110 kV電網結構為雙鏈、雙輻射，10 kV電網結構為電纜單、雙環(huán)網、架空多分段適度聯(lián)絡。

C類供電區(qū)域：主要用戶為以機關團體等企事業(yè)單位、商業(yè)、服務行業(yè)、居民住宅等為主的縣城、重要城鎮(zhèn)，其電壓序列為110/10/0.38 kV，110 kV電網結構為單鏈，10 kV 電網結構為電纜單環(huán)網、架空多分段適度聯(lián)絡。

D類供電區(qū)域：主要用戶為以農業(yè)用電和居民生活等為主的農業(yè)生產區(qū)，其電壓序列為110/35/10/0.38 kV，110 kV電網結構為單鏈、雙輻射，35 kV電網結構為單鏈、單環(huán)、雙輻射，10 kV電網結構為架空多分段單聯(lián)絡。

4 配電網規(guī)劃

4.1 高壓配電網規(guī)劃

“十三五”期間新建110 kV 變電站9 座，擴建7座，新增變壓器24臺，新增變電容量1 093 MVA，新增10 kV線路出線間隔218個?！笆濉捌陂g新建線路32條，新建架空線路224.65 km，新建電纜線路2.26 km，改造線路3條線路，其中架空線59.6 km。

萍鄉(xiāng)市供電區(qū)“十三五”期間在35 kV新建及改造線路工程中，新建線路15條，架空線路長度為83.3 km；改造線路5條，架空線路長度為36.9 km。

4.2 中低壓配電網規(guī)劃

“十三五”期間，在10 kV線路新建和改造工程中新建線路286 條，其中架空線路759.77 km，電纜線路133.36 km，改造線路20條，其中架空線路514.22 km，電纜線路2.1 km。

“十三五”期間，在10kV 電網開關設施新建及改造工程中新建開關站17 座，環(huán)網柜63 座，柱上開關182 臺；改造開關站1 座，柱上開關32 臺，環(huán)網柜15座，電纜分支箱40臺。

4.3 低壓配電網規(guī)劃

“十三五”期間，新建線路1 198條，其中架空線路1 244.23 km，電纜線路40 km；改造2 976條線路，其中架空線路4 825.07 km，電纜線路20.25 km。

5 投資估算與規(guī)劃成效分析

5.1 投資估算

萍鄉(xiāng)配電網“十三五”期間共計投資22.37 億元，其中110 kV 工程投資5.61 億元，35 kV 工程中投資0.74億元，10 kV工程中投資6.31億元，低壓工程中投資7.66億元，配電自動化投資2.05億元。

5.2 配電網整體規(guī)劃效果

本規(guī)劃方案實施后，配電網整體技術經濟指標將得到有效改善，從配電網整體角度看，通過前后對比，規(guī)劃方案實施后配電網供電可靠率由99.8921%提高到99.9567%，110 kV 及以下綜合線損率由6.5%下降到5.87%，10 kV 及以下綜合線損率由7.4%下降到6.89%，綜合電壓合格率由98.86%提高到99.42%。

110 kV 容載比由2.47 下降到2.2，110 kV、35 kV主變滿足N-1 比例由64.71%，22.45%均提高到100%，35 kV 滿足N-1 線路比例由73.68%提高到100%。

中壓線路聯(lián)絡率從現(xiàn)狀年的30.4%，提升到2020年的68%，滿足N-1 的線路比例從28.5%提升到68%，其中B、C類地區(qū)的線路聯(lián)絡率和滿足N-1線路比例均提升為100%。

5.3 現(xiàn)狀存在問題解決情況

經過2015-2020年電網建設與調整，萍鄉(xiāng)配電網存在問題得到有效解決。到規(guī)劃期末，110 kV 主變及線路的重過載、“N-1”通過率校驗、年限過長等問題全部得到解決；35 kV 主變重過載、年限過長等問題全部得到解決，“N-1”通過率校驗解決了88%，線路重過載、“N-1”通過率校驗、年限過長等問題全部得到解決；10kV 線路重過載、配變裝接容量過大、運行年限過長等問題全部得到解決，主干線供電半徑過長解決37%，“N-1”通過率校驗解決12%（全市數(shù)據(jù)，D 類地區(qū)線路“N-1”通過率不做要求）；農村“低電壓”問題戶數(shù)38 093 戶全部得到解決，電網網架進一步優(yōu)化，供電能力得到提升，供電可靠性顯著提高。具體指標如表3 所示。

表3 萍鄉(xiāng)市配電網現(xiàn)狀存在問題解決情況

6 效益分析

6.1 經濟效益分析

萍鄉(xiāng)市2011 到2014年，工業(yè)經濟國內外經濟大環(huán)境影響，二次產業(yè)比重逐年降低，導致售電量、用電負荷成負增長，110 kV及以下電網單位投資增售電量為-112.86 kWh/元、單位投資增供負荷為-0.02 kW/萬元；2015年110 kV 及以下電網單位投資增售電量為1.6 kWh/元、單位投資增供負荷為0.028 kW/萬元。2016～2020年110 kV及以下電網單位投資增售電量為1.66 kWh/元、單位投資增供負荷為0.0219 kW/萬元。

6.2 社會效益分析

1）完善配電網網絡。通過規(guī)劃、建設和改造，供電能力、供電可靠性以及供電質量都會有明顯提升。萍鄉(xiāng)市配電網將逐步形成輸配協(xié)調、強簡有序、結構清晰的骨干網架，適應性不斷增強。

2）提高供電企業(yè)效益。在經濟效益方面，通過對配電網的建設和改造，優(yōu)化網架結構和運行方式，能夠降低電能損耗，提高配電設備的利用效率，減少停電時間，能夠提高供售電量，經濟效益必定增加。

在管理方面，通過配電自動化的建設和改造，供電可靠性和電能質量得到提高，進一步促進企業(yè)管理水平和人員素質的提高。

3）增大整體社會效益。供電企業(yè)不同于一般的企業(yè)，從事著具有社會公益性的事業(yè)，承擔著向社會供電的責任和義務，即提高供電質量、減少用戶停電時間，應對氣候變化，發(fā)揮清潔能源的潛力，促進節(jié)能減排，保障社會和經濟的可持續(xù)發(fā)展。

7 結束語

通過對萍鄉(xiāng)市配電網現(xiàn)狀進行梳理，整理總結了萍鄉(xiāng)市配電網各電壓等級存在的問題，提出了“十三五”規(guī)劃的原則及方案，并進行了經濟效益分析和社會效益分析論證，旨在指導萍鄉(xiāng)市配電網“十三五”期間的發(fā)展，讓配電網的建設更適應電力市場的發(fā)展，使電力供應更好地服務經濟社會發(fā)展。

[1]Q/GDW156-2006 城市電力網規(guī)劃設計導則[S].

[2]Q/GDW370-2009 城市配電網技術導則[S].

[3]GB/T50293-1999 城市電力規(guī)劃規(guī)范[S].

[4]DL/T599-2005 城市中低壓配電網改造技術導則[S].

[5]Q/GDW1738-2012 配電網規(guī)劃設計技術導則[S].