巴黎大區(qū)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究借鑒

陳嘉敏+朱明

摘 要： 今年隨著G20峰會圓滿結(jié)束，杭州電網(wǎng)完成了艱巨重大的保電任務(wù)，但其中也暴露出不少問題，隨后又將面臨2022年的亞運(yùn)會等大型會議，對于電力需求、用電質(zhì)量等內(nèi)容提出了更高的要求。而配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)與用戶聯(lián)系最為直接的環(huán)節(jié)，是助推社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要驅(qū)動力之一，分析國外先進(jìn)配電網(wǎng)發(fā)展歷程及發(fā)展模式特點(diǎn)對探索如何將杭州市配電網(wǎng)建設(shè)成國際一流配電網(wǎng)有著借鑒意義。

關(guān)鍵詞： 法國配電網(wǎng)；國際一流建設(shè)；杭州

1 引言

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，杭州市國際化程度也不斷提高，杭州市委市政府明確提出了建設(shè)世界名城、進(jìn)入全國第一方陣的目標(biāo)，城市影響力將不斷提升。電力作為基礎(chǔ)性公共服務(wù)事業(yè)，需要抓住發(fā)展機(jī)遇，將杭州電網(wǎng)建設(shè)成為世界一流電網(wǎng)，杭州公司建設(shè)成為世界一流企業(yè)。

杭州電網(wǎng)與巴黎大區(qū)電網(wǎng)在電網(wǎng)規(guī)模、城市地域、用戶數(shù)量和發(fā)展定位等方面有很強(qiáng)的可比性，巴黎配電網(wǎng)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)對于杭州配電網(wǎng)的發(fā)展具有十分重要的借鑒意義。

2 公司規(guī)模

法國配電公司巴黎大區(qū)在電網(wǎng)規(guī)模、城市地域、用戶數(shù)量等方面與杭州公司有很強(qiáng)的可比性，員工約4500人，2015年運(yùn)營成本7.0億歐元（51.1億人民幣），投資3.68億歐元（26.88億人民幣）。其中巴黎主城區(qū)面積105平方公里，人口220萬，高峰負(fù)荷335萬千瓦，負(fù)荷密度3.19萬kW/km2。

2.1高壓輸電網(wǎng)

巴黎大區(qū)400kV輸電網(wǎng)呈現(xiàn)典型的雙環(huán)結(jié)構(gòu)，11座400kV變電站坐落于巴黎外圍往區(qū)域內(nèi)供電，其中2座變電站單環(huán)聯(lián)絡(luò)。

2.2高壓配電網(wǎng)

法國配電公司與輸電公司的產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)位于225kV變電站主變高壓側(cè)，負(fù)責(zé)225kV主變及以下配電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、運(yùn)營及更新。

巴黎主城區(qū)共計(jì)225kV變電站36座，變壓器56臺（10萬千伏安變壓器15臺、7萬千伏安變壓器45臺），總?cè)萘?37萬千伏安。

該結(jié)構(gòu)下225kV變電站均為輻射型供電，單回線路設(shè)計(jì)以銅芯500mm2電纜為主，共計(jì)27回線路供應(yīng)56臺變壓器，線路掛接變壓器數(shù)量在1-3臺間，平均2臺。

巴黎主城區(qū)配電網(wǎng)設(shè)計(jì)起始于上世紀(jì)60年代，轉(zhuǎn)型基本完成于90年代末。選擇的原因主要解決用地緊張的狀況，一是通過降低變電站的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，二是綜合評估電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成“N-2”設(shè)施最少，所以打破傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)，使225kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)非常薄弱。

2.3中壓配電網(wǎng)

設(shè)計(jì)理念為滿足輸電網(wǎng)“N-2”需求，以中壓電網(wǎng)支撐薄弱的225千伏電網(wǎng)，形成了三個(gè)同心圓形狀的主干中壓電網(wǎng)，其中西南部還有新增變電站的結(jié)構(gòu)完善空間。

變電站主接線均為兩圈變，變壓器20千伏側(cè)分裂運(yùn)行，20千伏出線至少線路48回：兩側(cè)各24回，分為4組，每組6回電纜構(gòu)成主干線。

每2個(gè)變電站間總有4組主干線連接，每組一般配置6回公用線路，1回預(yù)留用戶專線，為帶狀區(qū)域供電。

中壓電網(wǎng)以直埋電纜為主，用戶負(fù)荷接入采用電纜接頭使用戶線路T接于主干線路上。分段元件（OCR）之間的配變數(shù)量不超過10個(gè)，分段元件均可以遙控，配變接入回路可以在10秒鐘完成自動切換，見下圖。

2.4 巴黎主城區(qū)低壓配電網(wǎng)

巴黎主城區(qū)共計(jì)約5000座20kV公用配電站、2000座用戶配電站，一般位于建筑物中或人行道下方。

2.5巴黎中壓配網(wǎng)故障轉(zhuǎn)供模型

巴黎電網(wǎng)運(yùn)行以滿足上一級電網(wǎng)“N-2”為校核條件，考慮最嚴(yán)重的故障為相鄰2回225kV線路故障（導(dǎo)致3個(gè)環(huán)上共6個(gè)變電站全停），或1回225kV線路檢修方式下相鄰另1回225kV線路永久性故障，此時(shí)能保證全部中壓主干線路短時(shí)恢復(fù)供電。

按照巴黎電網(wǎng)20kV主干線型號，當(dāng)采用150mm2鋁導(dǎo)線時(shí)，1條饋線的功率限額為7.7MW，1組主干線的功率限額為30MW；當(dāng)采用240mm2鋁導(dǎo)線時(shí)，1條饋線的功率限額為10.5MW，1組主干線的功率限額為42MW；線路平均最大負(fù)載3.4MW（負(fù)載率約32%），年平均負(fù)載率不足20%，可以保障高峰負(fù)荷時(shí)變電站及中壓線路均不過載。

3 借鑒提升

法國電力經(jīng)歷了高速增長期進(jìn)入了平穩(wěn)發(fā)展階段，但其發(fā)展理念、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、市場化運(yùn)營等方面值得進(jìn)一步調(diào)研交流、消化吸收。我們需要深入領(lǐng)會國網(wǎng)公司城市配電網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略部署，關(guān)注電力體制改革的深化和演進(jìn)，緊密圍繞杭州城市發(fā)展戰(zhàn)略，提供滿足城市發(fā)展水平的電網(wǎng)保障，面向未來研究制定市場化電網(wǎng)運(yùn)營的發(fā)展戰(zhàn)略，抓住持續(xù)改進(jìn)“供電可靠性、電能質(zhì)量和客戶滿意度”等關(guān)鍵要素，全面驅(qū)動杭州世界一流配電網(wǎng)的創(chuàng)建工作。對于杭州配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)展啟示主要來自以下幾點(diǎn)：

3.1 建設(shè)適度超前

巴黎主城區(qū)電網(wǎng)225/20千伏主變負(fù)載率控制“N-1”情況下不超過70%、20千伏線路平均最大負(fù)載率32%左右，其高冗余度充分保證了故障轉(zhuǎn)供能力及近期電網(wǎng)發(fā)展需求。

3.2 網(wǎng)架簡單清晰

巴黎主城區(qū)電網(wǎng)配置的400 千伏的超高壓雙環(huán)網(wǎng)、225千伏的單輻射同心圓結(jié)構(gòu)、20千伏中壓6*4線路組手拉手互相支援供電邊界清晰，結(jié)構(gòu)明確。

3.3 設(shè)計(jì)強(qiáng)簡有序

巴黎主城區(qū)400 千伏輸電網(wǎng)要求“N-1”，225千伏電網(wǎng)較為薄弱靠下一級電網(wǎng)彌補(bǔ)，20千伏配變及低壓配電網(wǎng)不要求“N-1”，采用柴油發(fā)電機(jī)等臨時(shí)供電措施，保證供電可靠性。

參考文獻(xiàn)

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[2]吳涵，溫步瀛等. 巴黎、新加坡中壓配電網(wǎng)供電模型啟示[J]. 電力與電工，2010年6月.