結(jié)合供電區(qū)域特點(diǎn)的供電分區(qū)細(xì)分方法研究

黃存強(qiáng)，賀永龍，安 娟，趙 占，李寧可，姜連旭

（1.國網(wǎng)青海省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，青海 西寧 810000；2.天地電研（北京）科技有限公司，北京，102206）

結(jié)合供電區(qū)域特點(diǎn)的供電分區(qū)細(xì)分方法研究

黃存強(qiáng)1，賀永龍1，安 娟1，趙 占2，李寧可2，姜連旭2

（1.國網(wǎng)青海省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，青海 西寧 810000；2.天地電研（北京）科技有限公司，北京，102206）

同類供電分區(qū)差異較大，而統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)宜造成標(biāo)準(zhǔn)過高或偏低。通過對(duì)各類供電區(qū)域的行政級(jí)別、人口、經(jīng)濟(jì)規(guī)模等方面特點(diǎn)進(jìn)行研究，對(duì)供電分區(qū)進(jìn)行細(xì)分，以更好地貫徹落實(shí)國家電網(wǎng)公司差異化建設(shè)的要求，為不同區(qū)域選取合理的供電模式及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。

供電分區(qū)；供電；配電網(wǎng)；供電模式

0 引言

國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)覆蓋面積廣大，各地發(fā)展情況和電網(wǎng)特點(diǎn)差異明顯。若按照一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)配電網(wǎng)，則會(huì)造成設(shè)備資產(chǎn)利用率不高甚至嚴(yán)重浪費(fèi)的情況，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上不合理。為此，國家電網(wǎng)公司根據(jù)《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》中各類供電區(qū)域可靠性需求不同，結(jié)合地區(qū)建設(shè)條件，差異化地設(shè)計(jì)了不同的典型供電模式[1]

供電區(qū)域合理劃分是充分利用典型供電模式研究成果的基礎(chǔ)，近年來從配電網(wǎng)規(guī)劃可研，到初步設(shè)計(jì)，再到建設(shè)實(shí)施階段，對(duì)供電區(qū)域分類的應(yīng)用均已較為廣泛[2]-[3]。各級(jí)電力公司在“十三五”配電網(wǎng)規(guī)劃工作中已經(jīng)依據(jù)《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》對(duì)供電區(qū)域進(jìn)行了劃分，劃分結(jié)果對(duì)電網(wǎng)差異化建設(shè)起到了一定的指導(dǎo)作用，但是仍存在不足之處。例如某省西部地區(qū)和東部地區(qū)的多個(gè)縣城根據(jù)行政級(jí)別，均劃分為C類供區(qū)，但東部地區(qū)縣城負(fù)荷密度水平及城區(qū)面積均遠(yuǎn)高于西部地區(qū)，如果兩個(gè)地區(qū)縣城選取相同的供電模式，會(huì)造成西部縣城在主變、線路容量等方面一定程度的浪費(fèi)，或東部縣城不能滿足供電可靠性及未來發(fā)展需求。

本文首先分析《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》中供電分區(qū)方法存在的不足；再從行政級(jí)別、人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)規(guī)模等方面，探索供電分區(qū)細(xì)分的方法；最后，以某地區(qū)為案例，對(duì)劃分方法及步驟進(jìn)行示例。

1 現(xiàn)狀Q/GDW 1738供電分區(qū)劃分方法

1.1 供電分區(qū)

根據(jù)《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》，供電區(qū)域劃分應(yīng)在省級(jí)公司指導(dǎo)下統(tǒng)一開展，供電區(qū)域劃分主要依據(jù)行政級(jí)別或規(guī)劃水平年的負(fù)荷密度，也可參考經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度、用戶重要程度、用電水平、GDP等因素確定。劃分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 供電區(qū)域劃分表Tab.1 Dividing method of power supply subarea

1.2 應(yīng)用中存在的不足

依照《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》的劃分方法劃分供區(qū)，對(duì)指導(dǎo)各地配電網(wǎng)實(shí)施差異化規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)具有一定的指導(dǎo)作用，但仍存在以下不足。

（1）不能反映同類供區(qū)不同功能定位的差異性。例如省會(huì)城市市區(qū)有3個(gè)行政區(qū)，核心區(qū)均劃入A類供區(qū)，定位分別為政治中心、經(jīng)濟(jì)中心和文化中心；由于定位不同的3個(gè)地區(qū)對(duì)供電能力以及供電可靠性等方面的要求差別也較大，劃分為同一類供區(qū)不能體現(xiàn)其差異性。

（2）不能反映同類供電區(qū)人口、經(jīng)濟(jì)規(guī)模的差異性。負(fù)荷密度僅能反映某個(gè)區(qū)域單位面積的負(fù)荷需求水平，而不能體現(xiàn)全區(qū)負(fù)荷需求水平，不利于差異性的確定相同負(fù)荷密度不同規(guī)模區(qū)域電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。例如兩個(gè)負(fù)荷密度相近的城區(qū)，人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)規(guī)模相差1倍，則負(fù)荷需求也相差1倍左右，最終會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)模增大1倍。規(guī)模較小的城區(qū)可以將多數(shù)變電站布置在區(qū)域邊緣，而規(guī)模較大的城區(qū)需要在城區(qū)核心區(qū)布置電源點(diǎn)，其變電站布置形式、主變?nèi)萘?、變電站?guī)模都應(yīng)該有所區(qū)別，否則將造成變電站選址困難、電網(wǎng)建設(shè)投資增大。

（3）不能反映農(nóng)村區(qū)域村莊密集程度的差異性。例如某省根據(jù)《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》將其所有農(nóng)村劃入D類供區(qū)，但是位于城區(qū)附近的農(nóng)村密度大，村與村之間的距離一般小于5 km，而偏遠(yuǎn)山區(qū)村與村之間的距離普遍超過15 km，導(dǎo)致同為D類供區(qū)的農(nóng)村對(duì)供電可靠性及供電質(zhì)量要求差異較大，劃分為同一類供區(qū)不能體現(xiàn)其差異性。

因此本文從功能定位、人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)規(guī)模、行政村間距四個(gè)角度探索供電分區(qū)細(xì)分的方法。

2 結(jié)合經(jīng)濟(jì)自然條件的供電分區(qū)細(xì)分方法

2.1 功能定位

一般某省、市的同類供電區(qū)按功能定位不同可以分為政治中心、經(jīng)濟(jì)中心、文化中心、科技中心等。根據(jù)對(duì)供電可靠性要求及負(fù)荷發(fā)展需求的差異將政治中心納入甲類區(qū)域，經(jīng)濟(jì)中心、科技中心納入乙類區(qū)域，文化中心等納入丙類區(qū)域。

2.2 人口規(guī)模

根據(jù)人口規(guī)模對(duì)供電分區(qū)進(jìn)行細(xì)分，首先對(duì)同類供電區(qū)中不同區(qū)塊的人口規(guī)模進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出同類供電區(qū)各區(qū)塊的平均值，再根據(jù)各供區(qū)與平均人口規(guī)模的差距對(duì)供區(qū)進(jìn)行細(xì)分。

人口規(guī)模在平均值40%范圍內(nèi)的劃分為乙類供區(qū)，人口規(guī)模比平均值少40%以上的劃為丙類供區(qū)，人口規(guī)模比平均值多40%以上的劃為甲類供區(qū)。如果某區(qū)域同類供電區(qū)域人口分布較為均勻，均在平均值的40%上下范圍內(nèi)，則說明該供電區(qū)域人口規(guī)模差距較小，無需根據(jù)人口規(guī)模對(duì)同類供電區(qū)不同區(qū)塊進(jìn)行細(xì)分；反之，如果比平均值高出40%以上或比平均值少40%以上的區(qū)塊比較多，則說明有必要根據(jù)人口規(guī)模對(duì)供電分區(qū)進(jìn)行細(xì)分。按人口規(guī)模對(duì)同類供電區(qū)不同區(qū)塊細(xì)分示意圖見圖1。

圖1 供電分區(qū)按人口分類示意圖Fig.1 Sketch map of classification by population

2.3 GDP規(guī)模

根據(jù)GDP規(guī)模對(duì)供電區(qū)進(jìn)行細(xì)分與按人口規(guī)模對(duì)供電分區(qū)進(jìn)行細(xì)分類似，首先對(duì)同類供電區(qū)中不同區(qū)塊的GDP規(guī)模進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出GDP的平均值，再根據(jù)各供區(qū)與GDP平均規(guī)模的差距對(duì)供區(qū)進(jìn)行細(xì)分。

GDP規(guī)模在平均值40%上下范圍內(nèi)的劃分為乙類供區(qū)，GDP規(guī)模比平均值少40%的劃為丙類供區(qū)，GDP規(guī)模比平均值高40%以上的劃為甲類供區(qū)。

2.4 行政村間距

農(nóng)村區(qū)域行政村之間的距離對(duì)電網(wǎng)供電模式影響較大，按照《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》簡單的將農(nóng)業(yè)區(qū)劃分為D類供區(qū)，將牧業(yè)區(qū)劃分為E類供區(qū)，不能體現(xiàn)行政村之間的差異。

根據(jù)導(dǎo)則要求D類供電區(qū)10 kV供電半徑不超過15 km，可根據(jù)10 kV供電半徑要求將D類供區(qū)行政村進(jìn)行細(xì)分，行政村之間的距離小于15 km的為甲類供區(qū)，行政村之間距離15～25 km范圍內(nèi)的為乙類供區(qū)，行政村之間距離大于25 km的為丙類供區(qū)。

E類供區(qū)導(dǎo)則中沒有明確要求供電半徑，可結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況根據(jù)行政村之間的距離將行政村進(jìn)行細(xì)分。

2.5 供電分區(qū)細(xì)分方法及步驟

供電分區(qū)細(xì)分大致分為5步：（1）根據(jù)《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》對(duì)供電分區(qū)進(jìn)行劃分；（2）收集同類分區(qū)中不同區(qū)塊的功能定位、人口規(guī)模、GDP規(guī)模和行政村間距信息；（3）根據(jù)2.1～2.4節(jié)制定的標(biāo)準(zhǔn)將不同區(qū)塊細(xì)分為甲、乙、丙三類；（4）根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)細(xì)分結(jié)果確定最終結(jié)果，按照不同標(biāo)準(zhǔn)劃分中最高的級(jí)別確定最終結(jié)果。供電區(qū)細(xì)分詳細(xì)步驟見圖2。

圖2 供電分區(qū)細(xì)分步驟Fig.2 Subdivision step of power supply subarea

通過供電區(qū)細(xì)分最終將C類及以上供區(qū)按照功能定位、人口規(guī)模和GDP規(guī)模分為甲、乙、丙三類供區(qū)，將D、E類供區(qū)根據(jù)人口規(guī)模、行政村之間距離分為甲、乙、丙三類供區(qū)。

供電分區(qū)細(xì)分為甲、乙、丙三類供區(qū)后，可以更有針對(duì)性地確定差異化電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，例如根據(jù)配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則C類供區(qū)110 kV主變推薦采用50、40、31.5 MVA三種規(guī)格的主變，細(xì)分后甲類供區(qū)采用50 MVA主變，乙類供區(qū)采用40 MVA主變，丙類供區(qū)采用31.5 MVA主變。

3 案例

國網(wǎng)青海省電力公司在“十三五”配電網(wǎng)規(guī)劃工作中對(duì)供電分區(qū)進(jìn)行了分類，將青海省劃分為了A∽E五類。由于供電區(qū)塊較多，本文以其中屬于西寧市、海北州的C類區(qū)塊，以及西寧市大通縣和海北州剛察縣D類供區(qū)的10個(gè)村為例進(jìn)行示例。

大通縣、湟中縣、湟源縣位于西寧市，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)中心，人口規(guī)模和GDP規(guī)模均高于縣城平均水平40%以上，細(xì)分為甲類供區(qū)；多巴鎮(zhèn)、西海鎮(zhèn)為區(qū)域經(jīng)濟(jì)中心，人口規(guī)模和GDP規(guī)模均在平均值40%以內(nèi)，細(xì)分為乙類供區(qū)；海晏縣縣城為海北州州政府所在地，為海北州政治中心，人口規(guī)模和GDP規(guī)模在平均值40%以內(nèi)，細(xì)分為甲類供區(qū)；門源縣、剛察縣、祁連縣為區(qū)域旅游文化中心，人口規(guī)模、GDP規(guī)模均較小，細(xì)分為丙類供區(qū)，細(xì)分結(jié)果見表2。

表2 C類供區(qū)細(xì)分結(jié)果表Tab.2 Subdivision results table of power supply subarea for C

針對(duì)細(xì)分結(jié)果，確定各類供區(qū)10 kV及以上電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。C-甲類供區(qū)110 kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)推薦采用單鏈結(jié)構(gòu)，主變3臺(tái)，容量為50 MVA，10 kV導(dǎo)線截面推薦采用240 mm2，配變?nèi)萘客扑]采用315 kVA及以上；C-乙類供區(qū)110 kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)推薦采用雙輻射結(jié)構(gòu)，主變3臺(tái)，容量為40 MVA，10 kV導(dǎo)線截面推薦采用185 mm2，配變?nèi)萘客扑]采用200 kVA及以上；C-丙類供區(qū)110 kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)推薦采用雙輻射結(jié)構(gòu)，主變2臺(tái)，容量為31.5 MVA，10 kV導(dǎo)線截面推薦采用150 mm2，配變?nèi)萘客扑]采用100 kVA及以上。

景陽村和熱水村人口規(guī)模大于平均水平40%以上，且相鄰行政村距離小于15 km，細(xì)分為甲類供區(qū)；寶庫村按人口規(guī)模劃為乙類供區(qū)，但根據(jù)行政村距離劃為甲類供區(qū)，綜合兩個(gè)因素細(xì)分為甲類供區(qū)；吉爾孟村，祁漢溝村根據(jù)人口規(guī)模和行政村距離均細(xì)分為乙類供區(qū)；哈家嘴、張家灘村村按人口規(guī)模分為丙類供區(qū)，按行政村距離細(xì)分為乙類供區(qū)，綜合兩個(gè)因素細(xì)分為乙類供區(qū)；向陽村、尕曲村、新泉村按人口規(guī)模和行政村距離均細(xì)分為丙類供區(qū)。D類供區(qū)細(xì)分結(jié)果見表3。

表3 D類供區(qū)分析細(xì)分結(jié)果表Tab.3 Subdivision results table of power supply subarea for D

針對(duì)細(xì)分結(jié)果，確定各類供區(qū)10 kV及以上電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。D-甲類供區(qū)110 kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)推薦采用單環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，主變2臺(tái)，容量為40 MVA，10 kV導(dǎo)線截面推薦采用150 mm2，配變?nèi)萘客扑]采用200 kVA及以上；D-乙類供區(qū)110 kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)推薦采用雙輻射結(jié)構(gòu)，主變2臺(tái)，容量為31.5 MVA，10 kV導(dǎo)線截面推薦采用120 mm2，配變?nèi)萘客扑]采用100 kVA及以上；D-丙類供區(qū)110 kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)推薦采用單輻射結(jié)構(gòu)，主變2臺(tái)，容量為20 MVA，10 kV導(dǎo)線截面推薦采用120 mm2，配變?nèi)萘客扑]采用50 kVA及以上。

4 結(jié)語

本文形成了供電分區(qū)細(xì)分方法，為更加合理地開展差異化電網(wǎng)建設(shè)、確定各區(qū)域典型供電模式奠定了基礎(chǔ)。

對(duì)供電區(qū)域進(jìn)行細(xì)分，首先需根據(jù)《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》對(duì)供電分區(qū)進(jìn)行初步劃分；然后根據(jù)同類供區(qū)不同區(qū)塊功能定位、人口規(guī)模、GDP規(guī)模、行政村之間的距離四個(gè)因素將不同區(qū)塊細(xì)分為甲、乙、丙三類；再綜合考慮不同因素的細(xì)分結(jié)果，取各因素中細(xì)分結(jié)果的最高級(jí)作為最終結(jié)果。

最終，將C類及以上供區(qū)按照功能定位、人口規(guī)模和GDP規(guī)模分為甲、乙、丙三類供區(qū)，將D、E類供區(qū)根據(jù)人口規(guī)模、行政村之間距離分為甲、乙、丙三類供區(qū)。

（References）

[1]中國電力科學(xué)研究院，國家電網(wǎng)公司.DL/T 5729-2016《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》[S].國家能源局，2016.China Electric Power Research Institute,State Grid Corporation of China.The guide of planning and design of distribution network[S].National Energy Administration,2016.

[2]宋勝參，陳笑宇，張秋雨等.基于供電分區(qū)的配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)與分區(qū)模塊設(shè)計(jì)研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2016,6(4):63-64.Song Shengcan,Chen Xiaoyu,Zhang Qiuyu ,et al.Design Research on Distribution Network Planning Techniques and Partition Module Based on Power Supply Zone[J].Modern Industrial Economy and In?formationization,2016,6(4):63-64.

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Study on Characteristics of Power Supply Regions and Subdivision Method of Power Supply Subarea in Qinghai

Huang Cunqiang1，He Yonglong1，An Juan1，Zhao Zhan2，Li Ningke2，Jiang Lianxu2
（1.Economic&Technology Research Institute of State Grid Qinghai Electric Power Company,Xining Qinghai810000,China;2.Beijing T&D Power Research Co.,Ltd.,Beijing102206,China）

The same power supply subarea still has relatively large differences,so unified con?struction standards for different regions of the same type may be too high or too low.In order to bet?ter implement the requirements of differentiation construction proposed by State Grid and lay the foundation for choosing a reasonable power supply mode and construction standard for different re?gions,subdivision method of power supply district is given through study of administrative level, population,economic scale and other characteristics of different regions.

power supply subarea;power supply;distribution network;power supply mode

TM715< class="emphasis_bold">[文獻(xiàn)標(biāo)志碼][文章編號(hào)]

[文章編號(hào)]1006-3986(2017)04-0040-05

2017-02-21

黃存強(qiáng)（1992）,男，青海省海東市人，助理工程師。

10.19308/j.hep.2017.04.009