面向特級負(fù)荷的城市電網(wǎng)差異化規(guī)劃

田旻雙　雙凱　金洪聲

【摘 要】城市電網(wǎng)差異化規(guī)劃在極端自然災(zāi)害、人為災(zāi)害等非常態(tài)情況下，面向特殊負(fù)荷的供電能力在時間和空間上的布置，是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要組成部分。為了解決電網(wǎng)可靠性及經(jīng)濟(jì)性，對城市電網(wǎng)中的特級負(fù)荷進(jìn)行差異化規(guī)劃，并探討了城市電網(wǎng)差異化流程。

【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)；差異化規(guī)劃；智能電網(wǎng)；可靠性

0 引言

我國電網(wǎng)建設(shè)不完善，抵御自然災(zāi)害的能力差。為提高電網(wǎng)大范圍抗冰能力，國家電網(wǎng)調(diào)整了電網(wǎng)設(shè)計、建設(shè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而由于全面提高標(biāo)準(zhǔn)將導(dǎo)致電網(wǎng)造價大幅度提升，國家電網(wǎng)決定采用“差異化”的設(shè)計原則，但如果大范圍提高安全標(biāo)準(zhǔn)，會導(dǎo)致電力工程造價大幅上漲，全面提高抗冰設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)并不現(xiàn)實，因此，滿足電網(wǎng)可靠性及經(jīng)濟(jì)性是電網(wǎng)差異化規(guī)劃的重點(diǎn)。

城市電網(wǎng)差異化規(guī)劃就是提高電力系統(tǒng)部分核心電氣元件的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，要求對重要電源送出線路、戰(zhàn)略性輸電線路、主網(wǎng)架、重要及高危用戶的供電差異化設(shè)計，要求在嚴(yán)重自然災(zāi)害情況下，這些核心線路、網(wǎng)架的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 城市電網(wǎng)特級負(fù)荷供電原則

電力負(fù)荷通常分為三類：如果停電將會造成政治經(jīng)濟(jì)重大損失的屬于一級負(fù)荷，要求兩個獨(dú)立電源供電，必要時備應(yīng)急電源；如果停電將會造成政治經(jīng)濟(jì)較大損失的屬于二級負(fù)荷，宜雙回路供電；其他為三級負(fù)荷，對電源無特殊要求。

目前，一些某些城市還劃分了特級負(fù)荷，特級負(fù)荷主要是指在重大自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭等非常態(tài)下需要保證供電的特殊負(fù)荷，比如國防、政府、交通（地鐵、機(jī)場）、醫(yī)院、通信等等負(fù)荷，特級負(fù)荷范圍需要嚴(yán)格限制，比如在重大自然災(zāi)害的情況下，醫(yī)院的治療中心、藥物儲備地應(yīng)屬于特級負(fù)荷，但是一些辦公用電負(fù)荷不應(yīng)屬于特級負(fù)荷。特級負(fù)荷是一級負(fù)荷的重要組成部分，其供電可靠性要求比一級負(fù)荷要高，在城市電網(wǎng)規(guī)劃中，應(yīng)對重要地區(qū)的重要負(fù)荷進(jìn)行規(guī)劃，對特級負(fù)荷供電方式采取以下原則：

（1）積極推廣城市特級負(fù)荷的概念，并嚴(yán)格限制特級負(fù)荷的范圍。由于嚴(yán)重自然災(zāi)害及戰(zhàn)爭等非常情況下，必須要保證救護(hù)、通信、交通等的正常運(yùn)行，在供電可靠性上，必須要加強(qiáng)特級負(fù)荷的推廣，其主要分為高危工業(yè)負(fù)荷（化工、礦產(chǎn)等）、救災(zāi)中心（醫(yī)院、救災(zāi)指揮中心等）及重要負(fù)荷（政治、通訊、交通等）三類。

（2）科學(xué)合理的規(guī)劃城市特級負(fù)荷。由于要單獨(dú)考慮特級負(fù)荷的供電方案，在城市規(guī)劃中可以考慮合理集中部分特級負(fù)荷， 如果特級負(fù)荷過于分散，那么向特級負(fù)荷供電的線路、變電站不能夠合理利用，這樣對導(dǎo)致電網(wǎng)投資大，設(shè)備利用率低，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。但如果特級負(fù)荷過于集中，一條線路或變電站故障會導(dǎo)致與大亮特級負(fù)荷停電。

（3）高標(biāo)準(zhǔn)站在災(zāi)害情況下供特級負(fù)荷容量不僅要滿足N-1原則。電網(wǎng)的任一電力設(shè)備（發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、變電設(shè)備等）由于某種原因發(fā)生故障被切除的情況下，應(yīng)不造成對用戶無法供電的局面，不能導(dǎo)致系統(tǒng)電壓崩潰。

（4）構(gòu)建特級負(fù)荷供電網(wǎng)絡(luò)。在構(gòu)建特級負(fù)荷供電網(wǎng)絡(luò)時，在不能由電壓等級來決定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，要形成各個電壓等級的供電通路，如500kV的部分線路可以采用考慮50年一遇的災(zāi)情，為了保證在嚴(yán)重自然災(zāi)害情況下對特級負(fù)荷供電，同時要考慮與之相關(guān)的220kV及以下的部分電力線路也應(yīng)該考慮50年一遇的災(zāi)情，形成對特級負(fù)荷的供電通道，可以考慮由特級負(fù)荷到電源的逐級向上的模式，也可以考慮由電源點(diǎn)到特級負(fù)荷的逐級向下的模式，不論采用何種模式，均要保證特級負(fù)荷供電網(wǎng)絡(luò)可靠、完整、簡單。

（5）特級負(fù)荷是指在非常態(tài)情況下的特別重要的一級負(fù)荷，在構(gòu)建一級負(fù)荷的供電網(wǎng)絡(luò)同時，對于特級負(fù)荷供電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)高于一級負(fù)荷的供電網(wǎng)絡(luò)，以此來保證對一級、特級負(fù)荷供電。特級負(fù)荷的供電網(wǎng)絡(luò)及一級負(fù)荷的供電網(wǎng)絡(luò)能夠應(yīng)對自然災(zāi)害等非常態(tài)情況，體現(xiàn)了未來電網(wǎng)的堅強(qiáng)、可靠特征，也為未來智能電網(wǎng)實現(xiàn)自愈提供了有利條件。

2 城市電網(wǎng)差異化規(guī)劃流程

（1）負(fù)荷預(yù)測

由于特級負(fù)荷的在非常情況下的重要性，做好負(fù)荷預(yù)測是變電站建設(shè)、輸電線路建設(shè)的依據(jù)，也是城市差異化規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)工作。預(yù)測太小則不能夠應(yīng)對非常規(guī)情況的復(fù)雜局面，那么不能夠體現(xiàn)城市電網(wǎng)差異化規(guī)劃的目的；預(yù)測太大則造成投資大，設(shè)備利用率低，不滿足經(jīng)濟(jì)性原則。所以負(fù)荷預(yù)測要采用先進(jìn)的預(yù)測方法。

（2）電力電量平衡

在滿足設(shè)計負(fù)荷水平的前提下，做好電力電量平衡，使系統(tǒng)的總裝機(jī)容量最小，運(yùn)行可靠的同時體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

（3）選址定容

由于當(dāng)前城市土地資源有限，征地費(fèi)用高，所以務(wù)必遵照“兩型一化”的設(shè)計原則，據(jù)統(tǒng)計，實施“兩型一化”，110-500kV變電站平均減少用地越2-3%，“兩型一化”變電站在基礎(chǔ)施工少，因此可節(jié)約費(fèi)用約為總造價的2～3%，變電站內(nèi)不用進(jìn)行人工綠化，采用碎石場地。對于變電站中低壓側(cè)，在技術(shù)性能及其他條件許可的情況下，可采用緊湊型預(yù)裝式箱式變電站，可以大量減少土建工作量，縮短施工周期；箱式變電變電站架構(gòu)少，占地面積小，電氣設(shè)備裸（下轉(zhuǎn)第113頁）（上接第132頁）露少，在城市環(huán)境較為惡劣的情況下，能夠有效防止外部環(huán)境對電氣設(shè)備性能的影響，減少維護(hù)工作量，同時達(dá)到環(huán)境友好的目的。為了節(jié)省城市用地，開關(guān)設(shè)備可以選擇可靠性高、智能型、小型化的電氣設(shè)備，綜合優(yōu)化電氣接線、平面布置及建筑物節(jié)能等措施，變電站綜合費(fèi)用可以降低5%左右。

（4）選線

建設(shè)“兩型三新”輸電線路，其主要目的是貫徹項目全壽命周期管理的理念和差異化設(shè)計的要求，集成應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝，實現(xiàn)輸電線路功能可靠、各部分壽命匹配全過程精益化管理，借閱建設(shè)和運(yùn)行總體成本，推進(jìn)基建標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，又好又快建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”輸電線路，實現(xiàn)國網(wǎng)公司建設(shè)方式的轉(zhuǎn)變。建設(shè)“兩型三新”輸電線路的總體要求時：技術(shù)創(chuàng)新、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約資源、環(huán)境友好。在設(shè)計理念上，推行全壽命周期最優(yōu)化設(shè)計，貫徹標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和差異化設(shè)計，確保安全可靠，提高輸電線路建設(shè)的效率和效益。選擇路徑時應(yīng)統(tǒng)籌考慮，科學(xué)利用走廊資源，避免大面積房屋拆遷，不占或少占耕地和經(jīng)濟(jì)效益高的土地，并可能避讓自然保護(hù)區(qū)、森林、果園、經(jīng)濟(jì)作物區(qū)，減少果木砍伐和對生態(tài)的影響。

（5）技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估

根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃的要求和差異化規(guī)劃設(shè)計要求，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、路徑長短、變電站位置、地理環(huán)境、城市整體規(guī)劃、交通、施工及運(yùn)行等各因素對選址定容及選線方案綜合考慮，選擇其中最為科學(xué)、合理、實際、易行的方案進(jìn)行規(guī)劃。

（6）規(guī)劃方案

規(guī)劃方案時務(wù)必考慮整個方案的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可行性及抗災(zāi)能力，要避免卡脖子風(fēng)險、抗災(zāi)風(fēng)險、大面積停電事故風(fēng)險、大短路電流風(fēng)險等等。

（7）規(guī)劃實施

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化，全方位、全范圍質(zhì)量監(jiān)管，全面應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)工藝、典型工法，認(rèn)真落實參建單位質(zhì)量管理主體責(zé)任，加強(qiáng)質(zhì)量巡檢和專項質(zhì)監(jiān)，確保工程“零缺陷”投運(yùn)。

3 結(jié)束語

為保證在自然災(zāi)害或戰(zhàn)爭等非正常狀態(tài)下的必要負(fù)荷供電，需要建立并推廣特級負(fù)荷的概念，并實施城市電網(wǎng)特級負(fù)荷的差異化規(guī)劃，采取自上而下或者自下而上的方式，在負(fù)荷預(yù)測、電力電量平衡、選址定容、選線、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估、規(guī)劃方案與實施等方面綜合考慮。以此來實現(xiàn)面向特級負(fù)荷的城市電網(wǎng)差異化規(guī)劃，在極端自然災(zāi)害、人為災(zāi)害等非常態(tài)情況下，面向特殊負(fù)荷的供電能力在時間和空間上的布置，是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要組成部分。

【參考文獻(xiàn)】

[1]葛少云，張國良，申剛.中壓配電網(wǎng)各種接線模式的最優(yōu)分段[J].電網(wǎng)技術(shù)，2006，30（4）：87-91.

[2]王凱軍，肖峻，葛少云，等.杭州濱江區(qū)10kV配電網(wǎng)規(guī)劃中的接線模式與轉(zhuǎn)供能力分析[J].中國電力，2005，38（2）：64-69.

[3]城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則[C].國家電網(wǎng)公司策劃部，科技部，2006.endprint