淺談智造城市發(fā)展態(tài)勢(shì)下的城市電網(wǎng)規(guī)劃
——以無錫市為例

王丹鳳

無錫市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江蘇無錫 214031

1 無錫市正步入智造城市發(fā)展新階段

無錫市經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)來自長(zhǎng)期工商互促、主動(dòng)對(duì)接區(qū)域，在蘇、錫、常3市中，無錫的制造業(yè)與服務(wù)業(yè)、內(nèi)生與外向經(jīng)濟(jì)處于相對(duì)均衡狀態(tài)，無錫人均經(jīng)濟(jì)規(guī)模、消費(fèi)、研發(fā)投入水平在周邊地區(qū)居于領(lǐng)先地位。

無錫市在改革開放啟動(dòng)期，城市由內(nèi)生型、村社主導(dǎo)，村鎮(zhèn)空間分散，在改革開放深化期，工業(yè)由外源型、園區(qū)主導(dǎo)向城市集中。就2009～2014年無錫市資金密集型制造業(yè)分析，占比高增長(zhǎng)慢的主要有化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、通用設(shè)備制造業(yè)、交通設(shè)備制造業(yè)和電氣機(jī)械和器材制造業(yè)等，占比低增長(zhǎng)快的行業(yè)主要有飲料制造業(yè)、石油加工/煉焦及核燃料加工業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)和廢棄資源綜合利用業(yè)。到2017年無錫市3大產(chǎn)業(yè)比例調(diào)整為1.3：47.3：51.5，第三產(chǎn)業(yè)比重已經(jīng)超過第二產(chǎn)業(yè)[1]。

隨著無錫市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，無錫不斷推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展，無錫的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)加快調(diào)高調(diào)優(yōu)，不斷拓深拓廣改革開放，無錫的城鄉(xiāng)區(qū)域趨于協(xié)調(diào)協(xié)同，目標(biāo)發(fā)展為一個(gè)智造之城、宜居之城。無錫在蘇南創(chuàng)新體系中與常州、鎮(zhèn)江同為科技轉(zhuǎn)化職能，重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)為物聯(lián)網(wǎng)、集成電路、新材料、精密機(jī)械、電子信息、汽車、生物醫(yī)藥、新能源等。在新時(shí)代下依托豐富的自然、文化資源大力發(fā)展消費(fèi)、服務(wù)經(jīng)濟(jì)，重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)為旅游、休閑、娛樂、影視、健康和養(yǎng)老等。

2 智造城市發(fā)展態(tài)勢(shì)下城市電網(wǎng)規(guī)劃的重點(diǎn)

傳統(tǒng)的城市電網(wǎng)規(guī)劃主要包括負(fù)荷預(yù)測(cè)、電源規(guī)劃、變電站選址布局和高壓架空線規(guī)劃幾大塊內(nèi)容，主要是為了協(xié)調(diào)城市用地、滿足城市用電需求。在智能制造新業(yè)態(tài)下，城市電力供應(yīng)首先，應(yīng)與區(qū)域、城市發(fā)展相適應(yīng)，其次，與城市用地相協(xié)調(diào)，最后，需要為電力部門、規(guī)劃管理部門提供良好的信息維護(hù)平臺(tái)。

2.1 城市電力供應(yīng)與城市發(fā)展相適應(yīng)

2.1.1 合理的負(fù)荷預(yù)測(cè)

在統(tǒng)計(jì)城市歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分析得出電力電量的歷史規(guī)律，研究電力行業(yè)發(fā)展受影響的因素，一般來說，一類是宏觀因素，包括政府政策、科技發(fā)展水平、國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、稅收和匯率等，另一類是微觀因素，包括企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略、目標(biāo)、成本和其他方面[2]。無錫市電力發(fā)展主要依托于地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，未來幾年隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步調(diào)整，智能工業(yè)、大數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，地區(qū)生產(chǎn)總值將會(huì)持續(xù)快速增長(zhǎng)，與之強(qiáng)相關(guān)的用電量也將會(huì)在同時(shí)期出現(xiàn)快增長(zhǎng)。

無錫市區(qū)城市化的進(jìn)程腳步不斷加快，在經(jīng)歷了2008～2009年的巨幅波動(dòng)后，污染大能耗大的企業(yè)逐漸退出歷史舞臺(tái)。隨著無錫產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化和調(diào)整，市區(qū)用電負(fù)荷近幾年都呈震蕩式發(fā)展。2015年開始，無錫打造產(chǎn)業(yè)發(fā)展新高地，在“經(jīng)濟(jì)強(qiáng)”上有突破進(jìn)展。在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及高端產(chǎn)業(yè)發(fā)展使得三產(chǎn)及部分二產(chǎn)產(chǎn)品比重增大，電力增長(zhǎng)將和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)，電力彈性系數(shù)在0.8～1左右。

“十三五”“十四五”期間，無錫將大力發(fā)展智能制造、物聯(lián)網(wǎng)、旅游業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)，用電量和負(fù)荷值的增長(zhǎng)仍會(huì)持續(xù)，按照上海、深圳、東莞等城市規(guī)律，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)震蕩調(diào)整的門檻期大約5～8年，預(yù)測(cè)2020年三產(chǎn)比重仍然基本穩(wěn)定在50%左右，旅游業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的用電特性較為平穩(wěn)；第一產(chǎn)業(yè)依托物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展會(huì)在平緩中略有上升；第二產(chǎn)業(yè)用電增長(zhǎng)將穩(wěn)中求進(jìn)。預(yù)計(jì)至2020年，第一產(chǎn)業(yè)用電量增速將保持在10%～15%，第二產(chǎn)業(yè)用電量增速將保持在5%左右，第三產(chǎn)業(yè)用電量增速將保持在11%左右，居民生活用電量增速將保持在15%左右。經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)的變化，將促使電力需求增加，但由于技術(shù)進(jìn)步、企業(yè)管理水平的提高，以及節(jié)能降耗措施的實(shí)施，使得勞動(dòng)生產(chǎn)率大大提高，從而使用電單耗保持下降趨勢(shì)。隨著工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)由低附加值、高耗能產(chǎn)業(yè)向高附加值、低消耗產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，工業(yè)用電單耗將趨于下降[3]。

通過新業(yè)態(tài)發(fā)展對(duì)電力需求的影響分析，在得到合理的預(yù)測(cè)負(fù)荷的基礎(chǔ)上研究各等級(jí)高壓變電站的變電系數(shù)，從而得出合理的變電站規(guī)模。

2.1.2 電力設(shè)施布局規(guī)劃

（1）電源層規(guī)劃。電源層的規(guī)劃需要區(qū)內(nèi)/區(qū)外電源、傳統(tǒng)/清潔能源聯(lián)合考慮，結(jié)合上國(guó)家級(jí)、省級(jí)的能源規(guī)劃、行動(dòng)計(jì)劃，比如打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的三年行動(dòng)計(jì)劃，對(duì)于燃煤電廠機(jī)組服役年限關(guān)停、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)等項(xiàng)目都有明確指導(dǎo)意見，在此基礎(chǔ)上綜合考慮500kV分片區(qū)的安全影響因素，分析各供電分區(qū)的夏季高峰供電缺口和500kV系統(tǒng)全停風(fēng)險(xiǎn)，以保障城市電力安全為根本進(jìn)行電源點(diǎn)布局。

（2）高壓變電站規(guī)劃。分析220kV變電站合理的供電范圍，220kV電網(wǎng)分區(qū)劃分應(yīng)以不降低分區(qū)電網(wǎng)安全可靠水平為前提。220kV電網(wǎng)分區(qū)規(guī)劃原則上以2座或以上500kV變電站、3臺(tái)或以上500kV主變，作為主要用電電源，并盡可能包含接入地區(qū)220kV電網(wǎng)的大容量發(fā)電廠，將220kV電網(wǎng)規(guī)劃為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的220kV分區(qū)。過渡年份可考慮1座500kV變電站獨(dú)立分區(qū)，但主變臺(tái)數(shù)需達(dá)到3臺(tái)及以上，或220kV分區(qū)內(nèi)應(yīng)有足夠容量的發(fā)電電源。各范圍中的110kV變電站需要結(jié)合用地、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃進(jìn)行分區(qū)負(fù)荷校核，來確定該片區(qū)需要增加的變電容量。

（3）各電壓等級(jí)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃。輸電系統(tǒng)中既要考慮充裕度，也要考慮安全度，需對(duì)規(guī)劃電網(wǎng)進(jìn)行多層次的安全適應(yīng)性評(píng)估，如主變及線路“N-1”校核、同塔雙回線路的“N-2”校核等。堅(jiān)持貫徹“電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程”，電網(wǎng)滿足“電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則”及“江蘇電網(wǎng)規(guī)劃研究與設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則”的相應(yīng)要求，兼顧國(guó)務(wù)院599號(hào)令的具體要求，從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的角度加強(qiáng)防范電力安全事故。

（4）智能電網(wǎng)、一流電網(wǎng)規(guī)劃。隨著區(qū)外來電規(guī)模大幅擴(kuò)張，電網(wǎng)建設(shè)難度越來越大，客觀上要求電網(wǎng)發(fā)展要充分發(fā)揮既有電網(wǎng)的輸電能力，在電網(wǎng)規(guī)劃中加強(qiáng)電網(wǎng)新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，并為降低短路電流、優(yōu)化潮流分布提供全新的解決方案，從而適應(yīng)“世界一流電網(wǎng)”建設(shè)的新要求。

城市電網(wǎng)在一流電網(wǎng)示范區(qū)的成功經(jīng)驗(yàn)上進(jìn)行技術(shù)推廣，各街鎮(zhèn)的供電可靠性指標(biāo)需要合理給出。

2.2 改建、新建電力設(shè)施選址選線與區(qū)域發(fā)展、城市用地相協(xié)調(diào)

2.2.1 高壓變電站規(guī)劃

（1）現(xiàn)狀高壓變電站。根據(jù)現(xiàn)狀高壓變電站的規(guī)模、設(shè)備運(yùn)行、負(fù)載率、擴(kuò)建條件、轉(zhuǎn)供能力、并網(wǎng)分布式能源情況、存在問題的分析，結(jié)合變電站所在地周邊用地情況，對(duì)現(xiàn)狀變電站提出擴(kuò)建、翻建、技改和退役計(jì)劃，并研究是否需要增加建設(shè)用地。如對(duì)城市35kV電網(wǎng)層公用變，原則上全部退役，可結(jié)合周邊發(fā)展進(jìn)行升壓改造，也可結(jié)合電網(wǎng)發(fā)展新型電力儲(chǔ)能。

（2）規(guī)劃新建高壓變電站。新建變電站涉及選址、標(biāo)準(zhǔn)化（非標(biāo)準(zhǔn)化）建設(shè)用地、建設(shè)規(guī)模是否有預(yù)留擴(kuò)建余地，進(jìn)出高壓線走廊的預(yù)控以及供電范圍的確定。嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范，與周邊建筑預(yù)留充足的安全距離，原則上110kV及以下高壓變電站以戶內(nèi)變建設(shè)為主，220kV變電站以半戶外式為主。

2.2.2 高壓輸電線路規(guī)劃

（1）現(xiàn)狀高壓輸電線路。梳理現(xiàn)狀高壓輸電線路的運(yùn)行情況，是否存在線路老化、載流量不足、弧垂過低、走廊占用城市建設(shè)用地，確定是否需要改遷、換線，并結(jié)合電纜區(qū)域進(jìn)行入地敷設(shè)。

（2）新建高壓輸電線路。利用城市市政走廊，以集約土地為原則，結(jié)合電纜區(qū)域合理選擇新建高壓輸電線路徑和敷設(shè)方式。高壓走廊寬度根據(jù)當(dāng)?shù)匾罂刂?，但不得低于?guī)范的下限值。

2.2.3 中壓電力柜規(guī)劃

中壓電力柜可考慮將供電區(qū)域單元化，根據(jù)用地開發(fā)的強(qiáng)度來研究其分散布置還是集中布置，中壓電力柜需要占用獨(dú)立用地，亦需要與其他建筑留有安全距離，中壓電力柜的布置可在下一步中壓電網(wǎng)專項(xiàng)規(guī)劃中細(xì)化研究。

2.3 城市電力的信息化管理

為配合城市多規(guī)合一空間規(guī)劃信息平臺(tái)建設(shè)，整合各部門基礎(chǔ)及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)校核更新、補(bǔ)充完善，城市電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)進(jìn)行地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）錄入，變電站的輸入屬性應(yīng)包括名稱、占地面積、規(guī)模、變壓等級(jí)、建設(shè)時(shí)間、上級(jí)電源、平均負(fù)載率和建設(shè)計(jì)劃，輸電線路的屬性應(yīng)包括線路名稱、敷設(shè)方式、建設(shè)年份、存在問題、建設(shè)計(jì)劃等，并在城市電網(wǎng)建設(shè)過程中不斷更新維護(hù)。

3 結(jié)語

城市電網(wǎng)規(guī)劃更需要結(jié)合實(shí)際情況，研究新興行業(yè)帶來的工業(yè)用電的變化，為電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的重點(diǎn)；根據(jù)城市發(fā)展、用地性質(zhì)合理布局變電站，選址選線為局部規(guī)劃的重點(diǎn)，需要結(jié)合各類規(guī)劃控制分區(qū)；一些老舊變電站存在運(yùn)行隱患、不集約用地的情況，為對(duì)現(xiàn)狀電網(wǎng)規(guī)劃的重點(diǎn)；新業(yè)態(tài)下的智能電力，要求電網(wǎng)設(shè)施技術(shù)升級(jí)，這也是城市電網(wǎng)規(guī)劃中不可或缺的一部分。