城市電力設(shè)施空間布局研究

楊海林，張 玲，仲曙光，方曉曦，郝良霞，納 真

(國(guó)網(wǎng)青海省電力公司西寧供電公司，青海 西寧 810008)

0 引言

城市電力設(shè)施建設(shè)，其建設(shè)規(guī)模和實(shí)施難易程度會(huì)隨城市發(fā)展而不斷擴(kuò)大與增加，以至于在城市發(fā)展中逐漸暴露出站點(diǎn)用地規(guī)劃不合理、落點(diǎn)與布點(diǎn)困難、電力走廊受限制等問(wèn)題，在后期電力設(shè)施建設(shè)進(jìn)度的同時(shí)，不僅對(duì)該城市區(qū)域供電可靠性、電壓質(zhì)量等要素提升產(chǎn)生不良影響，而且限制地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。基于城市電力設(shè)施建設(shè)重要性，為推動(dòng)電網(wǎng)規(guī)劃與地區(qū)空間布局規(guī)劃深度融合,更好協(xié)調(diào)城市建設(shè)和電網(wǎng)建設(shè)同步發(fā)展，集中力量開(kāi)展電力設(shè)施布局優(yōu)化和空間布局專項(xiàng)研究勢(shì)在必行。

以西寧市為例，以政府規(guī)劃和電網(wǎng)規(guī)劃為基本依據(jù)，深入研究城區(qū)電網(wǎng)存在問(wèn)題、發(fā)展定位及電力需求，以解決現(xiàn)狀問(wèn)題、滿足電力發(fā)展需求為目標(biāo)，確定城區(qū)變電站布點(diǎn)及線路廊道規(guī)劃方案，深化布局規(guī)劃與城市規(guī)劃、土地規(guī)劃、項(xiàng)目計(jì)劃等無(wú)縫銜接，以確保后期電力設(shè)施建設(shè)順利實(shí)施。

1 電網(wǎng)現(xiàn)狀

1.1 現(xiàn)狀電網(wǎng)規(guī)模及布局

“十三五”末，西寧城區(qū)共有110 kV變電站34座，主變壓器69臺(tái)、容量3 372 MVA；35 kV變電站3座，主變壓器6臺(tái)、容量39 MVA；110 kV線路86條,長(zhǎng)度914 km；35 kV線路6條,長(zhǎng)度68 km。變電站布點(diǎn)及供電范圍如圖1所示。

圖1 變電站布點(diǎn)及供電范圍

1.2 電網(wǎng)存在問(wèn)題

1)供電可靠率不高。根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的全國(guó)52個(gè)主要城市用戶供電可靠性指標(biāo)報(bào)告中，西寧市用戶平均停電時(shí)間排名47名，西寧市停電事故時(shí)發(fā)，導(dǎo)致供電可靠率低。

2)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱。城區(qū)110 kV電網(wǎng)有9座雙輻射接線變電站，10 kV電網(wǎng)有42條輻射線路，致使西寧地區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)架尚不夠堅(jiān)強(qiáng)，難以滿足城網(wǎng)高可靠性供電要求。

3)安全穩(wěn)定供電能力薄弱。部分變壓器和線路負(fù)載率過(guò)大的問(wèn)題，影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。突出表現(xiàn)在，110 kV電網(wǎng)有2座變電站4臺(tái)主變壓器負(fù)載率接近80%，導(dǎo)致電網(wǎng)設(shè)備之間互相供電功能受限，同時(shí)易造成變壓器和導(dǎo)線損壞。

4)用電需求和站址廊道不協(xié)調(diào)。負(fù)荷密集中心城區(qū)布點(diǎn)和廊道困難，城市中心負(fù)荷集中區(qū)域變電站站點(diǎn)難以落地，關(guān)鍵廊道尚未貫通。110 kV中心變(水井巷變電站)為“十二五”初就納入電力規(guī)劃重要變電站，但由于站址難以選取，至今尚未確定，影響了中心商務(wù)區(qū)安全可靠供電；尚在建設(shè)的110 kV維物變站點(diǎn)位于湟水河河邊，變電站配出方向單一，通道緊張，線路迂回供電問(wèn)題突出。為配合政府市政建設(shè)，小橋變電站需遷址，將導(dǎo)致小橋變電站供電范圍遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，供電半徑較長(zhǎng)，影響供電電壓質(zhì)量；昆侖大道、南川東路等13條主要街道電力廊道尚需貫通。

5)電網(wǎng)建設(shè)與城市發(fā)展節(jié)奏不協(xié)調(diào)。城市路網(wǎng)建設(shè)與電力廊道建設(shè)立項(xiàng)節(jié)奏不匹配，電力建設(shè)難以有力支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，電網(wǎng)超前建設(shè)還需足夠重視和支持。

2 規(guī)劃思路和目標(biāo)

2.1 規(guī)劃思路

在西寧市總體發(fā)展戰(zhàn)略框架內(nèi)，以市總體規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、控制性詳細(xì)規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施專項(xiàng)規(guī)劃等政府規(guī)劃為依據(jù)，分析負(fù)荷發(fā)展需求，結(jié)合現(xiàn)狀電網(wǎng)存在問(wèn)題，整合資源，與市政道路修建計(jì)劃相銜接，實(shí)施電力廊道貫通，推動(dòng)電網(wǎng)規(guī)劃落地。

2.2 規(guī)劃目標(biāo)

1)服務(wù)西寧市發(fā)展定位，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展電力需求。以政府規(guī)劃為依據(jù)，采用空間負(fù)荷預(yù)測(cè)方法開(kāi)展電力需求預(yù)測(cè)，完成電力設(shè)施空間布局，將規(guī)劃的站址與廊道納入西寧市發(fā)展總體規(guī)劃和土地利用規(guī)劃，確保規(guī)劃項(xiàng)目順利實(shí)施。

2)提高供電可靠性，縮短停電時(shí)間，滿足人民用電需求。中心城區(qū)發(fā)展定位較高，負(fù)荷密度大，可靠性要求高，現(xiàn)有變電站可擴(kuò)建能力不足，配出電力廊道資源緊張，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷發(fā)展需求新建變電站，同時(shí)結(jié)合市政道路修建計(jì)劃，開(kāi)展電力廊道貫通，解決電纜通道卡脖子的問(wèn)題；

針對(duì)城市發(fā)展區(qū)域存在影響供電可靠性單幅射供電、供電距離較長(zhǎng)等問(wèn)題，通過(guò)合理增加變電站布點(diǎn)，利用新增布點(diǎn)的配出與原有線路形成聯(lián)絡(luò)或新建配出合理切改供電范圍等方法，縮短供電距離；

隨著城市區(qū)域的發(fā)展，區(qū)域內(nèi)35 kV變電站在供電容量和供電可靠性方面已不能滿足城市發(fā)展需求，規(guī)劃將原有35 kV變電站退出運(yùn)行，改為110 kV變電站供電；

對(duì)于市政統(tǒng)一規(guī)劃有搬遷需求的變電站，結(jié)合區(qū)域負(fù)荷發(fā)展需求及可靠性要求及時(shí)選取新的變電站布點(diǎn)，為原有區(qū)域內(nèi)電力用戶提供穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)電力供應(yīng)。

3)挖掘現(xiàn)有變電站的供電容量，利用現(xiàn)有廊道資源優(yōu)化提升電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)區(qū)域負(fù)荷發(fā)展需求，分析現(xiàn)有變電站供電容量和站內(nèi)可擴(kuò)建空間，優(yōu)先考慮利用現(xiàn)有站址資源，原址增容擴(kuò)建變電站；網(wǎng)架優(yōu)化項(xiàng)目充分利用現(xiàn)有廊道資源，綜合優(yōu)化和釋放現(xiàn)有土地資源利用效率空間，提高土地資源利用效率。

4)按照問(wèn)題導(dǎo)向、可執(zhí)行、可落地目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)建思路，完善各級(jí)配電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架。城區(qū)同塔雙輻射單系統(tǒng)供電的110 kV變電站基本集中在城中區(qū)，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)建，將通過(guò)330 kV變電站110 kV配出工程，調(diào)整為單鏈雙系統(tǒng)供電模式；

利用330 kV變電站配出優(yōu)化城區(qū)現(xiàn)有網(wǎng)架，將部分110 kV變電站進(jìn)線電源就近改接，減少跨區(qū)供電，縮短輸電線路供電長(zhǎng)度，騰出330 kV變電站110 kV間隔，為其他規(guī)劃變電站就近接入系統(tǒng)提供便利；

加強(qiáng)城市邊緣負(fù)荷發(fā)展熱點(diǎn)區(qū)域110 kV網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化和變電站布點(diǎn)，推進(jìn)330 kV變電站配出進(jìn)程和變電站布點(diǎn)。

3 負(fù)荷預(yù)測(cè)及需求分析

3.1 負(fù)荷預(yù)測(cè)

根據(jù)《西寧市城市總體規(guī)劃》，按照不同性質(zhì)用地分類，將西寧城區(qū)用地分為八類，分別是居住用地、公共管理與公共服務(wù)用地、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地、工業(yè)用地、物流倉(cāng)儲(chǔ)用地、道路與交通設(shè)施用地、公用設(shè)施用地、綠地與廣場(chǎng)用地。

依據(jù)《城市電力規(guī)劃規(guī)范》(GB/T 50293—2014))、《青海配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃指導(dǎo)手冊(cè)》、《城市房屋供配電設(shè)施建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》相關(guān)內(nèi)容，確定本地區(qū)各類用地飽和負(fù)荷密度指標(biāo)及需用系數(shù)。除高山、水域、森林等無(wú)效供電面積外，西寧城區(qū)有效面積為176.25 km2，應(yīng)用空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法得到各地具體負(fù)荷分布預(yù)測(cè)結(jié)果，選取適當(dāng)同時(shí)率，得到西寧市區(qū)總負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 西寧市飽和負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果

3.2 供電容量需求分析

按照《城市電力規(guī)劃規(guī)范》(GB/T 50293—2014))要求，110 kV容載比范圍宜在1.8～2.2，考慮到西寧市飽和年負(fù)荷發(fā)展趨于平緩，將容載比取值為1.8，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果確定容量需求。110 kV供電容量分析見(jiàn)表2。

表 2 110 kV供電容量

根據(jù)上述110 kV供電容量分析結(jié)果得出，到2035年城區(qū)負(fù)荷預(yù)計(jì)達(dá)到3 146 MW，變電容量需求為5 663 MW，現(xiàn)狀區(qū)域內(nèi)變電容量為3 735 MVA，到2035年容量缺額為1 928 MVA。按照每座變電站2×50 MVA規(guī)模計(jì)算，到2035年，城區(qū)需規(guī)劃建設(shè)19座110 kV變電站,考慮小橋變遷站址，共有20個(gè)站址的需求。

3.3 各分區(qū)供電容量需求分析

根據(jù)行政區(qū)劃和區(qū)域發(fā)展特點(diǎn)將西寧劃分為7個(gè)片區(qū)，應(yīng)用空間負(fù)荷預(yù)測(cè)法得到各片區(qū)具體負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果及變電站站址需求見(jiàn)表3。

表3 負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果及變電站需求

4 站址及廊道規(guī)劃

4.1 城區(qū)站址規(guī)劃

根據(jù)上述分區(qū)變電站布點(diǎn)需求情況，依據(jù)電力設(shè)施空間布局思路及目標(biāo)，可規(guī)劃變電站建設(shè)時(shí)序與占地面積，合計(jì)規(guī)劃站址20座，占地面積9.8公頃。規(guī)劃變電站布點(diǎn)及供電范圍如圖2所示。

圖2 規(guī)劃變電站布點(diǎn)及供電范圍

4.2 城區(qū)線路廊道規(guī)劃

根據(jù)各區(qū)域變電站布點(diǎn)情況，綜合考慮電源進(jìn)線及網(wǎng)架優(yōu)化需求，規(guī)劃相應(yīng)線路廊道，合計(jì)需建廊道29回。城區(qū)廊道規(guī)劃見(jiàn)表4。

表4 城區(qū)廊道規(guī)劃

4.3 上一級(jí)輸電網(wǎng)(750 kV、330 kV)規(guī)劃布局需求

1)站址需求。西寧向東、西拓展缺少330 kV電源點(diǎn)支撐，同時(shí)規(guī)劃建設(shè)的地鐵牽引站需要330 kV變電站提供上級(jí)電源布點(diǎn)。

根據(jù)上級(jí)主網(wǎng)架空間布局規(guī)劃，西寧城區(qū)至2035年需建設(shè)2座330 kV變電站，城東區(qū)及多巴新城各規(guī)劃新建1座。

2)廊道需求。750 kV線路廊道為跨越城區(qū)的電力線路通道，330 kV線路廊道為規(guī)劃2座330 kV變電站電源進(jìn)線通道。

5 建議

1.建議市政府研究出臺(tái)支持電網(wǎng)發(fā)展政策意見(jiàn)，建立電網(wǎng)發(fā)展溝通協(xié)調(diào)機(jī)制，將電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目分級(jí)納入政府重點(diǎn)項(xiàng)目清冊(cè)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)項(xiàng)目規(guī)劃融合、行政審批、建設(shè)供電、征拆賠償?shù)认嚓P(guān)工作，確保電網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目順利落地實(shí)施。

2.建議市政府加大電力管廊建設(shè)支持力度，在相關(guān)道路修建方案和可研階段，通知供電公司同步開(kāi)展配套電網(wǎng)工程可研和前期工作，實(shí)現(xiàn)電力廊道與道路建設(shè)改造同步立項(xiàng)、同步建設(shè)。