城市配電網(wǎng)提升改造投資方向的有效策略分析

劉 云

（國(guó)網(wǎng)河北省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，河北 石家莊050051）

0 引 言

過(guò)去7年國(guó)家電網(wǎng)公司的投資重心在主網(wǎng)，城市投資一直有所忽略。主網(wǎng)投資的目的主要是滿足用電量增速的需要。隨著國(guó)內(nèi)用電量增速的放緩，國(guó)家電網(wǎng)公司的投資重心將朝城市配網(wǎng)轉(zhuǎn)移。2013年這一特征表現(xiàn)得非常明顯，在基本網(wǎng)架已經(jīng)建設(shè)完成的情況下，配網(wǎng)建設(shè)成為投資的重點(diǎn)。

2013年9月中旬，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見(jiàn)》。在配電網(wǎng)方面，《意見(jiàn)》明確提出：要將配電網(wǎng)發(fā)展納入城鄉(xiāng)整體規(guī)劃，進(jìn)一步加強(qiáng)城市配電網(wǎng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)各電壓等級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展。總體而言，2014年及以后，投資重點(diǎn)在于城市配網(wǎng)建設(shè)。因此，如何提高城市配電網(wǎng)投資效果成為目前城市配網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵課題。

1 城市配網(wǎng)提升改造投資方向

城市配網(wǎng)提升改造投資分析的最大難點(diǎn)在于投資方向的確定。由于投資方向多元化，到底如何衡量各投資方向，對(duì)于投資方向的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益該如何綜合考慮，難以清晰地論述。但總體而言，對(duì)于一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的城市配電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，其各部分所產(chǎn)生的效益與其投資在一定程度上應(yīng)該成正比，否則會(huì)引起投資比例失調(diào)，從這個(gè)意義上本文結(jié)合相關(guān)研究成果，根據(jù)配網(wǎng)各部分投資在配網(wǎng)電網(wǎng)總投資中所占比例來(lái)確定初步的配網(wǎng)投資方向，在此基礎(chǔ)上綜合考慮其他因素對(duì)其進(jìn)行修正［1］。

城市配網(wǎng)投資主要涉及以下幾個(gè)方向：

（1）完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

建設(shè)混合線路多分段適度聯(lián)絡(luò)，純電纜線路為環(huán)網(wǎng)接線方式的目標(biāo)網(wǎng)架，降低用戶故障停電時(shí)間，提高配網(wǎng)混合線路互聯(lián)率、絕緣化率、“N－1”比例和電纜網(wǎng)環(huán)網(wǎng)率，增強(qiáng)負(fù)荷轉(zhuǎn)（互）供能力，進(jìn)一步完善配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、潮流優(yōu)化能力，提高目標(biāo)網(wǎng)架安全性、可靠性。

（2）擴(kuò)大自動(dòng)化區(qū)域

因地制宜，不斷優(yōu)化自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方式，按照供電區(qū)域?qū)╇娍煽啃砸蟮牟煌町惢贫ㄅ潆娮詣?dòng)化建設(shè)改造方案，實(shí)現(xiàn)線路監(jiān)控點(diǎn)合理分布，形成“一遙”、“二遙”、“三遙”組合式配電自動(dòng)化系統(tǒng)。

（3）加大設(shè)備改造

對(duì)配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估的基礎(chǔ)上，合理提高設(shè)備改造標(biāo)準(zhǔn)，重視環(huán)境設(shè)施建設(shè)，完善設(shè)備安全標(biāo)識(shí)，對(duì)不滿足安全運(yùn)行要求的設(shè)備加大改造力度，不斷提高設(shè)備的抗外力破壞和抵御惡劣天氣的能力，切實(shí)提升配網(wǎng)設(shè)備的健康水平。

（4）提高運(yùn)維能力

深入推進(jìn)配網(wǎng)狀態(tài)檢修，完善設(shè)備檢測(cè)技術(shù)裝備配置，加強(qiáng)配網(wǎng)的全過(guò)程技術(shù)監(jiān)督，提高配網(wǎng)設(shè)備故障診斷水平和狀態(tài)管理水平，以狀態(tài)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)全面開(kāi)展配網(wǎng)狀態(tài)檢修工作。同時(shí)整合配網(wǎng)信息資源，充分發(fā)揮配網(wǎng)搶修指揮和配網(wǎng)運(yùn)行管理對(duì)配電安全可靠的支撐作用。

對(duì)于四大投資方向，如何保證所產(chǎn)生的效益與投資成正比，下面以某城市配電網(wǎng)為例分析正確的投資方向。

2 某城市配網(wǎng)提升改造投資方向分析

2013年末，某城市建設(shè)改造區(qū)域有工業(yè)用戶388戶，一般工商業(yè)用戶21 316戶，居民用戶43．8萬(wàn)戶。2013年建設(shè)改造區(qū)域10 kV最大負(fù)荷1 395．3 MW，供電量43．28億kWh，平均負(fù)荷密度8．13 MW／km2，最大負(fù)荷增長(zhǎng)率為3．2%。

建設(shè)改造區(qū)域涉及220 kV變電站2座，其中一站采取內(nèi)橋接線形式，2路進(jìn)線，電纜13．222 km，架空8．55 km；另一站采取雙母線分段接線形式，4路進(jìn)線中2路來(lái)自500 kV站、2路來(lái)自220 kV站，架空31．254 km。220 kV 主變3臺(tái)，容量600 MVA，2013年最大負(fù)荷519．24 MW。

涉及110 kV變電站20座，均為內(nèi)橋式接線，具備兩路及以上進(jìn)線，架空線路長(zhǎng)度136．522 km，電纜線路長(zhǎng)度112．149 km，進(jìn)線電源較為堅(jiān)強(qiáng)，供電可靠性高，能夠滿足線路“N－1”要求。110 kV主變47臺(tái)，總?cè)萘? 000 MVA，20座110 kV變電站2013年最大負(fù)荷1 445．27 MW。

市區(qū)二環(huán)內(nèi)共有10 kV配電線路481條，其中公用配電線路470條，專用配電線路11條。470條公用配電線路中，電纜線路297條，架空和電纜混合線路173條，線路總長(zhǎng)2 036．462 km，電纜線路總長(zhǎng)1 513．185 km，電纜化率74．30%，架空線路總長(zhǎng)523．277 km，絕緣化率100%，核心區(qū)項(xiàng)目已改造75條，本期改造395條。

目前，建設(shè)改造區(qū)域254條純電纜線路，21條實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，配電自動(dòng)化覆蓋率僅8．26%；建設(shè)改造區(qū)域141條混合配電線路，12條實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，配電自動(dòng)化覆蓋率僅8．51%；在395條公用配電線路中，光纖通信涉及362條公用配電線路，22座變電站、330座（424段）開(kāi)閉站及環(huán)網(wǎng)柜，350臺(tái)柱上開(kāi)關(guān)。

對(duì)141條混合線路跌落、隔離開(kāi)關(guān)及分支引線等老舊設(shè)備進(jìn)行更換，改造配電變臺(tái)低壓刀閘150組、高壓刀閘550組、跌落230組、分支引線13．6 km。

四大方向投資：其中完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為7 131萬(wàn)元；擴(kuò)大自動(dòng)化區(qū)域?yàn)? 047萬(wàn)元，配套通訊3 736萬(wàn)元；加大設(shè)備改造，499萬(wàn)元；提高運(yùn)維能力，沒(méi)有投入。比例為：36．7%：60．7%：2．6%：0。

從比例結(jié)構(gòu)來(lái)看，投資重點(diǎn)在自動(dòng)化改造方面，但對(duì)于如此規(guī)模的城市配網(wǎng)，自動(dòng)化改造花費(fèi)高達(dá)11 783萬(wàn)元，仔細(xì)分析大部分投資用在更換一次設(shè)備與配套通訊上面，配合提高自動(dòng)化覆蓋率。

而根據(jù)用戶供電可靠性系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2013年建設(shè)改造區(qū)域內(nèi)共有10千伏中壓用戶5 345戶（公用：2 386戶，專用：2 959戶），供電可靠率 RS－3指標(biāo)為99．913%。通過(guò)對(duì)停電原因分析，影響建設(shè)改造區(qū)域可靠性指標(biāo)的主要原因是預(yù)安排停電，停電時(shí)戶數(shù)為30 952．1時(shí)戶，影響 RS－3指標(biāo)為75．87%；其次為故障停電，停電時(shí)戶數(shù)為9 841．8時(shí)戶，影響RS－3指標(biāo)為24．13%，因故障平均用戶停電時(shí)間為110．479分鐘。建設(shè)改造區(qū)域內(nèi)2013年共處理各類故障74次，其中電纜故障24次，架空線路故障50次。在74次各類故障中，設(shè)備質(zhì)量引起的故障為24次，損失時(shí)戶數(shù)為2 485．32時(shí)戶；用戶原因引起的故障22次，損失時(shí)戶數(shù)2 924．16時(shí)戶；原因不明8次，損失時(shí)戶數(shù)1 061．61時(shí)戶；自然因素有關(guān)的故障為7次，損失時(shí)戶數(shù)1 513．32時(shí)戶；運(yùn)維不當(dāng)造成的故障為6次，損失時(shí)戶數(shù)1 194時(shí)戶；安裝調(diào)試工藝不當(dāng)?shù)恼?次，損失時(shí)戶數(shù)523．17時(shí)戶；外力破壞引起的故障3次，損失時(shí)戶數(shù)140．19時(shí)戶。

若將大量資金投入到自動(dòng)化覆蓋率是不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)橥晟凭W(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高“N－1”比例和電纜網(wǎng)環(huán)網(wǎng)率，增強(qiáng)負(fù)荷轉(zhuǎn)（互）供能力，可以增強(qiáng)安全性與可靠性，可以減少預(yù)安排停電；對(duì)于各類故障損失的時(shí)戶，可以考慮通過(guò)提高運(yùn)維能力來(lái)加以解決，不必要立刻提高自動(dòng)化覆蓋率，通過(guò)設(shè)備技術(shù)改造逐步提高自動(dòng)化覆蓋率，通過(guò)人工轉(zhuǎn)供也是可以的，故障損失的時(shí)戶也很小，況且核心區(qū)已改造。

若將資金投到完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與設(shè)備改造上也是可取的方案，但從目前情況看，完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的投資主要用在電纜土建上，大部分以排管與頂管為主，頂管平均造價(jià)1 500萬(wàn)／公里，排管800萬(wàn)／公里，而大開(kāi)挖鋼筋混凝土溝道造價(jià)在800萬(wàn)／公里。大開(kāi)挖有檢修方便的好處，造價(jià)低，但開(kāi)挖電力通道需要市政配合，可以利用綠化帶，上面種花，下面是電力通道。

綜上所述，完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，盡量和市政同步規(guī)劃，充分利用綠化帶，增大開(kāi)挖電力通道比例，減少頂管與排管比例；擴(kuò)大自動(dòng)化區(qū)域，提高核心區(qū)自動(dòng)化覆蓋率為100%，逐步利用設(shè)備技術(shù)改造機(jī)會(huì)，提高自動(dòng)化覆蓋率；充分利用運(yùn)維，提高設(shè)備健康水平；增加非核心區(qū)運(yùn)維力量，減少故障損失時(shí)戶。

3 結(jié) 論

根據(jù)上面例子，城市配電網(wǎng)提升改造投資方向不是單純提高配電自動(dòng)化覆蓋率，而是根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析電網(wǎng)的城市配電網(wǎng)提升的方向，同時(shí)根據(jù)投入產(chǎn)出的結(jié)果來(lái)確定投資的方向。城市配電網(wǎng)提升改造主要投入方向?yàn)椋褐嘏c市政協(xié)調(diào)發(fā)展，重完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，重一次設(shè)備，重核心區(qū)；輕二次設(shè)備，輕通訊；強(qiáng)運(yùn)維；防止為改而改，造成浪費(fèi)。有序開(kāi)展城市配電網(wǎng)提升改造，才能夠深入完善配電自動(dòng)化系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)市區(qū)配電自動(dòng)化、實(shí)用化、運(yùn)行指標(biāo)的在線監(jiān)測(cè)，使設(shè)備運(yùn)維檢修技術(shù)水平顯著提升。

［1］ 吳鴻亮．配網(wǎng)投資經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算分析 ［J］．電網(wǎng)與清潔能源，2010，（9）：14－16．