新區城市電力系統建設的新思路，記《深圳某區的220kV/20kV專項規劃》

摘要：合理配置電壓層級序列，是電網發展戰略的重要內容之一，國內首次對220/20千伏降壓等級進行全方位技術論證，并在深圳某區進行試點。本文闡述了220/20千伏電壓層級的應用條件和深圳某區的城市特征，并介紹《深圳某區的220kV/20kV專項規劃》在負荷預測、變電站布點、系統接線及高壓走廊的做法，使規劃面向實施，更具可操作性。

關鍵詞：負荷密度，土地價值，過渡期，實施規劃

1項目背景

拉閘限電、供應緊張、輻射影響等關鍵詞越來越頻繁的出現在媒體上，折射出了我國經濟迅猛發展的同時，電力供應緊張的宏觀形勢，以及變電站的建設面臨的重重困難。

深圳市的電力建設情況更加困難，到2011年，深圳市的供電負荷已經達到了1300萬千瓦。為了滿足遠期深圳市的電力建設需求，按照相關規劃，需要建設常規的110kV及以上各個電壓等級的變電站300多座。而整個市域面積僅1997平方公里，建設用地面積不到1000平方公里。本來在如此狹小的區域規劃建設如此多的變電站便已是一道難題，加上珠三角地區進行的產業升級轉型，城市建設用地的單位經濟指標的提升必然導致用地檔次、用地景觀的提升，較高的景觀要求以及變電站短期內甩不開“厭惡性”市政設施的帽子，變電站建設更是雪上加霜。

如何解決變電站的建設用地問題？在常規電力系統電壓級制條件下，無非兩個途徑：1、進行需求側管理，降低電力負荷需求，限制用戶容量——盡量少建變電站。2、對必須建設的變電站從外立面、建設形式出發，美化變電站，降低其對景觀的影響，減少居民的投訴——必須要建的，就建的漂亮些。事實上，兩種方式都是沒有辦法的辦法，是相對比較被動的。對于目前仍然采用土地擴張的城市來講，再精細的需求側管理，對于限制電網負荷需求只能是杯水車薪，新建項目仍然是電力負荷增長的主要因素，不能因為需求側管理，不讓新項目開工。美化變電站不是空中樓閣，仍然需要變電站建設用地。

可以看出，在目前深圳市的經濟社會發展水平下，變電站的建設似乎沒有太多出路了？非也！深圳某區的220kV/20kV專項規劃經給出了解決變電站建設問題的第三條途徑——優化電壓等級，建設新的城市電力供應系統。

與以往220/110/10kV系統相比，建設220kV/20kV電壓等級電力系統好處有三，一：減少了變電站用地，不僅直接減小了對建設用地的占用，同時避免了一座變電站影響周圍一片用地的問題。二：變電站用地的取得和配套進出線的建設十分困難，減少了變電站的數量，則是從根本上減小了電力系統建設的難度。三：高中壓配網減少了一級電壓，也就減少了一個電力傳輸環節，相應的提高了供電可靠性。

該區域規劃的變電站是一個試點，取得一定的規劃建設經驗后將在深圳市剩余的未建設區域以及，建成區的城市更新項目中逐步推廣。

2"應用條件分析

1）、負荷的密度要達到一定的水平。

不同負荷密度水平對應的較為經濟的電力系統電壓層級，通過不同負荷密度水平條件下，對220/20kV和220/110/10kV系統進行對比，可以論證電壓層級方案與負荷密度水平的關系。

電網建設應該在保證供電可靠性的條件下，節約投資。按照深圳市的電網建設標準，220kV變電站一般出線6—8回，110出線是4—6回。取負荷密度分別為1萬千瓦/平方公里、2萬千瓦/平方公里、3萬千瓦/平方公里的條件下，以建設用地面積為300平方公里為例，計算全社會電網建設成本可有如下的方案。

（1）A區負荷密度為1.0萬千瓦/平方公里

A區建設用地面積300平方公里，則該區負荷約為300萬千瓦。

如采用220/110/10電力系統，110千伏變電站按容載比2.1計算，需變電容量630萬KVA，110千伏變電站33座（單座裝機容量3×6.3萬KVA）;220千伏變電站按容載比2.0計算，需變電容量600萬KVA，220千伏變電站8座（單座裝機容量3×24萬KVA）。

根據每座高壓變電站的平均供電半徑=（所有高壓變電站供電面積/變電站總座數）1/2

A區供電面積300平方公里，220/110/10千伏電力系統共需8座220千伏變電站，每座變電站平均供電半徑=3.46千米，則220千伏線路總長約為3.46×（6～8）×8=（166.08～221.44）千米

220/110/10千伏電力系統共需33座110千伏變電站，每座變電站平均供電半徑=1.7千米，則110千伏線路總長約為1.7×（4～6）×33=（224.4～336.6）千米

如采用220/20電力系統，220千伏變電站按容載比2.0計算，需變電容量600萬KVA，220千伏變電站15座（單座裝機容量4×10萬KVA），每座變電站平均供電半徑=2.52千米，則220千伏線路總長約為2.52×（6～8）×15=（226.8～302.4）千米

根據深圳市城市景觀要求，建成區內高壓線路均采用電纜敷設，因此本次線路費用按照電纜線路費用計算。各電壓等級變電站和電纜建設費用如表1所示。

表1""220/110/10千伏電力系統和220/20千伏電力系統變電站和電纜建設費用表（萬元）

根據上表，220/110/10千伏電力系統建設費用約為：8×20000+33×8000+（166.08～221.44）×1000+（224.4～336.6）×680=742672～874328=（74.3～87.4）億元

220/20千伏電力系統建設費用約為：15×20000+（226.8～302.4）×1000=526800～602400=（52.7～60.2）億元

220/110/10千伏電力系統和220/20千伏電力系統建設費用比約為1.4。

（2）B區負荷密度為2.0萬千瓦/平方公里

根據上述計算過程，可得220/110/10千伏電力系統建設費用約為：（133.6～152.6）億元

220/20千伏電力系統建設費用約為：（92.0～102.7）億元

220/110/10千伏電力系統和220/20千伏電力系統建設費用比約為1.45

（3）C區負荷密度為3.0萬千瓦/平方公里

220/110/10千伏電力系統建設費用約為：（185.9～209.0）億元

220/20千伏電力系統建設費用約為：（123.9～142.6）億元

220/110/10千伏電力系統和220/20千伏電力系統建設費用比約為1.5。

以上可鑒，采用220/20千伏電壓層級負荷密度越高，電網建設成本越低。

2）、城市的土地價值要比較高。

新電力系統建設集約性、經濟性的直接體現就是減少了變電站建設的數量，削減了高壓走廊和電力通道的占地規模。越是在土地價值高的地方，創造的經濟價值和社會價值就越大。就《深圳某區的220kV/20kV專項規劃》而言，

3）、老電力系統設備不宜太多。

220kV/20kV系統的建設推廣應考慮實際，在城市新建區使用，避免對原有110/10Kv系統有大面積的改造，從而造成巨大的設備改造成本，得不償失。所以在選擇新電力系統應用的區域的時候，就要選取哪些老電力系統設備較少的區域，以避免上述問題。

4）、深圳某區的特征

（1）負荷密度很高。

該區定位為深圳市的西部地區重要的城市副中心、創新型高新產業基地及其配套服務區、獨具特色的生態旅游區以及綠色城市示范區，根據相關規劃的預測，到2020年負荷密度將達到3.0萬千瓦/平方公里。

（2）城市土地價值也很高。

由于該區域的定位較高，交通區位條件較好，城市土地價值也很高。

（2）新開發區域，無老電力系統設備。

除了區域內原有舊村及一些開發較早的工業區外，新開發區域基本上是空地，無老電力系統設備。

3規劃方案

《深圳某區的220kV/20kV專項規劃》是一個面向落實的規劃。根據用于指導光明新區城市建設的規劃，明確新區城市發展方向和定位，掌握新區近期建設片區、建設項目以及城市更新項目，確定新區總體用電規模，在原有電力系統網架的基礎上，建立適應220/20千伏電力系統的科學合理的空間布局，并落實變電站和高壓走廊用地。同時，為保證規劃的可實施性，確定了過渡期改造方案。

該區域負荷預測規模255萬千瓦，理論上，按照220/110/10kV系統的容載比進行規劃，需要220kV、110kV變電站共35座，實際上由于用地形態的原因，以原電力系統電壓等級規劃的220kV、110kV變電站共28，本次14座，（其中13座公用變電站，1座用戶變電站）共減少14座，比原規劃少了14座變電站，節約用地65661平方米。

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