城市綜合性開發園區電網規劃方法和應用實踐

邵 黎陳永剛孫洪波李進忠駱曾鑫（.重慶電力設計院，重慶 40；.國網重慶市電力公司，重慶 40005；.重慶展帆電力工程勘察設計咨詢有限公司，重慶 40000）

城市綜合性開發園區電網規劃方法和應用實踐

邵 黎1陳永剛1孫洪波2李進忠3駱曾鑫1
（1.重慶電力設計院，重慶 401123；2.國網重慶市電力公司，重慶 400015；3.重慶展帆電力工程勘察設計咨詢有限公司，重慶 400030）

摘 要：“五大”功能分區加速了城市建設進入新的階段。綜合性開發園區集中了產業開發、城市居住、現代服務服務以及市政配套設施等多種用地，負荷特性具有一定的代表性，過程中由現狀農村電網或則城市周邊鄉鎮電網向城市電網演變。電網規劃過程也涵蓋了飽和負荷預測、負荷發展過程推演、網絡結構設計、站址選擇和廊道規劃等。本文根據現代電玩規劃設計的主流方法，并依據現行各級規程規范，梳理城市綜合開發園區電網規劃的方法，并以工程實際應用進行應用說明。

關鍵詞：城市綜合性開發園區；電網規劃；應用實踐

1 引言

2013年9月，中共重慶市委四屆三次全會綜合考慮人口﹑資源﹑環境﹑經濟﹑社會﹑文化等因素，提出了重慶市“五大”功能分區的發展規劃。城市綜合性開發園區作為現代城市化進程的重要載體，在今后一段時間內將成為重慶市開發建設的重要單元。

綜合性園區電網專項規劃的技術方法具已日趨成熟。按照一般順序，可初步劃分為幾個主要階段：

（a）飽和負荷預測與布點分析。飽和負荷預測主要包括分區法﹑負荷密度法等，在此基礎上進行變電站布點需求分析；

（b）負荷發展趨勢分析和工程時序安排；

（c）電網結構設計；

（d）廊道規劃。

2 飽和負荷預測

飽和負荷預測是空間負荷預測預測中重要的工作和主要研究目的，分為由下而上和從上而下兩類方法。由下而上的方法首先預測負荷分布之后將其累加為負荷總量；從上而下的方法與之相反。在工程運用中，一般用從上而下的方法對負荷預測進行方向性的控制，采用由下而上方法進行指標性校驗，最終得到滿意的結果。綜合性開發園區大多處于現狀鄉鎮區域，其電網特點正處于向城市電網轉變過程中，負荷特性也正發生根本性變化，因此常用的趨勢法不再適用，而多變量法因基礎數據需求多樣﹑收集困難，也難以推廣應用。

同常，電網專項規劃需土地利用控制性詳細規劃的區域同步開展，園區各地塊的用地性質，體量﹑總建筑面積進行定義，整體上確定了小區域的建設規模和用電特征。因此基于控規數據進行飽和負荷預測是較為合理的方法。

本論文受國網重慶市電力公司《基于重慶“五大功能區”規劃的空間飽和負荷發展預測》（2015渝電科技4#）科技項目支持。

基于控規數據進行飽和負荷預測，在理論上通過合理選擇單位用電面積負荷水平﹑同時系數﹑需用系數等參數可以滿足預測需要。

從實際應用看，本方法適用于非工業用地。表1給出了住宅用地地方標準建議值。可以看出，單套住面積越大，其平均建筑面積用電負荷越小。對常見戶型，單位用電面積基本上在90W/m2～130W/m2。若由表2中取同時系數0.4，則住宅用電負荷水平在36W/m2～62W/m2。與表3中相關數據基本吻合但處于較高水平。考慮到重慶地區夏季高溫濕熱的地方氣候特點，降溫負荷比重大，規劃階段需要留有一定的裕度空間，因此本文建議水平選擇較為合理。

對于商業負荷，也可采用以上方法。為充分考慮降溫負荷，建議留有一定裕度。

對于工業用電負荷，產業差異較大，一般由園區管理單位提供產業布局相關資料，橫向比較類似用戶指標。表4是應用本文方法對重慶市某綜合性產業開發區各類用地飽和負荷應用實例。

3 負荷發展過程預測

飽和負荷預測結果是確定各電壓等級變電站布點數量和規劃容量的依據。電網規劃還需要進一步推演負荷發展過程，形成逐年預測成果，以此制定項目建設時序建議。

生物學中習慣把生長現象在圖上用曲線表示出來，稱為生長曲線。電力負荷也有這樣的現象：預測區域較大時，負荷呈現平穩增長趨勢；預測區域劃分為足夠小時，小區負荷將在短期內呈現明顯的“S”型增長趨勢，最后負荷居于一定穩定值，即飽和值。

生長曲線的數學表達式一般為：

式中，a﹑b﹑c是三個待估參數。飽和年限T的大小由參數a﹑b﹑c共同決定。

在通常情況下，對于已知數學表達式的曲線，可采用擬合法。但在新開發園區負荷預測過程中則不適用。因為受資料統計限制，負荷發展歷史資料通常只能反應較大區域一段時間的負荷發展軌跡，利用負荷歷史資料取得的特性描述不能體現新控規的用電特性。

根據實踐經驗，園區發展往往需要經歷1～2年的基礎建設階段，3～5年的發展用戶開始入駐，負荷需要經歷5～10年左右的自然發展期進入基本飽和階段。各類負荷自然發展年限見表5。

綜上所述，園區負荷發展基本需要經歷10年以上的時間進入飽和期。因此在實際應用階段可采用分段函數進行預測。在預測中需要引入飽和度參數：

Ki=Yi/Ymax×100 （2）

式中，Ki表示第i年區域負荷Yi在與飽和負荷Ymax的百分比關系。一般當飽和度Ki在25%～30%時的可采用指數函數進行擬合，當飽和度在75%～80%以上時可采用對數函數進行擬合，在此之間時可采用一次或則二次函數進行擬合。圖1是對重慶某大型開發區A﹑B兩個區域按照本方法進行負荷發展趨勢推演結果。分區A負荷基數較大，且包和負荷大，呈現出較明顯的S型發展趨勢，分區B負荷基數較低，采用陸續開發的方式，負荷發展拐點呈現較分區A模糊。

表1 電氣化住宅用電負荷

表3 國內其他城市典型建筑負荷密度指標調查結果

圖1 負荷發展趨勢預測實例

表2 住宅建筑用電負荷需用系數

表4 飽和負荷預測實例

表5 分類用戶進入負荷增長飽和期的年限

圖3 電纜排管規劃實例

4 網絡結構規劃

園區電網網絡結構規劃包高壓電網和中壓配網兩部分。不同負荷密度區域其電網結構較大差異。大部分綜合性園區飽和負荷密度都在20MW/km2以上，屬A類分區，網絡和結構以鏈式﹑雙環網或則環網為主，中壓電纜網可選擇雙環式﹑單環式﹑n供一備結構，中壓架空網可選擇多分段適度聯絡結構。

高壓電網網架設計需合理選擇主供電源和備用電源。建議：首先在充分考慮走廊資源和電網建設資金的基礎上合理選擇環網結構；其次線路走向﹑間隔資源利用等方面需要為下一輪電網拓展留有空間。

圖2是某大型綜合性開發區A﹑B組團高壓電網設計實例。從本方案看，鏈式接結構在電網發展的可持續性上優點較為明顯。

表6 典型電纜傳輸容量

5 工業用戶供電方式選擇

現有市場模式下工業用戶供電大都采用專線。高可靠性用戶大量入駐造成了兩方面困擾：

（1）工業用戶負荷較重，不能由開閉所轉供，需大量占用變電站出線資源；

（2）專線電纜需要公共溝道資源，公共網絡的正常建設和使用。

表6給出了部分電纜廠家提供的10kV﹑35kV三芯電纜輸送容量。

從表6中可以看出，35kV電纜較同截面的10kV電纜傳輸容量高出近4倍。因此工業區也有必要保留35kV電壓等級，作為工業用戶的專用電網與10kV配網獨立規劃﹑獨立建設，既保證電網建設資金向全社會公平使用，也保證了工業用戶的正常供電。

從經驗看，總面積10km2～15km2的園區，規劃1～2座含35kV等級的110kV變電站即可。在廊道規劃上， 35kV電纜屬企業專線，原則上不與電力企業投資的公共線路共用電纜排管，獨立規劃。圖3為10kV～35kV規劃實例。

圖2 高壓電網設計實例

結語

本文按照綜合性園區電網專項規劃的一般思路，討論了關于飽和負荷預測﹑負荷發展過程推演﹑網絡結構規劃以及工業用戶專線規劃的工程經驗和實用方法。從工程實踐來看，本文論述的方法在重慶地區具有一定的適用性和先進性。

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