淺談智造城市發展態勢下的城市電網規劃
——以無錫市為例

王丹鳳

無錫市規劃設計研究院，江蘇無錫 214031

1 無錫市正步入智造城市發展新階段

無錫市經濟發展基礎來自長期工商互促、主動對接區域，在蘇、錫、常3市中，無錫的制造業與服務業、內生與外向經濟處于相對均衡狀態，無錫人均經濟規模、消費、研發投入水平在周邊地區居于領先地位。

無錫市在改革開放啟動期，城市由內生型、村社主導，村鎮空間分散，在改革開放深化期，工業由外源型、園區主導向城市集中。就2009～2014年無錫市資金密集型制造業分析，占比高增長慢的主要有化學原料及化學制品制造業、黑色金屬冶煉及壓延加工業、通用設備制造業、交通設備制造業和電氣機械和器材制造業等，占比低增長快的行業主要有飲料制造業、石油加工/煉焦及核燃料加工業、專用設備制造業和廢棄資源綜合利用業。到2017年無錫市3大產業比例調整為1.3：47.3：51.5，第三產業比重已經超過第二產業[1]。

隨著無錫市經濟的發展，產業結構的轉型，無錫不斷推動高質量發展，無錫的產業結構加快調高調優，不斷拓深拓廣改革開放，無錫的城鄉區域趨于協調協同，目標發展為一個智造之城、宜居之城。無錫在蘇南創新體系中與常州、鎮江同為科技轉化職能，重點產業為物聯網、集成電路、新材料、精密機械、電子信息、汽車、生物醫藥、新能源等。在新時代下依托豐富的自然、文化資源大力發展消費、服務經濟，重點產業為旅游、休閑、娛樂、影視、健康和養老等。

2 智造城市發展態勢下城市電網規劃的重點

傳統的城市電網規劃主要包括負荷預測、電源規劃、變電站選址布局和高壓架空線規劃幾大塊內容，主要是為了協調城市用地、滿足城市用電需求。在智能制造新業態下，城市電力供應首先，應與區域、城市發展相適應，其次，與城市用地相協調，最后，需要為電力部門、規劃管理部門提供良好的信息維護平臺。

2.1 城市電力供應與城市發展相適應

2.1.1 合理的負荷預測

在統計城市歷史數據的基礎上，分析得出電力電量的歷史規律，研究電力行業發展受影響的因素，一般來說，一類是宏觀因素，包括政府政策、科技發展水平、國民經濟增長速度、稅收和匯率等，另一類是微觀因素，包括企業經營戰略、目標、成本和其他方面[2]。無錫市電力發展主要依托于地區經濟快速增長，未來幾年隨著產業結構的進一步調整，智能工業、大數據中心、物聯網等產業的高速發展，地區生產總值將會持續快速增長，與之強相關的用電量也將會在同時期出現快增長。

無錫市區城市化的進程腳步不斷加快，在經歷了2008～2009年的巨幅波動后，污染大能耗大的企業逐漸退出歷史舞臺。隨著無錫產業結構的不斷優化和調整，市區用電負荷近幾年都呈震蕩式發展。2015年開始，無錫打造產業發展新高地，在“經濟強”上有突破進展。在經濟結構調整以及高端產業發展使得三產及部分二產產品比重增大，電力增長將和經濟增長呈現強相關，電力彈性系數在0.8～1左右。

“十三五”“十四五”期間，無錫將大力發展智能制造、物聯網、旅游業和現代服務業等產業，用電量和負荷值的增長仍會持續，按照上海、深圳、東莞等城市規律，產業結構震蕩調整的門檻期大約5～8年，預測2020年三產比重仍然基本穩定在50%左右，旅游業和現代服務業的用電特性較為平穩；第一產業依托物聯網的農業智能化發展會在平緩中略有上升；第二產業用電增長將穩中求進。預計至2020年，第一產業用電量增速將保持在10%～15%，第二產業用電量增速將保持在5%左右，第三產業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。經濟結構和能源結構的變化，將促使電力需求增加，但由于技術進步、企業管理水平的提高，以及節能降耗措施的實施，使得勞動生產率大大提高，從而使用電單耗保持下降趨勢。隨著工業內部結構由低附加值、高耗能產業向高附加值、低消耗產業的轉移，工業用電單耗將趨于下降[3]。

通過新業態發展對電力需求的影響分析，在得到合理的預測負荷的基礎上研究各等級高壓變電站的變電系數，從而得出合理的變電站規模。

2.1.2 電力設施布局規劃

（1）電源層規劃。電源層的規劃需要區內/區外電源、傳統/清潔能源聯合考慮，結合上國家級、省級的能源規劃、行動計劃，比如打贏藍天保衛戰的三年行動計劃，對于燃煤電廠機組服役年限關停、天然氣熱電聯產等項目都有明確指導意見，在此基礎上綜合考慮500kV分片區的安全影響因素，分析各供電分區的夏季高峰供電缺口和500kV系統全停風險，以保障城市電力安全為根本進行電源點布局。

（2）高壓變電站規劃。分析220kV變電站合理的供電范圍，220kV電網分區劃分應以不降低分區電網安全可靠水平為前提。220kV電網分區規劃原則上以2座或以上500kV變電站、3臺或以上500kV主變，作為主要用電電源，并盡可能包含接入地區220kV電網的大容量發電廠，將220kV電網規劃為若干個相對獨立的220kV分區。過渡年份可考慮1座500kV變電站獨立分區，但主變臺數需達到3臺及以上，或220kV分區內應有足夠容量的發電電源。各范圍中的110kV變電站需要結合用地、產業規劃進行分區負荷校核，來確定該片區需要增加的變電容量。

（3）各電壓等級電網結構規劃。輸電系統中既要考慮充裕度，也要考慮安全度，需對規劃電網進行多層次的安全適應性評估，如主變及線路“N-1”校核、同塔雙回線路的“N-2”校核等。堅持貫徹“電力系統設計技術規程”，電網滿足“電力系統安全穩定導則”及“江蘇電網規劃研究與設計技術導則”的相應要求，兼顧國務院599號令的具體要求，從網架結構優化的角度加強防范電力安全事故。

（4）智能電網、一流電網規劃。隨著區外來電規模大幅擴張，電網建設難度越來越大，客觀上要求電網發展要充分發揮既有電網的輸電能力，在電網規劃中加強電網新技術、新設備的應用，并為降低短路電流、優化潮流分布提供全新的解決方案，從而適應“世界一流電網”建設的新要求。

城市電網在一流電網示范區的成功經驗上進行技術推廣，各街鎮的供電可靠性指標需要合理給出。

2.2 改建、新建電力設施選址選線與區域發展、城市用地相協調

2.2.1 高壓變電站規劃

（1）現狀高壓變電站。根據現狀高壓變電站的規模、設備運行、負載率、擴建條件、轉供能力、并網分布式能源情況、存在問題的分析，結合變電站所在地周邊用地情況，對現狀變電站提出擴建、翻建、技改和退役計劃，并研究是否需要增加建設用地。如對城市35kV電網層公用變，原則上全部退役，可結合周邊發展進行升壓改造，也可結合電網發展新型電力儲能。

（2）規劃新建高壓變電站。新建變電站涉及選址、標準化（非標準化）建設用地、建設規模是否有預留擴建余地，進出高壓線走廊的預控以及供電范圍的確定。嚴格遵守相關規范，與周邊建筑預留充足的安全距離，原則上110kV及以下高壓變電站以戶內變建設為主，220kV變電站以半戶外式為主。

2.2.2 高壓輸電線路規劃

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

（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，結合電纜區域合理選擇新建高壓輸電線路徑和敷設方式。高壓走廊寬度根據當地要求控制，但不得低于規范的下限值。

2.2.3 中壓電力柜規劃

中壓電力柜可考慮將供電區域單元化，根據用地開發的強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專項規劃中細化研究。

2.3 城市電力的信息化管理

為配合城市多規合一空間規劃信息平臺建設，整合各部門基礎及實現數據校核更新、補充完善，城市電網規劃應進行地理信息系統（Geographic Information System，GIS）錄入，變電站的輸入屬性應包括名稱、占地面積、規模、變壓等級、建設時間、上級電源、平均負載率和建設計劃，輸電線路的屬性應包括線路名稱、敷設方式、建設年份、存在問題、建設計劃等，并在城市電網建設過程中不斷更新維護。

3 結語

城市電網規劃更需要結合實際情況，研究新興行業帶來的工業用電的變化，為電力負荷預測的重點；根據城市發展、用地性質合理布局變電站，選址選線為局部規劃的重點，需要結合各類規劃控制分區；一些老舊變電站存在運行隱患、不集約用地的情況，為對現狀電網規劃的重點；新業態下的智能電力，要求電網設施技術升級，這也是城市電網規劃中不可或缺的一部分。