廊坊市電網發展水平診斷分析深化研究

劉 戀

(國網廊坊供電公司經濟技術研究所,河北 廊坊 065000)

電網作為關系國計民生和國民經濟命脈的基礎性行業,其現狀發展水平是電網規劃建設的重要依據,地市級電網作為電網龐大體系中的重要一環,涉及領域廣泛、影響因素眾多、基礎架構復雜,同時與地區經濟社會發展息息相關[1]。本文從電量采集等信息化系統收集基礎數據信息,構建綜合診斷指標體系,利用電網診斷綜合評價分析信息管理系統從發展速度與規模、安全與質量、協調性、效率和經濟效益5個方面系統診斷廊坊市電網發展現狀,結合城市建設、經濟發展和政策環境,找準電網建設的薄弱環節和電網發展的主要問題,分析原因,提出措施,明確電網規劃建設重點,同時為其他中等城市電網發展建設提供經驗[23]。

1 地市電網發展診斷指標體系

地市級電網包括市轄行政區域內區、縣級供電范圍,電壓等級覆蓋110 k V及以下電網,具有層級多、指標多的特點。電網發展水平診斷體系依據地市級電網運行特點,從電網發展速度與規模、電網發展安全與質量、電網發展協調性、電網發展效率和電網發展經濟效益5個方面對電網發展水平進行系統全面的診斷評估[4-5]。在充分論證和參考專家意見的基礎上,確定了以電網指標數據庫為基礎,涵蓋5個方面、3個層級60個指標的電網發展水平綜合診斷指標模型[6],通過充分調研地市級電網的特點,再從中篩選出20個主要指標進行重點分析,搭建出地市級電網發展水平重點指標診斷體系見圖1。

圖1 地市級電網發展水平重點指標診斷體系

2 廊坊市電網發展水平診斷仿真分析

2.1 基礎數據收集依據

電網發展水平診斷的流程分為“基礎數據收集校核→診斷指標計算→診斷評價結果→分析評價結果,提出相關建議和措施”四步,其中基礎數據的準確性是開展電網診斷的根本前提。本文利用建成的綜合指標診斷體系對廊坊市電網發展水平進行診斷分析,基礎數據選取廊坊市電網運行既有統計數據,包括國民經濟、電源裝機、電力需求、電網規模、電價等多個方面,橫向分為廊坊市2個區8個縣共10個供電分區,縱向跨度為2015－2019年5個自然年,以電量采集系統、網上電網等信息化系統為平臺,以年度統計資料匯編和同業對標等數據為依據,包括了規劃、調度、營銷、財務、統計、生產等多個專業,確保基礎數據收集全面真實有效。

2.2 診斷指標計算

利用地市電網診斷綜合評價分析信息管理系統錄入基礎數據,搭建診斷評估模型,計算電網診斷指標值,再依據指標具體定義、地市經濟發展現狀和地區自然條件設定指標目標值,得出診斷評估結果[7]。

2.2.1 電網發展速度與規模指標

電網發展速度與規模指標主要評價電網規模、建設速度與電網內、外部系統的適應性,電網發展規模與速度對外適應于地區經濟、城市規模及負荷需求等系統發展需要,對內滿足于電網自身可持續發展的需要。廊坊市近5年電網發展速度與規模指標計算結果見表1,表中單位電網支撐等效裝機。

表1 廊坊市電網發展速度與規模診斷指標值

2.2.2 電網發展安全與質量指標

電網安全與質量指標主要設置在電網設備、配電網環節、可靠性等方面,集中反映電網運行中的安全性水平、穩定性水平、可靠性水平和供電質量水平。廊坊市近5年電網發展發展安全與質量指標計算結果見表2。

表2 廊坊市電網發展安全與質量診斷指標值 %

2.2.3 電網發展協調性指標

電網發展協調性指標反映電網發展過程中的協調性,包括各電壓等級電網之間的協調性、城鄉平衡發展協調性以及網架密集程度。廊坊市近5年電網發展協調性指標計算結果見表3。

表3 廊坊市電網發展協調性診斷指標值

2.2.4 電網發展效率指標

電網發展效率指標主要分析電氣設備最大利用效率和平均利用效率情況,反映電網利用效率與安全裕度和電網規模發展裕度的平衡關系。廊坊市近5年電網發展效率指標計算結果見表4。

表4 廊坊市電網發展效率診斷指標值

2.2.5 電網發展經濟效益指標

電網發展經濟效益指標從單位產出的投資水平、資產水平和運營成本等方面分析公司的經營狀況和資產效益,從經濟特性角度反映出電網的效益水平和可持續發展能力。廊坊市近5年電網發展經濟效益指標計算結果見表5。

表5 廊坊市電網發展經濟效益診斷指標值

2.2.6 綜合評價指標

地市電網發展水平診斷指標體系采取點線面相結合的綜合評價方法,用采集到的電網基礎數據計算出廊坊電網各類技術經濟性單項指標,由各類技術經濟性單項指標匯總出準則層綜合指標,各級指標的計算就是分層診斷電網現狀的過程。圖2為廊坊市電網發展水平綜合雷達圖,0到4為欠佳,4到6為合格,6到8為中等,8到10為良好,10到12為優秀。

圖2 廊坊市電網發展水平綜合雷達示意

3 廊坊市電網發展水平診斷結論

通過廊坊電網發展水平綜合雷達圖可以看出,廊坊電網發展規模與速度、協調性處于優秀水平,電網發展效率和經濟效益處于良好水平,這4個方面指標水平相對較好,可繼續優化,電網發展安全與質量處于中等水平,還有大幅提高空間,是下一步電網發展的重心。下面結合廊坊電網實際現狀,按5個二級指標分類,對具體指標數據進行診斷。

3.1 電網發展速度與規模

電網發展彈性系數近5年平均值為0.38,除2016年220 k V電源裝機迅猛增加使電網發展彈性系數達到了0.71外,廊坊地區電力與經濟發展總趨勢平穩,但與目標值0.66還有一定的差距。110 k V和35 k V變壓器電容載比近5年總體呈下降趨勢,到2019年明顯低于最小目標值1.8,反映出電網變電容量對于負荷增長的適應能力逐漸變差。110 k V電網裝機容量一直為0,為缺失的電源裝機電壓層級,35 k V單位電網支撐等效裝機近5年平均值為0.022,隨著電力負荷的增大和電網結構的完善,為避免重復降壓,未來將不再規劃新建35 k V變電站,35 k V層級電網將逐步被簡化掉。10 k V戶均配變容量在1.8～2.2,2016年經濟的快速發展及用電負荷的大幅上升,導致10 k V戶均配變容量下降為1.88,2018年在廊坊三河、香河、永清3個縣域推行“煤改電”工程的帶動下提高到了2.4。

各個電壓等級的電源裝機容量不足,是廊坊地區面臨的現實問題,特別是相對于京津冀協調發展形勢下廊坊經濟的快速發展,電網的建設略顯不足,這是由于廊坊區位特點,土地資源極度稀缺,電網建設項目落地越來越難。國網廊坊供電公司下一步應主動對接廊坊市各級人民政府和相關部門,爭取政策支持,確保電網建設項目落地,解決變電站數量不足和電力走廊資源匱乏的緊張局面。

3.2 電網發展安全與質量

廊坊電網主變壓器和線路N-1通過率在電網的不斷建設下逐年升高,110 k V線路N-1通過率達到了99.21%接近目標值100%,而110 k V主變壓器、35 k V主變壓器和35 k V線路剛過目標值的一半,說明電網的轉供負荷能力較差,電網的安全性和抵抗大面積停電能力還需大幅提高。110 k V架空線路迫停率主要反映架空線路的安全可靠性,迫停率越低說明線路越合理越安全,電網近5年的迫停率逐年變化情況表明110 k V架空線路的安全可靠性水平較高。10 k V互聯率是衡量配電網網架堅強強度的重要指標,配電網的大力建設使該指標以年均5.4%的增長率在提高,但到2019年也僅達到了52.77%,這是因為縣級供電區域10 k V線路接線模式以輻射式為主,聯絡率比市轄供電區低很多,所以廊坊整體10 k V互聯率較低。

“十四五”期間將安全與質量作為電網發展的重心,借助變電站新、擴建工程和線路新建、改造工程的實施使變電站和負荷空間分布均勻,打通高低容載比供電分區間電力傳輸通道,從而改善變電站重過載情況,提高線路互聯率,滿足電網N-1供電可靠性要求,保證電網安全運行。

3.3 電網發展協調性

10 k V城鄉供電能力協調性指標用于評價市轄供電可靠性與縣級供電可靠性之間的差距,廊坊市轄2個供電區的供電可靠性一直高于縣級8個供電區,但差距在逐年縮小,特別是隨著城網建設的飽和與農網的不斷優化,將逐步趨于協調。110 k V和35 k V容載比發散度指標近5年一直居高不下,主要因為容載比較高的永清縣和安次區建設環境好,得到政府大力支持,容載比偏小的廣陽區、大廠縣和固安縣則是負荷增長較快,建設環境較差,導致容載比存在較大的地區差異,容載比發散程度高。各級電網協調度指標以年均5.5%的速度在提高,逐步接近設定目標最優值0.8,反映出各電壓等級電網之間變電容量匹配的程度在提升。110 k V供電半徑發散度指標用于評價主網架的密集程度是否合理,廊坊近年來努力推進電力設施落點用地,合理規劃線路走廊,使110 k V供電半徑發散度逐步降低。

3.4 電網發展效率

廊坊電網110 k V和35 k V線路、主變壓器等效平均負載率都處于平穩中小幅增長,反映出主變壓器和輸電線路的年平均利用效率越來越高。110 k V和35 k V線路、主變壓器最大負載率正態分布在0.5到0.8區間小幅波動,2018年和2019年呈小幅度下降趨勢,這是由于夏季大負荷時期電網負荷連創歷史新高,導致全區輸變電設備重載問題更加嚴重。從電網發展效率指標可以看出電網的建設速度已經不能滿足負荷增長的需要,適度超前謀劃建設充足的輸變電項目是提高電網發展效率的一個有效途徑。

3.5 電網發展經濟效益

“十三五”期間公司投資、資產及運營方面指標均保持較好水平,電網線損率水平基本保持逐年下降,但由于經濟新常態的來臨和產業結構的調整,負荷和電量增長趨勢放緩,導致2018年和2019年單位電網投資增售電量和單位電網資產售電收入增長率降低。為繼續提高廊坊電網發展經濟效益,必須進一步加強項目全過程管控,特別是項目前期的工作質量和項目后評價的管理,合理推進項目落地,提高單位電網投資增供電量指標,保障資金利用率。

4 結束語

本文依托于現階段電網發展特點和要求所構建的指標體系有可能發生指標結構及權重的改變,下一步在電網運行實踐的基礎上,將著重從綜合診斷模型指標體系的校正和清潔能源、智能化電網等技術指標的完善兩個方面改進,使診斷指標體系不斷滿足新的電網發展需求。