面向特级负荷的城市电网差异化规划

田旻双　双凯　金洪声

【摘 要】城市电网差异化规划在极端自然灾害、人为灾害等非常态情况下，面向特殊负荷的供电能力在时间和空间上的布置，是建设智能电网的重要组成部分。为了解决电网可靠性及经济性，对城市电网中的特级负荷进行差异化规划，并探讨了城市电网差异化流程。

【关键词】电网；差异化规划；智能电网；可靠性

0 引言

我国电网建设不完善，抵御自然灾害的能力差。为提高电网大范围抗冰能力，国家电网调整了电网设计、建设的企业标准。而由于全面提高标准将导致电网造价大幅度提升，国家电网决定采用“差异化”的设计原则，但如果大范围提高安全标准，会导致电力工程造价大幅上涨，全面提高抗冰设计标准并不现实，因此，满足电网可靠性及经济性是电网差异化规划的重点。

城市电网差异化规划就是提高电力系统部分核心电气元件的设计标准，要求对重要电源送出线路、战略性输电线路、主网架、重要及高危用户的供电差异化设计，要求在严重自然灾害情况下，这些核心线路、网架的安全稳定运行。

1 城市电网特级负荷供电原则

电力负荷通常分为三类：如果停电将会造成政治经济重大损失的属于一级负荷，要求两个独立电源供电，必要时备应急电源；如果停电将会造成政治经济较大损失的属于二级负荷，宜双回路供电；其他为三级负荷，对电源无特殊要求。

目前，一些某些城市还划分了特级负荷，特级负荷主要是指在重大自然灾害、战争等非常态下需要保证供电的特殊负荷，比如国防、政府、交通（地铁、机场）、医院、通信等等负荷，特级负荷范围需要严格限制，比如在重大自然灾害的情况下，医院的治疗中心、药物储备地应属于特级负荷，但是一些办公用电负荷不应属于特级负荷。特级负荷是一级负荷的重要组成部分，其供电可靠性要求比一级负荷要高，在城市电网规划中，应对重要地区的重要负荷进行规划，对特级负荷供电方式采取以下原则：

（1）积极推广城市特级负荷的概念，并严格限制特级负荷的范围。由于严重自然灾害及战争等非常情况下，必须要保证救护、通信、交通等的正常运行，在供电可靠性上，必须要加强特级负荷的推广，其主要分为高危工业负荷（化工、矿产等）、救灾中心（医院、救灾指挥中心等）及重要负荷（政治、通讯、交通等）三类。

（2）科学合理的规划城市特级负荷。由于要单独考虑特级负荷的供电方案，在城市规划中可以考虑合理集中部分特级负荷， 如果特级负荷过于分散，那么向特级负荷供电的线路、变电站不能够合理利用，这样对导致电网投资大，设备利用率低，电网结构复杂。但如果特级负荷过于集中，一条线路或变电站故障会导致与大亮特级负荷停电。

（3）高标准站在灾害情况下供特级负荷容量不仅要满足N-1原则。电网的任一电力设备（发电设备、输电设备、变电设备等）由于某种原因发生故障被切除的情况下，应不造成对用户无法供电的局面，不能导致系统电压崩溃。

（4）构建特级负荷供电网络。在构建特级负荷供电网络时，在不能由电压等级来决定设计标准，要形成各个电压等级的供电通路，如500kV的部分线路可以采用考虑50年一遇的灾情，为了保证在严重自然灾害情况下对特级负荷供电，同时要考虑与之相关的220kV及以下的部分电力线路也应该考虑50年一遇的灾情，形成对特级负荷的供电通道，可以考虑由特级负荷到电源的逐级向上的模式，也可以考虑由电源点到特级负荷的逐级向下的模式，不论采用何种模式，均要保证特级负荷供电网络可靠、完整、简单。

（5）特级负荷是指在非常态情况下的特别重要的一级负荷，在构建一级负荷的供电网络同时，对于特级负荷供电网络的设计标准应高于一级负荷的供电网络，以此来保证对一级、特级负荷供电。特级负荷的供电网络及一级负荷的供电网络能够应对自然灾害等非常态情况，体现了未来电网的坚强、可靠特征，也为未来智能电网实现自愈提供了有利条件。

2 城市电网差异化规划流程

（1）负荷预测

由于特级负荷的在非常情况下的重要性，做好负荷预测是变电站建设、输电线路建设的依据，也是城市差异化规划设计的基础工作。预测太小则不能够应对非常规情况的复杂局面，那么不能够体现城市电网差异化规划的目的；预测太大则造成投资大，设备利用率低，不满足经济性原则。所以负荷预测要采用先进的预测方法。

（2）电力电量平衡

在满足设计负荷水平的前提下，做好电力电量平衡，使系统的总装机容量最小，运行可靠的同时体现经济指标。

（3）选址定容

由于当前城市土地资源有限，征地费用高，所以务必遵照“两型一化”的设计原则，据统计，实施“两型一化”，110-500kV变电站平均减少用地越2-3%，“两型一化”变电站在基础施工少，因此可节约费用约为总造价的2～3%，变电站内不用进行人工绿化，采用碎石场地。对于变电站中低压侧，在技术性能及其他条件许可的情况下，可采用紧凑型预装式箱式变电站，可以大量减少土建工作量，缩短施工周期；箱式变电变电站架构少，占地面积小，电气设备裸（下转第113页）（上接第132页）露少，在城市环境较为恶劣的情况下，能够有效防止外部环境对电气设备性能的影响，减少维护工作量，同时达到环境友好的目的。为了节省城市用地，开关设备可以选择可靠性高、智能型、小型化的电气设备，综合优化电气接线、平面布置及建筑物节能等措施，变电站综合费用可以降低5%左右。

（4）选线

建设“两型三新”输电线路，其主要目的是贯彻项目全寿命周期管理的理念和差异化设计的要求，集成应用新技术、新材料、新工艺，实现输电线路功能可靠、各部分寿命匹配全过程精益化管理，借阅建设和运行总体成本，推进基建标准化建设，又好又快建设“资源节约型、环境友好型”输电线路，实现国网公司建设方式的转变。建设“两型三新”输电线路的总体要求时：技术创新、安全可靠、经济合理、节约资源、环境友好。在设计理念上，推行全寿命周期最优化设计，贯彻标准化设计和差异化设计，确保安全可靠，提高输电线路建设的效率和效益。选择路径时应统筹考虑，科学利用走廊资源，避免大面积房屋拆迁，不占或少占耕地和经济效益高的土地，并可能避让自然保护区、森林、果园、经济作物区，减少果木砍伐和对生态的影响。

（5）技术经济评估

根据电力系统规划的要求和差异化规划设计要求，综合考虑网络结构、路径长短、变电站位置、地理环境、城市整体规划、交通、施工及运行等各因素对选址定容及选线方案综合考虑，选择其中最为科学、合理、实际、易行的方案进行规划。

（6）规划方案

规划方案时务必考虑整个方案的可靠性、经济性、可行性及抗灾能力，要避免卡脖子风险、抗灾风险、大面积停电事故风险、大短路电流风险等等。

（7）规划实施

设计标准化，全方位、全范围质量监管，全面应用标准工艺、典型工法，认真落实参建单位质量管理主体责任，加强质量巡检和专项质监，确保工程“零缺陷”投运。

3 结束语

为保证在自然灾害或战争等非正常状态下的必要负荷供电，需要建立并推广特级负荷的概念，并实施城市电网特级负荷的差异化规划，采取自上而下或者自下而上的方式，在负荷预测、电力电量平衡、选址定容、选线、技术经济评估、规划方案与实施等方面综合考虑。以此来实现面向特级负荷的城市电网差异化规划，在极端自然灾害、人为灾害等非常态情况下，面向特殊负荷的供电能力在时间和空间上的布置，是建设智能电网的重要组成部分。

【参考文献】

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[3]城市电力網规划设计导则[C].国家电网公司策划部，科技部，2006.endprint