辽宁“小康电”示范县电网建设模式研究

韩震焘，金 仲，戴晓宇，宋 坤，尹婧娇

(1.国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015；2.国网辽宁省电力有限公司管理培训中心，辽宁 沈阳 110023)



辽宁“小康电”示范县电网建设模式研究

韩震焘1，金 仲2，戴晓宇1，宋 坤1，尹婧娇1

(1.国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015；2.国网辽宁省电力有限公司管理培训中心，辽宁 沈阳 110023)

县域地区是实现2020年全面建设成小康社会目标的重点区域，为支撑县域经济社会的协调发展，提高农村供电服务均等化水平，开展“小康电”示范县建设势在必行。基于小康社会各项建设要求，提出一种“小康电”示范县电网建设模式，主要包括基于重点行业发展的负荷预测方法，基于供电安全的多电压等级协调规划，以及考虑民生及产业发展的电网设施布点。

全面小康社会；“小康电”示范县；重点行业发展；多电压等级协调规划

党的十八大提出全面建成小康社会的宏伟目标，电力建设作为经济社会发展的重要推动力和基础保障，应超前谋划，为小康社会建设保驾护航。小康社会建设重点在于农村[1]，为保证小康社会建设目标的完成，国家提出新一轮“十三五”农网改造升级规划，并提出建设“小康电”示范县，保证县级供电区经济发展的动力供应，提高居民生活用电服务质量，增强城乡电力发展一体化，着重提高配电网供电可靠性、供电能力与电能质量，满足农村电网可靠、智能、高效、清洁的需求。

习近平总书记对于全面建成小康社会新的目标要求[2]有详细描述，分别从经济发展速度、创新驱动能力、人民生活水平、国民素质、生态环境及各方面制度等角度进行解读。对应电网建设，应满足：推动农业现代化发展，满足动力电需求；支持地区重点行业发展，并引导绿色、节能产业发展，供电能力向环境友好、可持续发展、创新性强的产业倾斜；完善电网网架，提升设备水平，有差异的提高不同类型供电区域的供电可靠率[3]；与地区规划相协调，完善电网规划纳入地方规划的制度与流程。因此，本文通过选取海城市为典型试点区域，提出一种“小康电”示范县电网建设模式。

1 考虑重点行业发展的负荷预测研究

1.1 海城重点行业发展情况及负荷预测思路

1.1.1 海城重点行业情况

海城市在辽宁县级行政区域中属于经济较为发达地区，2015年人均GDP7.56万元，人均生活用电量达496.9 kWh/人。海城市虽然是典型重工业城市，但是2015年随着经济形势下滑，第三产业的比例已超过第二产业，三产比例为5.72∶4.45∶47.83。但菱镁滑石产业与钢铁产业仍是对海城经济发展影响最为重要的2个产业，其用电量基本占全社会用电量的60%以上，具体分布如表1所示。因此工业负荷电量的预测将对海城整体负荷电量产生巨大影响[4]。

表1 海城逐年电量分布情况

1.1.2 负荷预测思路

负荷预测分为总体预测与城区空间饱和负荷预测。为保证负荷预测准确性，总体预测要采用自然增长+大用户方法[5]、趋势外推、单耗法，并以人均用电量法进行校核，进行电量预测；并根据城市产业结构变化和发展定位，进行最大负荷利用小时数推算，得到总体负荷预测结果。

饱和年空间负荷预测依据海城总体规划确定的用电性质、用电面积，结合国内外特别是鞍山以及辽宁其他城市的负荷密度指标，预测饱和负荷[6]。

本文主要介绍基于成长曲线的自然增长+大用户的负荷预测方法。

1.2 基于成长曲线的自然增长+大用户负荷预测方法

1.2.1 海城总体电量预测

自然增长+大用户法可以较准确地把握近期的负荷变化趋势，在中长期电力负荷预测中采用大用户法进行电力预测可以有效地对负荷预测结果进行修正。自然增长+大用户法预测的关键是对于新增大用户报装容量的正确把握及有效分析，因此采用电力成长曲线的趋势外推来预测大用户负荷的发展情况。

炼钢、采矿、镁制品等行业所建厂区规模相对较大，建设到一定程度就投入生产，负荷会进入边建设边生产的成长期，导致此类大用户负荷成长曲线成长期具有相对较长的特性，具体大用户成长曲线示意图如图1所示。

图1 大用户成长曲线示意图

按照成长曲线，可以得到大用户的相关报装情况，表2为部分大用户报装及预测情况。

表2 大用户报装情况及电量预测

海城市2012—2015年扣除大用户用电量的自然电量增长趋势变化，2012—2015年增长率为5.1%，考虑全国经济形势及辽宁省整体经济情况，结合海城经济发展趋势2016—2020年年均增速大于7%的目标，在此新常态下，推荐“十三五”期间自然电量增长变化趋势中方案取值4%，高低方案按照±0.5%变化。最终结果如表3所示。

表3 海城“十三五”电量预测

1.2.2 最大负荷利用小时数(Tmax)预测

最大负荷利用小时数的变化与工业用电的发展密切相关。由于“十二五”末期工业负荷变化较快，导致Tmax先升后降，最高达到5 085 h。

2016年，镁制品、钢铁等行业企稳向好，“十三五”初期Tmax仍将继续提升，但随着产业结构调整、工业产业升级、落后产能淘汰，最大负荷利用小时数将趋于稳定，2020年，Tmax为4 700 h。具体预测结果如图2所示。

图2 Tmax预测结果

1.2.3 负荷预测结果

根据自然增长+大用户方法预测结果，结合趋势外推、单耗法等预测加权，得到海城全社会的电量、负荷预测结果。“十三五”期间，海城负荷年均增长4.46%，至2020年底达到169.79万kW；电量年均增长4.18%，至2020年底达到79.8亿kWh。

2 基于供电安全的各电压等级协调规划

2.1 供电模式选择

辽宁66 kV电网接线方式以双链和双辐射为主。其中双链分为T接与π接[7]。

66 kV电网典型接线模式如图3—图5所示。

图3 双链T接

图4 双链π接

图5 双辐射

3种接线的优缺点分析如下。

a.供电能力。相同供电安全条件下(满足线路N-1校验)，相同线径下供电能力：双链T接=双辐射=1/2双链π接，线路负载率均为50%。

b.供电可靠性。线路N-1校验：线路负载率在50%以内，3种接线均能满足“N-1”校验。

线路N-1-1校验：线路负载率在50%以内，双链π接可以满足，其他2种模式均无法满足“N-1-1”校验。

c.经济性。双链π接与双链T接，线路投资相同，T接一般采用线变组接线，因此变电站占地面积小，开关设备少，造价较低；双链π接供电能力强，线路所带负荷是双链T接的2倍，可以节省出线通道。双辐射接线由于线路长度短，线路投资经济性较高。

辽宁地区66 kV变电站主接线多采用线变组型式，因此较为适用双链T接与双辐射模式。海城地区66 kV电网基本满足典型供电模式要求，以双辐射接线为主，配合线变组的主接线能够大大简化网架，变电站的占地面积相对较小，较少的开关设备也避免了因设备可靠率低导致的频繁跳闸。

为了提高电网可靠性，满足在220 kV电网全停以及线路双回故障时不损失负荷，保障城区可靠性要求较高地区的电网供电安全，提出多电压等级的协调规划。

2.2 城区多电压等级协调规划

2.2.1 考虑上级供电安全的66 kV联络线规划

该部分规划主要为抵御220 kV变电站主变全停时损失负荷，通过66 kV双链接线及220 kV变电站的66 kV目标，将故障变电站负荷转移至相联络变电站。因此联络线容量及220 kV变电站容量应同时满足式(1)要求。

(1)

式中:Tl为66 kV双链线路容量;Loadl为线路正常运行时所带负荷；SA为220 kV变电站A的容量;LoadA为A站正常运行时最大负荷；SB为B站容量;LoadB为B站正常运行时最大负荷。

2.2.2 强-简-强网架结构

以220 kV变电站组划分供电区域，基于66 kV简化网架，构建66 kV变电站之间10 kV强联络，保证10 kV联络较强的66 kV变电站来自不同220 kV电源，或来自于66 kV联络线，实现不同供电区域间的10 kV强联络[8]。

2.2.3 海城城区规划结果

海城城区主要由海城变供电，其中老城区由66 kV海中变、铁东变及代千变供电，新城区由高速、东尚和大甲供电，如果海城220 kV变电站全停，将导致海城城区大部分停电。

根据海城城区饱和负荷预测结果及近期的发展规划，结合各66 kV变电站10 kV联网情况，对66 kV的网架进行梳理。将海城城区以220 kV变电站为核心划分为3个供电区域，各供电区域间实现强联络。

3 基于民生和产业升级的电网布点规划

3.1 考虑民生的电网布点规划

电能质量是影响农村居民生活的重要指标，特别农网地区由于供电距离长、设备容量小，部分区域经常出现“低电压”问题，干扰日常的生产生活。

“低电压”治理措施主要有以下3点[9]：

a.加强电源布点，缩短10 kV、380 V线路的供电半径；

b.提升10 kV线路或配变供电能力，降低因负荷过重导致的高损耗；

c.提升各级网络的调压能力，包括配置无功补偿、10 kV线路配置调压器等。

海城什司县地区，由于负荷小，仅由10 kV什司线、王英一线供电，供电半径达20 km以上。随着南国梨产业的快速发展，以及农村地区冷库储存技术的普及，该地区“低电压”问题逐渐凸显。结合负荷发展，规划上英变，彻底解决该地区的“低电压”问题。

3.2 考虑产业升级的220 kV布点规划

工业产业发展往往需求高电压等级、大容量的变电站布点供电。然而在产业转型期间，污染超标、技术低下的产业对负荷发展仍有贡献度，环保节能、可持续发展的产业需要一定成长周期。因此在电力规划角度，应限制落后产能的发展，推动重点行业的产业升级，提升县域经济竞争力。

海城析木新城是重要菱镁产业基地，由于以往的粗放发展导致该地区污染严重，一些企业仅为原材料加工，产品附加值低，矿产资源的利用效率较低，这一类企业以10 kV用电为主，因此在电源布局上，尽量限制66 kV电源点的随意扩建，一方面推动产业转型，另一方面也避免该类型企业在行业环境限制萎缩后变电站设备的空置和浪费。

随着产业转型，目前已逐步引进大型的深加工企业，形成矿产加工及下游制品的链条式发展，环境友好程度高，对地区的经济发展具有持续的推动作用，因此这一类企业应得到电网支持，结合园区的总体规划，结合66 kV网架需求，规划220 kV梨树变布点，以电源布点引导大型点负荷更均衡分布，分摊220 kV代家沟变负荷压力。

4 结束语

本文主要结合海城典型地区特点，研究适用辽宁的“小康电”示范县建设模式，提出负荷预测、网架规划及电力设施布点的相关原则和方法。“小康电”将是在建设小康社会过程中重要的能源保障，下一步需要在结合线损、可靠性分析的基础上，提出一整套“小康电”电网建设模式和建设标准，保证县域地区电网建设能够助推当地经济社会的协调发展，提高用户的服务体验，推动城乡电网均等化进程。

[1] 陈 政，陈 曦．全面建成小康社会最艰巨最繁重的任务在农村[J]．理论与当代，2015，32(9): 12-13．

[2] 中共中央宣传部．习近平总书记系列重要讲话读本(2016年版)[M]．北京：人民出版社，2016：53-64．

[3] 万 青，龚树东，卢国宁,等．基于典型区域的配电网供电可靠性分析研究[J]．东北电力技术，2015，36(11):40-45．

[4] 宫及峰，张婷婷，刘 晨,等．基于改进粒子群算法的工业负荷规划研究[J]．东北电力技术，2016,37(7):22-25．

[5] 张 静，王主丁，张代红,等．配电网规划中负荷预测实际问题探讨[J]．华东电力，2014，42(2):384-390．

[6] 薛 琪．基于饱和负荷密度指标约束下的大连市中心区电网负荷预测[J]．东北电力技术，2016，37(6)：53-56．

[7] 葛少云,郭明星,王成山,等．城市高压配电网接线模式比较研究[J]．电力自动化设备，2004,24(2)：33-37．

[8] 王 硕，赵 杰，刘国平,等．基于网格化的城市智能配电网规划研究[J]．东北电力技术，2016，37(4)：56-59．

[9] 王金丽，段祥骏，李云江,等．配电网低电压产生原因与综合治理措施[J]．供用电，2016，33(7)：8-12．

Research on Grid Construction Model in Liaoning “Well-off Electric” Demonstration Country

HAN Zhentao1，JIN Zhong2，DAI Xiaoyu1，SONG Kun1，YIN Jingjiao1

(1.State Grid Liaoning Electric Power Company Limited Economic Research Institute, Shenyang，Liaoning 110015, China; 2.State Grid Liaoning Management Training Center, Shenyang, Liaoning 110023；China)

The key area of completing the target of building moderately prosperous society in 2020 is county region. It’s necessary to carry out the “well-off electric” demonstration county construction to support the county territory economic society coordinated development and raising the level of rural power supply services equalization. Based on the requirement of the construction of a well-off society, a “well-off electric” demonstration county grid construction mode is propsed, including the load forecasting method based on the development of key industries, coordinated planning based on power supply security voltage grade, and consider the people’s livelihood and industry development of power grid location.

moderately prosperous society; “well-off electric” demonstration county; the development of key industries; coordinated planning of voltage grade

F426.61

A

1004-7913(2017)05-0059-04

韩震焘(1986)，男，硕士，工程师，主要从事配电网规划技术研究。

2017-03-01)