浅谈智造城市发展态势下的城市电网规划——以无锡市为例

王丹凤

无锡市规划设计研究院，江苏无锡 214031

1 无锡市正步入智造城市发展新阶段

无锡市经济发展基础来自长期工商互促、主动对接区域，在苏、锡、常3市中，无锡的制造业与服务业、内生与外向经济处于相对均衡状态，无锡人均经济规模、消费、研发投入水平在周边地区居于领先地位。

无锡市在改革开放启动期，城市由内生型、村社主导，村镇空间分散，在改革开放深化期，工业由外源型、园区主导向城市集中。就2009～2014年无锡市资金密集型制造业分析，占比高增长慢的主要有化学原料及化学制品制造业、黑色金属冶炼及压延加工业、通用设备制造业、交通设备制造业和电气机械和器材制造业等，占比低增长快的行业主要有饮料制造业、石油加工/炼焦及核燃料加工业、专用设备制造业和废弃资源综合利用业。到2017年无锡市3大产业比例调整为1.3：47.3：51.5，第三产业比重已经超过第二产业[1]。

随着无锡市经济的发展，产业结构的转型，无锡不断推动高质量发展，无锡的产业结构加快调高调优，不断拓深拓广改革开放，无锡的城乡区域趋于协调协同，目标发展为一个智造之城、宜居之城。无锡在苏南创新体系中与常州、镇江同为科技转化职能，重点产业为物联网、集成电路、新材料、精密机械、电子信息、汽车、生物医药、新能源等。在新时代下依托丰富的自然、文化资源大力发展消费、服务经济，重点产业为旅游、休闲、娱乐、影视、健康和养老等。

2 智造城市发展态势下城市电网规划的重点

传统的城市电网规划主要包括负荷预测、电源规划、变电站选址布局和高压架空线规划几大块内容，主要是为了协调城市用地、满足城市用电需求。在智能制造新业态下，城市电力供应首先，应与区域、城市发展相适应，其次，与城市用地相协调，最后，需要为电力部门、规划管理部门提供良好的信息维护平台。

2.1 城市电力供应与城市发展相适应

2.1.1 合理的负荷预测

在统计城市历史数据的基础上，分析得出电力电量的历史规律，研究电力行业发展受影响的因素，一般来说，一类是宏观因素，包括政府政策、科技发展水平、国民经济增长速度、税收和汇率等，另一类是微观因素，包括企业经营战略、目标、成本和其他方面[2]。无锡市电力发展主要依托于地区经济快速增长，未来几年随着产业结构的进一步调整，智能工业、大数据中心、物联网等产业的高速发展，地区生产总值将会持续快速增长，与之强相关的用电量也将会在同时期出现快增长。

无锡市区城市化的进程脚步不断加快，在经历了2008～2009年的巨幅波动后，污染大能耗大的企业逐渐退出历史舞台。随着无锡产业结构的不断优化和调整，市区用电负荷近几年都呈震荡式发展。2015年开始，无锡打造产业发展新高地，在“经济强”上有突破进展。在经济结构调整以及高端产业发展使得三产及部分二产产品比重增大，电力增长将和经济增长呈现强相关，电力弹性系数在0.8～1左右。

“十三五”“十四五”期间，无锡将大力发展智能制造、物联网、旅游业和现代服务业等产业，用电量和负荷值的增长仍会持续，按照上海、深圳、东莞等城市规律，产业结构震荡调整的门槛期大约5～8年，预测2020年三产比重仍然基本稳定在50%左右，旅游业和现代服务业的用电特性较为平稳；第一产业依托物联网的农业智能化发展会在平缓中略有上升；第二产业用电增长将稳中求进。预计至2020年，第一产业用电量增速将保持在10%～15%，第二产业用电量增速将保持在5%左右，第三产业用电量增速将保持在11%左右，居民生活用电量增速将保持在15%左右。经济结构和能源结构的变化，将促使电力需求增加，但由于技术进步、企业管理水平的提高，以及节能降耗措施的实施，使得劳动生产率大大提高，从而使用电单耗保持下降趋势。随着工业内部结构由低附加值、高耗能产业向高附加值、低消耗产业的转移，工业用电单耗将趋于下降[3]。

通过新业态发展对电力需求的影响分析，在得到合理的预测负荷的基础上研究各等级高压变电站的变电系数，从而得出合理的变电站规模。

2.1.2 电力设施布局规划

（1）电源层规划。电源层的规划需要区内/区外电源、传统/清洁能源联合考虑，结合上国家级、省级的能源规划、行动计划，比如打赢蓝天保卫战的三年行动计划，对于燃煤电厂机组服役年限关停、天然气热电联产等项目都有明确指导意见，在此基础上综合考虑500kV分片区的安全影响因素，分析各供电分区的夏季高峰供电缺口和500kV系统全停风险，以保障城市电力安全为根本进行电源点布局。

（2）高压变电站规划。分析220kV变电站合理的供电范围，220kV电网分区划分应以不降低分区电网安全可靠水平为前提。220kV电网分区规划原则上以2座或以上500kV变电站、3台或以上500kV主变，作为主要用电电源，并尽可能包含接入地区220kV电网的大容量发电厂，将220kV电网规划为若干个相对独立的220kV分区。过渡年份可考虑1座500kV变电站独立分区，但主变台数需达到3台及以上，或220kV分区内应有足够容量的发电电源。各范围中的110kV变电站需要结合用地、产业规划进行分区负荷校核，来确定该片区需要增加的变电容量。

（3）各电压等级电网结构规划。输电系统中既要考虑充裕度，也要考虑安全度，需对规划电网进行多层次的安全适应性评估，如主变及线路“N-1”校核、同塔双回线路的“N-2”校核等。坚持贯彻“电力系统设计技术规程”，电网满足“电力系统安全稳定导则”及“江苏电网规划研究与设计技术导则”的相应要求，兼顾国务院599号令的具体要求，从网架结构优化的角度加强防范电力安全事故。

（4）智能电网、一流电网规划。随着区外来电规模大幅扩张，电网建设难度越来越大，客观上要求电网发展要充分发挥既有电网的输电能力，在电网规划中加强电网新技术、新设备的应用，并为降低短路电流、优化潮流分布提供全新的解决方案，从而适应“世界一流电网”建设的新要求。

城市电网在一流电网示范区的成功经验上进行技术推广，各街镇的供电可靠性指标需要合理给出。

2.2 改建、新建电力设施选址选线与区域发展、城市用地相协调

2.2.1 高压变电站规划

（1）现状高压变电站。根据现状高压变电站的规模、设备运行、负载率、扩建条件、转供能力、并网分布式能源情况、存在问题的分析，结合变电站所在地周边用地情况，对现状变电站提出扩建、翻建、技改和退役计划，并研究是否需要增加建设用地。如对城市35kV电网层公用变，原则上全部退役，可结合周边发展进行升压改造，也可结合电网发展新型电力储能。

（2）规划新建高压变电站。新建变电站涉及选址、标准化（非标准化）建设用地、建设规模是否有预留扩建余地，进出高压线走廊的预控以及供电范围的确定。严格遵守相关规范，与周边建筑预留充足的安全距离，原则上110kV及以下高压变电站以户内变建设为主，220kV变电站以半户外式为主。

2.2.2 高压输电线路规划

（1）现状高压输电线路。梳理现状高压输电线路的运行情况，是否存在线路老化、载流量不足、弧垂过低、走廊占用城市建设用地，确定是否需要改迁、换线，并结合电缆区域进行入地敷设。

（2）新建高压输电线路。利用城市市政走廊，以集约土地为原则，结合电缆区域合理选择新建高压输电线路径和敷设方式。高压走廊宽度根据当地要求控制，但不得低于规范的下限值。

2.2.3 中压电力柜规划

中压电力柜可考虑将供电区域单元化，根据用地开发的强度来研究其分散布置还是集中布置，中压电力柜需要占用独立用地，亦需要与其他建筑留有安全距离，中压电力柜的布置可在下一步中压电网专项规划中细化研究。

2.3 城市电力的信息化管理

为配合城市多规合一空间规划信息平台建设，整合各部门基础及实现数据校核更新、补充完善，城市电网规划应进行地理信息系统（Geographic Information System，GIS）录入，变电站的输入属性应包括名称、占地面积、规模、变压等级、建设时间、上级电源、平均负载率和建设计划，输电线路的属性应包括线路名称、敷设方式、建设年份、存在问题、建设计划等，并在城市电网建设过程中不断更新维护。

3 结语

城市电网规划更需要结合实际情况，研究新兴行业带来的工业用电的变化，为电力负荷预测的重点；根据城市发展、用地性质合理布局变电站，选址选线为局部规划的重点，需要结合各类规划控制分区；一些老旧变电站存在运行隐患、不集约用地的情况，为对现状电网规划的重点；新业态下的智能电力，要求电网设施技术升级，这也是城市电网规划中不可或缺的一部分。