廊坊市电网发展水平诊断分析深化研究

刘 恋

(国网廊坊供电公司经济技术研究所,河北 廊坊 065000)

电网作为关系国计民生和国民经济命脉的基础性行业,其现状发展水平是电网规划建设的重要依据,地市级电网作为电网庞大体系中的重要一环,涉及领域广泛、影响因素众多、基础架构复杂,同时与地区经济社会发展息息相关[1]。本文从电量采集等信息化系统收集基础数据信息,构建综合诊断指标体系,利用电网诊断综合评价分析信息管理系统从发展速度与规模、安全与质量、协调性、效率和经济效益5个方面系统诊断廊坊市电网发展现状,结合城市建设、经济发展和政策环境,找准电网建设的薄弱环节和电网发展的主要问题,分析原因,提出措施,明确电网规划建设重点,同时为其他中等城市电网发展建设提供经验[23]。

1 地市电网发展诊断指标体系

地市级电网包括市辖行政区域内区、县级供电范围,电压等级覆盖110 k V及以下电网,具有层级多、指标多的特点。电网发展水平诊断体系依据地市级电网运行特点,从电网发展速度与规模、电网发展安全与质量、电网发展协调性、电网发展效率和电网发展经济效益5个方面对电网发展水平进行系统全面的诊断评估[4-5]。在充分论证和参考专家意见的基础上,确定了以电网指标数据库为基础,涵盖5个方面、3个层级60个指标的电网发展水平综合诊断指标模型[6],通过充分调研地市级电网的特点,再从中筛选出20个主要指标进行重点分析,搭建出地市级电网发展水平重点指标诊断体系见图1。

图1 地市级电网发展水平重点指标诊断体系

2 廊坊市电网发展水平诊断仿真分析

2.1 基础数据收集依据

电网发展水平诊断的流程分为“基础数据收集校核→诊断指标计算→诊断评价结果→分析评价结果,提出相关建议和措施”四步,其中基础数据的准确性是开展电网诊断的根本前提。本文利用建成的综合指标诊断体系对廊坊市电网发展水平进行诊断分析,基础数据选取廊坊市电网运行既有统计数据,包括国民经济、电源装机、电力需求、电网规模、电价等多个方面,横向分为廊坊市2个区8个县共10个供电分区,纵向跨度为2015－2019年5个自然年,以电量采集系统、网上电网等信息化系统为平台,以年度统计资料汇编和同业对标等数据为依据,包括了规划、调度、营销、财务、统计、生产等多个专业,确保基础数据收集全面真实有效。

2.2 诊断指标计算

利用地市电网诊断综合评价分析信息管理系统录入基础数据,搭建诊断评估模型,计算电网诊断指标值,再依据指标具体定义、地市经济发展现状和地区自然条件设定指标目标值,得出诊断评估结果[7]。

2.2.1 电网发展速度与规模指标

电网发展速度与规模指标主要评价电网规模、建设速度与电网内、外部系统的适应性,电网发展规模与速度对外适应于地区经济、城市规模及负荷需求等系统发展需要,对内满足于电网自身可持续发展的需要。廊坊市近5年电网发展速度与规模指标计算结果见表1,表中单位电网支撑等效装机。

表1 廊坊市电网发展速度与规模诊断指标值

2.2.2 电网发展安全与质量指标

电网安全与质量指标主要设置在电网设备、配电网环节、可靠性等方面,集中反映电网运行中的安全性水平、稳定性水平、可靠性水平和供电质量水平。廊坊市近5年电网发展发展安全与质量指标计算结果见表2。

表2 廊坊市电网发展安全与质量诊断指标值 %

2.2.3 电网发展协调性指标

电网发展协调性指标反映电网发展过程中的协调性,包括各电压等级电网之间的协调性、城乡平衡发展协调性以及网架密集程度。廊坊市近5年电网发展协调性指标计算结果见表3。

表3 廊坊市电网发展协调性诊断指标值

2.2.4 电网发展效率指标

电网发展效率指标主要分析电气设备最大利用效率和平均利用效率情况,反映电网利用效率与安全裕度和电网规模发展裕度的平衡关系。廊坊市近5年电网发展效率指标计算结果见表4。

表4 廊坊市电网发展效率诊断指标值

2.2.5 电网发展经济效益指标

电网发展经济效益指标从单位产出的投资水平、资产水平和运营成本等方面分析公司的经营状况和资产效益,从经济特性角度反映出电网的效益水平和可持续发展能力。廊坊市近5年电网发展经济效益指标计算结果见表5。

表5 廊坊市电网发展经济效益诊断指标值

2.2.6 综合评价指标

地市电网发展水平诊断指标体系采取点线面相结合的综合评价方法,用采集到的电网基础数据计算出廊坊电网各类技术经济性单项指标,由各类技术经济性单项指标汇总出准则层综合指标,各级指标的计算就是分层诊断电网现状的过程。图2为廊坊市电网发展水平综合雷达图,0到4为欠佳,4到6为合格,6到8为中等,8到10为良好,10到12为优秀。

图2 廊坊市电网发展水平综合雷达示意

3 廊坊市电网发展水平诊断结论

通过廊坊电网发展水平综合雷达图可以看出,廊坊电网发展规模与速度、协调性处于优秀水平,电网发展效率和经济效益处于良好水平,这4个方面指标水平相对较好,可继续优化,电网发展安全与质量处于中等水平,还有大幅提高空间,是下一步电网发展的重心。下面结合廊坊电网实际现状,按5个二级指标分类,对具体指标数据进行诊断。

3.1 电网发展速度与规模

电网发展弹性系数近5年平均值为0.38,除2016年220 k V电源装机迅猛增加使电网发展弹性系数达到了0.71外,廊坊地区电力与经济发展总趋势平稳,但与目标值0.66还有一定的差距。110 k V和35 k V变压器电容载比近5年总体呈下降趋势,到2019年明显低于最小目标值1.8,反映出电网变电容量对于负荷增长的适应能力逐渐变差。110 k V电网装机容量一直为0,为缺失的电源装机电压层级,35 k V单位电网支撑等效装机近5年平均值为0.022,随着电力负荷的增大和电网结构的完善,为避免重复降压,未来将不再规划新建35 k V变电站,35 k V层级电网将逐步被简化掉。10 k V户均配变容量在1.8～2.2,2016年经济的快速发展及用电负荷的大幅上升,导致10 k V户均配变容量下降为1.88,2018年在廊坊三河、香河、永清3个县域推行“煤改电”工程的带动下提高到了2.4。

各个电压等级的电源装机容量不足,是廊坊地区面临的现实问题,特别是相对于京津冀协调发展形势下廊坊经济的快速发展,电网的建设略显不足,这是由于廊坊区位特点,土地资源极度稀缺,电网建设项目落地越来越难。国网廊坊供电公司下一步应主动对接廊坊市各级人民政府和相关部门,争取政策支持,确保电网建设项目落地,解决变电站数量不足和电力走廊资源匮乏的紧张局面。

3.2 电网发展安全与质量

廊坊电网主变压器和线路N-1通过率在电网的不断建设下逐年升高,110 k V线路N-1通过率达到了99.21%接近目标值100%,而110 k V主变压器、35 k V主变压器和35 k V线路刚过目标值的一半,说明电网的转供负荷能力较差,电网的安全性和抵抗大面积停电能力还需大幅提高。110 k V架空线路迫停率主要反映架空线路的安全可靠性,迫停率越低说明线路越合理越安全,电网近5年的迫停率逐年变化情况表明110 k V架空线路的安全可靠性水平较高。10 k V互联率是衡量配电网网架坚强强度的重要指标,配电网的大力建设使该指标以年均5.4%的增长率在提高,但到2019年也仅达到了52.77%,这是因为县级供电区域10 k V线路接线模式以辐射式为主,联络率比市辖供电区低很多,所以廊坊整体10 k V互联率较低。

“十四五”期间将安全与质量作为电网发展的重心,借助变电站新、扩建工程和线路新建、改造工程的实施使变电站和负荷空间分布均匀,打通高低容载比供电分区间电力传输通道,从而改善变电站重过载情况,提高线路互联率,满足电网N-1供电可靠性要求,保证电网安全运行。

3.3 电网发展协调性

10 k V城乡供电能力协调性指标用于评价市辖供电可靠性与县级供电可靠性之间的差距,廊坊市辖2个供电区的供电可靠性一直高于县级8个供电区,但差距在逐年缩小,特别是随着城网建设的饱和与农网的不断优化,将逐步趋于协调。110 k V和35 k V容载比发散度指标近5年一直居高不下,主要因为容载比较高的永清县和安次区建设环境好,得到政府大力支持,容载比偏小的广阳区、大厂县和固安县则是负荷增长较快,建设环境较差,导致容载比存在较大的地区差异,容载比发散程度高。各级电网协调度指标以年均5.5%的速度在提高,逐步接近设定目标最优值0.8,反映出各电压等级电网之间变电容量匹配的程度在提升。110 k V供电半径发散度指标用于评价主网架的密集程度是否合理,廊坊近年来努力推进电力设施落点用地,合理规划线路走廊,使110 k V供电半径发散度逐步降低。

3.4 电网发展效率

廊坊电网110 k V和35 k V线路、主变压器等效平均负载率都处于平稳中小幅增长,反映出主变压器和输电线路的年平均利用效率越来越高。110 k V和35 k V线路、主变压器最大负载率正态分布在0.5到0.8区间小幅波动,2018年和2019年呈小幅度下降趋势,这是由于夏季大负荷时期电网负荷连创历史新高,导致全区输变电设备重载问题更加严重。从电网发展效率指标可以看出电网的建设速度已经不能满足负荷增长的需要,适度超前谋划建设充足的输变电项目是提高电网发展效率的一个有效途径。

3.5 电网发展经济效益

“十三五”期间公司投资、资产及运营方面指标均保持较好水平,电网线损率水平基本保持逐年下降,但由于经济新常态的来临和产业结构的调整,负荷和电量增长趋势放缓,导致2018年和2019年单位电网投资增售电量和单位电网资产售电收入增长率降低。为继续提高廊坊电网发展经济效益,必须进一步加强项目全过程管控,特别是项目前期的工作质量和项目后评价的管理,合理推进项目落地,提高单位电网投资增供电量指标,保障资金利用率。

4 结束语

本文依托于现阶段电网发展特点和要求所构建的指标体系有可能发生指标结构及权重的改变,下一步在电网运行实践的基础上,将着重从综合诊断模型指标体系的校正和清洁能源、智能化电网等技术指标的完善两个方面改进,使诊断指标体系不断满足新的电网发展需求。