萍乡市配电网“十三五”规划研究

2015-12-16叶鹤林

江西电力 2015年5期

刘斌，叶鹤林，胡杰

（国网江西省电力公司萍乡供电分公司，江西萍乡 337000）

0 引言

配电网是电网的重要组成部分，直接面向电力用户，是保障电力“落得下、用得上”的关键环节，是改善民生的重要基础设施。经过“十二五”的建设与改造，萍乡地区配电网在网架结构、供电能力、供电可靠性等方面得到了较大的提升，但仍然存在城乡网结构薄弱、供电能力不足、装备水平不高、安全供电水平低、新能源接入受限等突出问题。为建设坚强智能电网，满足萍乡经济社会发展需要，加快提升配电网安全可靠供电水平，逐步提高配电网装备和自动化水平，开展了萍乡地区配电网“十三五”规划。

1 萍乡配电网现状

1.1 经济社会发展水平

萍乡市现辖安源、湘东两区和芦溪、上栗、莲花三县。土地总面积3 823.72 km2。2014年GDP为860亿元，人口199.07万人，城镇化率达到47.02%。2014年三次产业结构为6.6:59.5:33.9，相比2010年，二次产业依然占据主导地位，一次产业略微降低，三次产业稳步提升。

1.2 城乡配电网现状

1.2.1 供电区整体概况。

截至2014年底（以下数据类同），萍乡市供电面积1 227 km2，全社会用电量共56.75 亿kWh，全社会最大负荷1 036 MW，供电可靠率（RS-3）为99.9062%，110 kV及以下线损率为5.47%，10 kV及以下线损率为7.21%，综合电压合格率为98.86%，一户一表化率为100%，户均配变容量1.47 kVA。

1.2.2 110 kV高压配电网

现有110 kV 变电站19 座，主变台数为34 台，变电总容量为1272.5 MVA。110 kV 线路条数共计34条，线路长度为449.38 km，全部为架空线路。

110 kV电网结构以单链为主，少量双辐射和双T结构并存。

110 kV单线或单变站有4座，占变电站总座数的21.05%；110 kV变电站主变N-1通过率为64.71%，线路N-1通过率为100%。

1.2.3 35 kV高压配电网

现有35 kV变电站27座，主变台数为48台，变电容量为244.4 MVA。35 kV 线路38 条，线路总长428.07 km，35 kV 线路主要以架空为主，架空线路长度为427.27 km，电缆线路为0.79 km。35 kV 变电站线路均分布在D类区域。

35 kV网络以单链、单环为主，其中单链11条，单环网16条，双辐射4条，单辐射7条。

35 kV 单线或单变站有8 座，占变电站总座数的29.63%。35 kV变电站主变N-1通过率为22.45%，线路N-1通过率为73.68%。

1.2.4 10 kV中压配电网

1）10 kV配电线路情况。全市共有10 kV配电线路281条。其中：B类供电区10 kV线路有57条，C类供电区10 kV 线路有85 条，D 类供电区10 kV 线路有139条。10 kV配电线路总长度5177.27 km，其中电缆长度91.7 km，线路平均供电半径7.95 km。

2）10 kV 配变情况。全市共有配变6 239 台，总容量1 030.04 MVA，全市平均单条线路配变装接容量达到7.12MVA，有44回线路装接容量大于12MVA，占比为15.65%，主要集中在B、C区域。

3）线路主干截面。10 kV主干线导线截面B、C类供电区以240 mm2为主，D类供电区以70、120、240 mm2为主。240 mm2的架空线路长度588 km，全市使用最多，占比达到39%。

4）线路供电半径分析。B类地区有40.35%的线路供电半径超过3 km，计有23条；C类地区有49.41%的线路供电半径超过5 km，计有42 条；D 类地区有22.3%的线路供电半径超过15 km，计有31 条。均已超过导则要求。

5）网架结构分析。架空网：架空线路279条，分段开关328台，联络开关数65台，其中辐射式比例为70%，单联络线路所占比例为18%，多联络线路所占比例为12%。电缆网：全市仅有2回电缆线路，单环网接线。

6）间隔资源分析。110 kV 变电站10 kV 出线间隔总数为273 个，备用10 kV 出线间隔49 个。110 kV变电站B类供电区间隔120个，利用率达到85.83%，C类供电区间隔119 个，利用率达到75.63%，D 类供电区间隔34个，利用率为91.18%。

35 kV变电站10 kV出线间隔总数为174个，剩余间隔数为44个，间隔利用率为74.71%。

1.2.5 0.38 kV低压配电网

全市0.38 kV线路总长度为17 384 km，其中电缆线路长度为1 047 km，架空绝缘线1 948 km，架空裸导线14 389 km。

B 类供电区低压线路干线以120 mm2为主。C类供电区低压线路干线以70、50 mm2为主。D类供电区低压线路干线以25、35 mm2为主。

1.3 存在问题

1.3.1 高压配电网存在的主要问题

1）供电能力。110 kV变电容量已有冗余，但重载变和轻载线路占比较大。2014年萍乡市110 kV变电站大部分分布在B、C区域，110 kV容载比为2.49，反映出负荷密集区域布点不足、新建变电站投运后负荷未及时切转。B、C类供电区域110 kV有较多轻载线路，设备利用率不高。

35 kV 容载比基本满足导则要求，D 类区重载变占比较高。2014年萍乡市35 kV容载比为2.06，基本满足导则要求。但由于D类供电区布点较少，供电范围广，导致主变最大负载率普遍偏高。

2）电网结构。110 kV 线路均能满足N-1 要求，但主变N-1 通过率不高，特别是在C、D 类供电区，主要是受单主变变电站以及主变负载较高的影响。

35 kV 电网较为薄弱，单线单变比例较高，不能满足N-1配置要求。

1.3.2 中压配电网存在的主要问题

1）供电能力。全市线路装接配变容量偏高，同时重载线路与轻载线路共存。农村线路偏少、户均容量不足，配变、线路重过载严重。

10 kV 出线间隔资源不足。目前，B 类供电区10 kV 间隔呈现紧张状态，其中丹江变等3 座变电站已无出线间隔，C 类供电区也所剩无几。10 kV 间隔资源利用效率偏低，目前接入的部分专线工矿企业未能继续发展，虽然占着间隔，但实际负荷却很少。此外，开闭所、环网柜预留间隔十分有限。

2）电网结构。B类供电区域10 kV电网结构不清晰，联络点设置不合理，单辐射线路比例大，转供能力不强。C、D类区，结构薄弱，联络率低，供电半径长，用户电压质量差。

1.3.3 低压配电网存在问题

大部分未改造台区设备质量较差，老化严重，用户线烧断现象频频出现。C、D 类供电区低压主干线大部分都采用裸导线，且存在较普遍的供电半径偏长引起的低电压问题。

1.3.4 分布式电源接入增长迅速，配电网适应性受到严重挑战

2013年以来，随着国家鼓励新能源，分布式电源的装机容量逐年上升。由于分布式电源地点、时序的不确定性给配电网规划与建设带来不利，目前配电网勉强适应大规模、分布较广的分布式电源的接入。

2 电力需求预测

以萍乡地区2001年以来的国民经济及用电量、负荷数据为基础，在对数据分析的基础上，采用弹性系数法、人均电量法、自然增长加大用户法三种方法进行预测比较，最终推荐自然增长加大用户法，预测至2020年萍乡市全社会用电量为87.81亿kWh，全社会用负荷为163.28万kW，见表1。

表1 萍乡市全社会用电负荷和用电量预测结果

根据萍乡各分区负荷预测推荐方案，结合历史数据和网络，以及电源初步规划方案、直供负荷情况，萍乡市110 kV、35 kV、10 kV网供负荷分别由2014年的621 MW、108 MW、560 MW增至2020年的1 033 MW、121 MW、997 MW，“十三五”期间年均增速分别为8.29%、1.97%、9.58%。

3 配电网发展目标与规划技术原则

3.1 2020年发展目标

依托市政规划和主网规划，全面贯彻分区分层的要求，通过规划建设，明确变电站、线路供区，加强城市中低压配电网的灵活性、可靠性，同时适时开展配网自动化建设，通过规划，切实起到指导本地区配电网建设、改造的作用。萍乡地区配电网规划的总体目标如表2所示。

表2 萍乡2020年配电网发展目标

3.2 规划技术原则

3.2.1 供电区域划分

依据导则，结合萍乡市域规划水平年的负荷密度、行政级别、用户重要程度等将萍乡市配电网供电区域划分成以下B、C、D 三种区域类型。B 类：老城区；C 类：开发区、新城区、湘东城区、安源新区及县城、工业园区；D类：农村地区。

3.2.2 高压配电网

城区110 kV、35 kV 容载比取1.9～2.1，农网110 kV、35 kV 容载比取1.8～2.1。各类供电区域110 kV 电网目标电网结构推荐为链式、双辐射；35 kV 电网目标电网结构推荐为单链、单环网和双辐射。110 kV 变电站在城市建成区原则采用半户内或户内布置，在城镇或农村原则采用半户内或户外布置，110 kV 变电站根据需要可采用110 kV、35 kV、10 kV 三级电压，按2～3 台变压器布置，单台变压器容量选择50 MVA、40 MVA；35 kV 变电站在农村地区原则采用户外布置，按2-3 台变压器布置，单台变压器容量选择3.15～10 MVA。

3.2.3 中压配电网

10 kV架空网一般采用“单联络”结构，负荷密度较大区域采用三分段两联络结构。电缆网一般采用单环网结构，负荷密度较大、有双电源要求的区域采用双电源辐射结构。供电半径应满足末端电压质量的要求，B 类地区10 kV 线路的正常供电半径不宜超过3 km，C 类地区不宜超过5 km，D 类地区不宜超过15 km。配电变压器容量选择时，宜将负载量控制在变压器容量的40%～80%。具体各供电区域三相配电变压器容量选择为：B 类区选择200、400 kVA 柱上变，630 kVA 箱式变；C 类区选择200、400 kVA 柱上变；D类区选择50、100、200 kVA柱上变。

开闭所宜建于负荷中心，其进线电源应取自不同变电站或同一变电站不同母线，接线宜简化，一般采取两路进线、6～12 路出线，单座开闭所装接容量不宜超过20 MVA，进线宜采用400 mm2电缆，中间不再接带其他负荷；出线一般不超过300 mm2电缆。

环网柜就是每个配电支路设一台开关柜（出线开关柜），这台开关柜的母线同时就是环形干线的一部分，环网柜一般两进多出（不超过5回）。

3.2.4 低压配电网

低压配电网应结构简单、安全可靠，一般采用辐射式结构。380/220 V 配电网应有较强的适应性，主干线截面应按远期规划（一般为20年）一次选定。

3.3 典型供电模式选择及应用区域

目标年萍乡各供电区采用的典型供电模式如下：

B类供电区域：主要用户为以行政区、商贸区、工业园区、居民区等为主的综合区，其电压序列为110/10/0.38 kV，110 kV电网结构为双链、双辐射，10 kV电网结构为电缆单、双环网、架空多分段适度联络。

C类供电区域：主要用户为以机关团体等企事业单位、商业、服务行业、居民住宅等为主的县城、重要城镇，其电压序列为110/10/0.38 kV，110 kV电网结构为单链，10 kV 电网结构为电缆单环网、架空多分段适度联络。

D类供电区域：主要用户为以农业用电和居民生活等为主的农业生产区，其电压序列为110/35/10/0.38 kV，110 kV电网结构为单链、双辐射，35 kV电网结构为单链、单环、双辐射，10 kV电网结构为架空多分段单联络。

4 配电网规划

4.1 高压配电网规划

“十三五”期间新建110 kV 变电站9 座，扩建7座，新增变压器24台，新增变电容量1 093 MVA，新增10 kV线路出线间隔218个。“十三五“期间新建线路32条，新建架空线路224.65 km，新建电缆线路2.26 km，改造线路3条线路，其中架空线59.6 km。

萍乡市供电区“十三五”期间在35 kV新建及改造线路工程中，新建线路15条，架空线路长度为83.3 km；改造线路5条，架空线路长度为36.9 km。

4.2 中低压配电网规划

“十三五”期间，在10 kV线路新建和改造工程中新建线路286 条，其中架空线路759.77 km，电缆线路133.36 km，改造线路20条，其中架空线路514.22 km，电缆线路2.1 km。

“十三五”期间，在10kV 电网开关设施新建及改造工程中新建开关站17 座，环网柜63 座，柱上开关182 台；改造开关站1 座，柱上开关32 台，环网柜15座，电缆分支箱40台。

4.3 低压配电网规划

“十三五”期间，新建线路1 198条，其中架空线路1 244.23 km，电缆线路40 km；改造2 976条线路，其中架空线路4 825.07 km，电缆线路20.25 km。

5 投资估算与规划成效分析

5.1 投资估算

萍乡配电网“十三五”期间共计投资22.37 亿元，其中110 kV 工程投资5.61 亿元，35 kV 工程中投资0.74亿元，10 kV工程中投资6.31亿元，低压工程中投资7.66亿元，配电自动化投资2.05亿元。

5.2 配电网整体规划效果

本规划方案实施后，配电网整体技术经济指标将得到有效改善，从配电网整体角度看，通过前后对比，规划方案实施后配电网供电可靠率由99.8921%提高到99.9567%，110 kV 及以下综合线损率由6.5%下降到5.87%，10 kV 及以下综合线损率由7.4%下降到6.89%，综合电压合格率由98.86%提高到99.42%。

110 kV 容载比由2.47 下降到2.2，110 kV、35 kV主变满足N-1 比例由64.71%，22.45%均提高到100%，35 kV 满足N-1 线路比例由73.68%提高到100%。

中压线路联络率从现状年的30.4%，提升到2020年的68%，满足N-1 的线路比例从28.5%提升到68%，其中B、C类地区的线路联络率和满足N-1线路比例均提升为100%。

5.3 现状存在问题解决情况

经过2015-2020年电网建设与调整，萍乡配电网存在问题得到有效解决。到规划期末，110 kV 主变及线路的重过载、“N-1”通过率校验、年限过长等问题全部得到解决；35 kV 主变重过载、年限过长等问题全部得到解决，“N-1”通过率校验解决了88%，线路重过载、“N-1”通过率校验、年限过长等问题全部得到解决；10kV 线路重过载、配变装接容量过大、运行年限过长等问题全部得到解决，主干线供电半径过长解决37%，“N-1”通过率校验解决12%（全市数据，D 类地区线路“N-1”通过率不做要求）；农村“低电压”问题户数38 093 户全部得到解决，电网网架进一步优化，供电能力得到提升，供电可靠性显著提高。具体指标如表3 所示。

表3 萍乡市配电网现状存在问题解决情况

6 效益分析

6.1 经济效益分析

萍乡市2011 到2014年，工业经济国内外经济大环境影响，二次产业比重逐年降低，导致售电量、用电负荷成负增长，110 kV及以下电网单位投资增售电量为-112.86 kWh/元、单位投资增供负荷为-0.02 kW/万元；2015年110 kV 及以下电网单位投资增售电量为1.6 kWh/元、单位投资增供负荷为0.028 kW/万元。2016～2020年110 kV及以下电网单位投资增售电量为1.66 kWh/元、单位投资增供负荷为0.0219 kW/万元。