城市综合性开发园区电网规划方法和应用实践

邵 黎陈永刚孙洪波李进忠骆曾鑫（.重庆电力设计院，重庆 40；.国网重庆市电力公司，重庆 40005；.重庆展帆电力工程勘察设计咨询有限公司，重庆 40000）

城市综合性开发园区电网规划方法和应用实践

邵 黎1陈永刚1孙洪波2李进忠3骆曾鑫1
（1.重庆电力设计院，重庆 401123；2.国网重庆市电力公司，重庆 400015；3.重庆展帆电力工程勘察设计咨询有限公司，重庆 400030）

摘 要：“五大”功能分区加速了城市建设进入新的阶段。综合性开发园区集中了产业开发、城市居住、现代服务服务以及市政配套设施等多种用地，负荷特性具有一定的代表性，过程中由现状农村电网或则城市周边乡镇电网向城市电网演变。电网规划过程也涵盖了饱和负荷预测、负荷发展过程推演、网络结构设计、站址选择和廊道规划等。本文根据现代电玩规划设计的主流方法，并依据现行各级规程规范，梳理城市综合开发园区电网规划的方法，并以工程实际应用进行应用说明。

关键词：城市综合性开发园区；电网规划；应用实践

1 引言

2013年9月，中共重庆市委四届三次全会综合考虑人口﹑资源﹑环境﹑经济﹑社会﹑文化等因素，提出了重庆市“五大”功能分区的发展规划。城市综合性开发园区作为现代城市化进程的重要载体，在今后一段时间内将成为重庆市开发建设的重要单元。

综合性园区电网专项规划的技术方法具已日趋成熟。按照一般顺序，可初步划分为几个主要阶段：

（a）饱和负荷预测与布点分析。饱和负荷预测主要包括分区法﹑负荷密度法等，在此基础上进行变电站布点需求分析；

（b）负荷发展趋势分析和工程时序安排；

（c）电网结构设计；

（d）廊道规划。

2 饱和负荷预测

饱和负荷预测是空间负荷预测预测中重要的工作和主要研究目的，分为由下而上和从上而下两类方法。由下而上的方法首先预测负荷分布之后将其累加为负荷总量；从上而下的方法与之相反。在工程运用中，一般用从上而下的方法对负荷预测进行方向性的控制，采用由下而上方法进行指标性校验，最终得到满意的结果。综合性开发园区大多处于现状乡镇区域，其电网特点正处于向城市电网转变过程中，负荷特性也正发生根本性变化，因此常用的趋势法不再适用，而多变量法因基础数据需求多样﹑收集困难，也难以推广应用。

同常，电网专项规划需土地利用控制性详细规划的区域同步开展，园区各地块的用地性质，体量﹑总建筑面积进行定义，整体上确定了小区域的建设规模和用电特征。因此基于控规数据进行饱和负荷预测是较为合理的方法。

本论文受国网重庆市电力公司《基于重庆“五大功能区”规划的空间饱和负荷发展预测》（2015渝电科技4#）科技项目支持。

基于控规数据进行饱和负荷预测，在理论上通过合理选择单位用电面积负荷水平﹑同时系数﹑需用系数等参数可以满足预测需要。

从实际应用看，本方法适用于非工业用地。表1给出了住宅用地地方标准建议值。可以看出，单套住面积越大，其平均建筑面积用电负荷越小。对常见户型，单位用电面积基本上在90W/m2～130W/m2。若由表2中取同时系数0.4，则住宅用电负荷水平在36W/m2～62W/m2。与表3中相关数据基本吻合但处于较高水平。考虑到重庆地区夏季高温湿热的地方气候特点，降温负荷比重大，规划阶段需要留有一定的裕度空间，因此本文建议水平选择较为合理。

对于商业负荷，也可采用以上方法。为充分考虑降温负荷，建议留有一定裕度。

对于工业用电负荷，产业差异较大，一般由园区管理单位提供产业布局相关资料，横向比较类似用户指标。表4是应用本文方法对重庆市某综合性产业开发区各类用地饱和负荷应用实例。

3 负荷发展过程预测

饱和负荷预测结果是确定各电压等级变电站布点数量和规划容量的依据。电网规划还需要进一步推演负荷发展过程，形成逐年预测成果，以此制定项目建设时序建议。

生物学中习惯把生长现象在图上用曲线表示出来，称为生长曲线。电力负荷也有这样的现象：预测区域较大时，负荷呈现平稳增长趋势；预测区域划分为足够小时，小区负荷将在短期内呈现明显的“S”型增长趋势，最后负荷居于一定稳定值，即饱和值。

生长曲线的数学表达式一般为：

式中，a﹑b﹑c是三个待估参数。饱和年限T的大小由参数a﹑b﹑c共同决定。

在通常情况下，对于已知数学表达式的曲线，可采用拟合法。但在新开发园区负荷预测过程中则不适用。因为受资料统计限制，负荷发展历史资料通常只能反应较大区域一段时间的负荷发展轨迹，利用负荷历史资料取得的特性描述不能体现新控规的用电特性。

根据实践经验，园区发展往往需要经历1～2年的基础建设阶段，3～5年的发展用户开始入驻，负荷需要经历5～10年左右的自然发展期进入基本饱和阶段。各类负荷自然发展年限见表5。

综上所述，园区负荷发展基本需要经历10年以上的时间进入饱和期。因此在实际应用阶段可采用分段函数进行预测。在预测中需要引入饱和度参数：

Ki=Yi/Ymax×100 （2）

式中，Ki表示第i年区域负荷Yi在与饱和负荷Ymax的百分比关系。一般当饱和度Ki在25%～30%时的可采用指数函数进行拟合，当饱和度在75%～80%以上时可采用对数函数进行拟合，在此之间时可采用一次或则二次函数进行拟合。图1是对重庆某大型开发区A﹑B两个区域按照本方法进行负荷发展趋势推演结果。分区A负荷基数较大，且包和负荷大，呈现出较明显的S型发展趋势，分区B负荷基数较低，采用陆续开发的方式，负荷发展拐点呈现较分区A模糊。

表1 电气化住宅用电负荷

表3 国内其他城市典型建筑负荷密度指标调查结果

图1 负荷发展趋势预测实例

表2 住宅建筑用电负荷需用系数

表4 饱和负荷预测实例

表5 分类用户进入负荷增长饱和期的年限

图3 电缆排管规划实例

4 网络结构规划

园区电网网络结构规划包高压电网和中压配网两部分。不同负荷密度区域其电网结构较大差异。大部分综合性园区饱和负荷密度都在20MW/km2以上，属A类分区，网络和结构以链式﹑双环网或则环网为主，中压电缆网可选择双环式﹑单环式﹑n供一备结构，中压架空网可选择多分段适度联络结构。

高压电网网架设计需合理选择主供电源和备用电源。建议：首先在充分考虑走廊资源和电网建设资金的基础上合理选择环网结构；其次线路走向﹑间隔资源利用等方面需要为下一轮电网拓展留有空间。

图2是某大型综合性开发区A﹑B组团高压电网设计实例。从本方案看，链式接结构在电网发展的可持续性上优点较为明显。

表6 典型电缆传输容量

5 工业用户供电方式选择

现有市场模式下工业用户供电大都采用专线。高可靠性用户大量入驻造成了两方面困扰：

（1）工业用户负荷较重，不能由开闭所转供，需大量占用变电站出线资源；

（2）专线电缆需要公共沟道资源，公共网络的正常建设和使用。

表6给出了部分电缆厂家提供的10kV﹑35kV三芯电缆输送容量。

从表6中可以看出，35kV电缆较同截面的10kV电缆传输容量高出近4倍。因此工业区也有必要保留35kV电压等级，作为工业用户的专用电网与10kV配网独立规划﹑独立建设，既保证电网建设资金向全社会公平使用，也保证了工业用户的正常供电。

从经验看，总面积10km2～15km2的园区，规划1～2座含35kV等级的110kV变电站即可。在廊道规划上， 35kV电缆属企业专线，原则上不与电力企业投资的公共线路共用电缆排管，独立规划。图3为10kV～35kV规划实例。

图2 高压电网设计实例

结语

本文按照综合性园区电网专项规划的一般思路，讨论了关于饱和负荷预测﹑负荷发展过程推演﹑网络结构规划以及工业用户专线规划的工程经验和实用方法。从工程实践来看，本文论述的方法在重庆地区具有一定的适用性和先进性。

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中图分类号：TM715

文献标识码：A