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简化电压等级 提高供电质量

导读: 国家电网公司2012年第二季度工作会议提出,简化电压等级,增强220千伏直供35千伏、10千伏负荷的能力。此举将提高配网的供电可靠性。本文由国网北京经济技术研究院专家详解简化电压等级的原因、意义及对客户用电的影响。

  从国内外城市电网发展过程来看,电压序列都经历了不断提升和简化的过程。城市供电范围随着用电负荷的发展不断扩大。为了满足输送容量需要,各级电压逐步提高,级数接近的电压等级就会合并,从而逐渐形成级差合理、容量匹配、结构协调的输配电压序列。简明合理的电压等级对用电客户来说,意味着供电可靠性的提高。

  ■由繁到简:城市电网电压等级不断优化

  国内5~6级电压,国外出现4级电压

  新中国成立以前,我国电力工业发展缓慢,输配电线路的电压等级往往由具体工程决定。全国范围内,电压等级繁多,级差偏小,甚至包括一些非标准的电压等级。新中国成立初期,城市仍然存在着纷繁复杂的中压电压等级,如2千伏、3千伏、6千伏、10千伏、20千伏等。

  20世纪五六十年代,我国城市电网的电压等级经历了一系列的规范与简化,逐步形成相对统一的电压序列。特别是在中压配电电压方面,到70年代,基本统一为10千伏。

  现在,我国城市已形成5~6级电压序列。其中,华北、华中和华东地区,城市电网主要采用500/220/110/10/0.4千伏电压序列;西北地区,城网主要采用750/330(220)/110/10/0.4千伏电压序列;东北地区城网主要采用500/220/66/10/0.4千伏电压序列。

  不难看出,我国大部分城网仍保留110千伏这一电压等级。不过也有例外,如天津、青岛、威海的中心城区相应电压序列为500/220/35/10/0.4千伏。上海城网则是35千伏和110千伏并存,电压序列有500/220/35/10/0.4千伏和500/220/110/10/0.4千伏两种。可见,110千伏电压并非不能省略。

  类似的是,发达国家的城市电网电压序列也经历了一个渐进发展、多种电压并存和电压序列统一简化的过程。法国即是其中的典型。

  1946年以前,法国存在多家电力公司,分区分片管理,导致中压配电电压等级繁多,例如3千伏、5.5千伏、10千伏、12千伏、15千伏和20千伏等。20世纪60年代,法国开始在全国范围内升压改造配电网,将中压配电电压等级逐步统一到20千伏。升压改造在20世纪90年代中期基本完成。目前法国电网主要有两个电压序列:400/225/63/20/0.4千伏和400/225/90/20/0.4千伏。而巴黎、里昂和尼斯等大城市则进一步简化为400/225/20/0.4千伏电压序列。

  ■功能合并:220千伏电压能够替代110千伏

  客观条件已经具备天津上海都有实践

  相对于国外部分发达国家的城网而言,我国大部分城市的电压序列仍有进一步简化的必要。

  目前,我国城网110千伏变电站供电半径小于5千米的省级电力公司数量约占总数的50%,220千伏变电站供电半径小于10千米的省级电力公司达到4个(北京、天津、上海、江苏)。从供电半径来看,110千伏、220千伏电网存在功能重叠现象。在个别直辖市和省会城市中心城区,110千伏变电站的供电半径已经小于1千米。而恰恰在这些地区,变电站站址通道资源极度紧张,新增变电站极为困难。既然建一座变电站难之又难,为什么不建设电压等级更高、供电能力更强的220千伏变电站呢?所以,从客观条件看,这些地区建设220千伏变电站、直供35/10千伏负荷,能进一步提升站址和线路通道利用效率。

  那么,简化110(66)千伏电压,会不会对可靠供电造成影响呢?在上述城市,10千伏线路互联率接近100%,220千伏电网也已形成双环网为主的格局,所以,即使没有110(66)千伏电压等级,从220千伏变电站直降为35/10千伏,也不会对安全可靠供电造成影响。

  实际上,目前国内已有220千伏直供35/10千伏负荷的应用实践。天津、上海就是220千伏直降35千伏的典型城市。截至2010年,天津市接入35千伏的客户容量为662.7万千伏安,占35千伏及以下客户接入总容量的28.1%;上海市接入35千伏的客户容量为791万千伏安,占35千伏及以下客户接入总容量的21.4%。两个城市接入35千伏的客户主要以居民小区、商住及办公楼宇为主。

  另外,2011年年初在深圳投入运行的国内首条220千伏直降20千伏线路,目前已经稳定向大客户供电一年多时间。这也从侧面证明,220千伏直供35/10千伏负荷是可行的。

  ■供用双赢:电企节约资源客户用得更好

  节约占地和投资增强供电能力和可靠性

  220千伏直供35/10千伏负荷有哪些优点呢?换句话说,这对供电企业和用电客户来说有什么好处呢?

  研究表明,合理配置电压序列不仅可以节约城市有限的空间资源,减少电网建设和运行成本,降低网络损耗,还可以提高城网的整体供电能力,增强电网对不同类型用电负荷的适应性。

  首先,此举可以缓解电网建设与城市建设矛盾,降低电网投资成本。增加220千伏变电站直供35千伏负荷能力,可以减少公用网10千伏线路条数,节约变电站10千伏出线间隔和线路走廊;增加220千伏变电站直供10千伏负荷能力,可以满足站址附近10千伏负荷接入需要,减少110千伏变电站建设规模。在深入负荷中心的地方从220千伏变电站直接向35/10千伏负荷供电,既减少了110/35千伏站址需求,缓解城区日益突出的电力供需、站址资源紧张等矛盾,也能改善城市电网结构,降低电网整体投资成本。

  其次,此举可提高城市电网对大客户供电的适应性。随着经济社会的快速发展,城市大容量的负荷不断增加,如大型宾馆、酒店、商场、商务办公楼、高层住宅区及大工业客户、大商业客户等等。增加220千伏直供35/10千伏能力,可以有效提高电网向这些客户供电的适应能力。

  再次,此举可以降低电网损耗,提高供电可靠性。合理配置电压序列,提高220千伏直供35/10千伏负荷能力,可以减少一次及以上的“变压”程序,进而减少电能损耗。同时,变配电环节中电气元件的减少,又使得电网供电可靠性得到进一步提高。

  因此,在负荷密度2万千瓦/平方千米以上的高负荷密度地区(上海陆家嘴、天津响螺湾2007年负荷密度即达13万千瓦/平方千米),应该简化电压等级。上述地区通常为直辖市和省会城市中心区、国家级经济开发区或高新科技工业园区等地区。在这些地区,采用220千伏变电站直供10千伏负荷式,不仅可以简化电压序列,更可以提高大客户的用电质量。

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