城市电力网规划.docx

城市电力网规划.docx

《城市电力网规划.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市电力网规划.docx（46页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

城市电力网规划

城市电力网规划设计导则

1总则

1.1本导则是根据原城乡建设环境保护部和原水利电力部1985年5月颁发的《城市电力网规划设计导则》（试行本）进行修改和补充而成的。

本导则是编制和审查城市电力网（以下简称城网）规划的指导性文件，适用于我国按行政建制的城市。

1.2城网是城市范围内为城市供电的各级电压电网的总称，是电力系统的主要负荷中心，又是城市现代化建设的重要基础设施之一。

各城市应根据中华人民共和国城市规划法的相关规定，编制城网规划，并纳入相应的城市规划。

1.3城网规划是城市规划的重要组成部分，应与城市的各项发展规划相互配合，同步实施。

1.4城网的规划应着重研究电网的整体。

城网规划的编制，应分析现有城网状况，根据需要与可能，从改造和加强现有城网入手，研究负荷增长规律，解决城网结构中的薄弱环节，扩大城网的供电能力，加强城网的结构布局和设施标准化，提高安全可靠性，做到远近结合、新建和改造相结合、技术经济合理。

1.5各城市的城网规划应有明确的分期规划目标。

城市各级电网在远期规划实施后，应达到以下的水平：

1.5.1具有充分的供电能力，能满足各类用电负荷增长的需要。

1.5.2容量之间、有功和无功容量之间比例协调。

1.5.3供电质量、可靠性达到规划目标的要求。

1.5.4建设资金和建设时间取得恰当的经济效益。

1.5.5设备得到更新，网络完善合理，与社会环境协调一致，技术水平达到较先进的现代化程度。

1.6本导则在执行中将结合实际需要进行修改补充，以期不断完善。

2规划的编制和要求

2.1城网规划范围

2.1.1城网的供电区包括城市的全部地区。

城网规划应以市区电网规划为主要组成部分。

市区是指城市的建成区及远期规划发展地区。

计算城网负荷所用的供电面积，原则上不包括大片农田、山区、水域、荒地等。

市中心区是指市区内人口密集、行政、经济、商业、交通集中的地区。

市中心区用电负荷密度很大，供电质量和可靠性要求高，电网结线以及供电设施都应有较高的要求。

一个城市的城网可根据其中心区的布局、地理条件、负荷密度和送电网电压的选择，划分为几个区域电力网。

市区以外的负荷集中的工业区和城镇可分别建设区域性电力网。

2.1.2城网由220kV的送电网，110、63、35kV的高压配电网，10kV的中压配电网和380/220V低压配电网组成。

2.2规划的主要内容

城网规划一般应包括以下主要内容：

2.2.1分析城网布局与负荷分布的现状。

明确以下问题：

（1）供电能力是否满足现有负荷的需要，及其可能适应负荷增长的程度；

（2）供电可靠性；

（3）正常运行时各枢纽点的电压水平及主要线路的电压损失；

（4）各级电压电网的电能损失；

（5）供电设备更新的必要性和可能性。

2.2.2负荷预测

2.2.3确定规划各期的目标及电网结构原则和供电设施的标准化。

包括中、低压配电网改造原则。

2.2.4进行有功、无功电力平衡，提出对城网供电电源点（发电厂、220kV及以上的变电所）的建设要求。

2.2.5分期对城网结构进行整体规划。

2.2.6确定变电所的地理位置、线路路径。

确定分期建设的工程项目。

2.2.7确定调度、通信、自动化等的规模和要求。

2.2.8估算各规划期需要的投资，主要设备的规范和数量。

2.2.9估算各规划期末将取得的经济效益和扩大供电能力以后取得的社会经济效益。

2.2.10绘制各规划期末的城网规划地理位置结线图（包括现状结线图）。

2.2.11编制规划说明书。

2.3经济分析

2.3.1经济分析包括经济计算和财务计算。

经济计算一般用于论证方案和选择参数。

财务计算一般用于阐明建设方案的财务现实可能性。

对参与比较的各个方案都必须进行经济分析，选择最佳方案。

2.3.2在经济分析中，一切费用（包括投资和运行费用）和效益都应考虑时间因素，即都应按照贴现的方法，将不同时期发生的费用和效益折算为现值。

贴现率暂定为10％，城网供电设施的综合经济使用年限可定为20～25年。

2.3.3经济分析中各个比较方案一般设定相同的可比条件，即：

（1）供电能力、供电质量、供电可靠性、建设工期方面能同等程度地满足同一地区城网的发展需要；

（2）工程技术、设备供应、城市建设等方面都是现实可行的；

（3）价格上采用同一时间的价格指标；

（4）环境保护方面都能满足国家规定的要求。

2.3.4参与比较的各方案由于可比条件相同，经济计算一般可以选取年费用最小的方案。

在计算各方案的费用时，应计算可能发生的各项费用，包括：

建设和改造的各项费用（土地征用、建筑物拆迁、环境保护、设备、设施、施工等）和运行费用（运行维护、电能损失等）。

2.3.5方案比较还可以用优化供电可靠性的原则进行，即不先设定可靠性指标，将不同可靠性而引起的少供电损失费用引入计算，以取得供电部门和全社会最大经济效益。

各地区可逐步创造条件通过典型调查和分析确定。

2.4规划的年限、各阶段的要求和编制流程

2.4.1城网规划年限应与国民经济发展规划和城市总体规划的年限一致，一般规定为近期（五年）、中期（十年）、远期（二十年）三个阶段。

近期规划应着重解决当前城网存在的主要问题，逐步满足负荷需要，提高供电质量和可靠性。

要依据近期规划编制年度计划，提出逐年改造和新建的项目。

中期规划应与近期规划相衔接，着重将城网结构及设施有步骤地过渡到规划网络，并对大型项目进行可行性研究，做好前期工作。

远期规划主要考虑城网的长远发展目标，研究确定电源布局和规划网络，使之满足远期预测负荷水平的需要。

2.4.2规划的编制流程。

首先做好全区和分区分块的负荷预测，并经过技术经济比较确定近、中、远期规划的目标和标准化的电网结构原则。

编制流程可分为三个步骤进行：

第一步建立远期电网的初步布局，作为编制分期规划的发展目标；第二步根据预测负荷和现有的电网结构，经过分析计算，编制近期的分年规划和中期规划；第三步以近、中期规划最后阶段的规模和远期预测的负荷水平，经过分析计算，编制远期规划。

（参见附录A规划编制流程示意图）

具体的编制方法分列如下：

（1）确定远期电网的初步布局。

根据远期分区分块预测的负荷，按远期规划所应达到的目标（供电可靠性等）和本地区已确定的技术原则（包括电压等级，供电可靠性和结线方式等）和供电设施标准化，粗略地确定：

a.待建的高压变电所的容量和位置；

b.现有和待建变电所的供电区域；

c.高压线路的路径；

d.各变电所中压电网的布置，包括出线回路数；

e.所需的电源容量和布局，结合电力系统的规划，提出对发电厂和电源变电所的要求。

（2）编制近期规划。

从现有的电网入手，将下一年的预测负荷分配到现有的变电所和线路，进行电力潮流、电压降、短路容量、环流、故障分析等各项验算。

检查电网的适应度。

针对电网出现的不适应问题，从远期电网的初步布局中，选取初步确定的项目，确定电网的改进方案。

新的电网布局确定后，重新进行各项计算，务使满足近期规划所规定应达到的目标以及电网结构和设施标准化的要求。

如达不到，应重新确定电网改进方案，重复计算，并据此提出年度的改造和新建项目。

然后重复按上述步骤编制下一年以至逐年的近期规划。

（3）编制中期规划。

做好近期规划后，再在近期末年规划电网的基础上，以中期的预测负荷，分配到变电所和线路上，进行各项计算分析，检查电网的适应度。

从远期电网的初步布局中，选取初定的项目，确定必要的电网改进方案，做出中期规划。

（4）编制远期规划。

以中期规划的电网布局为基础，依据远期预测负荷，经各项计算后，编制远期规划。

由于远期规划内容是近、中期规划的积累与发展，因受各种因素的影响，必将对其原定的初步布局有所调整和修改。

（5）低压电网规划。

低压电网规划直接受到小块地区负荷变动的影响，而且可以在短期内建成，一般只需制定近期或中期规划。

其步骤如下：

a.假定每一配电变压器的供电范围不变，然后按年负荷增长确定逐年所需变压器和线路的容量。

b.当所需变压器和线路容量或电压降超过规定的最大值时，则采取增加变压器和馈入点，电网进一步分段，必要时调大导线等措施来解决，并将达到规定负荷的用户改由中压供电。

2.4.3规划的修正。

负荷预测是规划的主要依据，但其不确定因素很多，为此必须按负荷实际变动和规划的实施情况，对规划进行滚动修正。

为适应城市经济和社会发展的需要，远期规划一般每五年修编一次。

有下列情况之一时，必须对城网规划的目标及电网结构和设施的标准化进行修改，并对城网规划作相应的全面修正。

（1）城市整体规划或电力系统规划进行调整或修改后；

（2）预测负荷有较大变动时；（3）电网技术有较大发展时。

2.5规划的编制、审批和实施

2.5.1城网规划由供电部门和城市规划管理部门共同编制，以供电部门为主，报网（省）电管局（电力局）审批。

2.5.2根据中华人民共和国《城市规划法》，城网规划有关内容经当地城市规划主管部门综合协调后，纳入城市规划，报上级人民政府审批。

2.5.3城网规划应通过城市建设与改造的统一规划来实施，城建部门应与供电部门密切配合，统一安排供电设施用地，如：

变（配）电所、线路走廊（包括电缆通道），以及在城市大型建筑物内或建筑物群中预留区域配电所和营业网点的建筑用地。

2.5.4城网建设中的线路走廊、电缆通道、变配电所等用地，应充分考虑远期规划的合理需要，但实际建设可按需要分期进行。

3负荷预测

3.1一般规定

3.1.1负荷预测是城网规划设计的基础。

预测工作应在经常调查分析的基础上，收集城市建设和各行各业发展的信息，充分研究本地区用电量和负荷的历史数据和发展趋势进行测算，为使预测结果有一定的准确性，可适当参考国内外同类型地区的资料进行校核。

（注：

本导则所用负荷一词一般指最大电力负荷。

）

3.1.2负荷预测分近期、中期和远期。

近期还应按年分列，中期和远期可只列期末数据。

由于影响负荷变化的因素太多，预测数据可用高低两个幅值（幅值相差不宜过大）。

3.1.3为使城网结构的规划设计更为合理，应从用电性质、地理区域或功能分区、电压等级分层等方面分别进行负荷预测。

用电性质分类可按能源部制定的电综4表的统计分类方法进行，也可按城市的实际情况，分成几个大类。

地理区域或功能分区可根据城市行政区、地理自然条件（如山、河流等）、一个或几个变电所的范围划分，也可按城市规划土地的用途功能或地区用电负荷性质等情况适当划分。

分区的原则，主要是便于制定城网在不同时期的改造和发展规划。

分区的面积不必相同，市中心区宜小些，一般可在5平方公里左右，市郊区可大些。

电压等级分层可根据城网所选用的电压等级划分。

计算城网某个电压等级的负荷时，应注意从总负荷中减去上一级电网的线损功率和直配供电（发电厂直供的）负荷。

3.1.4负荷预测需收集的资料一般应包括以下的内容：

（1）城市总体规划中有关人口、用地、能源、产值、居民收入和消费水平以及各功能分区的布局改造和发展规划（包括各类负荷所计划发展的建筑面积和土地利用比率）等。

（2）市计划、统计部门以及气象部门等提供的有关历史数据和预测信息。

（3）电力系统规划中电力、电量的平衡，电源布局等有关资料。

（4）全市及各分区分块、分电压等级按用电性质分类的历年用电量、高峰用电量和负荷、典型日负荷曲线及电网潮流图。

（5）各级电压变电所、大用户变电所及配电所（包括杆架变压器）的负荷记录和典型负荷曲线、功率因数。

（6）大用户的历年用电量、负荷、装接容量、合同电力需量、主要产品产量和用电单耗。

（7）大用户及其上级主管部门提供的用电发展规划，计划新增和待建的大用户名单、装接容量、合同电力需量，时间地点。

国家及地方经济建设发展中的重点项目及用电发展资料。

（8）当电源及供电网能力不足，造成供不出电时，应根据有关资料估算出潜在负荷的情况。

由于负荷预测、归类分析工作量大，且需要经常更新数据，宜应用计算机进行。

3.2预测方法

3.2.1对现状和历史的负荷、电量进行分析处理，作为预测依据的原始数据。

对其中一些明显不合理甚至错误的个别数据，应尽可能事先进行修正处理。

3.2.2负荷预测工作，可从全面和局部两方面进行，一是对全城市地区总的需要量进行全面的宏观预测，二是对每分区的需要量进行局部的预测。

在具体预测时，还可将每分区中的一般负荷和大用户分别预测，一般负荷作为均布负荷，大用户则作为个别集中的点负荷。

各分区负荷综合后的总负荷，应与宏观预测的全区总负荷进行相互校核。

3.2.3负荷预测工作一般先进行各目标年的电量预测，以年综合最大负荷利用小时或年平均日负荷率求得最大负荷的预测值，也可按典型负荷曲线，得出其各时间断面的负荷值。

3.2.4负荷预测可采用以下几种常用方法进行，并相互校核：

（1）单耗法：

根据产品（或产值）用电单耗和产品数量（或产值）来推算电量，是预测有单耗指标的工业和部分农业用电量的一种直接有效的办法。

目前我国城市中工业用电还占较大比重，单耗法还是负荷预测中一个重要的方法，较适用于近、中期规划。

（2）弹性系数法：

城网的电力弹性系数应根据地区工业结构、用电性质，并对历史资料及各类用电比重发展趋势加以分析后慎重确定。

（3）外推法：

运用历年的时间系列数据加以延伸，推测各目标年的用电量。

具体计算时，一般是以用电性质的各个分类电量作为应变量，与此分类电量的相关因素（如人口、工农业产值、人均收入、居住面积等）作为自变量，用回归分析建立数学预测模型，反复计算进行预测。

（4）综合用电水平法：

根据单位消耗电量来推算各分类用户的用电量。

城市生活用电可按每户或每人的平均用电量来推算，工业和非工业等分类用户的用电量可按每单位设备装接容量的平均用电量推算，现在和历史的综合用电水平可通过资料分析和典型调查取得，将来各目标年的人口、户数、设备装接容量的预测值，可通过城市规划部门和用户的资料信息或用外推法测算，各目标年的综合用电水平还可参照国内外同类型城市的数据或用外推法测算。

综合用电水平法适用于分区负荷中的一般负荷和点负荷的预测，但预测期以近、中期较为合适。

（5）负荷密度法：

负荷密度是每平方公里的平均负荷数值。

一般并不直接预测整个城市的负荷密度，而是按城市区域或功能分区，首先计算现状和历史的分区负荷密度，然后根据地区发展规划对各分区负荷发展的特点，推算出各分区各目标年的负荷密度预测值。

至于分区中的少数集中用电的大用户，在预测时可另作点负荷单独计算。

由于城市的社会经济和电力负荷常有随同某种因素而不连续（跳跃式）发展的特点，因此应用负荷密度法是一种比较直观的方法。

3.3电力平衡

3.3.1根据预测的负荷水平和分布情况，应与电力系统规划中对城网安排的电源容量进行电力平衡（包括有功和无功平衡）。

3.3.2电力平衡应与上级电力规划部门共同确定：

（1）由电力系统供给的电源容量和必要的备用容量；

（2）电源点的位置，结线方式及电力潮流；

（3）地区发电厂、热电厂、用户自备电厂接入城网的电压等级，接入方式和供电范围；

（4）电源点和有关线路以及相应配套工程的建设年限、规模及进度。

电力平衡应按目标年分阶段分区进行。

4规划设计的技术原则

城网结构是规划设计的主体，应根据城市建设规模、规划负荷密度以及各地的实际情况，合理选择和具体确定电压等级、供电可靠性的要求、结线方式、点线配置等技术原则。

4.1电压等级

4.1.1城网电压等级和最高一级电压的选择，应根据现有实际情况和远景发展慎重研究后确定。

城网应尽量简化变压层次。

4.1.2城网的标称电压应符合国家标准。

送电电压为220kV，高压配电电压为110、63、35kV，中压配电电压为10kV，低压配电电压为380/220V。

选用电压等级时，应尽量避免重复降压。

现有的非标准电压应限制发展，合理利用，并分期分批进行改造。

除在城网改造的过渡期间外，一个地区同一电压城网的相位排列和相序应相同。

4.1.3现有城网供电容量严重不足或老旧设备需要全面进行技术改造时，可采取升压措施。

但必须认真研究升压改造的技术经济合理性。

4.2供电可靠性

4.2.1城网规划考虑的供电可靠性是指电网设备停运时，对用户连续供电的可靠程度，应满足下列两个目标中的具体规定：

（1）电网供电安全准则

（2）满足用户用电的程度

4.2.2电网供电安全准则。

城市配电网的供电安全采用N1准则，即：

（1）高压变电所中失去任何一回进线或一组降压变压器时，必须保证向下一级配电网供电；

（2）高压配电网中一条架空线，或一条电缆，或变电所中一组降压变电器发生故障停运时：

a.在正常情况下，除故障段外不停电，并不得发生电压过低和设备不允许的过负荷，

b.在计划停运情况下，又发生故障停运时，允许部分停电，但应在规定时间内恢复供电；

（3）低压电网中当一台变压器或电网发生故障时，允许部分停电，并尽快将完好的区段在规定时间内切换至邻近电网恢复供电。

4.2.3上述N1安全准则可以通过选取电网和变电所的结线及设备运行率T达到。

T＝

100％

具体计算为：

（1）220～35kV变电所：

应配置两台或以上变压器，当一台故障停运时，其负荷自动转移至正常运行的变压器，此时变压器的负荷不应超过其短时容许的过载容量，以后再通过电网操作将变压器的过载部分转移至中压电网。

符合这种要求的变压器运行率可用下式计算：

T＝

100％

式中T＝变压器运行率，

K＝变压器短时的容许过载率，

N＝变压器台数，

P＝单台变压器额定容量。

条件为短时内将变压器的过载部分转移至电网，需转移的容量L为：

L＝（K一1）P（N一1）

当实际能向电网转移的负荷小于L时，则应选用较计算结果为小的运行率。

变压器短时允许的过载率应根据制造厂提供的数据，参照该变压器预计的全年实际负荷曲线，以过载而不影响变压器的寿命为原则来确定。

在缺乏数据的情况下，一般可取过载率为1.3，过载时间为2小时，计算结果为：

当N＝2时T＝65％，

N＝3时T＝87％（近似值），

N＝4时T＝100％（近似值）。

变电所中变压器愈多，其利用率愈高。

但当变压器为三台以上时，则应采取措施，使停运变压器的负荷能平均分配至其他运行中的变压器。

（2）10kV/380V配电所：

10kV/380V户内配电所宜采用两台及以上变压器，有条件时低压侧可并联运行。

10kV/380V杆架变压器故障时，允许停电，但应尽量将负荷转移至邻近电网。

（3）高压（包括220kV）线路：

应由两个或两个以上回路组成，一回路停运时，应在一次侧或二次侧自动切换供全部负荷而不超过设备的短时容许过载容量，并通过下一级电网操作转移负荷，解除设备的过载运行，线路的运行率为：

T＝

×l00％

式中N＝线路回路数，

K＝短时容许过载率，可根据各地的现场运行规程规定。

（4）中压配电网：

a.架空配电网为沿道路架设的多分段、多联接开式网络，每段有一个电源馈入点，当某一区段线路故障停运时将造成停电，但应尽快隔离故障，将完好部分通过联络开关向邻近段线路转移，恢复供电。

线路的运行率：

T＝

100％

式中M＝线路的预留备用容量，即邻近段线路故障停运时可能转移过来的最大负荷，

K＝短时容许过载率，

P＝额定容量。

T的数值不应大于1。

b.电缆配电网一般有两种基本结构：

①多回路配电网，其运行率与（3）同。

②开式单环配电网，其运行率计算与双回路同。

但环网故障时，须经过倒闸操作恢复供电，时间较长。

c.由于电缆故障处理时间长，一般不采用放射形单回路电缆供电。

如采用时，应根据用户要求，给予必要的保安电源，电压和容量可与用户协商决定。

（5）低压配电网

与中压配电网同，但故障转移负荷时应该算末端电压降是否在允许的标准以内。

4.2.4要对变电所作进出线容量的配合和校核。

变电所初级进线总供电能力应与初级母线的转供容量和主变压器的允许过负荷容量相配合，并满足供电可靠性的要求。

变电所的次级出线总送出能力应与主变压器的允许过负荷容量相配合，并满足供电可靠性的要求。

校核事故运行方式时，应考虑事故允许过负荷，以节约投资。

4.2.5当现有电网的供需矛盾突出时，在近期规划中可尽量利用供电设备的容量以解决负荷的需求，规划时可采用较4.2.3计算结果为高的设备运行率。

即在事故时切除部分负荷，使设备过载率限制在规定之内。

其运行率为：

T＝

100％

式中：

Lc＝自动切除的负荷

在远期规划中变电所二次侧与电网联络必须很强，且配电自动化水平较高，在短时内能转移负荷LN＞（K-1）（N-1）P时，则运行率：

T＝

100％

式中LN＝能在短时内转移至电网的最大负荷。

4.2.6满足用户用电的程度。

.

电网故障造成用户停电时，允许停电的容量和恢复供电的目标时间。

其原则是：

（1）两回路供电的用户，失去一回路后，应不停电；

（2）三回路供电的用户，失去一回路后，应不停电，再失去一回路后，应满足50～70％用电；

（3）一回路和多回路供电的用户电源全停时，恢复供电的目标时间为一回路故障处理的时间；

（4）开环网路中的用户，环网故障时需通过电网操作恢复供电的，其目标时间为操作所需的时间。

考虑具体目标时间的原则是：

负荷愈大的用户，目标时间应愈短。

可分阶段规定目标时间。

随着电网的改造和完善，目标时间应逐步缩短，若配备自动化装置时，故障后负荷应能自动切换。

4.3容载比

4.3.1容载比是反映城网供电能力的重要技术经济指标之一。

容载比过大，电网建设早期投资增大；容载比过小，电网适应性差，影响供电。

变电容载比是城网变电容量（kVA）在满足供电可靠性基础上与对应的负荷（kW）之比值，是宏观控制变电总容量的指标，也是规划设计时布点安排变电容量的依据。

城网变电容载比应按电压分层计算。

发电厂的升压变电所向地区配电网供电的容量计入电源变电容量。

同级电压网用户专用变电所的变压器容量和负荷应扣除。

4.3.2变电容载比大小与计算参数有关，也与布点位置、数量、相互转供能力有关，即与电网结构有关，变电容载比的估算公式为：

式中Rs为容载比（kVA/kW），

K1为负荷分散系数，

K2为平均功率因数，

K3为变压器运行率，

K4为储备系数。

以上参数可按实际情况取数，但相关因素很多。

城网变电容载比一般为：

220kV电网1.6～1.9，

35～110kV电网1.8～2.1。

应加强和改善网络结构，建立既满足可靠性要求又降低容载比，以提高投资的经济效益。

例如：

变电所增加主变台数，次级电网增加转移负荷的能力，提高功率因数，提高自动化程度和提高各变电点的负荷预测及变电容量配置的准确性等。

4.4城网结线

4.4.1城网由送电线路，高压配电线路，中压配电线路，低压配电线路以及联系各级电压线路的变、配电所组成。

电网结线的要点如下：

1.各级电压电网的结线应标准化，

（2）高压配电网结线力求简化，

（3）下一级电网应能支持上一级电网。

各级电压配电网的常用结线见附录B，供参考。

4.4.2220kV及以上的送电线路和变电所，是电力系统的组成部分，又是城网的电源，可靠性要求高，一般为建于城市外围的架空线双环网。

在不能形成地理上环网时，也可以采用C形电气环网，环网的规划属系统规划。

当负荷增长需要新电源接入而使环网的短路容量超过规定值时，应在现有环网外围建设高一级电压的环网，将原有的环网开环分片以降低短路容量，并避免电磁环网。

4.4.3在环网的适当地点设枢纽变电所，将超高压降压后送至市区。

在负荷密集、用电量很大的市区，可采用220kV深入市区的供电方式。

此种为市区供电的220kV线路和变电所属城网规划范围。

4