20千伏掀起配網新變革

發布時間：2016年06月08日 點擊數：25823

20千伏掀起配網新變革

　　中國工程院院士雷清泉指出，20千伏電壓等級的應用推動了中國配電網的升級改造，對電網而言是一個革命性的變化。

　　 5月1日，國家能源局頒布的《20千伏及以下配電網工程建設預算編制與計算標準》和《20千伏及以下配電網建設工程預算定額》開始實施。

　　這標志著，今后編制和審核20千伏配電網工程可行性研究投資估算、初步設計概算、施工圖預算、工程量清單報價和工程結（決）算有了規范的基礎依據和國家標準。

　　之前，3月14日，由江蘇省電力公司承擔的國家電網公司2008年重點科技項目———中壓配電網電壓等級優化及示范試點研究”通過專家委員會驗收。此成果為國內首創，在此項目的諸多成果中，將現有10千伏線路直接升壓至20千伏填補了世界空白。

　　在電價方面，之前，國家發改委明確，江蘇20 千伏電價比10千伏低6厘，比35 千伏高9厘。

　　相關標準的出臺和政策的明確為20千伏供電的推廣奠定了堅實的基礎。20千伏供電漸行漸進。

　　由來已久？悄然而至？

　　●1996年，蘇州工業園區中新合作區建成國內首個20千伏配電系統。

　　●2007年9月20日，國內首條20千伏架空線在江蘇蘇州建成投運。

　　●2009年3月，中壓配電網電壓等級優化研究通過驗收。

　　眾所周知，我國目前采用的電壓等級主要是750 千伏、500千伏、330千伏、220 千伏、110千伏、66千伏、35千伏、10千伏。我國各大區電網基本上形成了4種主要的電壓等級序列，城市供電則主要采用220千伏、110千伏、35千伏、10千伏、0.4千伏電壓等級。

　　20世紀70年代，我國完成了將眾多的繁雜的中壓配電電壓統一為10千伏的工作。而隨著我國經濟的快速發展，用電負荷猛增，在一些地區10千伏供電已經不能滿足當地的發展需求。近三年，江蘇省全社會用電量以年均10％的速度遞增，2008年突破3000億千瓦時，蘇南地區成為供電負荷密集區。供電矛盾日益突出。

　　蘇州是江蘇省經濟最發達的地區，也是用電量最大、增量最快的地區（日增專變容量已達到4萬千瓦，年均增幅20%以上），工業化設施密集，負荷密度大，土地資源已高度緊缺，依靠單純增加變電站和10千伏送電線路，不僅難以解決站址、線路通道土地問題，而且輸送能力也難以滿足中小工業用戶群用電持續快速增長的需求，更不利于節能降耗。”中國電力企業聯合會供電分會副秘書長陸志剛介紹道，這一現象，在江蘇乃至全國的經濟相對發達地區都有共同的特點。所以，積極著手研究電網配網系統如何向更加節能高效合理配置的方向發展，是解決城市電網布局的關鍵問題。”

　　在我國，20千伏供電肇始于上世紀90年代中期。1996年，蘇州工業園區中新（新加坡）合作區建成國內首個20千伏配電系統，在外資企業成功實施了20千伏地下電纜供電。”當時的蘇州供電局總工程師姜祥生接受了記者的電話采訪。

　　1994年，原電力部所屬江蘇電力局下達給蘇州供電局一項關于配電電壓等級研究的科技項目。同一時期，中國和新加坡之間正在進行電力規劃合作。因此，在1994年末到1995年初，包括姜祥生在內的一些專家，前往新加坡考察其供電模式。新加坡的電壓等級序列采用的是200/66/22千伏電壓等級，而3個電壓等級是國際公認的理想供電模式。最終，在蘇州應用20千伏配電電壓的方案得以確立。

　　2007年9月20日，國內首條20千伏架空線在江蘇蘇州建成投運。2007年以前，我國尚無建設20千伏中壓配電網的標準和設備。之后，江蘇電力公司技術人員經過一年的努力，制定出一套包括通用設計、技術規范、客戶端供電方案文本等在內的技術標準，并先后在全省范圍推廣應用。

　　2009年3月28日，《20千伏客戶變電所典型設計圖集》也在蘇州全部制定完成。該《圖集》的出版，將促使20千伏客戶變電所設計從隨意裁剪”向成衣定制”轉變，不僅為客戶變電所設備選型建立了參考標準，規范了客戶變電所的電氣主接線型式，還為20千伏變電所圖紙審核提供了依據，有利于縮短客戶業擴工程周期。

　　據了解，目前，江蘇省電網已經在全省開展將10 千伏和35千伏配電網統一成20 千伏電壓等級的工作，要求新建用戶必須上馬20 千伏。截至2008年年底，全省已建成投產20千伏配網項目49個，2009年將新建139個。

　　節約先鋒？經濟性？

　　●能滿足多回路、高可靠性的要求，節約土地，減少電能損耗。以采用相同導線輸送相同功率電能為例，20千伏線路可降低損耗75%，

　　●對于較大容量的客戶可以減少投資，并且提供最優化的供電方式。

　　●送電能力是10千伏線路的２倍，供電范圍是10千伏線路的2.5倍。

　　按照蘇州工業園區2020年的電網目標網架，中新區目標網架采用20千伏方案需設110千伏變電站17座，而采用10千伏方案需設110千伏變電站32座，可節省土地66.5畝，節約用地約41％。”原蘇州供電局總工程師姜祥生回憶了蘇州建設20千伏的情況。

　　姜祥生介紹說，該園區110／20千伏變電站每千伏安的造價比110／10千伏變電站低24.5％，而容量大1.58倍；20千伏設備雖比10千伏設備貴1.1～1.2倍，但按容量考慮，除配電變壓器外，其他設備每千伏安的價格都較10千伏的少；20千伏方案線損率比10千伏方案降低0.723個百分點，以2010年蘇州20千伏供電區域預計年用電量66.75億千瓦時計算，則每年可以減少電能損耗4 826萬千瓦時。相當于節約標準煤約1.9萬噸。”可見，應用20千伏節能降損效益可觀。

　　資料顯示，到2006年底，蘇州工業園區報裝容量在6000至1萬千伏安的用戶有50個，1萬千伏安以上的36個，其中要求雙電源供電的49個。如果用10千伏供電，則無法滿足其要求，如采用35千伏供電，總投資約為20.1億元。而采用20千伏供電的總投資只有11.7億元，節省近一半。據悉，這85個大用戶因為采用20千伏供電，還比35千伏供電節約土地240多畝，同時運行維護費用與10千伏基本相當。給大客戶帶來的最優化的供電方案可見一斑。

　　2007年10月，江蘇省電力公司在南京三江口工業園進行20千伏配網試點規劃。經比較，20千伏線路代替10千伏線路供電，園區內可減少110千伏變電站２座、公共開閉所９座，節約投資1．49億元，節約土地資源6000平方米。此外，與10千伏線路相比，20千伏線路電能損耗可減少75％，客戶端的電壓質量得到明顯改善。由于輸送同等功率，20千伏線路的有色金屬損耗量可減少50％，相當于減少了40％的建設費用。

　　揚州現有20千伏在役線路20回，運行和正在升壓改造并于今年迎峰度夏投產的全20千伏出線變電站各一座。20千伏電網的運行實踐表明，在送電距離相等的情況下，相同導線的20千伏線路的送電能力是10千伏線路的２倍，供電范圍是10千伏線路的2．5倍。

　　2009年3月初，隨著大連長興島66/20千伏橫山變電站、興源變電站的建成，大連首條20千伏配電網線路在長興島臨港工業區正式并網運行。為滿足大連長興島臨港工業區的電力需求，提高供電能力，大連供電公司從2006年5月開始對配電網進行升級改造，由原有的10千伏升壓到20千伏。目前，在大連長興島已建成投運66/20千伏橫山變電站、興源變電站，另一座66/20千伏塔山變電所也將于今年投入運行。預計到2010年，長興島地區的20千伏配電網線路將達到70%以上。

　　江蘇蘇州、南京等地工業園區是負荷集中、密度高的發達區。另外，采用10千伏長距離供電的偏遠農村地區也存在損耗和電壓降過大的問題，20千伏供電還可以發揮在低負荷密度地區長距離輸送的優勢，遼寧本溪供電公司的南芬二次變電所就是最好的佐證。

　　2002年，遼寧本溪供電公司對所轄的南芬變電所66/10千伏線路進行了升至66/20千伏的改造。南芬變電所20 千伏配電線路全部采用架空線。局管部分線路長38.3千米，農網部分線路長40.1千米。重建后有6條20千伏配電線路運行，新增2條線路，新增低壓臺區67處，設備增加，但故障率大大下降，且電壓達到標準值要求。變電所操作靈活、可靠。2臺主變壓器及199臺配電變壓器全部采用低損耗型，年減少損失23萬元；線路減少損失396萬千瓦時。兩項合計創造效益203.5萬元。

　　水到渠成？指日可待？

　　●中國科學院院士周孝信表示，20千伏的推出時機成熟而且非常必要，是建設兩型”社會的一個非常有力的措施，完全符合科學發展觀的要求。

　　●20 千伏損耗小、供電能力增加，但設備投入會增加。20 千伏的發展其實是一種未來和現實的博弈。”華北電力大學電氣與電子工程學院輸配電系統研究所所長張建華教授告訴記者。

　　●中國電力企業聯合會供電分會副秘書長陳志剛認為，20千伏配電是中國電網發展的必由之路。

　　目前，國內已經實施20千伏供電的地區并不多，僅在江蘇省一些地區、遼寧本溪、大連等少數省份的一些地區有小范圍實際應用。據了解，廣東深圳、陜西西安等地從今年開始開展20千伏的試點工作。

　　中國電力企業聯合會秘書長王永干告訴記者：20千伏配電投資大，電力應適應和滿足當地經濟發展的需求情況，因地制宜。江蘇經濟發達，負荷增長迅猛，有條件、有能力、也適宜搞20千伏。各地應統籌考慮用電負荷的增長情況、未來經濟發展的趨勢，統一規劃好電網建設。目前，電網運行安全平穩、供電可靠的不一定非得改成20千伏，未來需求在短時間內沒有大變化的也要擇機而行。”

　　我們在20千伏方面的發展方向是選擇新的開發區作為試點。開發區具有負荷密度大、建設協調有統一性、客戶投資和相關設備可以一次性搞定等優勢。老區涉及投資主體、專線客戶、未來負荷增長不大等因素，改造困難大，也不太適宜改造。”陜西電力公司生技部副主任杜小軍這樣分析。我們的相關電網規劃里面已經把20千伏配電列進去了。”杜小軍說。

　　20 千伏配電的推廣跟經濟性有直接關系，不能籠統地說20 千伏比10千伏好還是不好。20千伏確實損耗小、供電能力增加，但設備投入也會增加，經濟性實際就是這兩者的博弈，它的發展其實就是一種未來和現實的博弈。”華北電力大學電氣與電子工程學院輸配電系統研究所所長張建華教授認為。

　　蘇州供電公司專家告訴記者，由于他們有10多年的運行經驗，凡國內想做20千伏項目的地區都會先來蘇州考察。目前，推廣20千伏最大的障礙是思想障礙。在法國負荷密度高和低的地方都有20千伏，20千伏不一定非得在負荷密度高的地方推行。”國內最早推行20千伏的原蘇州供電局總工程師姜祥生說，另外，20千伏的推廣最大的問題是，10千伏改造升壓成20千伏困難比較大，實施過程中要認真研究制定科學合理的方案。還有就是20千伏的相關設備在國內還不很成熟。”

　　已有電網將結合常規電網設備更新、節能改造進行，逐漸對已有設備進行更換，經論證，江蘇90％的10千伏配電線路可直接進行20千伏升壓改造，這一改造過程估計在20年左右。”相關資料顯示。據悉,僅揚州市10千伏線路有800多回，在探索中,可望在未來10年被20千伏配電網基本替代。

　　中國電力企業聯合會供電分會副秘書長陳志剛表示，是否上馬20 千伏項目是各個地區根據自己具體情況來定的，并不是每一個配電網都適合升壓到20 千伏，而且各個地區的管理模式也不一樣。如果某地區負荷密度不大，預期未來也沒有大幅增長，就沒有必要改變現有供電電壓，這是根據負荷密度來定的。”

　　20千伏配網推廣是否指日可待？某業內專家表示，我國電網體制為行政制，除了經濟性因素外，真正發展速度還要看相關領導的決心。張建華教授指出,歐洲地區的20 千伏配電已經很普遍，但他們的電壓等級更替也經歷了30年的艱難過渡。我估計我國也是如此，負荷密度增長到一定程度需要很漫長的時間，電壓等級的改造也需要很漫長的時間，中間會出現多種電壓并存的現象。即使現在在歐洲20 千伏供電很普遍的情況下，也仍有其他中壓電壓等級并存。”

　　20千伏配電電壓將近20年的實踐證明是成功的。在我國審慎地擴大試點應當提上議事日程，這是中國電力工業一條重要的技術路線。”中國電力發展促進會秘書長姜紹俊在近期的電力科學發展高層研討會”上提出。

　　一直以來，《中國電力報》積極關注20千伏配網。中國電力報社副總編輯郝興國曾撰文指出：20千伏在具體實施上可以采取長期規劃、分布實施的策略。在新開發工業園區和新建小城鎮地區，可以直接采用20千伏配電電壓。在農村中新建和擴建電源時，可不再選用35/10千伏降壓方案，而直接選用110/20千伏降壓方案，新增用戶負荷由20千伏配電，允許20千伏和10千伏長期并存。”

　　作為全國首個全面推廣應用20千伏供電的省份，江蘇的中壓配電網電壓等級優化初見成效。2008年，全省13個地市建成投產49個20千伏項目，據了解，目前，試點客戶均表示，應用20千伏供電，降低了運營成本，用電質量得以提升。

　　20千伏配電是中國電網發展的必由之路。”中國電力企業聯合會供電分會副秘書長陳志剛堅定地認為。