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摘要：合理配置电压层级序列，是电网发展战略的重要内容之一，国内首次对220/20千伏降压等级进行全方位技术论证，并在深圳某区进行试点。本文阐述了220/20千伏电压层级的应用条件和深圳某区的城市特征，并介绍《深圳某区的220kV/20kV专项规划》在负荷预测、变电站布点、系统接线及高压走廊的做法，使规划面向实施，更具可操作性。
关键词：负荷密度，土地价值，过渡期，实施规划
1项目背景
拉闸限电、供应紧张、辐射影响等关键词越来越频繁的出现在媒体上，折射出了我国经济迅猛发展的同时，电力供应紧张的宏观形势，以及变电站的建设面临的重重困难。
深圳市的电力建设情况更加困难，到2011年，深圳市的供电负荷已经达到了1300万千瓦。为了满足远期深圳市的电力建设需求，按照相关规划，需要建设常规的110kV及以上各个电压等级的变电站300多座。而整个市域面积仅1997平方公里，建设用地面积不到1000平方公里。本来在如此狭小的区域规划建设如此多的变电站便已是一道难题，加上珠三角地区进行的产业升级转型，城市建设用地的单位经济指标的提升必然导致用地档次、用地景观的提升，较高的景观要求以及变电站短期内甩不开“厌恶性”市政设施的帽子，变电站建设更是雪上加霜。
如何解决变电站的建设用地问题？在常规电力系统电压级制条件下，无非两个途径：1、进行需求侧管理，降低电力负荷需求，限制用户容量——尽量少建变电站。2、对必须建设的变电站从外立面、建设形式出发，美化变电站，降低其对景观的影响，减少居民的投诉——必须要建的，就建的漂亮些。事实上，两种方式都是没有办法的办法，是相对比较被动的。对于目前仍然采用土地扩张的城市来讲，再精细的需求侧管理，对于限制电网负荷需求只能是杯水车薪，新建项目仍然是电力负荷增长的主要因素，不能因为需求侧管理，不让新项目开工。美化变电站不是空中楼阁，仍然需要变电站建设用地。
可以看出，在目前深圳市的经济社会发展水平下，变电站的建设似乎没有太多出路了？非也！深圳某区的220kV/20kV专项规划经给出了解决变电站建设问题的第三条途径——优化电压等级，建设新的城市电力供应系统。
与以往220/110/10kV系统相比，建设220kV/20kV电压等级电力系统好处有三，一：减少了变电站用地，不仅直接减小了对建设用地的占用，同时避免了一座变电站影响周围一片用地的问题。二：变电站用地的取得和配套进出线的建设十分困难，减少了变电站的数量，则是从根本上减小了电力系统建设的难度。三：高中压配网减少了一级电压，也就减少了一个电力传输环节，相应的提高了供电可靠性。
该区域规划的变电站是一个试点，取得一定的规划建设经验后将在深圳市剩余的未建设区域以及，建成区的城市更新项目中逐步推广。
2 应用条件分析
1）、负荷的密度要达到一定的水平。
不同负荷密度水平对应的较为经济的电力系统电压层级，通过不同负荷密度水平条件下，对220/20kV和220/110/10kV系统进行对比，可以论证电压层级方案与负荷密度水平的关系。
电网建设应该在保证供电可靠性的条件下，节约投资。按照深圳市的电网建设标准，220kV变电站一般出线6—8回，110出线是4—6回。取负荷密度分别为1万千瓦/平方公里、2万千瓦/平方公里、3万千瓦/平方公里的条件下，以建设用地面积为300平方公里为例，计算全社会电网建设成本可有如下的方案。
（1）A区负荷密度为1.0万千瓦/平方公里
A区建设用地面积300平方公里，则该区负荷约为300万千瓦。
如采用220/110/10电力系统，110千伏变电站按容载比2.1计算，需变电容量630万KVA，110千伏变电站33座（单座装机容量3×6.3万KVA）;220千伏变电站按容载比2.0计算，需变电容量600万KVA，220千伏变电站8座（单座装机容量3×24万KVA）。
根据每座高压变电站的平均供电半径=（所有高压变电站供电面积/变电站总座数）1/2
A区供电面积300平方公里，220/110/10千伏电力系统共需8座220千伏变电站，每座变电站平均供电半径=3.46千米，则220千伏线路总长约为3.46×（6～8）×8=（166.08～221.44）千米
220/110/10千伏电力系统共需33座110千伏变电站，每座变电站平均供电半径=1.7千米，则110千伏线路总长约为1.7×（4～6）×33=（224.4～336.6）千米
如采用220/20电力系统，220千伏变电站按容载比2.0计算，需变电容量600万KVA，220千伏变电站15座（单座装机容量4×10万KVA），每座变电站平均供电半径=2.52千米，则220千伏线路总长约为2.52×（6～8）×15=（226.8～302.4）千米
根据深圳市城市景观要求，建成区内高压线路均采用电缆敷设，因此本次线路费用按照电缆线路费用计算。各电压等级变电站和电缆建设费用如表1所示。
表1 220/110/10千伏电力系统和220/20千伏电力系统变电站和电缆建设费用表（万元）
根据上表，220/110/10千伏电力系统建设费用约为：8×20000+33×8000+（166.08～221.44）×1000+（224.4～336.6）×680=742672～874328=（74.3～87.4）亿元
220/20千伏电力系统建设费用约为：15×20000+（226.8～302.4）×1000=526800～602400=（52.7～60.2）亿元
220/110/10千伏电力系统和220/20千伏电力系统建设费用比约为1.4。 （2）B区负荷密度为2.0万千瓦/平方公里
根据上述计算过程，可得220/110/10千伏电力系统建设费用约为：（133.6～152.6）亿元
220/20千伏电力系统建设费用约为：（92.0～102.7）亿元
220/110/10千伏电力系统和220/20千伏电力系统建设费用比约为1.45
（3）C区负荷密度为3.0万千瓦/平方公里
220/110/10千伏电力系统建设费用约为：（185.9～209.0）亿元
220/20千伏电力系统建设费用约为：（123.9～142.6）亿元
220/110/10千伏电力系统和220/20千伏电力系统建设费用比约为1.5。
以上可鉴，采用220/20千伏电压层级负荷密度越高，电网建设成本越低。
2）、城市的土地价值要比较高。
新电力系统建设集约性、经济性的直接体现就是减少了变电站建设的数量，削减了高压走廊和电力通道的占地规模。越是在土地价值高的地方，创造的经济价值和社会价值就越大。就《深圳某区的220kV/20kV专项规划》而言，
3）、老电力系统设备不宜太多。
220kV/20kV系统的建设推广应考虑实际，在城市新建区使用，避免对原有110/10Kv系统有大面积的改造，从而造成巨大的设备改造成本，得不偿失。所以在选择新电力系统应用的区域的时候，就要选取哪些老电力系统设备较少的区域，以避免上述问题。
4）、深圳某区的特征
（1）负荷密度很高。
该区定位为深圳市的西部地区重要的城市副中心、创新型高新产业基地及其配套服务区、独具特色的生态旅游区以及绿色城市示范区，根据相关规划的预测，到2020年负荷密度将达到3.0万千瓦/平方公里。
（2）城市土地价值也很高。
由于该区域的定位较高，交通区位条件较好，城市土地价值也很高。
（2）新开发区域，无老电力系统设备。
除了区域内原有旧村及一些开发较早的工业区外，新开发区域基本上是空地，无老电力系统设备。
3规划方案
《深圳某区的220kV/20kV专项规划》是一个面向落实的规划。根据用于指导光明新区城市建设的规划，明确新区城市发展方向和定位，掌握新区近期建设片区、建设项目以及城市更新项目，确定新区总体用电规模，在原有电力系统网架的基础上，建立适应220/20千伏电力系统的科学合理的空间布局，并落实变电站和高压走廊用地。同时，为保证规划的可实施性，确定了过渡期改造方案。
该区域负荷预测规模255万千瓦，理论上，按照220/110/10kV系统的容载比进行规划，需要220kV、110kV变电站共35座，实际上由于用地形态的原因，以原电力系统电压等级规划的220kV、110kV变电站共28，本次14座，（其中13座公用变电站，1座用户变电站）共减少14座，比原规划少了14座变电站，节约用地65661平方米。
参考文献：
[1]蒋斌，陈宇峰，李凯.江苏省电力公司20kV电压等级欧洲调研启示[J].供用电，2008，25（6）：1～4.
[2]马苏龙.20kV电压等级在配电网中的应用[J].电网技术，2008，32（19）：98～100.
[3]马晓东.苏州20kV 配电网运行实践[J].供用电，2009，26（2）：69～72.
关键词：负荷密度，土地价值，过渡期，实施规划
1项目背景
拉闸限电、供应紧张、辐射影响等关键词越来越频繁的出现在媒体上，折射出了我国经济迅猛发展的同时，电力供应紧张的宏观形势，以及变电站的建设面临的重重困难。
深圳市的电力建设情况更加困难，到2011年，深圳市的供电负荷已经达到了1300万千瓦。为了满足远期深圳市的电力建设需求，按照相关规划，需要建设常规的110kV及以上各个电压等级的变电站300多座。而整个市域面积仅1997平方公里，建设用地面积不到1000平方公里。本来在如此狭小的区域规划建设如此多的变电站便已是一道难题，加上珠三角地区进行的产业升级转型，城市建设用地的单位经济指标的提升必然导致用地档次、用地景观的提升，较高的景观要求以及变电站短期内甩不开“厌恶性”市政设施的帽子，变电站建设更是雪上加霜。
如何解决变电站的建设用地问题？在常规电力系统电压级制条件下，无非两个途径：1、进行需求侧管理，降低电力负荷需求，限制用户容量——尽量少建变电站。2、对必须建设的变电站从外立面、建设形式出发，美化变电站，降低其对景观的影响，减少居民的投诉——必须要建的，就建的漂亮些。事实上，两种方式都是没有办法的办法，是相对比较被动的。对于目前仍然采用土地扩张的城市来讲，再精细的需求侧管理，对于限制电网负荷需求只能是杯水车薪，新建项目仍然是电力负荷增长的主要因素，不能因为需求侧管理，不让新项目开工。美化变电站不是空中楼阁，仍然需要变电站建设用地。
可以看出，在目前深圳市的经济社会发展水平下，变电站的建设似乎没有太多出路了？非也！深圳某区的220kV/20kV专项规划经给出了解决变电站建设问题的第三条途径——优化电压等级，建设新的城市电力供应系统。
与以往220/110/10kV系统相比，建设220kV/20kV电压等级电力系统好处有三，一：减少了变电站用地，不仅直接减小了对建设用地的占用，同时避免了一座变电站影响周围一片用地的问题。二：变电站用地的取得和配套进出线的建设十分困难，减少了变电站的数量，则是从根本上减小了电力系统建设的难度。三：高中压配网减少了一级电压，也就减少了一个电力传输环节，相应的提高了供电可靠性。
该区域规划的变电站是一个试点，取得一定的规划建设经验后将在深圳市剩余的未建设区域以及，建成区的城市更新项目中逐步推广。
2 应用条件分析
1）、负荷的密度要达到一定的水平。
不同负荷密度水平对应的较为经济的电力系统电压层级，通过不同负荷密度水平条件下，对220/20kV和220/110/10kV系统进行对比，可以论证电压层级方案与负荷密度水平的关系。
电网建设应该在保证供电可靠性的条件下，节约投资。按照深圳市的电网建设标准，220kV变电站一般出线6—8回，110出线是4—6回。取负荷密度分别为1万千瓦/平方公里、2万千瓦/平方公里、3万千瓦/平方公里的条件下，以建设用地面积为300平方公里为例，计算全社会电网建设成本可有如下的方案。
（1）A区负荷密度为1.0万千瓦/平方公里
A区建设用地面积300平方公里，则该区负荷约为300万千瓦。
如采用220/110/10电力系统，110千伏变电站按容载比2.1计算，需变电容量630万KVA，110千伏变电站33座（单座装机容量3×6.3万KVA）;220千伏变电站按容载比2.0计算，需变电容量600万KVA，220千伏变电站8座（单座装机容量3×24万KVA）。
根据每座高压变电站的平均供电半径=（所有高压变电站供电面积/变电站总座数）1/2
A区供电面积300平方公里，220/110/10千伏电力系统共需8座220千伏变电站，每座变电站平均供电半径=3.46千米，则220千伏线路总长约为3.46×（6～8）×8=（166.08～221.44）千米
220/110/10千伏电力系统共需33座110千伏变电站，每座变电站平均供电半径=1.7千米，则110千伏线路总长约为1.7×（4～6）×33=（224.4～336.6）千米
如采用220/20电力系统，220千伏变电站按容载比2.0计算，需变电容量600万KVA，220千伏变电站15座（单座装机容量4×10万KVA），每座变电站平均供电半径=2.52千米，则220千伏线路总长约为2.52×（6～8）×15=（226.8～302.4）千米
根据深圳市城市景观要求，建成区内高压线路均采用电缆敷设，因此本次线路费用按照电缆线路费用计算。各电压等级变电站和电缆建设费用如表1所示。
表1 220/110/10千伏电力系统和220/20千伏电力系统变电站和电缆建设费用表（万元）
根据上表，220/110/10千伏电力系统建设费用约为：8×20000+33×8000+（166.08～221.44）×1000+（224.4～336.6）×680=742672～874328=（74.3～87.4）亿元
220/20千伏电力系统建设费用约为：15×20000+（226.8～302.4）×1000=526800～602400=（52.7～60.2）亿元
220/110/10千伏电力系统和220/20千伏电力系统建设费用比约为1.4。 （2）B区负荷密度为2.0万千瓦/平方公里
根据上述计算过程，可得220/110/10千伏电力系统建设费用约为：（133.6～152.6）亿元
220/20千伏电力系统建设费用约为：（92.0～102.7）亿元
220/110/10千伏电力系统和220/20千伏电力系统建设费用比约为1.45
（3）C区负荷密度为3.0万千瓦/平方公里
220/110/10千伏电力系统建设费用约为：（185.9～209.0）亿元
220/20千伏电力系统建设费用约为：（123.9～142.6）亿元
220/110/10千伏电力系统和220/20千伏电力系统建设费用比约为1.5。
以上可鉴，采用220/20千伏电压层级负荷密度越高，电网建设成本越低。
2）、城市的土地价值要比较高。
新电力系统建设集约性、经济性的直接体现就是减少了变电站建设的数量，削减了高压走廊和电力通道的占地规模。越是在土地价值高的地方，创造的经济价值和社会价值就越大。就《深圳某区的220kV/20kV专项规划》而言，
3）、老电力系统设备不宜太多。
220kV/20kV系统的建设推广应考虑实际，在城市新建区使用，避免对原有110/10Kv系统有大面积的改造，从而造成巨大的设备改造成本，得不偿失。所以在选择新电力系统应用的区域的时候，就要选取哪些老电力系统设备较少的区域，以避免上述问题。
4）、深圳某区的特征
（1）负荷密度很高。
该区定位为深圳市的西部地区重要的城市副中心、创新型高新产业基地及其配套服务区、独具特色的生态旅游区以及绿色城市示范区，根据相关规划的预测，到2020年负荷密度将达到3.0万千瓦/平方公里。
（2）城市土地价值也很高。
由于该区域的定位较高，交通区位条件较好，城市土地价值也很高。
（2）新开发区域，无老电力系统设备。
除了区域内原有旧村及一些开发较早的工业区外，新开发区域基本上是空地，无老电力系统设备。
3规划方案
《深圳某区的220kV/20kV专项规划》是一个面向落实的规划。根据用于指导光明新区城市建设的规划，明确新区城市发展方向和定位，掌握新区近期建设片区、建设项目以及城市更新项目，确定新区总体用电规模，在原有电力系统网架的基础上，建立适应220/20千伏电力系统的科学合理的空间布局，并落实变电站和高压走廊用地。同时，为保证规划的可实施性，确定了过渡期改造方案。
该区域负荷预测规模255万千瓦，理论上，按照220/110/10kV系统的容载比进行规划，需要220kV、110kV变电站共35座，实际上由于用地形态的原因，以原电力系统电压等级规划的220kV、110kV变电站共28，本次14座，（其中13座公用变电站，1座用户变电站）共减少14座，比原规划少了14座变电站，节约用地65661平方米。
参考文献：
[1]蒋斌，陈宇峰，李凯.江苏省电力公司20kV电压等级欧洲调研启示[J].供用电，2008，25（6）：1～4.
[2]马苏龙.20kV电压等级在配电网中的应用[J].电网技术，2008，32（19）：98～100.
[3]马晓东.苏州20kV 配电网运行实践[J].供用电，2009，26（2）：69～72.