徐 謙,宋春燕
(浙江省電力公司,杭州 310007)
浙江電網(wǎng)通過“十一五”期間的建設(shè)和發(fā)展,規(guī)模容量翻了一番,電網(wǎng)輸電能力顯著增強。到“十一五”末,已形成500 kV主網(wǎng)架雙環(huán)網(wǎng)、大部分220 kV電網(wǎng)以各500 kV變電所為中心的環(huán)形電網(wǎng),同時擁有一定數(shù)量的220 kV備用聯(lián)絡(luò)線,110 kV及以下電網(wǎng)已完全實現(xiàn)分層分區(qū)運行,基本滿足了社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。運用科學的電網(wǎng)發(fā)展評估指標體系,對“十一五”電網(wǎng)規(guī)劃實施情況進行科學評估,總結(jié)電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展情況,評估目前各級電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、輸電能力、配電網(wǎng)可靠性和輸變電設(shè)備容量利用效率,分析電網(wǎng)發(fā)展中的主要經(jīng)驗和存在的問題,可以準確評價當前電網(wǎng)的發(fā)展水平是超前、滯后還是比較適宜,為“十二五”乃至今后的電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)提供決策依據(jù)。
“十一五”期間,浙江電網(wǎng)全社會最大負荷增加2020萬kW,年均增長12.4%。全社會用電量增加1164億kWh,年均增長11.2%。電源裝機增加2310萬kW,年均增長12.5%。到2010年,浙江全社會最大負荷4560萬kW,全社會用電量2821億kWh,電源裝機5165萬kW。
通過“十一五”期間的電網(wǎng)建設(shè),浙江電網(wǎng)輸電能力顯著增強。5年中新增變電站484座,新增變電容量11989萬kVA,其中500 kV變電容量增加3700萬kVA,220 kV變電容量增加4730萬kVA,110 kV變電容量增加3559萬kVA,新增的變電容量為2005年底的1.16倍。5年中新增線路長度約13330 km,其中500 kV線路增加2604 km,220 kV線路增加4553 km,110 kV線路增加6172 km,新增線路長度為2005年底的55%。經(jīng)過“十一五”期間的建設(shè),浙江省電力公司的電網(wǎng)資產(chǎn)從2005年初的595億元增加到了2010年初的1197億元,相當于再造一個浙江電網(wǎng)。
電網(wǎng)發(fā)展評估主要有4個方面,即:電網(wǎng)安全可靠水平;電網(wǎng)與電源、負荷及各級電網(wǎng)間發(fā)展的協(xié)調(diào)性;電網(wǎng)利用效率;電網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)濟效益和社會效益。
(1)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)是電網(wǎng)發(fā)展的首要目標,主要通過一些常規(guī)指標進行評估。輸電網(wǎng)評估指標有N-1準則、短路電流、電壓合格率、線路控制極限水平等;配電網(wǎng)評估指標有N-1準則、高壓配電網(wǎng)單線單變占比、中壓配電線路互聯(lián)率等;可靠性評估指標有供電可靠率、各類設(shè)備故障率及利用系數(shù)等。
(2)電源、電網(wǎng)與負荷是電力系統(tǒng)的三大主體,三者在發(fā)展中既相互影響又相互制約,主要體現(xiàn)在各電壓等級的電網(wǎng)規(guī)模和發(fā)展速度能否滿足電源增長和電力送出的要求,能否滿足供電需要。電網(wǎng)輸變電設(shè)施對電源增長的適應能力,輸電線路和變電容量等主要設(shè)備對負荷進一步增長的適應性,各級電網(wǎng)的相互支撐能力,線路容量、變電容量以及投資規(guī)模等方面的合理比例等,也是電網(wǎng)評估的重要方面。
(3)在電網(wǎng)高速發(fā)展階段,關(guān)注點往往側(cè)重于安全性和電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模和速度。按照公司資產(chǎn)全壽命周期管理思路,要求電網(wǎng)發(fā)展應在滿足安全可靠的前提下提高電網(wǎng)資產(chǎn)使用效率,從而提高公司資產(chǎn)壽命周期中的經(jīng)濟和社會效益。
(4)通過售電量、售電收入、線損率、線損電量收益、跨區(qū)跨省交換電量等指標評估電網(wǎng)發(fā)展經(jīng)濟效益;通過節(jié)能減排、節(jié)約土地指標評估電網(wǎng)社會效益。
電網(wǎng)發(fā)展具有自然屬性、社會屬性、功能特性和客觀特性。電網(wǎng)發(fā)展的特性及趨勢決定了電網(wǎng)應具有安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、高效、協(xié)調(diào)、智能等特性,指標體系應能反映這些特性。圖1為相關(guān)評估指標的關(guān)聯(lián)示意圖。
圖1 評估指標體系關(guān)聯(lián)示意圖
“十一五”期間,隨著浙江電網(wǎng)基建項目的不斷投產(chǎn),電網(wǎng)規(guī)模也日益擴大。500 kV電網(wǎng)逐步形成“日”字型雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),220 kV電網(wǎng)形成以各500 kV變電所為中心的環(huán)形電網(wǎng),總體穩(wěn)定水平不斷上升,正常方式下均能滿足電網(wǎng)N-1的要求。供電可靠性得到提高,2005年浙江電網(wǎng)的用戶平均停電時間為26.6325(小時/戶·年),到2010年已減少為3.9377(小時/戶·年)。供電可靠率(RS1)從2005年的 99.696%上升到 2010年的99.955%。但浙江電網(wǎng)也存在局部電網(wǎng)輸電線路重載、短路電流水平日益上升、電壓穩(wěn)定的隱患依然存在等問題,電網(wǎng)的供電可靠性還需進一步提高。表1為500 kV電網(wǎng)2005-2010年間的安全性指標統(tǒng)計,表2為220 kV電網(wǎng)2005-2010年間的安全性指標統(tǒng)計。
表3為500 kV電網(wǎng)與電源協(xié)調(diào)性指標統(tǒng)計。
2005年500 kV變機比為5.05,2010年降至2.82,整體呈下降趨勢,說明隨著負荷的快速增長和負荷密度的上升,500 kV變壓器負載率不斷提高,變壓器利用效率逐步提升。2005年500 kV變機增速比為0.63,2010年為1.52,可見“十一五”期間浙江500 kV電網(wǎng)降壓變壓器總?cè)萘吭鲩L率高于500 kV電壓等級并網(wǎng)的電源裝機增加率,表明為滿足浙江用電繼續(xù)增長,需要進一步增加電源裝機或增加受入電力。
表3 500 kV電網(wǎng)與電源發(fā)展協(xié)調(diào)性指標
2005年浙江電網(wǎng)500 kV容載比為2.10,2010年為2.05;2005年220 kV容載比為1.8,2010年升為2.01;2005年110 kV容載比為1.84,2010年為1.85;2005年農(nóng)網(wǎng)110 kV容載比為1.84,2010年升為1.93。“十一五”期間浙江省用電負荷年均增長達到12.42%,屬較快增長水平,其容載比水平與Q/GDW 156-2006《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導則》中的規(guī)定相符。“十一五”期間浙江500 kV電網(wǎng)主變?nèi)萘颗渲檬沁m宜的。就分地區(qū)而言,負荷增長水平較高、建設(shè)難度較大地區(qū)的500 kV電網(wǎng)容載比相對較低。
表4為500 kV和220 kV電網(wǎng)輸電設(shè)備2005-2010年的可用系數(shù)統(tǒng)計。表5為500 kV電網(wǎng)和220 kV電網(wǎng)輸電線路和變電設(shè)備運行年限統(tǒng)計。
到2010年,浙江電網(wǎng)500 kV和220 kV變壓器可用系數(shù)已達到99.9%以上,500 kV和220 kV架空線路可用系數(shù)達到99.999%以上,電纜線路可用系數(shù)為99.321%~100%。
運行年限為0~10年的500 kV變壓器占比93.52%,500 kV線路占比93.40%,500 kV斷路器占比99.44%,220 kV變壓器占比90.05%,220 kV線路占比85.86%,220 kV斷路器占比92.70%。
中壓線路電纜化率較高,2005年為33.43%,到2010年上升到42.82%。農(nóng)村中壓電纜線路主要集中在縣城電網(wǎng),2005年電纜化率為15.62%,到2010年上升到23.3%。
表1 500 kV電網(wǎng)安全性指標
表2 220 kV電網(wǎng)安全性指標
通過“十一五”期間的電網(wǎng)建設(shè),浙江電網(wǎng)的經(jīng)濟效益得到了提升,資產(chǎn)規(guī)模及各項指標都得到了較大的提高。電網(wǎng)資產(chǎn)原值從2005年初的594.5億元增加到了2010年初的1196.8億元。售電量從2005年的1306.5億kWh增加到2010年的2262億kWh,線損率從2005年的3.15%降到2010年2.55%,售電收入從2005年的637.73億元增加到2010年的1247.15億元。
“十一五”期間,浙江電網(wǎng)通過降低線損減少的CO2排放量為93.72萬噸,減少SO2排放量7.6萬噸。通過使用GIS設(shè)備、同塔雙(多)回及“兩型”(資源節(jié)約型、環(huán)境友好型)電網(wǎng)建設(shè)標準等措施,節(jié)約土地數(shù)量約125.21 km2。2005年以來,浙江農(nóng)村居民通電率達到100%,告別了點蠟燭、點油燈照明的日子,用上了清潔、方便、安全的電能?!皟筛囊煌瑑r”大大減輕了農(nóng)民電費負擔,對提高農(nóng)民生活水平和生活質(zhì)量、啟動農(nóng)村市場、擴大內(nèi)需、拉動經(jīng)濟增長起到了重要作用。
浙江電網(wǎng)通過“十一五”的建設(shè)發(fā)展,基本滿足了浙江省快速增長的經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活水平提高的要求,滿足了用電負荷發(fā)展需求。至“十一五”末,電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)顯著加強,已形成500 kV主網(wǎng)架雙環(huán)網(wǎng),大部分220 kV電網(wǎng)形成以各500 kV變電所為中心的環(huán)形電網(wǎng),同時擁有一定數(shù)量的220 kV備用聯(lián)絡(luò)線。輸電網(wǎng)滿足“N-1”要求,結(jié)構(gòu)較為堅強,但抗事故能力仍有待加強。110 kV及以下電網(wǎng)已經(jīng)實現(xiàn)完全分層分區(qū)運行。全省配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化,110 kV單線單變數(shù)量大大減少,“N-1”通過率大大提高。中壓線路環(huán)網(wǎng)化率有較大提高,線路負載率控制在合理水平,能夠滿足事故條件下負荷轉(zhuǎn)移的需要,供電可靠性明顯上升。
“十一五”末,浙江500 kV和220 kV電網(wǎng)容載比為2.05和2.01,城市110 kV配網(wǎng)容載比1.85,農(nóng)村110 kV配網(wǎng)容載比1.93。對照《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導則》、《城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計導則》等現(xiàn)有技術(shù)導則和標準,結(jié)合我省“十一五”用電負荷增長率達到12.42%的實際情況,輸電網(wǎng)容載比在合理范圍內(nèi),其發(fā)展是適度的。
通過“十一五”期間的建設(shè),實現(xiàn)了各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,浙江電網(wǎng)的供電能力和供電可靠性顯著提高。由于“十一五”期間采用了大容量主變壓器、同塔雙回路等先進適用技術(shù)及國家電網(wǎng)公司“兩型”電網(wǎng)建設(shè)標準,工程建設(shè)造價有所降低,電網(wǎng)輸電能耗明顯下降,經(jīng)濟效益得到了提升。
表4 輸電設(shè)備可用系數(shù) %
表5 輸電線路和變電設(shè)備運行年限統(tǒng)計 (2010年) %
隨著浙江省經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變和結(jié)構(gòu)調(diào)整的新進展,電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展也將面臨新挑戰(zhàn),電網(wǎng)運行中存在的某些薄弱環(huán)節(jié),如為解決短路電流超標問題而影響電網(wǎng)安全供電、電網(wǎng)的供電可靠性需進一步提高、變電所所址和線路走廊的落實越來越困難、電網(wǎng)抵御自然災害和外力破壞能力不高、新增電源裝機滯后、局部電網(wǎng)由于建設(shè)困難造成供電能力不足導致“卡脖子”拉閘限電等問題都有待解決。
“十二五”電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)需要進一步統(tǒng)籌各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展。隨著區(qū)外來電總量的明顯提高,應重點發(fā)展特高壓和配電網(wǎng)建設(shè),并同步開展技改與基建兩方面的工作。