珠海横琴新区配电网规划自动化毕业论文.doc

本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文） 珠海横琴新区配电网规划珠海横琴新区配电网规划 摘摘 要要 随着国家经济的快速发展，用电负荷增长迅速，电网现状已难以满足日益增长的 供电需求，必须要加快电网建设。中压配电网在高低压电网之间起着承上启下的用， 中压电压等级的选择直接影响到电力系统的稳定性、电能质量和电网的投资成本。 首先，本文综述国内外 20kv 中压配电电压的应用情况，认为在高负荷密度新兴园 区应用 20kv 电压等级是配电网发展的趋势，对珠海横琴新区发展定位及电网现状进行 了介绍。然后，本文描述电网规划的一般方法，包括电网规划的步骤，电网的结线方 式，等。在对影响电压层级优选的主要技术、经济因素进行分析总结的基础上，对珠 海横琴新区 2020 年用电负荷总量及地理分布进行预测，并对 220/110/10kv，220/110/20kv,220/20kv 三种电压层级方案的建设规模及投资进行比较， 建议横琴新区采用 220/20kv 电压层级。最后，论文给出了 220/20kv 电压层级下横琴 新区详细的配电网规划方案，包括：各变电站 20kv 出线方案、各变电站中压出线电 气联络方案及中低压配电网建设工程量计算等。 20kv 中压电压等级的建设成本较低，推行中压 20kv 电压等级符合国家建设资源 节约型、环境友好型社会。有利于降损节能、节约用地，避免出线走廊过于拥挤等。 因此，应积极响应推广发展中压 20kv 电压等级。 关键词：关键词：负荷预测，配电网规划，20kv，电压层级优选 abstract with the rapid development of the national economy, electricity load growth rapidly, the current status of power grid has been difficult to meet the increasing demand of power supply, so we must accelerate construction of electrified netting. medium voltage distribution network plays an important role in high and low voltage power grid , medium tage level selection directly affect the stability of the power system, power quality and the power grid investment cost. first, this paper reviewed the application of20kv medium voltage are introduced in this paper, puts forward the 20kv voltage level application is inevitable trend, and carry out the simple introduction of the zhuhai hengqin new area network present situation.then, this paper also introduces general methods include network planning, power grid planning steps, grid connection mode. this paper also introduced the zhuhai hengqin new area electricity load forecast in 2020, as well as the voltage level of optimization technology, economic analysis. finally, this paper also carry out the hengqin new area detailed planning of distribution network, including: each substation20kv outlet, the pressure outlet electrical substation project liaison programme and in the low voltage distribution network construction engineering quantity calculation. this article through three different schemes in zhuhai hengqin new area of distribution of technical and economic analysis, finally concluded by 220kv straight down20kv substation project investment cost is the smallest, most economic. as the demand for power increases ceaselessly, medium voltage distribution network research will continue in-depth, and investment cost and operation cost of 20kv medium voltage distribution networkare obviously superior to the other medium voltage level, therefore, the application of 20kv medium voltage distribution network will continue to promote . key words: power network planning,the20kv voltage level, economic analysis of the grid technology ,the optimal substation project 目目 录录 1 概述1 1.1 研究的目的与意义.1 1.2 20kv 电压等级在国内外的应用2 1.3 珠海横琴新区概况.3 1.4 本文的主要工作.6 2 配电网规划概述7 2.1 配电网规划的一般方法和步骤7 2.2 中压配电网典型结线模式9 2.3 横琴新区配电网规划技术原则11 2.3.1 高压配电网规划技术原则.11 2.3.2 中压配电网规划技术原则.13 3 横琴新区负荷预15 3. 1 负荷预测方法综述.15 3.2 横琴新区负荷总量及地理分布预测17 4 珠海横琴新区电压层级选择21 4.1 电压层级优化的技术经济分析21 4.1.1 电压层级选择对电网建设和运行的影响.21 4.1.2 不同电压层级的技术约束分析.21 4.2 珠海横琴电网电压层级选择24 4.2.1 变电站的选取原则.24 4.2.2 220kv/110kv/10kv 变电方案分析 24 4.2.3 220kv/110kv/20kv 变电方案分析 28 4.2.4 220kv/20kv 变电方案分析 .31 5 珠海横琴新区配电网规划37 5.1 横琴新区 2020 年中压配电网供电分区方案37 5.2 横琴新区 2020 年中压配电网出线方案38 5.3 横琴新区 2020 年配电网建设方案及投资估算41 总结总结50 参考文献参考文献51 致谢致谢52 1 1 概述概述 1.11.1 研究的目的和意义研究的目的和意义 电力工业是国民经济建设的支柱，为适应国民经济和社会发展的需要，加快电力 工程建设，适时调整电力网络的结构与布局，合理选择与提高电压等级，尤其是中压 电压等级，缓解当前电力供应紧张的局面，切实促进电力工业的健康有序发展。目前 我国城市电网在初步满足供应的情况下还存在以下主要问题：配电能力偏小、变电容 量容载比偏小、高压网架脆弱、大量配电网设备陈旧老化、供电可靠性低、中低压电 网线损率偏高、电压质量不高、供电设计标准低等。 中压配电网在高低压之间起着承上启下的作用，中压电压的选择直接影响到电力 系统的稳定性、电能质量、经济的好坏，现阶段我国大多数采用 10kv 中压配电网作为 联系与沟通高低压配电网的中间电网，尽管 10kv 中压配电网在我国的发展过程中确实 起着重要的促进作用，但是随着经济发展，各大城市的用电量在迅速增加，在上海、 武汉、广州等城市负荷密度已经高达 10mw/km2，特别是繁华地段甚至超过了 50 mw/km2，部分地区已将中压配电网电压等级升至 20kv，也有专家提出采用 35kv 作 为中压电网的电压等级，这将有助于系统供电能力、供电质量、线损和压降等。目前， 35kv 配电设备尺寸偏大，造价比较高，若采用 35kv 作为中压配电网的电压等级，则 投资费用和运行费用都将明显增加，尚不宜推广采用。 为了解决高负荷密度新兴园区供电问题，应该合理的选择中压配电网的电压等级， 高负荷密度新兴园区中压配电网选用 20kv 电压等级，在技术上是合理的，经济上是优 越的，过去由于没有很好地研究中压配电网合理电压等级的选择，以致目前再需过渡 到 20kv 电压已成为极为困难的事。 电网电压等级的选用，对一个国家生产建设的发展和现代化程度的提高具有深远 的意义。它不但影响电力网络的结构与布局，电力设备的设计与制造，电力系统的运 行与管理，还决定电力系统的运行费用和经济效益，关系到电力事业的建设与发展速 度，国民经济的整体布局和远景规划。所以，一个地区电压等级的研究和确定，是一 个涉及面广，影响因素很多的综合性课题。 1.21.2 20kv20kv 电压等级在国内外的应用电压等级在国内外的应用 1.2.1 国外发展与研究现状 2 美国早期采用 12.5kv 电压等级，1948 年后，随着负荷不断提高和追逐经营利润， 便大力发展 20.8-24.9kv 电压等级。 法国在 1961 年前，主要采用 12.5kv 配电,后为提高配电网的供电能力，便决定统 一采用 20kv 配电网，法国电力公司(edf)确定发展的主要原则是寻求最低开支，在网 内不同地区与不同条件情况下使各类设备达到最经济类型，为此提出的主要电压参数 是中压 20kv 和低压 0.4kv。 德国在 1960 年前曾将 5-6kv 配电网改造成 10kv 电压等级，但很快停止了这一做 法，而决定将其改为 20kv。其实践经验证明，在输送相同电力情况下，20kv 线路或 电缆的生产单价比 10kv 要低。其它欧洲国家如意大利、澳地利、保加利亚、波兰、匈 牙利等(占欧洲 80%)也大都采用 20-25kv 作为中压配电。 俄罗斯 1900 年开始建立 10kv 线路，1904 年便有了 20kv 电压等级，1960 年后， 配电网除少数大城市 10kv 等级尚未改造之外，几乎都改成了 20kv 等级。 在 14 个亚洲国家和地区中，已有日本、新加坡、韩国、泰国、马来西压等 9 个国家和 地区把 20kv 电压作为中压配压，其中包括我国的台湾省。 1.2.2 国内发展与研究现状 我国电力网中中压配电网起着承上启下的桥梁作用。中压配电网电压等级的选 择经历了一个发展过程。这是随着经济发展而形成的自然趋势。 早期，我国的中压配电网电压等级基本上为 10kv 及以下的电压等级包括 2.3kv3.3kv5.2kv6kv13.2kv 等20 世纪 70 年代我国完成了将众多的繁杂 的中压配电电压(2.3kv3.3kv5.2kv6kv13.2kv 等)统一为 10kv 的工作。中压 配电网 10kv 电压等级的确定采用及推广在我国电网发展的过程中确实起了重要 的促进作用。但随着经济的发展生产生活电气化程度的提高地区负荷密度 (kw/km2)也随之上升特别是人口密集经济发达的城镇尤其是 20 世纪 70 年代末 开始的改革开放政策，大大地促进了城镇的现代化建设和人民生活水平的提高，使得 对电力需求大幅度增长，目前，全国许多城市现有的 10kv 中压配电网已不能适应，因 此，通过提高中压配电网等级可增加输送量，扩大供电范围，降低网损，改善电网结 构，是提高电能质量的有效途径，这不仅成为当前配网发展的趋势，而且也是加强电 力需求侧管理的一项有效手段，但直接采用现有的 35kv 电压等级作为中压配电电压将 3 很不经济，更何况 35kv 电压等级在我国现有的电压等级中是作为高压配电电压等级出 现的，这点在我国城市电力规划设计导则中已有明确表述，因此，20kv 电压等级就被 提到议事日程，20kv 标称电压具有：总投资低、供电半径大、供电容量大、供电质量 高(电压降、事故率低)、总占地小、线损率下降，管理环节简捷，有色金属使用大量 减少等优点，这些都是 35kv 及 10kv 共同配电所不具备的许多优点，因此，在全国都 是适配的，它在国外发达国家及第三世界国家得到了广泛应用并取得了良好成效。 20kv 电压等级使用问题在 1984 年就由中国电机工程学会农村电气化专委会首先 提出，郑州工学院等单位在理论上又作了大量论证工作。1991 年，能源部武汉高压研 究所在科学技术报告、内增加 20kv 电压等级可行性论证，建议将 20kv 列入国家标准。 1992 年全国电压电流等级和频率标准化技术委员会召开 20kv 电压等级论证专题讨论 会，会议认为采用 20kv 电压已势在必行。1993 年国家公布的 gb156-93 标准电压中正 式将 20kv 列入标准电压，成为国家标准。 随着我国改革开放的深入，电力需求越来越大，1996 年苏州工业园区在我国率先 采用 20kv 中压配电网后，相继又有南海、本溪南芬地区、昆明采用 20kv 中压配电网， 大连等地也在论证采用 20kv 电压等级的必要性和可行性，20kv 电压等级将在我国应 用的越来越广泛，从发展趋势看，直接从 110kv 取得电源，从而形成 110/20/0.38kv 体 系。这样，简化了电压等级，提高了中压配电网的电压效益。 1.31.3 珠海横琴新区概况珠海横琴新区概况 横琴处于东亚中心位置，珠江出海口西侧，东侧十字门水道与澳门相邻，南濒南 海，西邻磨刀门水道，北与珠海南湾城区隔马骝洲水道相望。毗邻港澳，处于“一国 两制”的交汇点和“内外辐射”的结合部，地理位置极为优越。 横琴电网目前有 110kv、10kv 两个电压等级，仅有 1 座 110kv 石山变电站，位于 横琴岛中部。石山站是一座户外常规变电站，1997 年建成投产，占地面积 5500；主 变容量为 210mva，电压等级为 110/10kv，110kv 配电装置为内桥接线，10kv 配电 装置为单母分段接线。石山站通过 220kv 南屏变电站双回 110kv 南石甲、乙线供电。 澳门氹仔站以双回 110kv 架空电缆混合线路“t”接至 110 千伏南石甲、乙线，是珠海 对澳供电的第二通道，目前处于备用状态。 4 图 1.1 横琴区位图 至 2009 年底，对横琴岛供电的 10kv 中压线路共 9 回（不包括连屏站中海乙线） 。 其中公用线路 4 回，公用线路总长度为 63.697 km。专用线路 5 回，专用线路总长度为 10.6km；10kv 线路总长度为 74.297 km。10kv 线路环网柜共 2 套，电缆分支箱共 2 台，柱上开关共 78 台。 岛内现有 10kv 配变 89 台，总容量为 47.87mva。其中，公变 31 台，总容量 7.52 mva。专变 58 台，总容量 40.36 mva。低压线路总长 58.61km，无功补偿容量 3420mvar，低压配电房 6 间。公用线路具体统计见表 表表1.11.1 横琴新区线路情况横琴新区线路情况 主干型号主干长度（km）变电站 名称 线路名称线路性质 电缆架空电缆架空总计 线路最大 负荷(mva) 石山站富祥甲线公用 yjv-3240lgj-1500.156.36.450.67 石山站富祥乙线公用 yjv-3240lgj-1500.156.36.450.90 石山站石顺甲线公用 yjv-3240lgj-1500.110.120.230.20 石山站石顺乙线公用 yjv-3120lgj-950.111.761.870.56 5 表表1.21.2 横琴新区变电站中压线路接线模式统计横琴新区变电站中压线路接线模式统计 变电站 单辐射（回）单联络（回）两供一备（回）多联络（回）合计（回） 石山站 31004 可以看出，横琴岛目前负荷密度很低，现有电网资产和负荷水平比较低，而未来 将发展为高负荷密度地区。因此，科学规划横琴电网布局，优化调整横琴电网电压层 级正是恰当的时机。 在横琴岛环岛北路南侧、东距石博园约 700 米处正在建设 220kv 琴韵变电站。琴 韵站最终建设规模为 4180mva 主变，本期规模 2180mva，电压等级为 220/110/10kv，围墙占地面积 10672m2。琴韵站 220kv 配电装置为双母线单分段接线， 户外 gis 地面布置在站区南面，按架空和电缆出线考虑；110kv 配电装置为双母线接 线，户内 gis 布置在综合楼内，全部采用电缆出线；10kv 配电装置为单母线分段接线， 采用中置开关柜，户内双列布置。琴韵站 220kv 出线最终 9 回，本期 4 回：解口 220kv 南拱甲、乙线，形成分别至南屏站和拱北站各 2 回 220kv 线路；110kv 出线最 终 12 回，本期 4 回：解口南屏至石山双回 110kv 线路，形成至南屏站和石山站各 2 回 110kv 线路。琴韵站预计 2010 年 10 月投产，届时横琴电网将达到 220kv、110kv、10kv 三个电压等级。 目前横琴岛电源有横琴风电场，位于横琴岛脑背山。横琴风电场共有 21 台单机容 量为 750kw 风力发电机组，总装机容量为 15.75mw，2009 年上网发电量达到 3420 万 千瓦时。横琴风电场通过 10kv 集电线路接入石山站 10kv 母线，风电除供横琴岛用电 外，盈余电力经石山站主变送入 110kv 电网。 横琴电网存在的问题及发展要求分析： (1)现状电网难以满足横琴负荷发展和对澳供电需要 横琴将加快转变产业发展方式，优化产业结构，发展以高端服务业为主导的现代 产业，充分发挥横琴的区位、环境和政策优势，吸引港澳和国际高端人才和服务资源， 重点发展商务服务、休闲旅游、科教研发和高新技术等产业。横琴新区的用电负荷必 将大幅增加，所以目前横琴电网的供电容量和设施难以满足横琴发展和对澳供电需要。 (2)现状电网不符合横琴新区对供电可靠性的要求 6 横琴新区作为国家级新区，地位显赫决定了横琴新区对供电可靠性要求极高。目 前横琴岛电网薄弱，与横琴新区的发展定位不相符，需要建立安全可靠的现代化城市 电网，保障城市用电。 (3)现状电网不符合建设资源节约型、环境友好型电网的需要 城市土地资源日趋紧张，变电站站址、线路走廊的保留和落实越来越困难，已经 成为制约城市电网发展的重要因素。城市电网建设与其他市政建设，如城市绿化、道 路交通等发生冲突的现象普遍存在，发展的协调性问题比较突出。目前横琴新区 110kv 线路基本为架空线敷设，10kv 及以下架空线也较多，随着横琴的发展，在土地 利用日益紧张，城市景观日益美化的背景下，现状电力线的敷设状况将不适应现代电 网的发展要求。 横琴新区的发展要求合理利用资源，建立创新型、环保型、节能型的现代化电力 设施体系，在加快电网建设的同时，注意节约土地资源，保护生态环境，与城市发展 相协调。输变电工程的建筑风格与周围景观相协调，提高环境美观程度。积极开发风 能、太阳能等新能源，实现区域内热电冷联供，建设清洁高效、环境友好的现代化城 市电网。 (4)传统电网建设方式不适应远期横琴新区负荷发展的需要 根据横琴新区远期负荷预测，大部分地区达到 b 类供电区负荷密度，局部地区达 到 3075mw/km2。按传统电网建设方式是加大变电站布点，提高主变容量，由于配电 电压没有提高，导致配电出线太多、太密，线路走廊资源十分紧张，电网发展受到制 约。横琴新区电网需要超前规划，提高配电电压等级，简化电压等级序列，节省站点 和线路走廊资源，建设成为技术先进、结构合理、装备精良的一流电网。 1.41.4 本文的主要工作本文的主要工作 本文通过参考珠海横琴新区控制性详细规划 ，采用负荷密度法对横琴新区负荷 总量及地理分布进行了预测。分析影响电力系统电压层级决策的主要技术和经济性因 素，给出 220kv/110kv/10kv， 220kv/110kv/20kv 以及 220kv/20kv 三种电压层级备 选方案。根据拟定的规划设计原则，对三种电压层级方案进行负荷分区和建设规模估 算，确定 220kv/20kv 为横琴新区最佳的电压层级方案。在此基础上，对横琴新区进行 了详细的配电网规划，包括：各变电站 20kv 出线方案、各变电站中压出线电气联络方 案及中低压配电网建设工程量计算等。 7 8 2 配电网规划概述配电网规划概述 2.12.1 配电网规划的一般方法和步骤配电网规划的一般方法和步骤 2.1.1 认真分析配网现状 详细透彻地分析电网目前存在哪些问题，配电网的运行状况和负荷情况。主要从 容载比，n-1 通过率、多主变率和无功配置比例几个方面进行评估。 主变 n-1 环网结线模式（可考虑变压器过载 30%）下以含 3 台主变的变电站为例， n-1 条件下，每台主变最高负载率 a： nn 3 a s2 1.3 sa86.67% 以含 2 台主变的变电站为例，n-1 条件下，每台主变最高负载率 a： nn 2 a s1.3 sa65% 对应容载比： 14 23 sk k1.2 11 pk k0.9 10.65 容载比比较合理容载比指标一般为：500kv 电网 1.4 左右；220kv 电网 1.61.9；110kv 电网 1.82.1。 2.1.2 准确预测电力负荷 电力负荷预测的准确性是电网规划的基础和关键，预测的精确度直接影响电网规 划的选题。由于影响负荷需求的不确定性因素较多，要求必须采用多种科学计算方法 进行近期负荷预测和中长期负荷预测，且采用的方法应满足误差值规定要求。负荷预 测方法将在 3.1 节中作出详细介绍。 2.1.3 制定合理的技术原则 目前，我国城市城区土地资源日趋紧张，站点和线路走廊用地获取困难。为解决 城市中心高负荷密度地区供电能力不足，提高中压配电网电压等级是最有效的技术措 施。根据地区经济发展及我国中压配电网发展势，将分阶段、分区域、分设备进行升 压改造，各地区可结合实际情况适时推广使用 20 kv 电压等级供电。以解决目前配网 供电能力不足的问题，同时还有利于电网的节能降耗。横琴电网规划的技术原则见 2.3 节。 9 2.3.4 制定规划方案 根据负荷预测结果进行电力平衡的分析，对城区电力平衡按电压等级进行。规划 方案与地区经济建设发展同步，并适当超前。依据预测的负荷水平、分布情况及电力 平衡分析结果，制定配电网的规划方案，并给出地理接线图。最后，为实现投资效益 最大化，对各方案的经济效益进行分析和评估，确定规划项止的科学性和可行性，达 到投资费用和运行费用的综合最做优，避免决策失误。 2.3.5 配电网评估 对于规划好的配电网方案要进行适当的配电网评估，包括投资评估，电网可靠性 评估，线损率评估，电压合格率，等。 2.22.2 中压配电网典型结线模式中压配电网典型结线模式 a) 互为备用的“2-1”单环网接线方式。当单回路馈线负荷电流小于或等于其安 全载流量的 50时，则两馈线宜组成互为备用的“2-1”单环网结线；这种接 线方式当负荷增长后，可在各个环网之间“搭桥”联络实现“3-1”或“4-1” 的单环网群结线方式； 关关关关关 关关关关关 关关关 关关 图 2.1 电缆网“2-1”环网结线图 10 关关关关关 关关关关 关关关关关 关关关关关关关关 关关关关 关关关关 关关关关关关关关 图 2.2 架空网单联络结线图 b) 互为备用的“3-1”单环网方式。当单回馈线负荷电流大于其安全载流量的 50时，三回馈线可组成互为备用的“3-1”单环网结线。 。每回馈线电缆的最 高负荷不应超过电缆安全载流量的 66.7；电缆网“3-1”环网结线如下所示： 关关关关关 关关关关关 关关关 关关 关关关关关 关关关 关关 关关关 关关 图 2.3 电缆网“3-1“环网结线（3 回线路为 1 组） 11 关关关关关 关关关关 关关关关 关关关关关 关关关关 关关关关关 关关关关1 关关关关 关关关关 关关关关 关关关关 关关关关 图 2.4 架空网双联络结线（3 回线路为 1 组） 关关关关关 关关关关关 关关关 关关 关关关关关 关关关关关 关关关 关关 关关关 关关 关关关 关关 图 2.5 电缆网“3-1“环网结线（4 回线路为 1 组） 关关关关关 关关关关 关关关关 关关关关关 关关关关 关关关关 关关关关 关关关关 关关关关 关关关关关 关关关关关 关关关关 关关关关 关关关关 关关关关 关关关关 图 2.6 架空网双联络结线（4 回线路为 1 组） 12 c) 有专用备用线的“n-1” 单环网结线方式。在高负荷密集地区，馈线电缆也可 组成“n 供一备”的环网结线，包括“二供一备” 、 “三供一备”及“四供一备” 。这种接线方式主供中压电缆线路的最高负荷电流可达到该电缆安全载流量的 100 ，备用电缆线路正常运行方式下不带负荷； d) 在 a 类负荷密度地区，当供电可靠性要求较高时，也可由四回馈电缆组成双环 网的结线方式。 2.32.3 横琴新区配电网规划技术原则横琴新区配电网规划技术原则 2.3.1 高压配电网规划技术原则 1、电压等级 超高压输电：500kv 高压输（配）电：220kv、110kv 中压配电：20kv 低压配电：380/220v 2、容载比 220kv、110kv 电网容载比 1.82.1。 3、短路电流控制水平 各级电网短路电流不应大于下列数值： 500kv 电网：63ka 220kv 电网：50ka 110kv 电网：40ka 20kv 电网： 20ka 4、220kv 电网 220kv 电网宜采用双回路链式结构或双回路环网结构，每一链式回路或每一环网 回路中 220kv 变电站数量不宜超过 4 座；禁止以“t”型接线方式构网；220kv 变电 站应有至少两路独立电源。 5、220kv 变电站 每座变电站的主变压器台数不宜少于 2 台或多于 4 台，首期投产主变容量按三年 内不需扩建的原则考虑，而且不少于 2 台。 220kv/110kv/20kv 主变单台主变容量宜选择 180mva、240mva。额定电压： 22081.25% /115 /21kv。容量比：180/180/90mva、240/240/120mva。接线组别： 13 yn，yn0，d11。 220kv/20kv 主变单台主变容量宜选择 90mva、120mva。额定电压： 2208*1.25% /21kv。阻抗电压：16%。容量比：90/90mva、120/120mva。接线组别： yn，d11。 220kv 出线宜选取 4 6 回，电源接入或专供负荷较多的可增加但不超过 10 回。 6、220kv 线路 220kv 线路宜采用电缆型式，当输送容量有特别要求时，可采用电缆隧道敷设方 式。220kv 电力电缆宜采用铜芯的交联聚乙烯电缆，导线截面可选用 1200 mm2、1600 mm2、2000 mm2、2500 mm2。 7、110kv 变电站 变电站主变终期规模采用 3 台，首期投产主变台数一般不少于 2 台。 110kv/20kv 主变单台主变容量可选择 63mva、80mva、100mva。额定电压： 11081.25% /21kv。 8、110kv 线路 110kv 线路宜采用电缆型式。110kv 电力电缆宜采用铜芯的交联聚乙烯电缆，导 线截面可选用 800 mm2、1000 mm2。 9、变电站配电装置型式 变电站设备选用应标准化、小型化。建设外观与变电站周围景观相协调、美观、 低噪音等满足环境影响要求的环保型变电站。变电站配电装置宜采用 gis 及其它紧凑 型设备。 10、 无功补偿 低压电容器补偿根据变压器容量设置： 180mva 主变：58mvar 120mva 主变：47.2mvar 100mva主变：37.2mvar 对于电缆出线较多的变电站，可适当配置低压电抗器。 2.3.2 中低压配电网规划技术原则 1、一般原则 1）20kv 中压配电网应依据变电站供电范围和城市供电区域及用户分布分成若干 相对独立的分区。分区配电网应有大致明确的供电范围，尽量避免交错重叠。分区配 电网的供电范围应随着负荷增长和新建变电站进行合理的调整。 14 2）20kv 配电网应有较高的供电可靠性。当任何一路 20kv 线路因检修或故障停运 时，应能通过中压配电网转移负荷，继续对该线路的非检修或故障段供电。 3）应加强变电站间 20kv 配电网的联络。变电站间 20kv 配电主干线形成联络， 正常时开环运行，异常时能通过 20kv 主干网转移负荷。 4）应严格控制专用线和不带负荷的联络线，以节约线路走廊资源和提高设备利用 率。 5）20kv 中压配电网应有较强的适应性。主干线导线截面宜按长远规划选定，一 次建成。在不能满足负荷发展需要时，可增加新的中压供电馈线或建设新的变电站， 原有网架基本结构不变。 6）20kv 配电网一般宜采用环网布置，开环运行的结线方式。对供电可靠性要求 很高的局部区域也可采用两回馈线手拉手闭环运行方式，配差动保护。 7）20kv 主干线路长度宜控制在 8km 以内，一般不宜超过 15km。 8）20kv 配电网允许的电压偏移范围为：7%。 9）横琴岛 20kv 配电网线路以电缆为主，采用中性点经低电阻接地方式。单相故 障接地电流应限制在 600a 以内。单相故障时继电保护应具有足够的灵敏性和选择性。 10）20kv 配网设备应积极采用成熟的新技术、新设备，向绝缘化、无油化、紧凑 型及智能型发展。 2、20kv 电网典型结线模式 横琴新区中压配电网采用电缆网。每回线路的主干环路电缆截面应为 300mm2。 电缆网环网中线路应在适当位置设置主环网点（开关房、综合配电房或户外环网柜） 。 每回馈线主环网点不宜超过 8 个。 电缆网环网结线模式中有联络关系的两回线路应优先选取来自不同变电站，当条 件不允许时，则必须来自同一变电站的不同 20kv 母线。但采用闭环运行的互联馈线应 来自同一变电站，以降低环流。每回线路最终总装见容量不应超过 24000kva。 横琴新区主干道电缆通道应结合城市规划建设，宜与市政建设协调建设综合管道。 通道的宽度、深度应考虑远期发展的要求。路径选择应考虑安全、可行、维护便利及 节省投资等要求。20 kv 主干电缆不宜采用直埋敷设方式。 户内配电房宜采用两台及以上变压器，并应满足“n-1”准则的要求。 负荷发展初期，电缆网一般采用“2-1“环网。随着负荷增长，可逐步发展为“3- 15 1”环网或者“2 供 1 备”接线。 3、公用配电变压器 市区宜设置户内型配电房供电。在主要街道、路间绿地、住宅小区及建筑群中， 也可采用电缆进出线的箱式变。采用杆架式或台式、户外安装的配电变压器应尽量布 置于负荷中心。 配电房的公用配电变压器容量建议规范为： 400kva、630kva、800kva、1000kva，1250mva。油浸配电变压器容量不宜超过 630kva，干变容量不宜超过 1250kva，台架式配电变压器容量一般不宜大于 500kva。配电变压器采用 dyn11 接线。 中压公用配电变压器的负荷率一般不应低于 60%水平。 4、20kv 开关设备 高压断路器柜应选用质量稳定、技术先进、性能价格合理的长寿命少维护的真空 或六氟化硫断路器柜系列。 20kv 环网柜宜选用真空环网柜系列或六氟化硫环网柜系列。 16 3 横琴新区负荷预测横琴新区负荷预测 3.13.1 负荷预测方法综述负荷预测方法综述 负荷预测是电力系统规划、供电、调度等部门的重要的基础工作,讨论了负荷预测 的特点、分类及各种成熟的负荷预测技术,研究了现代负荷预测技术的发展动态,并指 出未来主要的研究方向。中长期负荷预测各种预测方法都具有其各自的优缺点和适用 范围,在实际预测工作中,必须根据实际情况,着重从预测目标、期限、精确度等诸多方 面作出合理选择,寻求能获取所需精度的预测方法。本文针对电力系统中长期电力负荷 预测方法做出分析。 负荷预测是从已知的电力需求出发,通过对历史数据的分析,并考虑政治、经济、 气候等相关因素,对未来的用电需求做出估计和预测。负荷预测是电力系统规划、供电、 调度等部门的重要的基础工作。对于经济合理地安排发电机组的启停及检修计划,保持 电网安全稳定运行以及未来电网的增容和改建等有十分重要的用。 电力系统负荷预测是电力系统安全经济调度、规划 、设计研究的基础和前提 ， 准确的负荷预测结果将意味着在满足供电质量要求的条件下对系统建设资金最大可能 限度的利用和有限投资的最大社会经济效益的获得,负荷预测工作因而引起了人们的普 遍关注 随着电力系统的迅速发展 尤其是我国电力工业市场化改革的推行 负荷预测工 作面临如何准确 合理地考虑电力工业市场化后对实际电力负荷从大小到特性上的影响 和给整个系统运行规划带来的变化的难题 可以设想 在强大的市场压力和竞争机制作 用下 适用于电力市场环境下的负荷预测理论和算法必将获得突破性研究成果 随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,人们对电量需求量以及 电能质量的要求也越来越高。 、电力需求预测是电力规划设计的基础，是编制电源规划、 电力电量平衡的前提和安排电网基建项目的依据，只有做好这项工作，电源规划、变 电站布局、网络规划等才能比较符合实际。 预测工作应在经常调查分析的基础上，收集经济社会发展和各行各业建设发展的 信息，充分研究用电量、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地区的资料进行校核。 （注：本原则所用负荷一词一 般指最大电力负荷） 。 统计和历史资料积累是电力需求预测的基础，应加强统计工作，逐步建立和完善 17 电力需求预测数据库，用科学的方法管理、使用、积累基本数据。需要整理分析的主 要资料包括： （1） 规划区域内社会经济发展的历史资料，引述分析社会经济形势及发展战略、 规划目标。主要包括人口数值，国内生产总值及产业结构、增长率，产业政策，城乡 发展规划等。 （2） 规划区域及分区电力需求的历史资料。主要包括全社会用电量、网供电量及 相应负荷，用电结构等。 （3） 规划区域电力负荷特性、参数的历史资料。主要包括冬季和夏季典型日负荷 曲线、周负荷曲线、年负荷曲线、负荷特性指标（如平均负荷率、最小负荷率、最大 峰谷差、最大负荷利用小时数等） 。 电力需求预测可采用以下几种常用方法（但不限于下述方法）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方法。该方法较适用于 近、中期规划。 （2） 弹性系数法：根据测算的用电增长速度和国内生产总值等经济指标的增长速 度的比值大小、规划的国内生产总值等经济指标的增长速度，推算电量的方法，是预 测需电量较为简单、直观的方法。 电力弹性系数的大小，与生产力的发展水平、科学技术进步、经济结构、产业结 构、产品结构、居民消耗水平以及经济政策等有密切关系。电力弹性系数应根据地区 产业结构、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。 该方法较适用于中、远期规划。 （3） 外推法（增长率法）：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，也可用回归分析建立数学预测模型，反复计算进行预测。该方 法较适用于近、中期规划。 （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。如生活用 电量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。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。 18 （5） 负荷密度法：负荷密度是每平方千米的平均负荷数值。一般并不直接预测 整个规划区的负荷密度，而是按功能分区的发展规划，推算出各分区各目标年的负荷 密度预测值。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。负 荷密度法是对城市电力需求预测比较直观的方法。 3.23.2 横琴新区负荷总量及地理分布预测横琴新区负荷总量及地理分布预测 对珠海横琴新区采用分地块负荷预测的方法，分区的地块如下图所示： 分区分别为 a401a01 a401a02 a401a03 a401b01 a401b02 a401b03 19 a401c01 a401d01 a401d02 a401d03 a401d04 a401d05 a401e01 a401e02 a402a01 a402a02 a402a03 a402a04 a402a05 a402b01 a402b02 a402b03 a402c01 a402c02 a402c03 a402c04 a402d01 a402d02 a402d03 a402d04 a402d05 a403a01 a403a02 a403a03 a403a04 a403b01 a403b02 a403b03 a403c01 a403c02 用控制性详细规划所给的不同类型用地负荷密度，对整个横琴新区的负荷密度进 行预测计算。其中： 建筑面积=实际面积*容积率 负荷总量=负荷率*建筑面积 表表 3.13.1 各种用地类型负荷密度表各种用地类型负荷密度表 建设用地负荷密度 mw/km2 建筑面积负荷密度 mw/km2 代号用地类型近期远期近期远期 r1一类居住用地18301520 r2二类居住用地24361520 c1商业用地40602538 c2商业性办公用地40602028 c3服务业用地40602028 c4旅馆业用地30452028 c5游乐设施用地30452028 g1c1行政办公用地34502028 g1c2文化设施24351420 g1c3体育用地20301420 g1c4医疗卫生20302028 m1一类工业用地26402538 w1普通仓库812710 s3社会停车场库3523 u市政公用设施用地14201015 d特殊用地16251625 g1公共绿地0000 g2生产防护绿地0000 g3高尔夫球场绿地2323 e9发展储备用地0000 电量 负荷 近期（kwh/人） 远期（kwh/人） 年最大负 荷 利用小时 (h) 近期， kw/人 远期， kw/人 20 6000800050001.21.6 计算全岛的负荷同时率 0.65，计算各变电站供电总负荷同时率 0.76，计算各出线 负荷同时率 0.85。考虑容载比为 1.8 到 2.1 ，以 a401a01 地块为例子，商业用地 c1， 占地 40%。容积率为 5，建筑面积为 642192.00*40%*5=1284384m2 远期建筑面积负 荷密度 28mw/km2，建筑面积负荷：28*1284384/1000000=35.962752mw。 行政办公 用地占 17%，一类居住用地 r1 占 10%，市政公用设施用地 u 占 2%，社会停车场用地 s3 占 1%。算法同上，a401a01 的总负荷为 48600.85kw。其他地块算法类似。 珠海横琴新区各片区 2020 年的负荷预测如下所示： 表表 3.23.2 珠海横琴新区分片区负荷预测结果珠海横琴新区分片区负荷预测结果 地块编号负荷量 kw地块编号负荷量 kw a401a0148600.85a402b027743.592 a401a0272778.98 a402b a402b035840.122a401a a401a0345839.56a402c0111028.46 a401b016589.62a402c026899.775 a401b02973.028a402c0310530.77a401b a401b0347870.2558 a402c a402c049669.77 a401ca401c0123884.03a402d018953.52 a401d017285.69a402d0211059.3 a401d025407.14a402d039012.15 a401d0316896.92a402d045459.88 a401d046894.51 a402d a402d0510208.15 a401d a401d0511355.54a403a011834.204 a401e01252.64a403a0234385.84 a401e a401e0215303.35a403a0336962.14 a402a0164050.3 a403a a403a0416389.29 a402a0247767.5a403b01649.5203 a402a0330406.6201a403b024716.5 a402a0422657.88 a403b a403b0314572.36 a402a a402a0536524.3435a403c014913.697 a402ba402b0120852.46 a403c a403c0241732.95 由各片区知道珠海横琴新区的总用电负荷为 512.35mw 21 下面使用另一种负荷预测方法校核负荷密度法的负荷预测准确性。 根据控制性详细计划所给近远期人均用电量数据以及近远期人口数的乘积即可得 出近远期负荷量： 远期的人均负荷为 1.6kw/人，人口为 320000。则，远期负荷为 320000*1.6=512000kw 比较两种负荷预测，期误差在允许范围内，所以预测合理。 22 4 珠海横琴新区电压层级选择珠海横琴新区电压层级选择 4.14.1 电压层级优化的技术经济分析电压层级优化的技术经济分析 4.1.1 电压层级选择对电网建设和运行的影响 阶梯式电压层级的构造对电网建设和运行的经济性有很大的影响，主要表现在随 着层级的增多，1）变电站数量增大，设备投资增大，土地资源占用增多。2）变压器 损耗增大，运行维护费用提高。因此，我们总是希望尽可能的减少电压层级。但