20kV配电电压等级的应用与节能减排
2009/8/14 0:00:00
摘要：节能降耗是国家“十一五”规划纲要的目标之一，应积极将节能的新科技、新措施利用到实际中去。20kV配电电压等级已在一些国家得到应用，实践证明20kV配电网络能够有效减少线损率，节能效果明显。本文从电网远景建设规模、可靠性、电压质量、经济性和节能方面对浙江某规划区采用10kV配网模式和20kV配电模式进行规划比较，并对采用20kV提出相关的建议。
关键词：节能减排 20kV 节约型电网
1前言
国家“十一五”规划纲要明确提出，到2010年全国单位GDP能耗和主要污染物排放总量分别比2005年降低20％和10％。这是贯彻科学发展观和建设和谐社会的重大举措，也是加快建设资源节约型、环境友好型社会的迫切需要。因此，贯彻落实科学发展、节约发展的工作思路，扎实做好节能降耗工作，是义不容辞的社会责任。目前，加强线损管理，落实降损措施，已经成为供电企业经营管理的重要内容之一。
现阶段，国际上许多国家采用了20kV等级的配电网络，理论和实践均证明在一定负荷密度的条件下，以采用相同导线输送相同功率电能，20kV供电线路的有色金属耗量可减少50％，节约建设投资约40％，降低电能损耗50%以上，可为用电容量数百kV安到几万kV安的客户提供灵活、经济的接入方案，供电能力和供电可靠性得到提高，有效改善客户端的电压质量。2007年，根据国家电网“关于推广20kV电压等级的通知”的精神，江苏省率先在省内13个市推广2OkV电压等级试点供电项目。近几年，其他省份也在积极开展20kV的相关工作。
与传统的10kV配电网相比，20kV配电网电压不但可以增加供电能力，有效减少变电站和线路布点密度，方便客户接入，大用户效益突出等优点，而且节能降损效益可观，环保效益突出。据测算，输送同等功率，2OkV供电线路的有色金属耗量可减少50％，节约建设投资约40％等。然而，针对于20kV配电电压等级的优越性来说，目前国内20kV电气设备生产能力并不完善，存在建设成本相对较高、运行经验少、与其他区域电网配合困难等问题，因此还未得到广泛应用。但是在发展快速、负荷密度定位高，而且存在很多新区和准新区的开发区域，局部采用20kV是存在可能的，应积极进行论证分析。在此情况下，选定浙江某城市区块，根据该区块发展的阶段和负荷水平，开展了20kV和10kV规划比较研究。
2规划比较思路
为了寻求中压10kV和20kV配电网的规划比较，对不同方案进行技术经济分析比较，主要从电网远景建设规模、可靠性、电压质量、经济性和节能方面进行比较。电网远景建设规模主要比较远景变电站建设规模、占地面积、高中压线路出线规模。可靠性分析对各个不同方案计算平均用电有效度指标（ASAI）、系统平均断电频率指标（SAIFI）和系统平均断电持续时间指标（SAIDI），用这些指标来比较不同方案的可靠性高低。电压质量分析根据中压配网线路负荷情况，通过理论潮流计算得到中压线路的最低电压。经济性分析是将变电站和高压线路的综合投资、中压线路和配变的投资按等年值法折算到年值，再加上运行费用，计算得出年最小单位负荷总费用，然后比较不同方案的投资大小。
3 10kV和20kV规划比较
3.1 比较方案确定
为了使规划方案具有可比性，考虑到规划区域未来为城市高档中心区域，假设高中压均采用电缆线路，变电站布点已在布局规划中确定，通道走廊也已有初步设计，确定对以下四个方案进行对比分析：
方案一：变比220/110/10kV，主变容量3×50MVA，电缆网；
方案二：变比220/110/20kV，主变容量4×80MVA，电缆网；
方案三：变比220/110/20kV，主变容量3×63MVA，电缆网；
方案四：变比220/110/20kV和220/110/10kV，主变容量选取3×50MVA、3×63MVA、3×80MVA，电缆网的混供方案。
3.2规划区域现状简介
该区域目前公用网络电压等级构成为220/110/10kV。至2007年底，共有4座110kV变电站向规划区电网提供电源，主变共8台，主变容量总计286MVA；10kV配电线路23条，线路总长度179.48km。
3.3电网远景建设规模比较
有关该区域远景110kV变电站建设规模见表3-1。由表中可以看出，方案一为220/110/10kV电网方案，新建6座110/10kV变电站，数量最多；方案二、方案三均为220//110/20kV电网方案，区别在于方案二选取了4×80MVA的大容量变电站，故变电站数量最少；方案四为10kV和20kV混合电网方案，变电站数量与方案三相同。结合四个方案变电站数量及占地情况进行变电站占地估算，见表3-2。从表3-2的统计结果可知，和20kV相关的二、三、四方案的变电站占地均小于10kV方案一的占地规模。
表3-1远景各方案变电站建设规模
关键词：节能减排 20kV 节约型电网
1前言
国家“十一五”规划纲要明确提出，到2010年全国单位GDP能耗和主要污染物排放总量分别比2005年降低20％和10％。这是贯彻科学发展观和建设和谐社会的重大举措，也是加快建设资源节约型、环境友好型社会的迫切需要。因此，贯彻落实科学发展、节约发展的工作思路，扎实做好节能降耗工作，是义不容辞的社会责任。目前，加强线损管理，落实降损措施，已经成为供电企业经营管理的重要内容之一。
现阶段，国际上许多国家采用了20kV等级的配电网络，理论和实践均证明在一定负荷密度的条件下，以采用相同导线输送相同功率电能，20kV供电线路的有色金属耗量可减少50％，节约建设投资约40％，降低电能损耗50%以上，可为用电容量数百kV安到几万kV安的客户提供灵活、经济的接入方案，供电能力和供电可靠性得到提高，有效改善客户端的电压质量。2007年，根据国家电网“关于推广20kV电压等级的通知”的精神，江苏省率先在省内13个市推广2OkV电压等级试点供电项目。近几年，其他省份也在积极开展20kV的相关工作。
与传统的10kV配电网相比，20kV配电网电压不但可以增加供电能力，有效减少变电站和线路布点密度，方便客户接入，大用户效益突出等优点，而且节能降损效益可观，环保效益突出。据测算，输送同等功率，2OkV供电线路的有色金属耗量可减少50％，节约建设投资约40％等。然而，针对于20kV配电电压等级的优越性来说，目前国内20kV电气设备生产能力并不完善，存在建设成本相对较高、运行经验少、与其他区域电网配合困难等问题，因此还未得到广泛应用。但是在发展快速、负荷密度定位高，而且存在很多新区和准新区的开发区域，局部采用20kV是存在可能的，应积极进行论证分析。在此情况下，选定浙江某城市区块，根据该区块发展的阶段和负荷水平，开展了20kV和10kV规划比较研究。
2规划比较思路
为了寻求中压10kV和20kV配电网的规划比较，对不同方案进行技术经济分析比较，主要从电网远景建设规模、可靠性、电压质量、经济性和节能方面进行比较。电网远景建设规模主要比较远景变电站建设规模、占地面积、高中压线路出线规模。可靠性分析对各个不同方案计算平均用电有效度指标（ASAI）、系统平均断电频率指标（SAIFI）和系统平均断电持续时间指标（SAIDI），用这些指标来比较不同方案的可靠性高低。电压质量分析根据中压配网线路负荷情况，通过理论潮流计算得到中压线路的最低电压。经济性分析是将变电站和高压线路的综合投资、中压线路和配变的投资按等年值法折算到年值，再加上运行费用，计算得出年最小单位负荷总费用，然后比较不同方案的投资大小。
3 10kV和20kV规划比较
3.1 比较方案确定
为了使规划方案具有可比性，考虑到规划区域未来为城市高档中心区域，假设高中压均采用电缆线路，变电站布点已在布局规划中确定，通道走廊也已有初步设计，确定对以下四个方案进行对比分析：
方案一：变比220/110/10kV，主变容量3×50MVA，电缆网；
方案二：变比220/110/20kV，主变容量4×80MVA，电缆网；
方案三：变比220/110/20kV，主变容量3×63MVA，电缆网；
方案四：变比220/110/20kV和220/110/10kV，主变容量选取3×50MVA、3×63MVA、3×80MVA，电缆网的混供方案。
3.2规划区域现状简介
该区域目前公用网络电压等级构成为220/110/10kV。至2007年底，共有4座110kV变电站向规划区电网提供电源，主变共8台，主变容量总计286MVA；10kV配电线路23条，线路总长度179.48km。
3.3电网远景建设规模比较
有关该区域远景110kV变电站建设规模见表3-1。由表中可以看出，方案一为220/110/10kV电网方案，新建6座110/10kV变电站，数量最多；方案二、方案三均为220//110/20kV电网方案，区别在于方案二选取了4×80MVA的大容量变电站，故变电站数量最少；方案四为10kV和20kV混合电网方案，变电站数量与方案三相同。结合四个方案变电站数量及占地情况进行变电站占地估算，见表3-2。从表3-2的统计结果可知，和20kV相关的二、三、四方案的变电站占地均小于10kV方案一的占地规模。
表3-1远景各方案变电站建设规模
|
方案
|
电压等级
|
变电站最终规模
|
变电站新建
个数
|
变电站总容量
（MVA）
|
|
方案一
|
110/10
|
3×50
|
6
|
900
|
|
方案二
|
110/20
|
4×80
|
3
|
960
|
|
方案三
|
110/20
|
3×63
|
4
|
756
|
|
方案四
|
110/10、110/20
|
3×80、3×63、3×50
|
4
|
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