內容摘要：該課題是從現代城市電網規劃、電網結構、社會效益和經濟效益等各方面進行研究，提出城市電網發展各方面的問題和對策，對地區級城市電網發展規劃模式進行探討研究，旨在為相關專題的進一步的研究與推廣提供借鑒。
　　關鍵詞：城市電網，發展規劃，模式探討
　　一、課題的選題意義
　　城市電網是城市范圍內為城市供電的各級電壓電網的總稱,是電力系統的主要負荷中心,也是城市現代化建設的重要基礎設施。城市電網規劃一方面是城市總體發展規劃的重要組成部分,另一方面也是城市電網更新改造的依據。供電企業的產值與效益有相當一部分來自供電用戶與供電量高度集中的城市，城市是電力系統的主要負荷中心，供電企業如若生產經營運作良好必須管理好城市電網，只有這樣目前勞動力相對集中的供電企業才能在取得高產值的前提下取得良好的效益。
　　城市電網運作良好的前提是取決于城市電網的建設是否科學、經濟、合理，對于供電企業而言，城市電網規劃工作在供電企業的生存與發展中始終起著決定性的作用。自“十一五”以來城市電網工程投資逐年增加，現已提高到整個電力系統投資的30%以上，今后城市電網的建設和改造還將繼續擴大和深化。隨著電力體制改革的深入，電網企業的改制將進一步細化，330kV及以上主網架結構歸超高壓公司來管理，地區供電企業將主要管理110kV電網及以下電網結構及配電營銷市場，如何科學地完成城市電網規劃工作，提高供電質量、供電的安全和可靠性，合理有效地利用資金和節能降損，取得最大的經濟和社會效益，乃是各級地區電網決策者都十分關注的問題，它具有巨大的社會和經濟意義。
　　二、本課題研究的基本內容
　　自電力體制改革以來，把供電企業逐步推向市場，因此供電企業在完成好自己應盡的社會責任和義務的前提下，應逐步適應市場經濟的需要。由于近期張掖市政府貫徹省、市委“發展抓項目”的戰略決策，構筑工業主導型經濟格局，加強工業強市進程，有效利用相對富裕的電力資源，振興地方經濟，新建新型工業園區，電力負荷出現新的增長點，對電網結構提出了新的要求。因此，加強對地區級城市電網發展規劃模式進行探討研究，借鑒先進供電企業管理經驗，利用市場經濟的內在規律來發展城市電網就顯得非常重要。
　　1張掖城市電網目前存在問題：
　　1.1隨著近幾年來城市電網建設與改造項目的完成，張掖電網供電能力嚴重不足、供電距離長的突出矛盾得到了初步的解決。隨著城市電網改造工程的實施，張掖電網的110kV網架結構將有本質性的改變，但由于近幾年張掖市大力調整產業結構，實施工業強市的“三大戰略”，經濟發展速度明顯加快，工業用電項目的立項審批速度加快，供電負荷的增長不確定因素較多，對供電網絡的建設提出了較高的要求，工業用電項目從立項到建設投產周期很短，要求供電單位接受用電申請的響應速度加快，增加了電網建設與規劃的難度。
　　1.2目前隨著張掖市內火電、水電及新能源的開發建設，張掖電網已經逐步由過去河西電網的負荷中心轉化為電源中心，這對張掖電網的潮流和布局的合理性都提出了更高要求。
　　1.3張掖市區規劃發生變化，規劃區域向城市南部和西部發展，對原有城市配網規劃和通道建設提出新的要求，城市區域負荷分配發生變化。
　　2制約電網發展的主要因素：
　　2.1城市電網發展缺乏政府部門強有力的支持
　　在實施電網建設與改造中，地方各級政府部門協調配合支持力度不夠，而隨著電力體制的改革，作為公司化運營的電力公司，時常出現與政府各有關部門協調、配合困難的局面，電力規劃不能納入市政總體規劃中，新增的變電站、配電站、開閉站、輸配電線路等站址和路徑未納入城市市政規劃。
　　2.2所址、線路走廊、通道土地征用困難
　　變電站及配變站所址、線路走廊的征地困難重重，由于所址和線路走廊難以獲得，從而造成建設項目取消或延遲投產，要不就需付出高額的征地費用或滿足不合理要求，從而增加了工程投資。另外，電力建設征地及獲取走廊通道手續復雜，審批進度與建設進度很難同步，造成建設進度緩慢。
　　2.3電力建設與區域社會發展、環境協調的矛盾
　　城市建設與改造的速度加快，對電力建設的要求標準很高，大范圍要求新建電力線路入地建設，遷移線路也必須入地，并且要求供電企業承擔全部或絕大部分投資。
　　2.4城市拆遷與電網建設配套不協調問題
　　城市的道路建設嚴重滯后于地區的經濟發展和電力負荷的增長，給城市中低壓電網的建設改造帶來了極大的困難。因一些地區道路的新建和改造計劃一拖再拖，影響了與之配套建設的電纜溝道和架空線路項目的實施。反之，因城市道路改造擴建，造成大量已完成建設和改造的電力線路需要拆遷，造成投資的巨大浪費。
　　2.5電力建設資金不足，制約電網發展
　　電力建設資金的缺乏，使得電網建設不能滿足負荷發展需求，不能及時形成輸、配電網絡的統一協調發展，總體網絡結構難以一時形成。隨著國家城市電網建設與改造工程的專項資金的結束，供電企業籌措資金及融資能力將越來越有限，而資金的缺乏將直接制約電網的建設與改造的開展，不能滿足負荷的快速發展要求。
　　3影響城市電網規劃工作的幾個因素
　　3.1企業的存在特性
　　在計劃經濟時期，供電企業既是政府的電力管理部門，又是一個電力供應商。這其間供電企業的城市電網規劃工作的目標主要是提高城市電網的供電能力、供電質量與供電可靠性來滿足社會對電力的需求，各級政府在政策、投資與管理上予以必要的支持，此時城市電網規劃工作主要考慮的是社會效益。而經過電力體制改革之后，供電企業作為具有公共事業與自然壟斷企業性質的國有企業，單純的電力供應商，追求企業利潤最大化是現代企業的一個顯著特征，作為一個日益市場化的供電企業也不例外。因此城市電網規劃工作不僅僅是提高城市電網的供電能力、供電質量與供電可靠性來滿足社會對電力的需求，而且必須要加強自我運行意識，從企業資產保值增值人手，圍繞如何使企業盈利最大化，追求社會效益與企業經濟效益兩者兼顧。
　　3.2企業財務管理
　　保持企業可持續發展是現代企業財務管理的一個基本要點，作為一個供電企業要從自己的產品——電，尤其是電價人手做好自己的財務分析工作，同樣供電能力在不同電價條件下必有不同的供電產值和效益。現在供電企業要由過去被動影響變為主動利用，不僅圍繞電價進行自己的財務分析，而且對電價的變化進行事先預測并且主動參與，進而來精打細算自己的收入支出，來為自己的電網建設定下目標，為設備的選型定下標準，為城市電網的規劃工作定下基調�？傊�，在一個供電企業正常經營的條件之下，由目前的電價水平引起的企業效益狀況將是影響城市電網規劃工作總體思路的一個重要方面，同時國家電價政策、電價的變化趨勢及供電企業的對電價的影響、參與程度也都會對城市電網規劃工作總體思路產生一定的影響。
　　3.3市場營銷
　　供電企業應對目前電價水平能保證用戶在供電能力、供電質量、供電可靠性上得到多少程度的滿足進行分析，這是任何一個供電企業進行市場經濟所必須面臨的問題，以此電價水平確定一個供電標準，用戶高于或低于這個標準的各類需求，為今后供電市場的細分提供了可能。目前，國外出現的定制電價是優質優價的體現，是市場經濟的產物，這是國外電力體制改革的結果，也是工業化國家政府在電力改革期間所支持的，極有可能是我國將來電價改革的一個方向，作為市場經濟下的城市電網規劃工作也應考慮這個規律。
　　3.4市場經濟因素對城市電網規劃工作的總體影響
　　供電企業對財務分析及電價的認識和掌握程度是作為供電企業是否真正進入市場經濟的一個重要標準。在市場經濟條件下，供電企業首先要根據公司的財務狀況合理安排資金進行電網規劃，進行電網投資；其次根據用戶對供電能力、供電質量、供電可靠性的差異及對電價的承受能力，按照定制電價的思路來確定其具體區域的規劃工作。
　　4構成城市電網規劃工作的兩個主要方面的內容及其關系
　　4.1構成城市電網規劃工作兩個主要方面的關系
　　在市場經濟中，隨著電力體制改革的深入，只有講究社會效益，供電企業才能存在，只有講究經濟效益，供電企業才能立足。社會效益與經濟效益對于供電企業而言是同等重要的，供電企業在生存和發展過程中要同時平衡好社會效益與經濟效益兩個方面之間的關系。
　　4.2社會效益方面的三個主要內容
　　在市場經濟中，供電企業首先要服務好社會，從現在社會發展與用戶需求來看，主要是完成好供電能力、供電質量、供電可靠性三個工作內容。主要工作內容就是使用戶能用得上電、用得上滿意的電。根據用戶對供電能力、供電質量、供電可靠性的差異及對電價的承受能力，來做好具體區域的規劃工作。
　　4.3經濟效益方面的三個主要內容
　　講究經濟效益應著重于另外三個工作內容：即建設投資的回收率、電網經濟運行情況、可持續發展問題。
　　建設投資要講回報，講究回收率。電網的建設投資是否合理，講究是否滿足電網經濟運行。建設投資的回收率與電網經濟運行情況是針對具體工程項目而言，而可持續發展問題就是從供電企業整體運作發展的角度來確定一定時期內或某個財政周期內對城市電網規劃的要求，確定了其間城市電網規劃工作的整體規模與水平。
　　通常而言，城市電網規劃中，首先根據可持續發展觀點來解決中遠期的規模，其次根據電網經濟運行情況確定具體的規劃項目立項與否，最后根據建設投資的回收率來決定具體規劃項日的投資與設備選型。
　　在具體的計算中，要根據國民經濟發展情況與人民銀行利率水平來確定兌現率等理論計算的具體參數。
　　5城市電網規劃工作的具體方法及對策
　　5.1基本規劃方法
　　在城市電網規劃的編制中，根據可持續發展觀點來解決中遠期的規劃，根據電網經濟運行情況確定具體的規劃項目，根據建設投資的回收率來決定具體規劃項目的投資與設備選用。在此基礎之上研究和確定電網最優的網絡接線方式、投資水平以及投資的時間安排，使電網的供電能力、供電質量、供電可靠性能夠滿足用戶的用電需求，以低于社會邊際電價的成本向客戶提供優質的電能。城市電網規劃編制的基本方法按《城市電力網規劃設計導則》分三個步驟進行：首先建成立遠期的初步布局，作為編制分期規劃的目標，然后根據負荷預測水平進行分析計算，編制遠期規劃，規劃的成果除了要滿足社會效益與經濟效益的各自三個目標外，還要與城市規劃相協調，滿足城市整體發展的需要。
　　5.2規劃對象的分類與分析
　　對于城市電網規劃對象應從地域、行業、時間上進行分類與分析。
　　5.2.1地域分類
　　根據目前經濟發展狀況，宜將城市電網規劃對象分為三類：老城區、新城區、準城區。老城區是市政規劃成型區，負荷易掌握，市政府在其上進行的市政規劃工作僅為局部的調整，供電企業可充分利用已有的各級電力網與設備完成對其的供電任務；新城區是老城區的拓展區，是各地在促進經濟發展的過程中劃出臨近老城區的鄉鎮等，市政府在其上進行的市政規劃工作是整體的調整，供電企業在此地區的規劃工作受制于市政規劃，可參照市政規劃并在負荷預測的基礎之上根據本市或國內外同類型地區的負荷特點做好規劃工作及電網建設工作；準城區是經濟發達的鄉鎮，能夠給供電企業帶來巨大的負荷和用電量及效益，雖然可能末被市政府列入市政規劃，但這也是供電企業所必須要考慮的，可在負荷預測的基礎之上根據本市或國內外同類型地區的負荷特點做好規劃工作及電網建設工作。
　　5.2.2行業分類
　　行業不同往往用電特點也不同，因此行業分類的城市電網規劃中也很重要，一般是根據其用途分為：住宅、商業、各類工業等等。
　　5.2.3時間分析
　　同一用戶在不同時間里用電量是不同的，在規劃中要充分考慮到這一點。
　　5.3負荷預測
　　負荷預測是城市電網規劃的基礎，負荷預測的準確與否直接影響到城市電網規劃的投資效益與運行效益。對于負荷預測，目前計劃和規劃部門所使用的預測方法雖有數十種之多，但無外乎擬合曲線回歸法、外推法、單耗法、彈性系數法、綜合用電水平法和負荷密度法這幾種基本類型。我國正處在經濟高速發展時期，特別是中小城市各階段經濟發展的不平衡性，給負荷預測帶來了許多困難。鑒于這種情況，筆者認為要特別注意以下幾方面工作：
　　a）全社會用電量要全面統計。除了電網供電量和各上網電廠的自發自用電量要準確以外，對當地各廠礦企業的自發自用電量也應進行全面調查。
　　b）在使用政府部門提供的經濟數據時，一定要注意不變價與當年價兩個不同的概念，不可混為一談。對全市社會經濟發展規劃要進行全面的分析。
　　c）負荷點的發展趨勢要盡量掌握準確。
　　d）各水平年的負荷密度取值，要進行充分的縱向、橫向比較，經其它預測方法校核后，綜合確定。
　　在實際預測中，將收集到的各種經濟預測數據、規劃及歷史數據，用多種方法進行預測，然后以預測誤差小為目標，根據宏觀經濟形勢及經驗取各種方法的權數，將多種預測結果加權取平均值，即所謂"組合預測"，這樣可得到較準確的負荷預測成果。但這只是預測方法應用水平的提高，并且用上述得到的負荷預測結果，只能反映電網負荷的總體水平。
　　為保證電網投資的投資效益與可操作性，城市電網規劃應在現有負荷基礎之上從市政規劃入手，在規劃過程中要服務于市政規劃。具體在操作過程中應對負荷預測做到分區、分業與分時預測相結合，應研究具體年份在城市的具體位置不同行業的負荷，使變電站、線路等供電設備的規劃及建設滿足負荷增長的需要，能夠較準確地做好負荷預測工作。
　　當然，負荷預測中有許多不確定因素，城市規劃也在變，因此負荷預測要根據具體的負荷情況進行定期的校正。
　　5.4優化網絡結構
　　城市網絡的規劃設計基本上沒有什么現成的模式可套，它涉及到諸多方面的因素，應根椐本地區的實際運行經驗，參考國內外先進的模式進行全面分析比較，優化選擇。
　　5.4.1電網結線
　　110kV電網應根據其電源點分網進行，分網之間應有一定的互供轉供容量，每座變電站均保證由兩個不同的電源供電。
　　5.4.2變電站
　　5.4.2.1110kV變電站應根據采用架空線或電纜回數及主變容量和臺數等，選擇供電設施。
　　5.4.2.2變電站應設在進出線方便，靠近負荷中心的位置。
　　5.4.2.3變電站的設計應盡量節約用地。一般城市中心區及繁華區采用內型布置，其它地區采用半戶外型和戶外型布置。其占地面積為戶內型5畝，戶外型8－10畝。
　　5.4.2.4新建110kV變電站主變壓器臺數，原則上市區內按三臺配置，市區外按兩臺配置。
　　5.4.2.5單變壓器容量應標準化，一般為5萬kVA-3.15萬kVA。
　　5.4.2.6市區高壓配電站低壓側為單母線分段結線，每臺變壓器低壓出不宜少于6回。
　　5.4.2.7積極采用運行可靠、技術先進、自動化程度高、占地少、維護的設備和裝置，應用全封閉式組合電器、快速保護等先進適用技術，保電網安全。
　　5.4.2.8新建變電站按無人值班設計，已運行變電站根據實際情況逐行改造，成為無人值班變電站。
　　5.4.2.9變電所應與周圍環境相協調，注意綠化及防噪音。
　　5.4.2.10變壓器選型要優先考慮選用節能型變壓器。
　　5.4.3線路
　　5.4.3.1110kV線路應以架空線路為主電纜為輔，在市區建筑密集區有特殊要求地區，可局部用電纜，但應盡量壓縮長度。
　　5.4.3.2城市電網線路導線截面一般情況按如下規格。主干線：400mm2—240mm2分支線：240mm2—120mm2。
　　5.4.3.3為充分利用通道，市區高壓架空線可應用緊湊型線路、同桿雙回架設，為避免雙（多）回路同時故障停電而使變電站全停，應盡可能雙側有電源。在條件不具備時，要加強中壓電網的聯絡，在雙（多）回路同時故障時，由中壓電網倒入保安電源。
　　5.5計算、校驗容載比及短路容量
　　5.5.1容載比
　　容載比是反映城市電網供電能力的重要技術經濟指標之一，它與變電站的布點、數量及下級電力網相互轉供的能力有關。容載比過大，建設早期投資增大，容載比過小，電網適應性較差，影響供電安全性和可靠性。
　　變電容載比大小與負荷分散系數、平均功率因數、變壓器運行率和電量儲備系數有關，也與布點位置、數量、相互轉供能力即電網結構有關，應加強和改善網絡結構，建立既滿足供電可靠性要求又降低容載比的供電網絡，以提高投資的經濟效益，所采取的措施包括變電站增加主變臺數，下級電網增加轉移負荷的能力，提高功率因數，提高自動化程度和提高各電站的負荷預測及變電容量的準確性等。
　　根據張掖電網實際情況110kV城市電網容載比取1.8－2.1。
　　5.5.2短路容量
　　為了取得合理的經濟效益，城市電力網各級電壓的短路容量應從網絡的設計、電壓等級、變壓器的容量、阻抗的選擇和運行方式等方面進行控制，使各級電壓斷路器的開斷電流以及設備的動熱穩定電流得到配合。
　　由于城市電網供電設施的綜合經濟使用年限一般定為20～25年，所以，電網控制定位規劃的短路電流的校驗是一項必不可少的工作，對近期城市電網建設與改造具有較大的指導意義。經技術經濟論證，城市電網各級電壓配電網的短路容量控制值為：
　　110kV31.5kA（電源變電站110kV母線）/20kA（110kV變電站）
　　10kV25kA
　　5.6其它方面
　　5.6.1變電所布點
　　由于向供電用戶提供良好服務的可能，近幾年來，各地對配電網投資加大，因此配電規劃成為規劃的主要內容，變電所布點也要充分考慮配電規劃，因為合理的變電所布點可減少供電企業配電網的投資，從而從整體上降低電網建設投資。
　　5.6.2理論計算方法
　　由于電網發展的經濟性要求，各地學者，如西安交通大學、中國電科院在理論計算上已成功運用遺傳算法等多參數并行算法進行線路規劃，并應用于實際，取得了良好業績，保證了規劃方案的最優選擇，這將是城市電網規劃的趨勢與必然。
　　5.6.3市政規劃
　　城市電網規劃工作在服務與服從市政規劃工作的同時，供電企業也要根據自己的財務狀況拿出自己的規劃標準，及時與市政規劃部門溝通，避免由于市政規劃部門過分看重科學技術的提高，在市政規劃中對供電企業提出過高的技術標準，使供電企業承受較高的投資。
　　6城市電網投資多元化的可行性的分析
　　作為一個擁有巨大固定資產額的供電企業而言，要想保證良好的資產負債率與利潤率，必須爭取城市電網多元化投資的實現。這既影響到了供電企業當年的經營業績，更影響到了供電企業的可持續發展問題。
　　雖然近幾年國家對城市電網建設與改造工程投入大量的專項資金，解決了各級電網存在的大量問題，提高了設備的健康水平，保證了供電可靠率，確保了群眾安全用電水平，受到供電企業與供電用戶的雙方的歡迎。隨著國家對城市電網建設與改造工程專項資金的結束，以及城市經濟的日益發展，供電量的進一步增長，供電企業在城市電網規劃與建設中將面臨巨大的壓力。因此，要充分考慮利用現有的政策并爭取對城市電網進行多元化投資。
　　在準市區與新市區的投資建設中尤其要考慮到這個問題。這些地區新上的供電項目往往相對于老市區而言是供電面廣，但負荷密度低，其投資效益不會太好，因此供電企業在此類地區項目的建設上要像其它公用行業一樣，既要爭取各級政府的投資，又要爭取各類優惠政策，如低息貸款、減免稅、調高售電電價、增加新增用戶對電網投資等措施。
　　目前經濟的發展潛力預示著城市電網的大幅度擴容的壓力，這完全不同于西方發達國家的已成形的城市電網，因此供電企業面對實際，爭取目前國家在經濟發展過程對其它公用行業所采取的扶持政策，在城市電網規劃上尤其是新市區與準市區的規劃上爭取更多的多元化投資對城市電網進行規劃建設是可行與必然的。
　　總之，爭取城市電網投資多元化是對搞好城市電網規劃工作的有利支持。城市電網投資多元化也是供電企業發展過程中必須協調解決的問題。
　　三、課題總結
　　城市的電網規劃是一項非常復雜的工作，因此，要求規劃工作人員在掌握城市社會、經濟以及電網發展的歷史和現狀的基礎上，認真研究其發展規律，認真分析電網網絡結構以及各項經濟技術指標，在完成好社會責任與效益的前提下，應從規劃的各個時期、層面做好經濟分析工作，使經濟效益的觀點寓于城市電網規劃之中。只有這樣，供電企業的效益才能有機地增長，才能保證供電企業的可持續增長，規劃的作用與意義才能充分顯現出來。使城市電力網能夠最大限度地滿足城市社會、經濟的發展和人民生活水平不斷提高的用電需要。不僅如此，供電企業還要利用市場經濟的內在規律，立足實際，變被動為主動，充分利用各種因素，影響政策制定部門，爭取更多的政策用之于城市電網的規劃與改造建設之中。