【特别报道】20千伏掀起配网新变革

      中国工程院院士雷清泉指出，20千伏电压等级的应用推动了中国配电网的升级改造，对电网而言是一个革命性的变化。

      5月1日，国家能源局颁布的《20千伏及以下配电网工程建设预算编制与计算标准》和《20千伏及以下配电网建设工程预算定额》开始实施。
      这标志着，今后编制和审核20千伏配电网工程可行性研究投资估算、初步设计概算、施工图预算、工程量清单报价和工程结（决）算有了规范的基础依据和国家标准。
      之前，3月14日，由江苏省电力公司承担的国家电网公司2008年重点科技项目———“中压配电网电压等级优化及示范试点研究”通过专家委员会验收。此成果为国内首创，在此项目的诸多成果中，将现有10千伏线路直接升压至20千伏填补了世界空白。
      在电价方面，之前，国家发改委明确，江苏20 千伏电价比10千伏低6厘，比35 千伏高9厘。
      相关标准的出台和政策的明确为20千伏供电的推广奠定了坚实的基础。20千伏供电渐行渐进。

由来已久？悄然而至？

●1996年，苏州工业园区中新合作区建成国内首个20千伏配电系统。
●2007年9月20日，国内首条20千伏架空线在江苏苏州建成投运。
●2009年3月，中压配电网电压等级优化研究通过验收。

    众所周知，我国目前采用的电压等级主要是750 千伏、500千伏、330千伏、220 千伏、110千伏、66千伏、35千伏、10千伏。我国各大区电网基本上形成了4种主要的电压等级序列，城市供电则主要采用220千伏、110千伏、35千伏、10千伏、0.4千伏电压等级。
     20世纪70年代，我国完成了将众多的繁杂的中压配电电压统一为10千伏的工作。而随着我国经济的快速发展，用电负荷猛增，在一些地区10千伏供电已经不能满足当地的发展需求。近三年，江苏省全社会用电量以年均10％的速度递增，2008年突破3000亿千瓦时，苏南地区成为供电负荷密集区。供电矛盾日益突出。
     “苏州是江苏省经济最发达的地区，也是用电量最大、增量最快的地区（日增专变容量已达到4万千瓦，年均增幅20%以上），工业化设施密集，负荷密度大，土地资源已高度紧缺，依靠单纯增加变电站和10千伏送电线路，不仅难以解决站址、线路通道土地问题，而且输送能力也难以满足中小工业用户群用电持续快速增长的需求，更不利于节能降耗。”中国电力企业联合会供电分会副秘书长陆志刚介绍道，“这一现象，在江苏乃至全国的经济相对发达地区都有共同的特点。所以，积极着手研究电网配网系统如何向更加节能高效合理配置的方向发展，是解决城市电网布局的关键问题。”
     在我国，20千伏供电肇始于上世纪90年代中期。“1996年，苏州工业园区中新（新加坡）合作区建成国内首个20千伏配电系统，在外资企业成功实施了20千伏地下电缆供电。”当时的苏州供电局总工程师姜祥生接受了记者的电话采访。
     1994年，原电力部所属江苏电力局下达给苏州供电局一项关于配电电压等级研究的科技项目。同一时期，中国和新加坡之间正在进行电力规划合作。因此，在1994年末到1995年初，包括姜祥生在内的一些专家，前往新加坡考察其供电模式。新加坡的电压等级序列采用的是200/66/22千伏电压等级，而3个电压等级是国际公认的理想供电模式。最终，在苏州应用20千伏配电电压的方案得以确立。
     2007年9月20日，国内首条20千伏架空线在江苏苏州建成投运。2007年以前，我国尚无建设20千伏中压配电网的标准和设备。之后，江苏电力公司技术人员经过一年的努力，制定出一套包括通用设计、技术规范、客户端供电方案文本等在内的技术标准，并先后在全省范围推广应用。
     2009年3月28日，《20千伏客户变电所典型设计图集》也在苏州全部制定完成。该《图集》的出版，将促使20千伏客户变电所设计从“随意裁剪”向“成衣定制”转变，不仅为客户变电所设备选型建立了参考标准，规范了客户变电所的电气主接线型式，还为20千伏变电所图纸审核提供了依据，有利于缩短客户业扩工程周期。
     据了解，目前，江苏省电网已经在全省开展将10 千伏和35千伏配电网统一成20 千伏电压等级的工作，要求新建用户必须上马20 千伏。截至2008年年底，全省已建成投产20千伏配网项目49个，2009年将新建139个。

节约先锋？经济性？

●能满足多回路、高可靠性的要求，节约土地，减少电能损耗。以采用相同导线输送相同功率电能为例，20千伏线路可降低损耗75%，
●对于较大容量的客户可以减少投资，并且提供最优化的供电方式。
●送电能力是10千伏线路的２倍，供电范围是10千伏线路的2.5倍。

    “按照苏州工业园区2020年的电网目标网架，中新区目标网架采用20千伏方案需设110千伏变电站17座，而采用10千伏方案需设110千伏变电站32座，可节省土地66.5亩，节约用地约41％。”原苏州供电局总工程师姜祥生回忆了苏州建设20千伏的情况。
      姜祥生介绍说，“该园区110／20千伏变电站每千伏安的造价比110／10千伏变电站低24.5％，而容量大1.58倍；20千伏设备虽比10千伏设备贵1.1～1.2倍，但按容量考虑，除配电变压器外，其他设备每千伏安的价格都较10千伏的少；20千伏方案线损率比10千伏方案降低0.723个百分点，以2010年苏州20千伏供电区域预计年用电量66.75亿千瓦时计算，则每年可以减少电能损耗4 826万千瓦时。相当于节约标准煤约1.9万吨。”可见，应用20千伏节能降损效益可观。
      资料显示，到2006年底，苏州工业园区报装容量在6000至1万千伏安的用户有50个，1万千伏安以上的36个，其中要求双电源供电的49个。如果用10千伏供电，则无法满足其要求，如采用35千伏供电，总投资约为20.1亿元。而采用20千伏供电的总投资只有11.7亿元，节省近一半。据悉，这85个大用户因为采用20千伏供电，还比35千伏供电节约土地240多亩，同时运行维护费用与10千伏基本相当。给大客户带来的最优化的供电方案可见一斑。
      2007年10月，江苏省电力公司在南京三江口工业园进行20千伏配网试点规划。经比较，20千伏线路代替10千伏线路供电，园区内可减少110千伏变电站２座、公共开闭所９座，节约投资1．49亿元，节约土地资源6000平方米。此外，与10千伏线路相比，20千伏线路电能损耗可减少75％，客户端的电压质量得到明显改善。由于输送同等功率，20千伏线路的有色金属损耗量可减少50％，相当于减少了40％的建设费用。
扬州现有20千伏在役线路20回，运行和正在升压改造并于今年迎峰度夏投产的全20千伏出线变电站各一座。20千伏电网的运行实践表明，在送电距离相等的情况下，相同导线的20千伏线路的送电能力是10千伏线路的２倍，供电范围是10千伏线路的2．5倍。
     2009年3月初，随着大连长兴岛66/20千伏横山变电站、兴源变电站的建成，大连首条20千伏配电网线路在长兴岛临港工业区正式并网运行。为满足大连长兴岛临港工业区的电力需求，提高供电能力，大连供电公司从2006年5月开始对配电网进行升级改造，由原有的10千伏升压到20千伏。目前，在大连长兴岛已建成投运66/20千伏横山变电站、兴源变电站，另一座66/20千伏塔山变电所也将于今年投入运行。预计到2010年，长兴岛地区的20千伏配电网线路将达到70%以上。
      江苏苏州、南京等地工业园区是负荷集中、密度高的发达区。另外，采用10千伏长距离供电的偏远农村地区也存在损耗和电压降过大的问题，20千伏供电还可以发挥在低负荷密度地区长距离输送的优势，辽宁本溪供电公司的南芬二次变电所就是最好的佐证。
      2002年，辽宁本溪供电公司对所辖的南芬变电所66/10千伏线路进行了升至66/20千伏的改造。南芬变电所20 千伏配电线路全部采用架空线。局管部分线路长38.3千米，农网部分线路长40.1千米。重建后有6条20千伏配电线路运行，新增2条线路，新增低压台区67处，设备增加，但故障率大大下降，且电压达到标准值要求。变电所操作灵活、可靠。2台主变压器及199台配电变压器全部采用低损耗型，年减少损失23万元；线路减少损失396万千瓦时。两项合计创造效益203.5万元。

水到渠成？指日可待？

●中国科学院院士周孝信表示，20千伏的推出时机成熟而且非常必要，是建设“两型”社会的一个非常有力的措施，完全符合科学发展观的要求。
●“20 千伏损耗小、供电能力增加，但设备投入会增加。20 千伏的发展其实是一种未来和现实的博弈。”华北电力大学电气与电子工程学院输配电系统研究所所长张建华教授告诉记者。
●中国电力企业联合会供电分会副秘书长陈志刚认为，20千伏配电是中国电网发展的必由之路。

     目前，国内已经实施20千伏供电的地区并不多，仅在江苏省一些地区、辽宁本溪、大连等少数省份的一些地区有小范围实际应用。据了解，广东深圳、陕西西安等地从今年开始开展20千伏的试点工作。
     中国电力企业联合会秘书长王永干告诉记者：“20千伏配电投资大，电力应适应和满足当地经济发展的需求情况，因地制宜。江苏经济发达，负荷增长迅猛，有条件、有能力、也适宜搞20千伏。各地应统筹考虑用电负荷的增长情况、未来经济发展的趋势，统一规划好电网建设。目前，电网运行安全平稳、供电可靠的不一定非得改成20千伏，未来需求在短时间内没有大变化的也要择机而行。”
     “我们在20千伏方面的发展方向是选择新的开发区作为试点。开发区具有负荷密度大、建设协调有统一性、客户投资和相关设备可以一次性搞定等优势。老区涉及投资主体、专线客户、未来负荷增长不大等因素，改造困难大，也不太适宜改造。”陕西电力公司生技部副主任杜小军这样分析。“我们的相关电网规划里面已经把20千伏配电列进去了。”杜小军说。
     “20 千伏配电的推广跟经济性有直接关系，不能笼统地说20 千伏比10千伏好还是不好。20千伏确实损耗小、供电能力增加，但设备投入也会增加，经济性实际就是这两者的博弈，它的发展其实就是一种未来和现实的博弈。”华北电力大学电气与电子工程学院输配电系统研究所所长张建华教授认为。
      苏州供电公司专家告诉记者，由于他们有10多年的运行经验，凡国内想做20千伏项目的地区都会先来苏州考察。“目前，推广20千伏最大的障碍是思想障碍。在法国负荷密度高和低的地方都有20千伏，20千伏不一定非得在负荷密度高的地方推行。”国内最早推行20千伏的原苏州供电局总工程师姜祥生说，“另外，20千伏的推广最大的问题是，10千伏改造升压成20千伏困难比较大，实施过程中要认真研究制定科学合理的方案。还有就是20千伏的相关设备在国内还不很成熟。”
      “已有电网将结合常规电网设备更新、节能改造进行，逐渐对已有设备进行更换，经论证，江苏90％的10千伏配电线路可直接进行20千伏升压改造，这一改造过程估计在20年左右。”相关资料显示。据悉,仅扬州市10千伏线路有800多回，在探索中,可望在未来10年被20千伏配电网基本替代。
     中国电力企业联合会供电分会副秘书长陈志刚表示，“是否上马20 千伏项目是各个地区根据自己具体情况来定的，并不是每一个配电网都适合升压到20 千伏，而且各个地区的管理模式也不一样。如果某地区负荷密度不大，预期未来也没有大幅增长，就没有必要改变现有供电电压，这是根据负荷密度来定的。”
     20千伏配网推广是否指日可待？某业内专家表示，我国电网体制为行政制，除了经济性因素外，真正发展速度还要看相关领导的决心。张建华教授指出,“欧洲地区的20 千伏配电已经很普遍，但他们的电压等级更替也经历了30年的艰难过渡。我估计我国也是如此，负荷密度增长到一定程度需要很漫长的时间，电压等级的改造也需要很漫长的时间，中间会出现多种电压并存的现象。即使现在在欧洲20 千伏供电很普遍的情况下，也仍有其他中压电压等级并存。”
     “20千伏配电电压将近20年的实践证明是成功的。在我国审慎地扩大试点应当提上议事日程，这是中国电力工业一条重要的技术路线。”中国电力发展促进会秘书长姜绍俊在近期的“电力科学发展高层研讨会”上提出。
     一直以来，《中国电力报》积极关注20千伏配网。中国电力报社副总编辑郝兴国曾撰文指出：“20千伏在具体实施上可以采取长期规划、分布实施的策略。在新开发工业园区和新建小城镇地区，可以直接采用20千伏配电电压。在农村中新建和扩建电源时，可不再选用35/10千伏降压方案，而直接选用110/20千伏降压方案，新增用户负荷由20千伏配电，允许20千伏和10千伏长期并存。”
     作为全国首个全面推广应用20千伏供电的省份，江苏的中压配电网电压等级优化初见成效。2008年，全省13个地市建成投产49个20千伏项目，据了解，目前，试点客户均表示，应用20千伏供电，降低了运营成本，用电质量得以提升。
      “20千伏配电是中国电网发展的必由之路。”中国电力企业联合会供电分会副秘书长陈志刚坚定地认为。