（南方电网深圳供电局，广东深圳518048）
摘要：电网设备利用效率作为电网经营的重要衡量指标，其水平高低可充分反映电网公司整体经营水平的高低。在统计分析近几年深圳电网主要设备负荷与电量的基础上，从年最大负荷利用率、最高负载率、平均负载率等指标入手，评价了深圳220kV及以上主变容量的利用效率水平。
关键词：主变容量利用效率影响因素
在电力企业中，设备成本常在总成本中占较大的比例，因此，设备能否充分利用，直接关系到投资效益[1]。在电网设备资产中，变电站主变压器是重要的设备，其设备利用率在某种程度上决定了电网的资产利用是否合理。变压器的负载率大小受所在地区的负荷密度、负荷特性影响，且与自身电压等级、变电容量相关，因此不同的变压器线路负载情况差异较大。
1背景资料
至2012年深圳电网有500kV变电站5座，主变总容量16250MVA；220kV变电站43座，主变总容量25560MVA；110kV变电站166座，主变总容量25451MVA。2012年深圳全市用电最高负荷为13950MW，全社会用电量为722.1亿kWh。
随着电网的快速发展与建设，深圳电网输变电规模逐渐增大，电网安全性得到大大提升，但一直忽视了对电网设备资产的利用效率的研究。本文主要采用年最大负荷利用率、最高负载率[2][3]、年等效平均负载率[4]等指标来反映主变的利用效率，并探讨了影响深圳主变容量利用率的相关因素。
2年最大负荷利用率
年最大负荷利用率=年最大负荷利用小时数/8760。由于电力企业的经营效益主要取决于电量，因此年最大负荷利用率指标能直观体现电网整体的利用效率。
按照电网规划设计原则，设备选择应满足规划采用的年最大负载需求，保证最大运行方式下的可靠运行，但由于最大负载持续时间较短，设备大部分时间无法运行在最大负载条件下。因此，年最大负荷利用率不可能达到100%。
经统计，2009~2012年深圳电网年最大负荷利用小时数分别为5120h、5308h、5175h、5176h；相应年最大负荷利用率分别为58.4%、60.6%、59.1%、59.1%，基本稳定在60%左右。近几年深圳电网年最大负荷利用率变化趋势见图2-1。
图2-1深圳电网年最大负荷利用率
3主变容量利用效率
对应于某一台主变的利用效率，可以采用主变最高负载率和主变年等效平均负载率指标。主变年最高负载率等于主变高峰负荷/主变容量，可反映主变高峰负荷时刻的负载率情况；主变年等效平均负载率等于该主变全年输送电量/8760/主变容量，可反映主变下载负荷的年平均水平。
3.1主变最高负载率
220kV变电站最高负载率分布见表3-1。近几年深圳220kV主变最大负载率在60%以上的变电站占比在30.2%至44.1%之间，大部分主变最大负载率在30%-60%范围内，最大负载率在30%以下的变电站占比在13.8%至25.0%之间。
3.3各电压层主变平均负载率
为从宏观上反映最大运行方式下某电压等级主变的总体利用效率，采用主变平均负载率指标。该指标表示某一电压等级典型负荷日最大负荷平均到所有主变容量上的平均负载率，指标数值越高，反映主变的利用效率越高。
主变平均负载率=某一电压等级最大负荷日最大负荷/该电压等级最大负荷日投入的主变总容量。
2009-2012年深圳500kV电压层级的主变平均负载率分别为55.9%、44.5%、58.4%、61.2%。总体来看，深圳500kV主变平均负载率成上升趋势，利用效率较高。
2009-2012年深圳220kV电压层级的主变平均负载率分别为54.4%、55.3%、49.7%、49.6%。
2009-2012年深圳500kV、220kV电压层的主变平均负载率见表3-3。
4主变容量利用效率合理取值范围
4.1单台主变负载率
变压器一般具备短时过负荷能力。考虑主变过载1.3倍情况下，当变压器台数N=2时，单台主变的负载率最高可达65％；当N=3时，单台主变的负载率最高可达T＝87％。
不考虑变压器的过负荷能力情况下，此时变电站中有1台变压器停运时，剩余变压器需承担全部负荷而不过负荷运行。即变压器台数N=2时，单台主变的负载率最高为50％；当N=3时，单台主变的负载率最高为67％。
深圳电网变电站建设一般为初期投产2台主变，后续根据负荷的发展需要再扩建主变。因此，单台主变负载率在50％～65％之间，变压器运行较为合理。
4.2年等效平均负载率
年等效平均负载率与电量密切相关。年等效平均负载率=主变最高负载率/年最大负荷利用率。
近几年深圳电网年最大负荷利用率基本在60%左右波动，因此年等效平均负载率宜在30%～39％之间，
4.3各电压层的主变平均负载率
容载比是反映各电压等级供电能力与对应最高负荷之比值。容载比的控制能体现供电区域内投产变电容量是否合理，裕度是否合适。
深圳500kV电网容载比指标取值为1.4-1.6，则主变平均负载率为62.5%-71.4%。220kV电网容载比指标取值为1.6-1.9，则主变平均负载率为52.6%-62.5%。
5主要影响因素及解决措施
从上述指标分析可以看出，近几年深圳部分变电站主变利用效率偏低，主要影响因素有以下：
1）深圳电网负荷峰谷差逐年增大，导致电网运行效率的下降，使得设备整体利用效率偏低。
2)由于电网安全可靠性要求，主变容量都留有一定裕度；且由于土地资源制约，电网建设难度增大，为提前控地，部分变电站建设时序也作了调整。
3）深圳电网为受端电网，本地电源资源匮乏，对南方电网500kV层面供电依赖性强，为接受南网电力并确保深圳电网的安全性，需建设足够主变容量与输电通道下载电力，影响了500kV层面利用效率。
从220kV层面来看，影响因素有以下几方面：
1）220kV变电站供电范围内有地方电厂或香港电力支撑，220kV主变下载电力减小。
2）当年刚投产的变电站，或上一年年底扩建的主变。
3）因涉及拆迁赔偿等问题，线路路径难以落实，110kV出线未能如期建成，致使220kV主变未能及时发挥作用。
4）因构筑110kV网架需要建设的220kV变电站，如东部片区变电站；
5）由于电力负荷波动特性及峰谷差特性，电力设备不可能时刻在高峰负荷状态运行，影响了年等效平均负载率指标。
从深圳电网实际情况来看，提高主变容量利用效率可以采取以下措施：
1）电网设备利用效率与年最大负荷利用率密切相关，加强需求侧管理，降低负荷峰谷差，提高电网的平均负荷率，提高用电量水平，可有效改善电网设备利用效率水平。
2）因土地资源受限，在积极争取周边地区电源支持的同时，需加强本地分布式电源的发展，增强深圳本地能源的就地供应能力。
3）动态跟踪各区域负荷的预报装情况，评估区域负荷增长趋势，合理安排变电站电气部分的最佳投产规模及时间，充分发挥输变电工程的效益。
4）对于负荷暂时未能发展起来的区域，先向政府争取变电站的站址以及线路路径，完成变电站土建、电缆管沟的建设。
6结语
本文分析了深圳电网220kV及以上主变容量的利用效率情况，提出了主变负载率的合理取值范围，并针对深圳电网部分变电站的主变容量利用效率偏低的现状，提出了解决措施。研究成果可以给电网公司优化决策、降低成本、提高资源配置效率提供参考。
参考文献：
[1]高赐威,吴茜,陈曦寒.国内外输电网利用率比较分析.华东电力[J].2013,41(6),1180-1187.
[2]高赐威,吴茜,陈曦寒,陈绍君.输电网运营效率评价方法研究[J].华东电力,2013,41(3):0485-0490.
[3]韩柳,庄博,王智冬,张琳.电网利用效率指标研究[J].华东电力,2011,39(6)：
[4]宋伶俐,邓长虹,吴耀文,徐秋实,曾凡玲,黄金凤.基于相关性分析法的电网设备运行效率评价指标[J].中国电力,2012,45(9):85-90.
作者简介
蔡京陶（1985-），男，汉族，山东惠民人，工科学士，主要从事电力系统及其自动化的生产及系统规划工作
论文作者:蔡京陶
论文发表刊物:《电力设备》2015年第9期供稿
论文发表时间:2016/4/19
标签：负载论文; 电网论文; 负荷论文; 深圳论文; 变电站论文; 效率论文; 平均论文; 《电力设备》2015年第9期供稿论文;