江门某大型企业新厂园区供电方案研究

　　摘要:根据江门某大型企业提供其新厂园区的用电需求情况及对供电方案的要求进行相应的供电方案研究，同时通过对不同供电方案的工程投资、供电可靠性、建设周期、经济性等方面进行比较分析，推荐合理的供电方案。
　　关键词:供电方案；用电需求；可靠性;经济性
　　1.前言
　　1.1用电需求情况
　　根据江门某大型企业提供有关数据得其用电需求如下：一期厂房不含预留软板区需求电力：15000kVA，软板区电力预留：2000kVA，共需求电力17000kVA（一期厂房建成时间约为：2012年10月）。三期厂房共需求电力:51000kVA(二期厂房建成时间约为：2013年7月；三期厂房建成时间约为：2015年6月)。
　　宿舍需求电力预估:1600kVA，环保站,自来水站需求电力预估1200kVA,园区预计合需求电力为：53800kVA.
　　合计未来三期厂房建设完成：园区总变压器安装容量需求约为：53800kVA。
　　1.2用电负荷预测
　　本用电负荷预测考虑年利用小时数按该企业提供数据综合计算得数据如下：
　　用电负荷预测表单位：万千瓦时
　　年份 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年
　　年用电量 11642.4 13582.8 23284.8 27165.6 31046.4
　　根据收资情况了解得知，2011年～2014年为该企业的建设期，随着计划用电及其它用电项目的陆续投入，2015年后该企业将迎来用电增长的高峰期，而后期则将趋于平稳增长状况。
　　1.3供电方案要求
　　根据该企业要求：供电方案要满足新厂生产用电的连续性及安全性，为保证正常生产，不能出现全厂停电情况。
　　2供电方案
　　2.1方案一：10kV专线＋备用电源供电方案
　　2.1.1接入系统方案
　　根据厂区地域分布的实际情况，可能供电给厂区有110kV中东站、110kV向东站和110kV南山站（规划中）。经咨询，其中由110kV中东站提供电源的可能性很小，从现状来看由110kV向东站接入的可能性较大。所以本方案暂按由110kV向东站提供10kV出线。
　　2.1.2建设规模
　　本方案采用10kV专线与部分备用电源相配合的方式。
　　按未来园区总电力需求54000KVA来计算。敷设10kV专用线路，每条线路容量：10000kVA，需6条专用线路，本方案专线主要从110kV向东站出线。
　　本方案同时预计用电高峰期每天至少一条专线执行错峰，为保证正常生产，需至少配两条以上线路容量：17000kVA总容量的发电机作备用电源。
　　2.1.3工程投资估算
　　1）专线部分
　　110kV向东站到工厂红线距离约为1.2km，线路至电房长度预算按1.6km计算，敷设FY-YJV22-8.7/15kV-3×400高压电缆。
　　六条专线的投资成本为：220*6=1320万元；
　　其他费用：厂区内10kV联络高压电缆1.2千米，约150万元；
　　总投资成本：1320+150＝1470万元。
　　2）发电机部分 
　　a.发电机房土建成本：机房土建面积约为900（30m×30m）平方米，发电机房土建总造价240万；
　　b.发电机设备成本：1台2000kW的发电机组，包含机组、控制设备、环保（消音，排烟）安装等综合费用是500万，共需7台，总费用3500万元；
　　备用电源的总投资为：240+3500=3740万元。
　　3）整体部分
　　综合“专线+备用电源”方案的总投资如下：1470+3740=5210万元；
　　2.1.4供电可靠性分析
　　1）本方案采用6回专用10kV线路供电。按近期用电情况来看，错峰用电的情况较少。考虑到日后错峰用电的机会增大，本方案配备了10kV发电机组作为备用电源。不存在因电网错峰、故障检修等情况出现的停电情况，供电可靠性较高。
　　2）本方案备用电源受发电燃料供给关系影响。
　　2.1.5建设周期
　　本案的综合建设周期约为5～7个月。
　　2.1.6经济性评价
　　(1)经济评价参数的选定
　　a）根据该企业提供负荷预测得平均每年用电量大约为25000万千瓦时；
　　b）备用电源年运行维护成本包括大修理费、工资福利费、水费和其它费用等，年运行维护成本按固定资产原值的3%考虑；
　　c）根据该企业提供的资料和江门市大工业电价组成情况综合计算，该企业谷峰用电10kV供电平均电价为：0.7117元/千瓦时；110kV供电平均电价为：0.6857元/千瓦时；该企业现实际运行发电成本约1.87元/千瓦时。
　　(2)财务评价指标
　　a）本方案工程投资估算
　　序号 项目名称 单位 指标
　　1 备用电源投资（估算） 万元 3740
　　2 10kV专线投资（估算） 万元 1470
　　3 工程总投资（估算） 万元 5210
　　b）全年未使用备用电源情况下各项指标如下：
　　序号 项目名称 单位 指标
　　1 备用电源年运行维护成本 万元 112.2
　　2 每年大工业基本电费（按60000kVA） 万元 1656
　　3 专线每年电费估值（25000万千瓦时/年） 万元 17792.5
　　4 全年总费用 万元 19560.7
　　c）需要错锋用电，使用备用电源情况下各项指标如下：
　　序号 项目名称 单位 指标
　　1 备用电源发电量（估算） 万千瓦时 1568
　　2 备用电源发电费用（估算） 万元 2932.2
　　3 备用电源年运行维护成本 万元 112.2
　　4 每年大工业基本电费（按60000kVA） 万元 1656
　　5 专线每年电费估值（23432亿千瓦时/年） 万元 16676.6
　　6 全年总费用 万元 21377
　　d）结论：
　　本方案采用10kV专用线路供电，10kV柴油发动机组为备用电源，初期总投资约为5210万元，在技术和经济上是合理可行的。但由上面各项指标可看出，当全年未使用发电机组发电时，全年费用约为19560.7万元。而当需要错锋，使用发电机组时，预计全年费用为21377万元，全年费用增加21377－19560.7＝1816.3万元。所以在每年用电负荷不断增长的时期，大工业的错峰用电在所难免，而且不排除错峰用电天数和时间会增加，因而会增加柴油发电机的使用，使成本进一步增加。
　　2.2方案二：110kV变电站供电方案
　　2.2.1接入系统方案
　　根据初步考查，该企业所在区域附近有110kV中东站、110kV向东站，考虑该企业变电站近区110kV电网结构情况，初定终期2回110kV线路接入该变电站，暂定本期由110kV向东站接入本站1回110kV线路，后期再由110kV中东站接入本站1回110kV线路，形成2回110kV线路接入本站。
　　2.2.2建设规模
　　2.2.2.1变电站建设规模
　　(1)110kV变电站建设规模
　　序号 规划
　　项目 本期规模 终期规模
　　1 主变容量 1×31.5MVA 2×31.5MVA
　　2 110kV母线 内桥接线 内桥接线
　　2 110kV出线回路数 1回出线，其中：
　　110kV向东站1回 2回出线，其中：
　　110kV向东站1回
　　110kV中东站1回
　　3 10kV出线回路数 6回 12回
　　4 10kV无功补偿 1×2×3000kVar并联电容器 2×2×3000kVar并联电容器
　　本设计变电站布置为一栋三层配电装置综合楼。采用开放式、无围墙设计，环站道路为厂区道路。110kV主变进线采用架空方式，110kV出线采用电缆出线，变电站10kV出线采用电缆。按无人值班综合自动化站要求设计。
　　(2)对侧变电站建设规模
　　本期工程110kV向东站需新增110kV出线间隔1个。
　　2.2.2.2线路建设规模
　　本期新建1回本站至110kV向东站的110kV架空线路，新建线路长约1×1.5千米，在离厂区围墙0.2千米处改用电缆接入变电站，电缆长约0.25千米。本期新建线路导线选用LGJX-300/40钢芯稀土铝绞线，电缆选用XLMPP-800mm²型防水、防蚁、阻燃型电力电缆。
　　后期建设1回110kV中东站至本站的110kV架空线路，线路长约1×2.0千米，在离厂区围墙0.2千米处改用电缆接入变电站，电缆长约0.25千米。
　　2.2.2.3通信建设规模
　　根据接入系统方案，本期通信建设规模如下：
　　1）110kV向东站至本站光缆。沿本期线路新建一条24芯的ADSS光缆，长度约为1.8km（含本侧进站0.3km），形成110kV向东站至本站的光缆路由。
　　2）在本站建设配套相关通信设备，以满足通信、自动化及继保等专业的要求。
　　2.2.3工程投资估算
　　按照终期规模建设投资估算：总投资约4650万元。其中：
　　a)变电站投资约3100万元；
　　b)110kV输电线路工程投资约1000万元；
　　c)通信工程投资约350万元；
　　d)对侧建设费用约200万元。
　　2.2.4供电可靠性分析
　　1）技术方案分析：110kV线路终期为2回线路，采用双电源点供电，满足当一回线路检修时，由另一回线路供电。
　　2）电网规划情况：根据相关规划报告可知该地区在未来几年还将建设1个220kV变电站和多个110kV变电站以满足该地区的负荷增长。
　　3）电源结构分析：
　　根据接入系统方案，本站投产时系统图如下：
　　上图可以看出本站主要由220kV外海站和220kV礼乐站2个电源点经110kV桥头站、110kV中东站、110kV南山站（规划中）、110kV向东站等向本站供电，多个110kV变电站和2个220kV变电站构成环网结构，转供电能力强，供电可靠性高。
　　2.2.5建设周期
　　本方案的综合建设周期约为15个月。
　　2.2.6经济性评价
　　(1)经济评价参数的选定
　　1）年运行成本包括大修理费、工资福利费、水费、材料费和其它费用等，年运行成本按固定资产原值的2%考虑；
　　2）内部收益率高于8%；
　　3）根据该企业提供的资料和江门市大工业电价组成情况综合计算，该企业谷峰用电10kV供电平均电价为：0.7117元/千瓦时；110kV供电平均电价为：0.6857元/千瓦时。
　　(2)财务评价指标
　　根据总投资、负荷分析、利润，本方案各项经济指标如下：
　　序号 项目名称 单位 指标
　　1 工程总投资（估算） 万元 4650
　　2 110kV与10kV供电电价差 元 -0.026
　　3 年运行成本 万元 90
　　4 大工业基本电费（按63000kVA） 万元/年 1738.8
　　5 每年电费估值（25000万千瓦时/年） 万元 18881.3
　　6 与全年使用10kV专线供电每年费用差 万元 589.4
　　7 与使用10kV专线＋备用电源供电每年费用差 万元 2405.7
　　8 投资回收期（大于25000万千瓦时/年） 年 9.7
　　9 内部收益率（大于25000万千瓦时/年） % 10.3
　　在满足用电量大于2.1亿千瓦时/年时，根据测算结果，投资方的内部收益率均高于设定的8%。各经济指标合理，财务评价可行。
　　3.方案比较
　　现对以上2个方案进行比较如下：
　　名称 方案一 方案二
　　工程投资 总投资约5210万 总投资约4650万，比方案一少1340万；
　　供电可靠性 供电可靠性较高，但受发电燃料供给关系影响大。 1）双电源点供电，满足当一回线路检修时，由另一回线路供电；
　　2）电网规划进一步完善该地区110kV电网供电可靠性；
　　3）环网结构，转供电能力强，供电可靠性高。
　　建设周期 约5～7月比较适中 约15个月较长
　　经济性 1）使用备用电源成本高；
　　2）备用电源运行维护成本较高；
　　3）每年费用估算约19560.7～21377万。 1）经营成本及运行维护成本较低；
　　2）每年费用估算约18881.3万；
　　3）每年费用比方案一少679.4～2495.7万；
　　从以上比较可以看出，方案二投资较少一点，且各项经济指标合理，运行维护方便，供电可靠性较高，有效保障到该企业生产用电的连续性及安全性。只是建设周期较长，满足不了该企业厂区建设的同期性，不过只要在变电站建设期内，一期厂区供电配套一条10kV的FY-YJV22-8.7/15kV-3×400专线，满足贵厂平均3.5层6万平米生产所需的生产、环保、生活用电，就可解决。
　　根据综合考虑后，对该企业的供电方案推荐采用“方案二（110kV变电站供电方案）＋临时专线”相结合的方案。
　　4.结论
　　“方案二（110kV变电站供电方案）＋临时专线”的供电方案技术方案可靠、经济效益合理可行，无不良环境影响，对该企业有较大的经济效益。
　　推荐供电方案的建设将有效支持该企业的规划发展，提高该企业供电的可靠性，避免日后10千伏供电中错锋用电时对生产用电的压力，增强供电能力起着重要的作用。

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