“十四五”規(guī)劃城中村近期負(fù)荷預(yù)測方法研究

高艷娜 陳麗萍 董 紅 郭子軒 劉恒瑋 胡柳君 林紫菡

（廣州供電局有限公司，廣東 廣州510600）

1 某城中村改造項(xiàng)目示例

某城中村集體舊廠房改造項(xiàng)目位于永平街永泰村，范圍北至十二嶺路，西至白云大道北，南至福泰西路，總用地面積0.04km2。是永泰村改造項(xiàng)目的重點(diǎn)區(qū)域。2009 年，茶山莊地塊已經(jīng)被確定為市、區(qū)“三舊”改造先行先試的試點(diǎn)，成為白云區(qū)重點(diǎn)民生項(xiàng)目之一，目前已通過區(qū)統(tǒng)籌方式完善歷史用地手續(xù)。針對周邊缺乏大型綜合性商業(yè)標(biāo)桿項(xiàng)目的現(xiàn)況，該項(xiàng)目計(jì)劃改造為集購物、餐飲、辦公、酒店于一體的商業(yè)綜合體，打造區(qū)域商業(yè)中心和標(biāo)桿項(xiàng)目。該項(xiàng)目用電負(fù)荷約3 萬kW，規(guī)劃有1 座110kV 變電站，站址見圖1。

圖1 茶山莊改造地塊

城中村的三舊改造問題一直備受關(guān)注，位于白云新城以北的陳田、永泰片區(qū)定位為“三舊連片綜合開發(fā)改造示范區(qū)”，將一起進(jìn)行連片改造，打造成白云山西麓宜居宜業(yè)的嶺南特色城區(qū)，并成為舊城連片改造的示范區(qū)。

其中永泰村改造項(xiàng)目是整個(gè)陳田、永泰片區(qū)中的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，被列為區(qū)“三舊”改造試點(diǎn)之一，總占地面積0.92km2。2014年6 月，陳田、永泰片區(qū)控規(guī)由廣州市規(guī)委會審議通過。2015 年1 月6 日，李克強(qiáng)總理來廣州白云區(qū)考察永泰村危舊房改造項(xiàng)目。該項(xiàng)目目前已拆除集體物業(yè)約0.1km+，已基本完成舊村居安全隱患整治，整體項(xiàng)目計(jì)劃2016 年底前完成。項(xiàng)目實(shí)施后，將改造閑散用地0.46km2，增加村集體經(jīng)濟(jì)發(fā)展物業(yè)0.3km2，增加綜合醫(yī)院、小學(xué)、變電站、垃圾壓縮站等公共服務(wù)設(shè)施14 處，新增公共綠地、組團(tuán)綠地0.25km2，綠地率將提升到35%，打通消防通道14 條，增加消防設(shè)施15 處，整治住宅220 棟，實(shí)現(xiàn)三線規(guī)整、安全有序等目標(biāo)。陳田、永泰片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃優(yōu)化圖見圖2。

2 城中村用電存在問題

2.1 高壓變電站現(xiàn)狀及存在問題

目前城中村內(nèi)通常無高壓變電站，村內(nèi)負(fù)荷由村外的變電站供電。變電站存在問題如下：

圖2 陳田、永泰片區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃優(yōu)化圖

①變電站距離城中村較遠(yuǎn)，新增線路建設(shè)難度較大

向城中村供電的變電站距離城中村往往有一定距離，通常距離村中心區(qū)域超過1km，部分變電站距離村中心區(qū)域超過3km，若仍從這些站新增出線供電城中村新增負(fù)荷，則將因距離遠(yuǎn)導(dǎo)致線路路徑難尋，建設(shè)難度加大。

②變電站負(fù)載較重，且間隔所剩無幾

目前向城中村供電的變電站中，多數(shù)已重載運(yùn)行，且10kV間隔已所剩無幾，無法再新增1 回出線供電城中村；部分變電站雖然負(fù)載不重，但周邊規(guī)劃有眾多大型小區(qū)，無法再新增出線供電城中村；還有部分站點(diǎn)已不滿足“N-1”運(yùn)行，且已無多余的間隔，也無法再新增出線供電城中村。

隨著城中村的大量拆舊建新，預(yù)計(jì)負(fù)荷也將持續(xù)增加，有必要再村內(nèi)布置高壓變電站，縮短供電距離，滿足新增負(fù)荷需求。

2.2 10kV 供電線路現(xiàn)狀存在問題

10kV 線路數(shù)量少，負(fù)載重，重載現(xiàn)象普遍。

2.3 供電配變現(xiàn)在存在問題

城中村公變供電低壓用戶偏多，使用容量超過合法報(bào)裝容量，造成重過載問題突出，供電能力嚴(yán)重不足，跳閘頻繁，客戶投訴不斷。

南方電網(wǎng)公司和廣州供電局對城中村電網(wǎng)改造建設(shè)工作高度重視，先后推行“廣州城中村供電及用電管控策略”、“一臺區(qū)一對策”、等政策和具體對策，以期利用有限資金，最大限度改善城中村電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)營環(huán)境。

廣州供電局目前推行自籌資金、新增變壓器調(diào)荷、公改專、供電配套費(fèi)、公變大小互換、加裝限流開關(guān)6 種途徑破解城中村用電難題，其中最重要的就是新增變壓器調(diào)荷。而新增變壓器首先要摸清城中村的用電需求，基礎(chǔ)則是負(fù)荷特性分析和負(fù)荷需求預(yù)測，以需求來指導(dǎo)電網(wǎng)建設(shè)的方向，避免出現(xiàn)對用電需求測算不足而導(dǎo)致的建設(shè)規(guī)模過小，配變投產(chǎn)即重載的現(xiàn)象。但城中村負(fù)荷需求預(yù)測存在以下難點(diǎn)：

（1）城市建設(shè)缺乏規(guī)劃，難以掌握土地利用情況。

城中村普遍缺乏城市規(guī)劃，土地建設(shè)具有無序化特點(diǎn)，建設(shè)亂、管理亂，建筑密度高、布局混亂。出租屋經(jīng)濟(jì)帶來嚴(yán)重的違章建設(shè)，并且根據(jù)城中村不同的地理位置，建筑物用途特點(diǎn)也不盡相同，部分村以出租屋為主，部分以低端加工小作坊為主。建筑物的混亂使統(tǒng)計(jì)土地利用情況十分困難。

（2）人口流動性大，居住人口數(shù)量難以準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)

城中村居住人口以外來租戶為主，流動性大，且缺乏有效管理，人口數(shù)量難以準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)，更加難以做到準(zhǔn)確預(yù)測遠(yuǎn)景年人口。

（3）缺乏歷史資料，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律和用電趨勢難以把握

由于早年缺乏資料的收集和統(tǒng)計(jì)，城中村的歷史資料不盡完整，社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和歷史用電信息收集難度大，對把握社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律和用電趨勢造成困難。

以上困難造成負(fù)荷密度法、綜合用電水平法等傳統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測方法不適用于城中村的負(fù)荷預(yù)測，因此有必要開展城中村的負(fù)荷預(yù)測研究工作，針對城中村特點(diǎn)開發(fā)一套負(fù)荷預(yù)測方法和體系，為城中村的電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)打好良好基礎(chǔ)。

3 城中村用電結(jié)構(gòu)分析

城中村用電類型分為小公寓、小作坊和小商鋪3 類，對3 類用電性質(zhì)的建筑面積和用電量占比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表1。

表1 城中村用電結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)表

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可見小公寓在建筑面積占比和用電量占比上都占據(jù)絕對優(yōu)勢，原因?yàn)槌侵写褰煌ǚ奖悖嚯x市中心距離近，管理松弛，居住門檻低，迎合了外來人口的居住需求，小公寓出租率和租金均較高，為村民帶來的經(jīng)濟(jì)收益顯著，因此小公寓是城中村的主要建筑物和用電類型。

4 方法介紹

Pn為每臺配變負(fù)荷

Pn=配變?nèi)ツ曜罡哓?fù)荷×（1＋預(yù)測增長率）；

根據(jù)歷年負(fù)荷增長規(guī)律和每臺配變的負(fù)荷特性曲線，預(yù)測每臺配變2015 年、2016 年和2017 年的年負(fù)荷年增長率；

因?yàn)椴煌渥兏叻逯党霈F(xiàn)的時(shí)間各不相同，因此不能簡單相加，需考慮計(jì)入一個(gè)負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，該系數(shù)對于不同城市或不同的產(chǎn)業(yè)類型區(qū)域具有很大差別，即負(fù)荷P 計(jì)算公式如下：

P=P1×ka；

P1——計(jì)算負(fù)荷；

ka——各配變間同時(shí)系數(shù)。

同時(shí)率預(yù)測是負(fù)荷預(yù)測工作中最基本、最重要的內(nèi)容之一。本次規(guī)劃中結(jié)合城中村用電負(fù)荷的組成、各配變的負(fù)荷特性曲線等信息，推薦同時(shí)率值取值為0.7，該值與其他城中村地區(qū)分析總結(jié)得出的經(jīng)驗(yàn)值基本相當(dāng)。

5 近期負(fù)荷預(yù)測結(jié)果

近期負(fù)荷預(yù)測結(jié)果見表2。

表2 城中村近期負(fù)荷預(yù)測結(jié)果

城中村歷年的年負(fù)荷增長并不平穩(wěn)，2017 年為正增長，但2018 年變?yōu)樨?fù)增長，2019 年負(fù)荷又突增，負(fù)荷增長不穩(wěn)定的原因如下：

（1）建筑物大拆大建，造成負(fù)荷波動較大。

受小公寓出租高回報(bào)的驅(qū)使，城中村村民不斷翻建原本低矮樓層的住宅，改造為高樓層的公寓。建筑物全部拆除重建的階段負(fù)荷會驟降，建造完成后負(fù)荷又會突增，造成局部負(fù)荷波動。

（2）經(jīng)濟(jì)增長影響小作坊和小公寓的負(fù)荷增長。

小作坊的開工率和小公寓的入住率受經(jīng)濟(jì)影響較大，2018年經(jīng)濟(jì)增長率略降（較2017 年增長率降低1%），小作坊生產(chǎn)減少，外來務(wù)工人員減少造成小公寓入住率下降，用電負(fù)荷相應(yīng)減少。2019 年經(jīng)濟(jì)增長率上升（較2018 年增長率上升0.7%），小作坊生產(chǎn)得以恢復(fù)，小公寓入住率有所提高，用電負(fù)荷相應(yīng)增加。

綜上，建筑物大規(guī)模翻建和經(jīng)濟(jì)波動造成城中村負(fù)荷波動較大，但總體看依然保持增長趨勢，2016～2019 年年均增長率為5.4%?？紤]經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，較為平穩(wěn)向上，同時(shí)建筑物翻建帶來負(fù)荷增長，因此預(yù)計(jì)近期城中村負(fù)荷將持續(xù)上升。依據(jù)每臺配變負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的合計(jì)，城中村公變供電區(qū)域負(fù)荷2020～2022 年年均增長率為10.8%，2017 年達(dá)到35023kW。

圖1 某城中村1 號配變年均負(fù)荷特效曲線

圖2 某城中村1 號配變?nèi)站?fù)荷特效曲線

6 結(jié)論

本文根據(jù)城中村的特點(diǎn)，提出一種適合城中村近期負(fù)荷預(yù)測方法，有效推動城中村用電規(guī)劃，解決城中村用電難題。