近年來(lái)，我國部分經(jīng)濟發(fā)達地區的負荷密度呈逐年上升趨勢，有些城市的負荷密度甚至超過(guò)了巴黎、悉尼等世界經(jīng)濟發(fā)達的地區，對電力運行與發(fā)展帶來(lái)較大影響。電力空間負荷密度（下稱(chēng)負荷密度）是表征單位供電面積負荷大小的參數，能直觀(guān)反映地區負荷分布密集程度，通常用來(lái)衡量、預測地區電力負荷發(fā)展水平及前景，指導城市電網(wǎng)規劃與建設，對地區經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)布局及優(yōu)化也有指導作用。

   本文對珠三角地區主要城市負荷密度的現狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行了調查，對高負荷密度可能引發(fā)的電力發(fā)展及運行方面的問(wèn)題進(jìn)行了研究，并從城市和電網(wǎng)規劃以及政策導向等方面提出了有關(guān)建議。

   一、珠三角與世界主要城市負荷與人口密度對比負荷密度與地區能源構成、經(jīng)濟發(fā)展水平、居民生活水平、產(chǎn)業(yè)類(lèi)型、用地性質(zhì)和土地開(kāi)發(fā)強度等因素相關(guān)，目前無(wú)統一計算方法，通常采用城市年大供電負荷或年平均供電負荷除以城市供電面積得出。本文采用年大供電負荷計算。

   珠江三角洲地區包括廣州、深圳、珠海、佛山、東莞、江門(mén)、惠州、肇慶、中山等九市，是我國發(fā)達的經(jīng)濟區之一。“十一五”期間，珠三角地區負荷密度以年均9.2%的速度增長(cháng)，至2010年，達0.98兆瓦/平方千米，已接近北京市，是世界負荷密度大的地區之一。廣州、深圳、佛山、東莞等珠三角核心區域的負荷密度達到2.57兆瓦/平方千米，高于北京、悉尼等城市。局部區域，如深圳、東莞的負荷密度分別高達6.18和4.28兆瓦/平方千米，已接近世界負荷密度大的紐約、香港、東京等城市。珠三角主要城市與世界主要城市負荷密度和人口密度對比情況如下圖（部分數據來(lái)自新聞報道和當地電力公司發(fā)布的統計數據）。

   近年來(lái)，珠三角地區電力需求仍保持年均9%以上的高速增長(cháng)態(tài)勢，而同期紐約、東京、香港等城市電力需求年均增幅均低于1%，甚至負增長(cháng)。預計珠三角地區2015年負荷密度將達1.07兆瓦/平方千米，而區內電源裝機僅能滿(mǎn)足51%的負荷需求。

   負荷密度的快速增長(cháng)加大了供電壓力，并帶來(lái)了一系列安全風(fēng)險。

   一是增加了負荷中心區電力供應的壓力。珠三角地區屬典型的受端電網(wǎng)，變電容量占全省的78.9%，負荷約占全省負荷的80%，電源裝機僅能滿(mǎn)足區內57%的負荷需求，需從西部、粵東、粵北遠距離、大容量送入電力。隨著(zhù)負荷密度的增加，加上珠三角地區環(huán)境容量不足，珠三角地區對外部電能的依賴(lài)性越來(lái)越強，保障珠三角電力供應的壓力將越來(lái)越大。預計今年迎峰度夏期間，珠三角地區大電力缺口將達600萬(wàn)千瓦。同時(shí)，廣州中部、深圳、東莞等局部地區，由于變配電能力不足，即使在電源充足的情況下，部分時(shí)段仍需限制用電。

   二是電網(wǎng)建設難度及建設成本不斷提高。高負荷密度需要高電壓等級、大容量的輸變電設施提高供電能力，如東莞地區已建成4個(gè)500千伏變電站。而珠三角負荷中心區域的土地開(kāi)發(fā)利用率已經(jīng)很高，征地難、地價(jià)高是電力建設中的突出問(wèn)題，很難找到合適地塊和通道建設變電設施及接入線(xiàn)路，如廣州220千伏永福變電站建設受阻五年，500千伏獅桂線(xiàn)中山段建設受阻一年。半地下、地下變電站以及地下電纜方式可在一定程度上緩解征地難的問(wèn)題，但需要增大2-3倍電網(wǎng)建設成本。2010年珠三角地區單位電量電網(wǎng)投資0.11元/千瓦時(shí)，較2005年提高83%，“十一五”年均增速12.9%，單位電量投資增速明顯高于電量年均9%的增速。

   三是電力安全運行風(fēng)險不斷增加。負荷高度集中導致珠三角變電站布點(diǎn)密集，電網(wǎng)結構緊湊，一基鐵塔撐著(zhù)多回線(xiàn)路、幾百萬(wàn)千瓦的電力，安全風(fēng)險較大。加之區外長(cháng)距離、大功率電源送入珠三角，一旦發(fā)生電網(wǎng)事故，很可能迅速擴大，加大大面積停電的風(fēng)險。美國紐約電網(wǎng)負荷密度高、受電特性明顯，與珠三角電網(wǎng)特性類(lèi)似，于1977年和2003年分別發(fā)生了因電壓崩潰引起的大面積停電事故，值得反思和借鑒。近年來(lái)，珠三角地區500千伏短路電流持續升高，2008年為56千安，2011年達66千安。已有部分500千伏站點(diǎn)故障時(shí)短路電流超過(guò)設備設計極限（63千安），存在系統故障后設備損壞并擴大事故的嚴重風(fēng)險。同時(shí)，由于珠三角負荷密度大的中心城區未配備足夠的動(dòng)態(tài)無(wú)功補償容量以及事故應急電源和黑啟動(dòng)電源，當系統發(fā)生嚴重故障時(shí)，極易引發(fā)電壓崩潰導致系統瓦解和大面積停電，且難以快速恢復。

   三、有關(guān)建議紐約、東京等城市早在上世紀80年代就開(kāi)始研究應對高負荷密度的措施，尤其是紐約大停電之后，進(jìn)一步加大了研究、監測和控制力度。近幾年，國外部分發(fā)達城市的負荷密度已呈緩慢增長(cháng)態(tài)勢，借鑒他們的經(jīng)驗，結合我國實(shí)際，要合理解決高負荷密度引發(fā)的電力安全供應方面的問(wèn)題，在完善技術(shù)手段的同時(shí)，更需在電力與城市協(xié)調發(fā)展、電力與產(chǎn)業(yè)協(xié)調發(fā)展等方面加大力度。

 （一）加強電網(wǎng)分層分區管理，通過(guò)技術(shù)手段降低電網(wǎng)運行風(fēng)險在現有系統條件下，通過(guò)加強電網(wǎng)分層分區管理，優(yōu)化電網(wǎng)結構和電源配置可有效緩解高負荷密度引發(fā)的電力安全運行風(fēng)險。廣東電網(wǎng)公司采取500千伏電網(wǎng)解環(huán)、220千伏電網(wǎng)分區運行及變電站開(kāi)關(guān)增加小電抗等措施降低短路電流，有顯著(zhù)的效果。但也對系統的運行特性、可靠性和網(wǎng)損帶來(lái)一些影響，需要更深入的研究，管理層面和技術(shù)層面要妥善應對。

 （二）建立綜合能源規劃機制，優(yōu)化電網(wǎng)結構與電源配置開(kāi)展綜合能源規劃，統籌協(xié)調電網(wǎng)、電源規劃與建設。推動(dòng)在負荷中心區，特別是現代化中心城區發(fā)展分布式清潔、高效支撐電源及事故應急電源，提高電力長(cháng)期保障能力和城市電力安全應急能力。在負荷密度大的區域建設分布式動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置，滿(mǎn)足系統動(dòng)態(tài)無(wú)功補償的需要。將電網(wǎng)規劃納入地方城市發(fā)展規劃，以法定形式予以確認，解決電力建設征地難問(wèn)題。

 （三）引導產(chǎn)業(yè)升級與轉移，促進(jìn)電力與產(chǎn)業(yè)布局的協(xié)調發(fā)展既強調電力服務(wù)于經(jīng)濟發(fā)展、滿(mǎn)足生產(chǎn)需求，又把電力作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的約束條件，利用行政手段、市場(chǎng)機制和價(jià)格杠桿促進(jìn)產(chǎn)業(yè)合理布局，梯度轉移。在電源相對集中、負荷密度較低的地區，優(yōu)先發(fā)展工業(yè)項目，一方面促進(jìn)該地區經(jīng)濟發(fā)展，增加電力消納能力，減少外送，緩解輸電通道緊張等壓力，另一方面，有利于促進(jìn)區域協(xié)調發(fā)展，同時(shí)緩解負荷密度較大的地區短路電流繼續增大、安全風(fēng)險大等問(wèn)題。統籌規劃，協(xié)調發(fā)展，提高資源配置的總體效率及保障能力，乃長(cháng)遠解決之道。