近年來，我國部分經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)的負(fù)荷密度呈逐年上升趨勢，有些城市的負(fù)荷密度甚至超過了巴黎、悉尼等世界經(jīng)濟發(fā)達(dá)的地區(qū)，對電力運行與發(fā)展帶來較大影響。電力空間負(fù)荷密度（下稱負(fù)荷密度）是表征單位供電面積負(fù)荷大小的參數(shù)，能直觀反映地區(qū)負(fù)荷分布密集程度，通常用來衡量、預(yù)測地區(qū)電力負(fù)荷發(fā)展水平及前景，指導(dǎo)城市電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)，對地區(qū)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)布局及優(yōu)化也有指導(dǎo)作用。

   本文對珠三角地區(qū)主要城市負(fù)荷密度的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進行了調(diào)查，對高負(fù)荷密度可能引發(fā)的電力發(fā)展及運行方面的問題進行了研究，并從城市和電網(wǎng)規(guī)劃以及政策導(dǎo)向等方面提出了有關(guān)建議。

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

   珠江三角洲地區(qū)包括廣州、深圳、珠海、佛山、東莞、江門、惠州、肇慶、中山等九市，是我國發(fā)達(dá)的經(jīng)濟區(qū)之一。“十一五”期間，珠三角地區(qū)負(fù)荷密度以年均9.2%的速度增長，至2010年，達(dá)0.98兆瓦/平方千米，已接近北京市，是世界負(fù)荷密度大的地區(qū)之一。廣州、深圳、佛山、東莞等珠三角核心區(qū)域的負(fù)荷密度達(dá)到2.57兆瓦/平方千米，高于北京、悉尼等城市。局部區(qū)域，如深圳、東莞的負(fù)荷密度分別高達(dá)6.18和4.28兆瓦/平方千米，已接近世界負(fù)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(fù)荷密度和人口密度對比情況如下圖（部分?jǐn)?shù)據(jù)來自新聞報道和當(dāng)?shù)仉娏景l(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)）。

   近年來，珠三角地區(qū)電力需求仍保持年均9%以上的高速增長態(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(fù)增長。預(yù)計珠三角地區(qū)2015年負(fù)荷密度將達(dá)1.07兆瓦/平方千米，而區(qū)內(nèi)電源裝機僅能滿足51%的負(fù)荷需求。

   負(fù)荷密度的快速增長加大了供電壓力，并帶來了一系列安全風(fēng)險。

   一是增加了負(fù)荷中心區(qū)電力供應(yīng)的壓力。珠三角地區(qū)屬典型的受端電網(wǎng)，變電容量占全省的78.9%，負(fù)荷約占全省負(fù)荷的80%，電源裝機僅能滿足區(qū)內(nèi)57%的負(fù)荷需求，需從西部、粵東、粵北遠(yuǎn)距離、大容量送入電力。隨著負(fù)荷密度的增加，加上珠三角地區(qū)環(huán)境容量不足，珠三角地區(qū)對外部電能的依賴性越來越強，保障珠三角電力供應(yīng)的壓力將越來越大。預(yù)計今年迎峰度夏期間，珠三角地區(qū)大電力缺口將達(dá)600萬千瓦。同時，廣州中部、深圳、東莞等局部地區(qū)，由于變配電能力不足，即使在電源充足的情況下，部分時段仍需限制用電。

   二是電網(wǎng)建設(shè)難度及建設(shè)成本不斷提高。高負(fù)荷密度需要高電壓等級、大容量的輸變電設(shè)施提高供電能力，如東莞地區(qū)已建成4個500千伏變電站。而珠三角負(fù)荷中心區(qū)域的土地開發(fā)利用率已經(jīng)很高，征地難、地價高是電力建設(shè)中的突出問題，很難找到合適地塊和通道建設(shè)變電設(shè)施及接入線路，如廣州220千伏永福變電站建設(shè)受阻五年，500千伏獅桂線中山段建設(shè)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題，但需要增大2-3倍電網(wǎng)建設(shè)成本。2010年珠三角地區(qū)單位電量電網(wǎng)投資0.11元/千瓦時，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(fù)荷高度集中導(dǎo)致珠三角變電站布點密集，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)緊湊，一基鐵塔撐著多回線路、幾百萬千瓦的電力，安全風(fēng)險較大。加之區(qū)外長距離、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(fù)荷密度高、受電特性明顯，與珠三角電網(wǎng)特性類似，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，珠三角地區(qū)500千伏短路電流持續(xù)升高，2008年為56千安，2011年達(dá)66千安。已有部分500千伏站點故障時短路電流超過設(shè)備設(shè)計極限（63千安），存在系統(tǒng)故障后設(shè)備損壞并擴大事故的嚴(yán)重風(fēng)險。同時，由于珠三角負(fù)荷密度大的中心城區(qū)未配備足夠的動態(tài)無功補償容量以及事故應(yīng)急電源和黑啟動電源，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障時，極易引發(fā)電壓崩潰導(dǎo)致系統(tǒng)瓦解和大面積停電，且難以快速恢復(fù)。

   三、有關(guān)建議紐約、東京等城市早在上世紀(jì)80年代就開始研究應(yīng)對高負(fù)荷密度的措施，尤其是紐約大停電之后，進一步加大了研究、監(jiān)測和控制力度。近幾年，國外部分發(fā)達(dá)城市的負(fù)荷密度已呈緩慢增長態(tài)勢，借鑒他們的經(jīng)驗，結(jié)合我國實際，要合理解決高負(fù)荷密度引發(fā)的電力安全供應(yīng)方面的問題，在完善技術(shù)手段的同時，更需在電力與城市協(xié)調(diào)發(fā)展、電力與產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展等方面加大力度。

 （一）加強電網(wǎng)分層分區(qū)管理，通過技術(shù)手段降低電網(wǎng)運行風(fēng)險在現(xiàn)有系統(tǒng)條件下，通過加強電網(wǎng)分層分區(qū)管理，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電源配置可有效緩解高負(fù)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(qū)運行及變電站開關(guān)增加小電抗等措施降低短路電流，有顯著的效果。但也對系統(tǒng)的運行特性、可靠性和網(wǎng)損帶來一些影響，需要更深入的研究，管理層面和技術(shù)層面要妥善應(yīng)對。

 （二）建立綜合能源規(guī)劃機制，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與電源配置開展綜合能源規(guī)劃，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)電網(wǎng)、電源規(guī)劃與建設(shè)。推動在負(fù)荷中心區(qū)，特別是現(xiàn)代化中心城區(qū)發(fā)展分布式清潔、高效支撐電源及事故應(yīng)急電源，提高電力長期保障能力和城市電力安全應(yīng)急能力。在負(fù)荷密度大的區(qū)域建設(shè)分布式動態(tài)無功補償裝置，滿足系統(tǒng)動態(tài)無功補償?shù)男枰㈦娋W(wǎng)規(guī)劃納入地方城市發(fā)展規(guī)劃，以法定形式予以確認(rèn)，解決電力建設(shè)征地難問題。

 （三）引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)升級與轉(zhuǎn)移，促進電力與產(chǎn)業(yè)布局的協(xié)調(diào)發(fā)展既強調(diào)電力服務(wù)于經(jīng)濟發(fā)展、滿足生產(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、市場機制和價格杠桿促進產(chǎn)業(yè)合理布局，梯度轉(zhuǎn)移。在電源相對集中、負(fù)荷密度較低的地區(qū)，優(yōu)先發(fā)展工業(yè)項目，一方面促進該地區(qū)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，有利于促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，同時緩解負(fù)荷密度較大的地區(qū)短路電流繼續(xù)增大、安全風(fēng)險大等問題。統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)調(diào)發(fā)展，提高資源配置的總體效率及保障能力，乃長遠(yuǎn)解決之道。