韧性城市目标下市政设施的聚与散——以电力系统为例

党的二十大报告提出“加强城市基础设施建设，打造宜居、韧性、智慧城市”的要求。对“韧性城市”的研究和讨论一直是城市规划和建设领域的热门话题。而市政设施是韧性城市建设的主要领域之一，为满足重大灾害条件下的抵抗和恢复能力要求，市政基础设施系统布局的方向逐渐从由上至下的大系统，转变为注重城市设施集中式与分布式布局统筹，提倡大分散与小区域集中相结合的布局方式。这一布局方式的主要目的是在大系统被破坏、骨干输送网络断裂的情况下，重要区域能够自持运行，保障核心用户的市政供应不中断。

集中式与分布式系统

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以城市电力系统为例，若城市本地缺乏“黑启动”电源（不依赖外部电网帮助，能够自行启动的发电机组），在遭受台风等重大灾害后，电力系统发生大面积停电事故将很难恢复。如2003年8月的美加大停电，导致美国八个州及加拿大安大略省的电力中断，影响人口达4000万，停电持续了4天，经济损失达250亿—300亿美元。

美加大停电中的纽约市

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2015年10月，“彩虹”强台风使广州500千伏广南变电站全站失压，并波及供电区域内5个220千伏变电站，14个110千伏变电站，导致海珠、番禺等区域40多万户居民停电，逾百万人受到影响。所幸当时500千伏木棉站新近投产，能够迅速转供负荷，实现5小时复电，未影响主网安全，但广南站的修复工作仍持续了5天。

500千伏广南变电站

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随着广州市用电负荷的逐年增长，500千伏变电站的负载率均较高，已不具备2015年的转供条件。同时，全市93%的电源集中在南部和东部地区，而负荷集中且供电要求较高的中西部地区缺乏主力电源支撑，源荷分布不协调问题突出。一旦发生主网事故，中西部电力供应将很难及时恢复。

为此，国家能源局在2020年7月印发《坚强局部电网规划建设方案》，要求“十四五”初期，北京、上海、天津、重庆、广州、深圳等重点城市基本建成坚强局部电网，在遭遇重大灾害情况下，城市电网可依托本地保障电源分区运行，保障重要单位和区域不停电，待外部故障排除后，再有序并网。

广州市近年大力推动本地电源建设，建成投产了粤电花都天然气热电联产项目、珠江LNG电厂二期骨干支撑调峰电源、广州开发区东区“气代煤”热电冷联产项目、广东粤华发电公司“气代煤”发电项目等一系列本地保障电源，同步调整电网结构，已基本建成中西部区、北部区、东部区、中南部区、南部区共5个坚强局部电网分区。

黑启动电源-燃气轮机

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2023年5月，广州供电局针对东部分区“三站六线”进行“黑启动”运行试验，模拟广州部分区域突发大面积停电情况下，通过220千伏电厂“黑启动”，启动本地保障电源并恢复实际用户负荷的过程。试验期间，系统各项运行参数均保持稳定，验证了在极端情况下局部地区发生大面积停电时，广州坚强局部电网“黑启动”可迅速有效恢复城市重要负荷。

城市供电系统的分区控制已被证明是对抗重大灾害的有力手段，依托骨干电网和本地电源，既可在平时高效运行，降低用能成本，又可在应急时间发挥作用，保障电力供应不中断。这种布局和运行模式可为其他市政供应系统提供参考。

供稿｜市政规划研究所

技术审核｜总工程师办公室

编辑｜办公室