2016 年12 月，经国务院批复同意，国家发展与改革委员会下发《促进中部地区崛起“十三五”规划》，明确提出支持郑州建设国家中心城市。国家中心城市必须具备强有力的电力资源支撑，否则就会制约、甚至减缓国家中心城市建设的步伐，影响建设的水平。电力系统是一个区域发展的动力之源，而发达的城市轨道交通则是国家中心城市的标准配置。二者在迅速发展的过程中，存在着相互关联和影响，因此，解决好二者的关系具有实际价值和意义。

1 郑州城市电网

郑州电网外围有三座500 kV 变电站，分别是正南2×750MVA 郑州变电站，西北1×1200MVA 惠济变电站和东北3×1000MVA 官渡变电站，它们互为支撑，形成郑州电力资源的三个核心供给点。同时，以本地热电厂、燃气电厂为补充，向郑州城区供电，作为统调电厂。此外还有一些容量较小的地方电厂和自备电厂。

郑州电网以500 kV/220 kV/110 kV/10 kV/0.4 kV 5 级电压实现供给电能、输送电能和分配电能的目的。500 kV 高压输电线路形成郑州城市的外围输电系统，主要集中于城市北部边缘和南部边缘，分别形成北部和南部的两条东西走向的500 kV 电力输电走廊；220 kV/110 kV 作为郑州市区输送电能的骨干线路，形成郑州电网的骨架；10 kV/0.4 kV 实现对具体用户的供电，形成城市电网的供电末端。

+800 kV 哈密直流特高压落地郑州，在中牟建成了中州换流站，给予河南，特别是郑州以巨大的电力能源支撑，为郑州电网增加了新的电力能源。哈密南-郑州特高压直流工程投运后，每年可向河南输送电量达400 亿kW·h，极大地提高了郑州电网的能力和电能质量。和交流系统相比，直流系统可以为郑州电网提供质量更优的电力能源。

进一步扩大视野审视郑州电网，南阳、豫北、驻马店三个1 000 kV 特高压交流变电站对郑州电网给予了强有力的支撑。

未来郑州电网以特高压电网为支撑，以500 kV 电网为主干网架，实现220 kV 电网分片运行和110 kV电网均匀分布的覆盖全市域的供电体系，并逐步形成以信息化、自动化、互动化为特征的智能电网。

总之，未来的郑州电网电力资源更充足、电源质量更优良、供电可靠性更高。郑州电网作为轨道交通供电系统的母网，为轨道交通提供了强有力的支持，也为多种形式的融合提供了可能。

2 郑州市轨道交通供电系统

2.1 郑州市轨道交通概述

目前郑州已经建成运营2 条轨道交通线路(包括2号延长线-城郊线)，形成了大十字格局。从规模里程、线网密度、站点分布等都与国家中心城市的需求不相适应，滞后于郑州城市的发展。因此需要加大建设强度。首先要做到基本匹配郑州发展水平，满足发展的需求；其次，适度提高引领郑州发展，辐射带动周边市、县、镇的发展。

目前这一工程正在大力实施中，《郑州市轨道交通线网规划修编(2015—2050)》指出：到2050 年，郑州市规划建设21 条轨道交通线，总规模里程达945.2 km。其中13 条地铁线路(M1～M13)，8 条市域快线(R1～R8)，共计约503 座轨道交通站点，基本全覆盖城市区域。

城市轨道交通供电系统是轨道交通运营的基石，是城市轨道交通的能源补给线，它的安全、可靠、经济运行应放在第一位，它对城市轨道交通的影响是全面的。一旦供电系统出现问题，将会导致整个城市轨道交通的混乱和瘫痪[1]。

2.2 郑州轨道交通供电系统的结构与特点

郑州轨道交通供电系统采用集中融合模式，与上海、南京、广州、武汉、苏州、深圳等地采用的模式一样。从城市电网引入较高电压等级的电源，经主变电站进行电能形式的转换，将外部电源降压变成35 kV 或10 kV 后[2]，向沿线及附近的牵引变电所和降压变电所供电。该模式由于引入电源电压等级较高，电源点供电能力较大，引入电源点较少，和城市电网接口较少，有利于管理[3]。集中融合模式是中国的主要模式，其显著特点是建有专用变电所。无论从何处公共连接点(point of common coupling，PCC)获得电能，只要建有专属变电所，就是集中模式。PCC 点是郑州轨道交通供电系统和城市电网的连接处，二者的相互影响分析以此为界，主要针对谐波、功率因数等指标进行分析[4]。

郑州轨道交通全网供电系统的组成有以下3 个层次。

第1 层次：主变电所形成全网有限支撑点，220 kV及110 kV 构成轨道交通供电系统的能量总供给线。郑州市区220 kV/110 kV 电源资源相对较为丰富，因此易于融合接入。同时安全等级较高，这也是为何采用集中融合模式的主要原因。