電力系統規劃設計的思想與方法論

王嗣光++姜京京

摘 要：為了提升電力系統的經濟性、靈活性、可靠性及充足性，就必須要優化電力系統規劃設計，實行切實有效的系統規劃設計。人們應當嚴格遵循電力系統基本設計原則，加強電力系統物質運行基礎建設，最大限度地保證電力系統經濟效益和社會效益。

關鍵詞：系統規劃 安全穩定 電力工業

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（c）-0018-02

電力系統優化設計既要解決技術問題，同時還要積極運用系統科學方法和指導思想，這樣才能夠建立完善的電力系統規劃。因此，筆者從規劃實際出發，簡要闡述了電力系統規劃設計思想和方法，希望能夠不斷提升電力系統實際運行效率，滿足電力用戶用電需求。

1 系統規劃設計思想

電力企業的根本任務就是要保證用電用戶的充足、合格、可靠和廉價電量供應，這樣才能夠實現國民經濟的協調、穩定和持續發展，不斷提升電力企業的社會效益和經濟效益。電力系統規劃設計應當努力完成相關工作任務，繼而保證電力系統規劃設計充足的電力供應。電網系統的安全可靠運行需要最有效的運行費用和經濟投資，積極開發新的運行方式和系統發展變化，提升系統規劃設計的靈活性。但在電力系統的實際規劃設計當中存在諸多的約束限制。例如：資源約束、政策約束、環保約束以及資金約束等。電力系統規劃設計應當因地制宜、選擇更為科學、合理的規劃設計方法。電力系統的優化設計具有可靠性、靈活性、經濟性和充足性4個特性。科學合理的電力系統規劃、設計應當要使以上4個特性相得益彰、配合得當，并將電網全過程的社會總成本降至最低。下面就這幾個方面進行簡要分析論述。

1.1 充足性

電網規劃設計的首要任務就要保證電力供應充足，明確規劃設計指標。首先，要明確用電設備容量和發電設備總容量比值、在建規模同投產容量比值；其次，電力彈性系數，發電備用容量百分數；再者，火電設備年利用時間。

通常，用電設備容量同發電設備總容量之間的比值，保證整年用電充足。按照缺電時間可以將缺電情況分為以下幾類：2 h為缺電，2 h以上為嚴重缺電；而在建規模和投產容量比值在5～8 h之上，就表示建設期內并不缺電，相反則表示缺電；根據國家電網系統規劃標準，火電設備使用時間超過5 000 h就會缺電，超過6 000 h則表示嚴重缺電，電網過載就不會造成窩電；電網規劃設計就是要嚴格控制概約性指標，優化電網、電源規劃就能夠極大地保證系統供電的充足性。

1.2 可靠性

電力系統規劃設計影響因素眾多，其中可靠性影響因素有以下幾點：電力系統變電設備容量正確配合和容量大小；電力系統缺乏故障承擔能力和設備承擔能力；系統運行、維護、控制；用戶用電要求；系統元件可靠運行；天氣對用戶供電需求和設備使用要求；燃料充足充盈、水庫調度。

這些因素有的是可以通過人為控制，有些部分是不可控的，電網系統規劃設計應當精確計算，電網設備使用前要做好參數配合和設備容量檢查，保證條件穩態充裕度，保證系統發電的輸送容量和發電容量，暫態條件下的安全度所指的都是系統抵抗故障恢復運行的能力。機械設備故障，要保證某一元件承載不過載。衡量暫態安全度的準確計算，常用的故障就要保證三相短路的穩定。綜合上述情況分析，可以適當放松故障準則要求，對于不同季節故障檢修時間可以酌情處理或者適當推遲安裝時間，以此來保證電力設備的安全穩定。

1.3 經濟性

由于電力工業投資較大，它占據全國基建投資的極大部分。電網規劃設計應不斷加強對系統經濟性評價，優化資金利用率，實現電力投資決策的正確性。規劃設計方案經濟性評價不僅要擁有資金時間價值評價，保證生命周期方案的優化，節省電網規劃設計投資。

準確計量電網規劃設計供電成本和經濟價值可靠性，衡量社會總成本，確定價值最優規劃方案。準確分析投資效益和價格系數變動經濟憑借結論逆變影響。針對規劃設計方案就價格和投資效益系數加以計算，并尋找經濟效果交叉點，制定經濟價值評定。準確分析負荷經濟評價影響，充分運用風險度法，并將損失電量降至最低，減少投資損失和電量損失費用。

1.4 靈活性

隨著時代的發展變化，電網規劃設計更應順應潮流變化，提升設備變更應變能力。按照電網實際發展需求進行結構的合理化調整，這些調整就是要驗證電網的靈活性。時代潮流指的是具有代表性系統運行方式，合理安排系統檢修，更好滿足電網調峰、調壓、調頻要求。電網負荷水平，就是要求及時進行發展條件變化，掌控電源布點變化等方面的影響，制定變化性較強的設計規劃方案。

2 優化電力系統規劃設計方法

由于電力系統中的若干因素是相互制約、相互依存的子系統所組成的，它是一個有機的組合整體。要綜合分析電力系統規劃設計問題，并在系統基礎理論之上提出合理的應用觀點。電力系統規劃設計需要遵循相關性原則、層次性原則和整體性原則，準確掌握系統規劃設計準則。

2.1 遵循整體性原則

電力系統整體功能與性質概括就是整體性。電力系統相對較為復雜，它可以劃分為若干個子系統，子系統發電的有效劃分就需要準確的劃分，發揮整體性原則優勢來實現整體效益的最大化。系統整合不是簡單的組合，而是需要將各個部分有機地結合在一起，這樣才能夠提升系統運行效益和性質。多個電廠聯合組成的小型電網，存在一定的功率經濟分布問題，大型電網系統，會出現過電壓和穩定問題，聯網后又會產生新的效益，擴大電廠經營規模、提高電網經濟性和可靠性，充分發揮資源利用效率，提升經濟運行效益。

電網系統建設問題應當更好地滿足用戶供電需求，促進電網系統供電的穩定性和可靠性，進行內部可靠性與內部阻抗等情況分析，拉近系統可靠性和水平穩定措施所產生的費用差異。系統自給率的不同，機組停電率和機組容量存在一定的差異，大家必須要考慮到其中的問題，實現多方壓力的平衡，綜合全面考慮供電系統費用，提升系統可靠性和穩定性。

電網系統規劃設計故障的有效解決才能夠保證系統的穩定性。系統故障發生就會造成系統崩潰和大面積停電，系統規劃就是要將故障發生的機率降至最低，并保證整個主網的安全、穩定。

2.2 相關性原則

電力系統運行秩序和連接方式的科學化合理發展可增強系統設備抗干擾性和設備性能；變電所負荷有利于提升系統的穩定水平；規劃設計可以增加線路輸送轉移容量，實現電網系統相關性的連鎖反應。

2.3 層次性原則

電力系統等級次序性有利于實現上下層次區分，實現系統目標的協同配合。規劃設計應當要充分發揮系統的協同作用，優化系統整體功能。滿足系統整體穩定性的要求，協調相關設備之間的要求，提升電網整體性效益。電網系統規劃將會極大地影響系統功率，引發動態失步振蕩，因此要實行電網系統規劃設計的整體優化，提出合理的參數選擇。

電力系統規劃設計應當從實際供電需求出發，不斷更新系統設計觀念，落實各項系統規劃措施，提升系統規劃設計的科學性和合理性。

3 結語

綜上所述，電力系統規劃設計應當與時俱進，及時更新規劃設計思想和方法，更好地順應時代發展潮流，優化系統資源優勢，提升電網整體經濟效益和社會效益，實現電網結構的合理化構建。因此，要逐步加快系統規劃建設，提升系統規劃功率，實現系統故障的有效控制。

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