論電力工程設計中的電力系統規劃設計

郭師洋 李雙圓

摘 要：電力規劃設計是電力系統中最基礎的環節，是指研究5-15年內的電力系統發展及建設方案；內容包括有：電力負荷預測，動力資源開發，電源發展規劃，電力網發展規劃。提出電力系統地理接線圖、單線接線圖和逐年工程建設項目表。此外，為發電廠設計，變電所設計，電力系統繼電保護與安全自動裝置設計，電力系統通信設計和電力系統調度自動化設計提供設計依據；合理規劃電力系統關系到日后電力系統的可靠、安全、正常運行，所以，電力系統規劃設計要保證設計方案的科學性、合理性、安全性。論文對電力系統規劃進行分析，并探討電力工程設計中電力系統規劃的應用。

關鍵詞：規劃設計；電力系統；電力工程設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.147

0 引言

電能是現代社會各行各業發展不可或缺的重要能源，是人民日常生活起居和社會發展不可缺少的一部分，中國作為世界人口的大國，隨著社會的高速發展進步，對電能的需求量日益增加，不斷新建電力工程，才能滿足電能日益增加的需求，才能保證社會持續健康發展；所以，保證電力系統工程能夠可靠、安全、經濟高效的運行，對電力系統設計進行科學、合理的規劃，才能滿足社會日益發展的電能需求。

1 電力系統規劃設計原則

1.1 安全性

在電力系統規劃設計的過程中要秉承嚴謹科學的態度，安全性電力系統規劃設計中最重要的原則之一，設計成品要有嚴格的科學依據，條件允許或者實際需要還應配備可以長期使用的檢測功能。

1.2 節約成本

電力系統規劃設計不僅要充分高效利用系統電能和功能，其次還要整體考慮電力規劃設計的造價成本，用最經濟安全的方式，獲取最大的經濟效益，從而最大節約投資。

1.3 周期性

電力系統規劃設計需要在一個給定的期限內完成，規模越大，規劃設計方案越要全面，盡量在工期內完成，以減少對客戶的影響。

2 電力系統規劃設計分析

2.1 電網負荷的預測及分析

分析及預測擬建電力工程的用電負荷，獲取分析當地供電項目中十年內的一系列用電負荷的遠期規劃，確保當地經濟健康持續發展，是電力系統規劃設計最重要的一項工作之一，其主要預測內容為負荷數值、負荷特性、各分地區負荷；負荷預測方法主要有電單耗法、時間字列法、回歸分析法和電力電力彈性系數法等。其次還要分析考察其他方面，例如該電力項目建設的后期是不是與其他相關電力建設項目規劃設計或施工計劃重復或者類似，若發現與此項目建設有關的電力工程處于規劃或在施工中，就應全面考慮規劃的項目與正在實施的項目是否存在影響或沖突，綜合考慮，避免重復或類似。電力負荷預測是發電、輸電、配電建設計劃和經濟分析的基礎；電力負荷水平反映國民經濟和社會的發展水平，因此預側負荷時，首先要調查國民經濟發展，研究發展規律，核定負荷預測值。

2.2 電氣計算

第一、對比潮流計算結果的可以最直觀的分析比較電力系統接入方案的優劣，潮流計算是電力系統規劃設計中最基本最重要的計算之一；通過潮流計算結果可以準確檢查出電網中各設備元器件是否滿足電網正常運行的要求；其次潮流計算也可以幫助我們了解功率和電壓在電網中的分布；潮流計算是也選擇電力系統網絡的運行方式的重要依據之一。第二，在單項電力建設工程設計中穩定計算經常用到的計算項包括頻率穩定性計算、系統暫態計算、電壓穩定計算等，所以潮流計算是電網中電流穩定計算的基礎。通過這些計算可以檢驗出不同接入系統方案的運行參數是否滿足電網穩定安全運行的要求，根據不同情況制定出合適的保障措施和安穩策略。第三，短路電流計算，電力系統中會出現各種短路電流的情況，所以我們需要準確計算出短路電流數值，這就是我們要用到的短路電流計算，其計算的主要由于系統短路故障所產生的不正常電流數值，系統短路電流數值是電氣設備選型的重要依據；電力設備選型完畢后還要根據電力系統的具體情況進行進行電氣設備校驗，驗證我們選擇的設備是否滿足各個參數的要求。其次根據系統的實際情況選擇符合要求的線路保護，確保在發生電氣故障時能迅速切斷電流，把因系統短路所造成的損失降到最低。第四，電網的無功補償措施，我們要根據無功計算向電網中補償一定量的無功功率，目的是將電能損耗降到最低。采取無功補償措施的主要目的是降低電網中各類元器件產生的無功功率，減少電能在線路輸送中造成的不必要的損耗。實際設計中電網是否需要采取無功補償措施以及補償多少無功，需要進行相應的科學計算后來確定相應的補償方案。

2.3 電力電量平衡分析

電力電量平衡分析是電網規劃設計中重要的一步，主要目的用來約束電力系統規劃設計。根據電源規劃分析及電力負荷預測的結果，然后對當地區域內的電力電量平衡進行統籌計算，根據計算結果來確定項目規模、布局及建設進度。電力電量平衡的方法有常規方法和系統分析法，隨著電力電量平衡方法的不斷優化，分析的結果也越來越準確可靠。研究電力系統可能的供電地區及范圍，同時研究與相鄰電網（或地區）聯網及電力交易的可能性和合理性，從而確定電力系統（或地區）之間主干線的電力潮流，即確定可能的交易容量。準確預測電力負荷，可以確定電力系統規劃設計中需要考慮負荷大小及地區分布；分析電源規劃分析，則可以判斷出電力電纜的盈虧情況，從而確定系統中需要的發電容量及規格。電力電量平衡是全國（或地區）能源平衡的基礎資料之一，且影響能源工業的發展。

2.4 接入系統方案

在對接入方案進行探討時，應對進出線數量和出線所在系統電壓等級基礎上充分考慮：（1）是否符合系統安全穩定運行水平。（2）是否根據電壓等級及電廠或者變電站的主接線方式選擇合適的出線數量。（3）是否選擇合適的無功補償裝置及電能傳輸方式最大降低輸送過程中的電量消耗。（4）進出線數量，是否與發電廠規劃設計的裝機容量大小相匹配。

2.5 比較接入電網系統的方式

首先需要詳細的分析擬建區域的電力工程建設現狀，然后進行介入系統方案設計，這里的工程現狀指的是比如原電網分布特點、分布情況以及當地電網發展規劃等，提出合適的接入電網規劃方案；電網規劃方案要節約用地、節約損耗、運用電網新技術等；再充分考慮當地政府以及相關部門對該規劃方案的意見反饋。遵循可持續發展的原則，綜合比較多個接入系統方案，建設環境友好型和資源節約型的優質電力工程。結合我國的方針政策，利用先進的科學技術手段，堅持科學發展觀，從而使電力系統規劃設計有理有據、全面完善。

3 電力系統規劃設計注意事項

3.1 做好準備工作

為了更好的做好電力系統規劃設計工作，必須要全面做好前期準備工作，為電力系統規劃設計打好基礎。這就需要規劃設計單位全面切實掌握可能會影響到電力系統規劃設計的種種因素，對該地區的電網實際情況及特征統計和分析，并將征集與搜集到的相關資料，整理妥當之后，及時將該信息錄入到數據庫，為電力系統規劃設計工作提供必要的數據支持。

3.2 及時完善電力數據庫

隨著社會發展的日新月異，電廠、變電站、輸電線路不斷的建設者，電網在不斷的發展壯大，所以相關設計人員也要緊跟發展步伐，對我國電力系統發展情況不斷的了解，及時得到電力系統發展最新狀況信息，并及時將資料更新到數據庫，準確的把控區域范圍內的發電廠、變電站和電力線路的分布情況，除此之外還應對擬建地區未確定要實施尚未實施的規劃進行資料搜集，保證電氣計算結果和設備選型的準確性，從而能保證電力系統規劃設計能夠順利、有序、穩定進行。

4 結語

我國城鎮居民及工商業用電量逐年增加，電壓等級也在不斷提高，電網的建設規模也在不斷的壯大。如何使電力工程系統規劃設計科學合理、高效地進行，才是滿足居民及工商業用電需求的關鍵。首先，要充分做好準備工作，不僅要全面收集相關的信息資料，并且將整理好的數據建立起相應的數據網絡，根據最新變化及時更新數據庫；電網數據關系著電氣計算的準備性，是電氣計算的基礎。因此，基礎數據的及時性和完整性決定著電網規劃的大小方向，堅持不斷及時的更新數據庫，這是系統歸還工作者需要長久進行的工作。

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