電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的思想與方法論

王嗣光++姜京京

摘 要：為了提升電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可靠性及充足性，就必須要優(yōu)化電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，實(shí)行切實(shí)有效的系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。人們應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循電力系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)原則，加強(qiáng)電力系統(tǒng)物質(zhì)運(yùn)行基礎(chǔ)建設(shè)，最大限度地保證電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)規(guī)劃 安全穩(wěn)定 電力工業(yè)

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

電力系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)既要解決技術(shù)問題，同時還要積極運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)方法和指導(dǎo)思想，這樣才能夠建立完善的電力系統(tǒng)規(guī)劃。因此，筆者從規(guī)劃實(shí)際出發(fā)，簡要闡述了電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)思想和方法，希望能夠不斷提升電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效率，滿足電力用戶用電需求。

1 系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)思想

電力企業(yè)的根本任務(wù)就是要保證用電用戶的充足、合格、可靠和廉價電量供應(yīng)，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)、穩(wěn)定和持續(xù)發(fā)展，不斷提升電力企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)努力完成相關(guān)工作任務(wù)，繼而保證電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)充足的電力供應(yīng)。電網(wǎng)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行需要最有效的運(yùn)行費(fèi)用和經(jīng)濟(jì)投資，積極開發(fā)新的運(yùn)行方式和系統(tǒng)發(fā)展變化，提升系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的靈活性。但在電力系統(tǒng)的實(shí)際規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)中存在諸多的約束限制。例如：資源約束、政策約束、環(huán)保約束以及資金約束等。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)因地制宜、選擇更為科學(xué)、合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法。電力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性和充足性4個特性?？茖W(xué)合理的電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)要使以上4個特性相得益彰、配合得當(dāng)，并將電網(wǎng)全過程的社會總成本降至最低。下面就這幾個方面進(jìn)行簡要分析論述。

1.1 充足性

電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的首要任務(wù)就要保證電力供應(yīng)充足，明確規(guī)劃設(shè)計(jì)指標(biāo)。首先，要明確用電設(shè)備容量和發(fā)電設(shè)備總?cè)萘勘戎?、在建?guī)模同投產(chǎn)容量比值；其次，電力彈性系數(shù)，發(fā)電備用容量百分?jǐn)?shù)；再者，火電設(shè)備年利用時間。

通常，用電設(shè)備容量同發(fā)電設(shè)備總?cè)萘恐g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(yán)重缺電；而在建規(guī)模和投產(chǎn)容量比值在5～8 h之上，就表示建設(shè)期內(nèi)并不缺電，相反則表示缺電；根據(jù)國家電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，火電設(shè)備使用時間超過5 000 h就會缺電，超過6 000 h則表示嚴(yán)重缺電，電網(wǎng)過載就不會造成窩電；電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)就是要嚴(yán)格控制概約性指標(biāo)，優(yōu)化電網(wǎng)、電源規(guī)劃就能夠極大地保證系統(tǒng)供電的充足性。

1.2 可靠性

電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)影響因素眾多，其中可靠性影響因素有以下幾點(diǎn)：電力系統(tǒng)變電設(shè)備容量正確配合和容量大?。浑娏ο到y(tǒng)缺乏故障承擔(dān)能力和設(shè)備承擔(dān)能力；系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、控制；用戶用電要求；系統(tǒng)元件可靠運(yùn)行；天氣對用戶供電需求和設(shè)備使用要求；燃料充足充盈、水庫調(diào)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(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)精確計(jì)算，電網(wǎng)設(shè)備使用前要做好參數(shù)配合和設(shè)備容量檢查，保證條件穩(wěn)態(tài)充裕度，保證系統(tǒng)發(fā)電的輸送容量和發(fā)電容量，暫態(tài)條件下的安全度所指的都是系統(tǒng)抵抗故障恢復(fù)運(yùn)行的能力。機(jī)械設(shè)備故障，要保證某一元件承載不過載。衡量暫態(tài)安全度的準(zhǔn)確計(jì)算，常用的故障就要保證三相短路的穩(wěn)定。綜合上述情況分析，可以適當(dāng)放松故障準(zhǔn)則要求，對于不同季節(jié)故障檢修時間可以酌情處理或者適當(dāng)推遲安裝時間，以此來保證電力設(shè)備的安全穩(wěn)定。

1.3 經(jīng)濟(jì)性

由于電力工業(yè)投資較大，它占據(jù)全國基建投資的極大部分。電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)不斷加強(qiáng)對系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性評價，優(yōu)化資金利用率，實(shí)現(xiàn)電力投資決策的正確性。規(guī)劃設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)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(yōu)化，節(jié)省電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)投資。

準(zhǔn)確計(jì)量電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)供電成本和經(jīng)濟(jì)價值可靠性，衡量社會總成本，確定價值最優(yōu)規(guī)劃方案。準(zhǔn)確分析投資效益和價格系數(shù)變動經(jīng)濟(jì)憑借結(jié)論逆變影響。針對規(guī)劃設(shè)計(jì)方案就價格和投資效益系數(shù)加以計(jì)算，并尋找經(jīng)濟(jì)效果交叉點(diǎn)，制定經(jīng)濟(jì)價值評定。準(zhǔn)確分析負(fù)荷經(jīng)濟(jì)評價影響，充分運(yùn)用風(fēng)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(fèi)用。

1.4 靈活性

隨著時代的發(fā)展變化，電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)更應(yīng)順應(yīng)潮流變化，提升設(shè)備變更應(yīng)變能力。按照電網(wǎng)實(shí)際發(fā)展需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)的合理化調(diào)整，這些調(diào)整就是要驗(yàn)證電網(wǎng)的靈活性。時代潮流指的是具有代表性系統(tǒng)運(yùn)行方式，合理安排系統(tǒng)檢修，更好滿足電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)壓、調(diào)頻要求。電網(wǎng)負(fù)荷水平，就是要求及時進(jìn)行發(fā)展條件變化，掌控電源布點(diǎn)變化等方面的影響，制定變化性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃方案。

2 優(yōu)化電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法

由于電力系統(tǒng)中的若干因素是相互制約、相互依存的子系統(tǒng)所組成的，它是一個有機(jī)的組合整體。要綜合分析電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)問題，并在系統(tǒng)基礎(chǔ)理論之上提出合理的應(yīng)用觀點(diǎn)。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)需要遵循相關(guān)性原則、層次性原則和整體性原則，準(zhǔn)確掌握系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

2.1 遵循整體性原則

電力系統(tǒng)整體功能與性質(zhì)概括就是整體性。電力系統(tǒng)相對較為復(fù)雜，它可以劃分為若干個子系統(tǒng)，子系統(tǒng)發(fā)電的有效劃分就需要準(zhǔn)確的劃分，發(fā)揮整體性原則優(yōu)勢來實(shí)現(xiàn)整體效益的最大化。系統(tǒng)整合不是簡單的組合，而是需要將各個部分有機(jī)地結(jié)合在一起，這樣才能夠提升系統(tǒng)運(yùn)行效益和性質(zhì)。多個電廠聯(lián)合組成的小型電網(wǎng)，存在一定的功率經(jīng)濟(jì)分布問題，大型電網(wǎng)系統(tǒng)，會出現(xiàn)過電壓和穩(wěn)定問題，聯(lián)網(wǎng)后又會產(chǎn)生新的效益，擴(kuò)大電廠經(jīng)營規(guī)模、提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性和可靠性，充分發(fā)揮資源利用效率，提升經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益。

電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)問題應(yīng)當(dāng)更好地滿足用戶供電需求，促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)行內(nèi)部可靠性與內(nèi)部阻抗等情況分析，拉近系統(tǒng)可靠性和水平穩(wěn)定措施所產(chǎn)生的費(fèi)用差異。系統(tǒng)自給率的不同，機(jī)組停電率和機(jī)組容量存在一定的差異，大家必須要考慮到其中的問題，實(shí)現(xiàn)多方壓力的平衡，綜合全面考慮供電系統(tǒng)費(fèi)用，提升系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性。

電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)故障的有效解決才能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)故障發(fā)生就會造成系統(tǒng)崩潰和大面積停電，系統(tǒng)規(guī)劃就是要將故障發(fā)生的機(jī)率降至最低，并保證整個主網(wǎng)的安全、穩(wěn)定。

2.2 相關(guān)性原則

電力系統(tǒng)運(yùn)行秩序和連接方式的科學(xué)化合理發(fā)展可增強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)備抗干擾性和設(shè)備性能；變電所負(fù)荷有利于提升系統(tǒng)的穩(wěn)定水平；規(guī)劃設(shè)計(jì)可以增加線路輸送轉(zhuǎn)移容量，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)性的連鎖反應(yīng)。

2.3 層次性原則

電力系統(tǒng)等級次序性有利于實(shí)現(xiàn)上下層次區(qū)分，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的協(xié)同配合。規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)要充分發(fā)揮系統(tǒng)的協(xié)同作用，優(yōu)化系統(tǒng)整體功能。滿足系統(tǒng)整體穩(wěn)定性的要求，協(xié)調(diào)相關(guān)設(shè)備之間的要求，提升電網(wǎng)整體性效益。電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃將會極大地影響系統(tǒng)功率，引發(fā)動態(tài)失步振蕩，因此要實(shí)行電網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化，提出合理的參數(shù)選擇。

電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)從實(shí)際供電需求出發(fā)，不斷更新系統(tǒng)設(shè)計(jì)觀念，落實(shí)各項(xiàng)系統(tǒng)規(guī)劃措施，提升系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。

3 結(jié)語

綜上所述，電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)與時俱進(jìn)，及時更新規(guī)劃設(shè)計(jì)思想和方法，更好地順應(yīng)時代發(fā)展潮流，優(yōu)化系統(tǒng)資源優(yōu)勢，提升電網(wǎng)整體經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理化構(gòu)建。因此，要逐步加快系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)，提升系統(tǒng)規(guī)劃功率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障的有效控制。

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