論電力工程設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

郭師洋 李雙圓

摘 要：電力規(guī)劃設(shè)計(jì)是電力系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，是指研究5-15年內(nèi)的電力系統(tǒng)發(fā)展及建設(shè)方案；內(nèi)容包括有：電力負(fù)荷預(yù)測(cè)，動(dòng)力資源開發(fā)，電源發(fā)展規(guī)劃，電力網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃。提出電力系統(tǒng)地理接線圖、單線接線圖和逐年工程建設(shè)項(xiàng)目表。此外，為發(fā)電廠設(shè)計(jì)，變電所設(shè)計(jì)，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，電力系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)和電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)依據(jù)；合理規(guī)劃電力系統(tǒng)關(guān)系到日后電力系統(tǒng)的可靠、安全、正常運(yùn)行，所以，電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)要保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性、安全性。論文對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃進(jìn)行分析，并探討電力工程設(shè)計(jì)中電力系統(tǒng)規(guī)劃的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：規(guī)劃設(shè)計(jì)；電力系統(tǒng)；電力工程設(shè)計(jì)

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

0 引言

電能是現(xiàn)代社會(huì)各行各業(yè)發(fā)展不可或缺的重要能源，是人民日常生活起居和社會(huì)發(fā)展不可缺少的一部分，中國(guó)作為世界人口的大國(guó)，隨著社會(huì)的高速發(fā)展進(jìn)步，對(duì)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(huì)持續(xù)健康發(fā)展；所以，保證電力系統(tǒng)工程能夠可靠、安全、經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)行，對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃，才能滿足社會(huì)日益發(fā)展的電能需求。

1 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

1.1 安全性

在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中要秉承嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度，安全性電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中最重要的原則之一，設(shè)計(jì)成品要有嚴(yán)格的科學(xué)依據(jù)，條件允許或者實(shí)際需要還應(yīng)配備可以長(zhǎng)期使用的檢測(cè)功能。

1.2 節(jié)約成本

電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)不僅要充分高效利用系統(tǒng)電能和功能，其次還要整體考慮電力規(guī)劃設(shè)計(jì)的造價(jià)成本，用最經(jīng)濟(jì)安全的方式，獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，從而最大節(jié)約投資。

1.3 周期性

電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)需要在一個(gè)給定的期限內(nèi)完成，規(guī)模越大，規(guī)劃設(shè)計(jì)方案越要全面，盡量在工期內(nèi)完成，以減少對(duì)客戶的影響。

2 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)分析

2.1 電網(wǎng)負(fù)荷的預(yù)測(cè)及分析

分析及預(yù)測(cè)擬建電力工程的用電負(fù)荷，獲取分析當(dāng)?shù)毓╇婍?xiàng)目中十年內(nèi)的一系列用電負(fù)荷的遠(yuǎn)期規(guī)劃，確保當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)健康持續(xù)發(fā)展，是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)最重要的一項(xiàng)工作之一，其主要預(yù)測(cè)內(nèi)容為負(fù)荷數(shù)值、負(fù)荷特性、各分地區(qū)負(fù)荷；負(fù)荷預(yù)測(cè)方法主要有電單耗法、時(shí)間字列法、回歸分析法和電力電力彈性系數(shù)法等。其次還要分析考察其他方面，例如該電力項(xiàng)目建設(shè)的后期是不是與其他相關(guān)電力建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)或施工計(jì)劃重復(fù)或者類似，若發(fā)現(xiàn)與此項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)的電力工程處于規(guī)劃或在施工中，就應(yīng)全面考慮規(guī)劃的項(xiàng)目與正在實(shí)施的項(xiàng)目是否存在影響或沖突，綜合考慮，避免重復(fù)或類似。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是發(fā)電、輸電、配電建設(shè)計(jì)劃和經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)；電力負(fù)荷水平反映國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展水平，因此預(yù)側(cè)負(fù)荷時(shí)，首先要調(diào)查國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，研究發(fā)展規(guī)律，核定負(fù)荷預(yù)測(cè)值。

2.2 電氣計(jì)算

第一、對(duì)比潮流計(jì)算結(jié)果的可以最直觀的分析比較電力系統(tǒng)接入方案的優(yōu)劣，潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中最基本最重要的計(jì)算之一；通過潮流計(jì)算結(jié)果可以準(zhǔn)確檢查出電網(wǎng)中各設(shè)備元器件是否滿足電網(wǎng)正常運(yùn)行的要求；其次潮流計(jì)算也可以幫助我們了解功率和電壓在電網(wǎng)中的分布；潮流計(jì)算是也選擇電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式的重要依據(jù)之一。第二，在單項(xiàng)電力建設(shè)工程設(shè)計(jì)中穩(wěn)定計(jì)算經(jīng)常用到的計(jì)算項(xiàng)包括頻率穩(wěn)定性計(jì)算、系統(tǒng)暫態(tài)計(jì)算、電壓穩(wěn)定計(jì)算等，所以潮流計(jì)算是電網(wǎng)中電流穩(wěn)定計(jì)算的基礎(chǔ)。通過這些計(jì)算可以檢驗(yàn)出不同接入系統(tǒng)方案的運(yùn)行參數(shù)是否滿足電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的要求，根據(jù)不同情況制定出合適的保障措施和安穩(wěn)策略。第三，短路電流計(jì)算，電力系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)各種短路電流的情況，所以我們需要準(zhǔn)確計(jì)算出短路電流數(shù)值，這就是我們要用到的短路電流計(jì)算，其計(jì)算的主要由于系統(tǒng)短路故障所產(chǎn)生的不正常電流數(shù)值，系統(tǒng)短路電流數(shù)值是電氣設(shè)備選型的重要依據(jù)；電力設(shè)備選型完畢后還要根據(jù)電力系統(tǒng)的具體情況進(jìn)行進(jìn)行電氣設(shè)備校驗(yàn)，驗(yàn)證我們選擇的設(shè)備是否滿足各個(gè)參數(shù)的要求。其次根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況選擇符合要求的線路保護(hù)，確保在發(fā)生電氣故障時(shí)能迅速切斷電流，把因系統(tǒng)短路所造成的損失降到最低。第四，電網(wǎng)的無功補(bǔ)償措施，我們要根據(jù)無功計(jì)算向電網(wǎng)中補(bǔ)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(bǔ)償措施的主要目的是降低電網(wǎng)中各類元器件產(chǎn)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(shí)際設(shè)計(jì)中電網(wǎng)是否需要采取無功補(bǔ)償措施以及補(bǔ)償多少無功，需要進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)計(jì)算后來確定相應(yīng)的補(bǔ)償方案。

2.3 電力電量平衡分析

電力電量平衡分析是電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中重要的一步，主要目的用來約束電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。根據(jù)電源規(guī)劃分析及電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果，然后對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域內(nèi)的電力電量平衡進(jìn)行統(tǒng)籌計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果來確定項(xiàng)目規(guī)模、布局及建設(shè)進(jìn)度。電力電量平衡的方法有常規(guī)方法和系統(tǒng)分析法，隨著電力電量平衡方法的不斷優(yōu)化，分析的結(jié)果也越來越準(zhǔn)確可靠。研究電力系統(tǒng)可能的供電地區(qū)及范圍，同時(shí)研究與相鄰電網(wǎng)（或地區(qū)）聯(lián)網(wǎng)及電力交易的可能性和合理性，從而確定電力系統(tǒng)（或地區(qū)）之間主干線的電力潮流，即確定可能的交易容量。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電力負(fù)荷，可以確定電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中需要考慮負(fù)荷大小及地區(qū)分布；分析電源規(guī)劃分析，則可以判斷出電力電纜的盈虧情況，從而確定系統(tǒng)中需要的發(fā)電容量及規(guī)格。電力電量平衡是全國(guó)（或地區(qū)）能源平衡的基礎(chǔ)資料之一，且影響能源工業(yè)的發(fā)展。

2.4 接入系統(tǒng)方案

在對(duì)接入方案進(jìn)行探討時(shí)，應(yīng)對(duì)進(jìn)出線數(shù)量和出線所在系統(tǒng)電壓等級(jí)基礎(chǔ)上充分考慮：（1）是否符合系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。（2）是否根據(jù)電壓等級(jí)及電廠或者變電站的主接線方式選擇合適的出線數(shù)量。（3）是否選擇合適的無功補(bǔ)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(jìn)出線數(shù)量，是否與發(fā)電廠規(guī)劃設(shè)計(jì)的裝機(jī)容量大小相匹配。

2.5 比較接入電網(wǎng)系統(tǒng)的方式

首先需要詳細(xì)的分析擬建區(qū)域的電力工程建設(shè)現(xiàn)狀，然后進(jìn)行介入系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，這里的工程現(xiàn)狀指的是比如原電網(wǎng)分布特點(diǎn)、分布情況以及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)發(fā)展規(guī)劃等，提出合適的接入電網(wǎng)規(guī)劃方案；電網(wǎng)規(guī)劃方案要節(jié)約用地、節(jié)約損耗、運(yùn)用電網(wǎng)新技術(shù)等；再充分考慮當(dāng)?shù)卣约跋嚓P(guān)部門對(duì)該規(guī)劃方案的意見反饋。遵循可持續(xù)發(fā)展的原則，綜合比較多個(gè)接入系統(tǒng)方案，建設(shè)環(huán)境友好型和資源節(jié)約型的優(yōu)質(zhì)電力工程。結(jié)合我國(guó)的方針政策，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，從而使電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)有理有據(jù)、全面完善。

3 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1 做好準(zhǔn)備工作

為了更好的做好電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，必須要全面做好前期準(zhǔn)備工作，為電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。這就需要規(guī)劃設(shè)計(jì)單位全面切實(shí)掌握可能會(huì)影響到電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的種種因素，對(duì)該地區(qū)的電網(wǎng)實(shí)際情況及特征統(tǒng)計(jì)和分析，并將征集與搜集到的相關(guān)資料，整理妥當(dāng)之后，及時(shí)將該信息錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)，為電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作提供必要的數(shù)據(jù)支持。

3.2 及時(shí)完善電力數(shù)據(jù)庫(kù)

隨著社會(huì)發(fā)展的日新月異，電廠、變電站、輸電線路不斷的建設(shè)者，電網(wǎng)在不斷的發(fā)展壯大，所以相關(guān)設(shè)計(jì)人員也要緊跟發(fā)展步伐，對(duì)我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展情況不斷的了解，及時(shí)得到電力系統(tǒng)發(fā)展最新狀況信息，并及時(shí)將資料更新到數(shù)據(jù)庫(kù)，準(zhǔn)確的把控區(qū)域范圍內(nèi)的發(fā)電廠、變電站和電力線路的分布情況，除此之外還應(yīng)對(duì)擬建地區(qū)未確定要實(shí)施尚未實(shí)施的規(guī)劃進(jìn)行資料搜集，保證電氣計(jì)算結(jié)果和設(shè)備選型的準(zhǔn)確性，從而能保證電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)能夠順利、有序、穩(wěn)定進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)城鎮(zhèn)居民及工商業(yè)用電量逐年增加，電壓等級(jí)也在不斷提高，電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模也在不斷的壯大。如何使電力工程系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)科學(xué)合理、高效地進(jìn)行，才是滿足居民及工商業(yè)用電需求的關(guān)鍵。首先，要充分做好準(zhǔn)備工作，不僅要全面收集相關(guān)的信息資料，并且將整理好的數(shù)據(jù)建立起相應(yīng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)最新變化及時(shí)更新數(shù)據(jù)庫(kù)；電網(wǎng)數(shù)據(jù)關(guān)系著電氣計(jì)算的準(zhǔn)備性，是電氣計(jì)算的基礎(chǔ)。因此，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的及時(shí)性和完整性決定著電網(wǎng)規(guī)劃的大小方向，堅(jiān)持不斷及時(shí)的更新數(shù)據(jù)庫(kù)，這是系統(tǒng)歸還工作者需要長(zhǎng)久進(jìn)行的工作。

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