電力工程設(shè)計(jì)中電力規(guī)劃設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究

劉德濤

（國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東聊城252005）

1 引言

眾所周知，電力與人們的日常生活與生產(chǎn)活動息息相關(guān)，所以對于電力企業(yè)而言提高電力工程設(shè)計(jì)水平至關(guān)重要。而電力規(guī)劃設(shè)計(jì)作為電力工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，不僅影響著電力工程的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量，更在很大程度上決定著電力系統(tǒng)的運(yùn)行效益，故必須予以高度重視，并立足實(shí)際加以合理運(yùn)用。

2 電力規(guī)劃設(shè)計(jì)的意義

電力工程設(shè)計(jì)中的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)作為電力工程建設(shè)的首要環(huán)節(jié)，有著舉足輕重的地位。這是因?yàn)橥ㄟ^電力規(guī)劃設(shè)計(jì)，可結(jié)合區(qū)域的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀和用電情況在整體上分析用電需求、合理預(yù)測電力負(fù)荷，然后基于詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和檢測電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)分析對電力工程做出合理的規(guī)劃，以此滿足區(qū)域用電需求，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時(shí)達(dá)到節(jié)約投資的目的[1]。由此可見，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)的作用在于為電力建設(shè)提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支持，有利于提升電力工程設(shè)計(jì)水平，從而優(yōu)化資源配置，適應(yīng)發(fā)展要求，增加經(jīng)濟(jì)與社會效益，最終促進(jìn)電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3 電力規(guī)劃設(shè)計(jì)的應(yīng)用原則

雖然在電力工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用電力規(guī)劃設(shè)計(jì)是必要的、重要的，但要想充分發(fā)揮其效用，必須遵循一定的原則，以免適得其反。首先是安全性，這是電力規(guī)劃設(shè)計(jì)首先需要考慮的問題，也是合理規(guī)劃的前提條件。電力建設(shè)事關(guān)國計(jì)民生，安全運(yùn)行是關(guān)鍵，如果安全性得不到保證后期工作則無從談起。這就要求人們謹(jǐn)遵這一原則，借助技術(shù)手段努力將安全隱患降至最低。然后是周期性，電力工程建設(shè)不是一蹴而就的，通常涉及設(shè)計(jì)、審核、施工三大環(huán)節(jié)，所以周期相對較長，若定位有誤、方向不對，勢必會花費(fèi)額外的時(shí)間和財(cái)力補(bǔ)救，所以電力規(guī)劃必須要顧全大局，全面分析、綜合考慮、注重細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，保證在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。最后是經(jīng)濟(jì)性，任何工程建設(shè)都需要考慮成本，電力工程也是如此，因此，既要保證規(guī)劃設(shè)計(jì)切實(shí)可行、技術(shù)先進(jìn)，確保電力能源利用高效而充分，又要兼顧成本投入，以期在工程建設(shè)安全、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上最大限度地節(jié)約成本，獲得最大效益。

4 電力工程設(shè)計(jì)中電力規(guī)劃設(shè)計(jì)的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 電力負(fù)荷及其分布預(yù)測

電力負(fù)荷預(yù)測是電力規(guī)劃設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，目的是盡可能準(zhǔn)確地評估區(qū)域未來負(fù)荷及其分布情況，所以在預(yù)測區(qū)域電力負(fù)荷情況時(shí)需以大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)和依據(jù)，一般既要有相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)，也要有關(guān)于城市未來發(fā)展規(guī)劃的數(shù)據(jù)，總的原則是立足區(qū)域用地規(guī)劃，結(jié)合空間負(fù)荷分布展開預(yù)測，至于預(yù)測方法則有多種選擇，如時(shí)間序列法等傳統(tǒng)手段，專家系統(tǒng)、模糊理論等現(xiàn)代方法，在實(shí)踐中往往需要綜合使用多種方法提高電力負(fù)荷預(yù)測的質(zhì)量，尤其是那些重大的電力工程[2]。預(yù)測內(nèi)容需要涵蓋分區(qū)負(fù)荷預(yù)測、負(fù)荷特性預(yù)測、負(fù)荷數(shù)值預(yù)測等，除了從實(shí)際情況出發(fā)外，還應(yīng)該留意是否存在與該工程類似的工程項(xiàng)目，以免出現(xiàn)重復(fù)或遺漏。只有電力負(fù)荷預(yù)測合理，才能為其他環(huán)節(jié)提供科學(xué)有效的參考。

4.2 電源規(guī)劃與網(wǎng)架方案

在電力規(guī)劃設(shè)計(jì)中，電源規(guī)劃被視為核心環(huán)節(jié)，由此可見，電源規(guī)劃工作不可小覷。這就需要人們對電源的運(yùn)行情況加以全面、詳細(xì)的分析，以便獲得科學(xué)合理的電源規(guī)劃，促進(jìn)電力工程建設(shè)有序開展。在具體實(shí)施時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮2 個(gè)因素：（1）統(tǒng)籌電源，主要是指由大型發(fā)電廠統(tǒng)一調(diào)度電網(wǎng)；（2）地方電源，指的是中小型發(fā)電站或企業(yè)中的發(fā)電機(jī)組，兩者除了規(guī)模大小不同外，在不同時(shí)期的作用也有所差異，所以應(yīng)該根據(jù)預(yù)測的負(fù)荷需求，在保證安全可靠的基礎(chǔ)上尋求最佳電源方案。而網(wǎng)架方案設(shè)計(jì)也是不容忽視的，簡化后的電網(wǎng)可分為多種結(jié)構(gòu)且各有優(yōu)劣，如多回路系統(tǒng)，可在多種故障情況下保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；反射型結(jié)構(gòu)不易出現(xiàn)大面積停電故障等，建議基于負(fù)荷預(yù)測和電源規(guī)劃選擇經(jīng)濟(jì)合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

4.3 電力計(jì)算與供需平衡分析

對于電力計(jì)算，可細(xì)分為手算與軟件計(jì)算。其中手算也稱估算，大多是依賴豐富的經(jīng)驗(yàn)和對各種電力系統(tǒng)公式的熟練掌握進(jìn)行計(jì)算，如不同情況下正序、零序的折算，大致計(jì)算短路阻抗等，再者就是對不同的方案進(jìn)行大體的判斷和簡單的計(jì)算，如供電能力、靜態(tài)穩(wěn)定極限等都可以大致手算，這些均可用于電網(wǎng)問題的診斷分析。但電氣軟件計(jì)算就相對復(fù)雜得多，如最基本的潮流計(jì)算，通過機(jī)選電壓、功率等參數(shù)校核薄弱環(huán)節(jié)是否存在線路過載等問題，為后續(xù)的穩(wěn)定計(jì)算提供一定的依據(jù)[3]；短路計(jì)算是指特定的供電網(wǎng)中因短路故障引發(fā)的電流異常，此類計(jì)算可為人們?nèi)绾芜x擇電氣設(shè)備提供參考，進(jìn)而減少故障風(fēng)險(xiǎn)及其損失。若短路電流過大則要更換電氣設(shè)備采取限流措施；計(jì)算無功補(bǔ)償?shù)哪康脑谟跍p少無功率傳輸引發(fā)的電能損耗，對此應(yīng)根據(jù)無功平衡選擇使無功補(bǔ)償?shù)姆纸M容量，并校核投切低壓電容器下電壓的波動情況，進(jìn)而為無功平衡的分析和調(diào)相調(diào)壓的計(jì)算奠定基礎(chǔ)；穩(wěn)定計(jì)算需要計(jì)算的內(nèi)容較多，如暫態(tài)、靜態(tài)穩(wěn)定極限，故障情況下單瞬、三永等穩(wěn)定水平，若存在穩(wěn)定問題還要進(jìn)一步分析切負(fù)荷方案以及穩(wěn)控策略等，以期盡可能地消除故障隱患，切實(shí)提高電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

所謂的供需平衡就是電力電量之間的平衡分析，通過模擬電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況，分析不同類型的電站運(yùn)行電力系統(tǒng)下是否具有優(yōu)化的空間，以及分系統(tǒng)之間是否能夠?qū)崿F(xiàn)功率的合理轉(zhuǎn)化，從而更好地控制電力工程建設(shè)規(guī)模、進(jìn)度和質(zhì)量。簡單來說，需要結(jié)合電力負(fù)荷預(yù)測和電源出力分析對區(qū)域電力電量平衡進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)結(jié)果確定工程規(guī)模和布局，當(dāng)下應(yīng)用較多的分析方法有常規(guī)分析與系統(tǒng)分析，且在不斷升級優(yōu)化中，應(yīng)該積極引入先進(jìn)手段提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性與精準(zhǔn)度，更好地判斷電力電量盈虧的實(shí)例情況，還有助于促進(jìn)電源規(guī)劃的合理分析，提高電力工程建設(shè)成效。

4.4 注意不同方案之間的比選

為進(jìn)一步提高電力規(guī)劃設(shè)計(jì)在電力工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果，需要切實(shí)做好資料收集工作，全面考慮影響因素，不斷細(xì)化規(guī)劃內(nèi)容，以免因疏漏或準(zhǔn)備不足降低實(shí)效。值得一提的是，需要對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選，如電力系統(tǒng)接入方案，可基于電氣計(jì)算結(jié)果從安全性、可行性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、發(fā)展適應(yīng)性等進(jìn)行比較和評價(jià)，以此選出最優(yōu)方案。

5 結(jié)語

總之，在電力工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用電力規(guī)劃設(shè)計(jì)，不僅是內(nèi)在需要，更是必然選擇。關(guān)鍵在于立足實(shí)際，把握電力規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)，如電力負(fù)荷預(yù)測、電源規(guī)劃、電力計(jì)算、供需平衡分析等，以此提高電力規(guī)劃設(shè)計(jì)質(zhì)量，為電力工程設(shè)計(jì)水平的提升和電力工程建設(shè)質(zhì)量的保證提供可靠有力的保障。