電網(wǎng)規(guī)劃與電力設(shè)計對電網(wǎng)安全的影響分析

董國華

摘要：在工業(yè)化和城市化不斷發(fā)展的大背景下，當(dāng)下各類產(chǎn)業(yè)建設(shè)和群眾生產(chǎn)生活對于能源利用的要求，相較以往也有了更加明顯的調(diào)整和轉(zhuǎn)變，不再是簡單的量化生產(chǎn)為本位，而是更加強(qiáng)調(diào)質(zhì)量的提升和穩(wěn)定性的進(jìn)步，這種變化也給能源開發(fā)企業(yè)提供了更加清晰的思路和途徑。而電網(wǎng)系統(tǒng)作為支撐電力資源輸送和供應(yīng)的重要基礎(chǔ)，在這種情況下，也應(yīng)當(dāng)受到高度的重視和關(guān)注，特別是就其品質(zhì)來講，要尤為強(qiáng)調(diào)自身運行的安全性，無論是頻率、電壓還是電流，都要在特定的范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃;電力設(shè)計;電網(wǎng)安全;主要影響

1電網(wǎng)安全的分類分級

按照國家電網(wǎng)有限公司事故調(diào)查規(guī)程，電網(wǎng)安全事件一共分為八個等級，從一級到八級程度依次降低，一二三四級事件分別對應(yīng)特別重大事故、重大事故、較大事故、一般事故。從電網(wǎng)事件造成的影響來看，主要分為不同負(fù)荷量級的區(qū)域減供負(fù)荷比例超標(biāo)、發(fā)電廠停機(jī)導(dǎo)致的大范圍供電電壓偏低、電網(wǎng)系統(tǒng)解列、區(qū)域電網(wǎng)頻率超限、重要電力用戶停電、重要電網(wǎng)一二次設(shè)備非計劃停電停運等。有些同類事件嚴(yán)重程度不同，分級也不同，如同樣是造成電網(wǎng)負(fù)荷600兆瓦以上的市級電網(wǎng)減供負(fù)荷，減供電網(wǎng)負(fù)荷比例60%以上為二級事件，40%以上為三級事件。

2電網(wǎng)安全涉及的電網(wǎng)專業(yè)

從電網(wǎng)安全事件的分類分級來看，電網(wǎng)調(diào)度對防止發(fā)生大范圍的停電減供負(fù)荷以及電網(wǎng)系統(tǒng)解列等至關(guān)重要。調(diào)度是系統(tǒng)運行的指揮，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行是調(diào)度的首要職責(zé)。而運行專業(yè)的檢修和施工直接作用于電網(wǎng)運行，檢修不力、操作失誤或風(fēng)險意識不足均會造成一定的安全隱患乃至引發(fā)電網(wǎng)安全事件。

以上各專業(yè)都是直接影響電網(wǎng)安全的環(huán)節(jié)。表面來看，人們往往難以將電網(wǎng)規(guī)劃和電網(wǎng)安全聯(lián)系起來。從電網(wǎng)的堅強(qiáng)與安全程度、現(xiàn)狀問題倒推評估設(shè)計初期的電網(wǎng)規(guī)劃，仍有需要不斷彌補(bǔ)和完善之處。從這個意義上講，電網(wǎng)規(guī)劃對電網(wǎng)安全的影響雖然沒有調(diào)度、運行等專業(yè)那樣直觀，但影響深遠(yuǎn)。

3分析電網(wǎng)規(guī)劃與電力設(shè)計對電網(wǎng)運行安全的主要影響

3.1就電網(wǎng)規(guī)劃來看

首先，是電壓等級。這一環(huán)節(jié)的工作在整個電網(wǎng)規(guī)劃中所發(fā)揮的作用是基礎(chǔ)性的，并且電壓等級的選擇能夠直接決定后續(xù)電網(wǎng)規(guī)劃的工作方向與目標(biāo)，也能夠直接左右電網(wǎng)規(guī)劃的科學(xué)與否，聯(lián)系著電網(wǎng)的安全運行，而電網(wǎng)的規(guī)劃又會影響項目建設(shè)中的許多細(xì)節(jié)性問題。

其次，是供電用電規(guī)劃。近年來，我國社會經(jīng)濟(jì)改革已經(jīng)取得了較為明顯的成效和進(jìn)步，并且已經(jīng)進(jìn)入了穩(wěn)定上升階段，由于電力資源本身具有明顯的清潔性，所以國家的電力開發(fā)也必須符合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本需求，但經(jīng)濟(jì)建設(shè)對電力資源的需求量也在不斷增加。再者，電力資源本身就是不可再生資源，所以區(qū)域供電和用電就必須應(yīng)當(dāng)堅持節(jié)約且高效的原則，要對用電情況進(jìn)行細(xì)致分析，并統(tǒng)計出較為精確的數(shù)據(jù)，為后續(xù)供電系統(tǒng)的運行提供準(zhǔn)確的參考。

另外，是電力負(fù)荷轉(zhuǎn)移，電力負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力也是影響電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量的重要因素，并且是以壓配電網(wǎng)和供電能力這兩個方面為主的。就壓配電網(wǎng)來講，當(dāng)變電器在運行中出現(xiàn)故障或者異常的時候，就必然會無法與輸配電線路進(jìn)行連接，在這種情況下，就可以依賴壓配電網(wǎng)完成負(fù)荷轉(zhuǎn)移，確保電網(wǎng)運行恢復(fù)到正常的狀態(tài)。

最后，是電網(wǎng)供電的合理性與可靠性。電網(wǎng)安全的保證涉及到多個領(lǐng)域的內(nèi)容，在這其中，合理性和可靠性應(yīng)當(dāng)是重點考慮的任務(wù)。電網(wǎng)的規(guī)劃要遵照我國在宏觀上頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證自身的質(zhì)量能夠契合n-1和n-2準(zhǔn)則。這里所說的n-1準(zhǔn)則，主要說的是對電力設(shè)備安全運行所提出的要求。也就是說，一旦電網(wǎng)中的電力設(shè)備在運行時出現(xiàn)了故障，就要采取及時且合理的措施去處理產(chǎn)生的問題，并且要盡可能降低設(shè)備故障對整個系統(tǒng)的不良影響。

3.2就電力設(shè)計來看

首先，是接線工作的完成。這一工作對變電站電力設(shè)計而言是較為重要的，能夠確保電源的穩(wěn)定輸送和供應(yīng)。例如，在110kv變電站規(guī)劃的過程中，接線工作可以選擇外橋式和內(nèi)橋式兩種方法，確保電源的充分連接。而電源的設(shè)計應(yīng)當(dāng)保證安全性和穩(wěn)定性。

其次，是節(jié)能。資源始終在我國戰(zhàn)略發(fā)展中占有重要地位，所以電力設(shè)計除了要保證系統(tǒng)的安全性和可靠性之外，還要提高能源的利用率。項目設(shè)計和項目施工要堅持成本控制的原則，要盡可能引進(jìn)更加先進(jìn)的安全節(jié)能技術(shù)，避免出現(xiàn)大量的資源浪費和財力浪費。而在具體實踐的過程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)采用無功補(bǔ)償或者是諧波治理等先進(jìn)技術(shù)，以此確保電網(wǎng)應(yīng)用的安全性。例如，在220kV變電站設(shè)計的時候，技術(shù)人員就可以采用無功補(bǔ)償?shù)氖侄?，為電容器裝置補(bǔ)償性設(shè)備，以此來保證負(fù)荷功率穩(wěn)定在0.95，利用10%～30%的電容量進(jìn)行無功補(bǔ)償，這樣可以保證電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

再者，是設(shè)備選型。電力設(shè)備的選擇是電網(wǎng)規(guī)劃中較為關(guān)鍵的步驟，除了要確保單個設(shè)備符合規(guī)格性要求外，也要確保設(shè)備之間能夠組成完整的系統(tǒng)。技術(shù)人員要保證設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，而且應(yīng)當(dāng)確保參數(shù)的合理與準(zhǔn)確，這樣可以有效避免浴盆效應(yīng)的產(chǎn)生。對于那些具有關(guān)聯(lián)性的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)保證這些設(shè)備的兼容性和開放性，這樣可以讓系統(tǒng)的運行變得更加靈活。而在選擇變壓器的時候，應(yīng)當(dāng)盡可能以電壓調(diào)節(jié)能力好的類型為優(yōu)先，要控制設(shè)備的能源消耗量。另外，斷路器應(yīng)當(dāng)選擇適用性較好的類型，這樣可以方便檢修人員及時排查故障，降低出現(xiàn)錯誤的概率。也就是說，選擇性能優(yōu)越并且功能完好的設(shè)備，能夠確保電網(wǎng)規(guī)劃工作的有序進(jìn)行。除此之外，單位還應(yīng)當(dāng)選擇并安裝較為精細(xì)的監(jiān)測裝置，這樣可以提高故障判斷的準(zhǔn)確性和及時性，能夠讓系統(tǒng)快速對出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理和解決方便后續(xù)的人員維修和保養(yǎng)。

最后，是變電站電力。變電站也應(yīng)當(dāng)成為電力設(shè)計中的重要任務(wù)，如果沒有把握好變電站電力的大小，那么具質(zhì)量也必然會受到嚴(yán)重的波及。在具體規(guī)劃的過程中，單位應(yīng)當(dāng)把經(jīng)濟(jì)性和安全性結(jié)合到一起，要控制好變電站建設(shè)的成本，盡可能降低自身的投資，同時也要以此為基礎(chǔ)，提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量。例如，在設(shè)計110kv變電站的時候，就要先對區(qū)域的供電需求進(jìn)行分析和計劃，展開一系列的科學(xué)調(diào)查，為后續(xù)的操作奠定堅實的理論基礎(chǔ)。而且還要把變電站投資的成本考慮在內(nèi)，要確保系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，優(yōu)化變電站設(shè)計的結(jié)構(gòu)，可以采用雙繞組變壓器。另外，技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)考慮接線的形式，考慮到電源的安裝，電線回路的數(shù)量和分配區(qū)域等內(nèi)容，就110kV變電站來講，其自身的接線，可以選擇雙電源線路和橋式接線這兩種方法，但要同自身的備用電源有效連接到一起。在其他規(guī)格變電站設(shè)計的時候，技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，結(jié)合區(qū)域用電實際。

4結(jié)語

我國雖已建成較為堅強(qiáng)的電網(wǎng)主網(wǎng)架，但隨著廣大農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有較大提高，暴露出農(nóng)村電網(wǎng)的諸多問題，因此農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃仍是“十四五”規(guī)劃的電網(wǎng)建設(shè)重點。雖然我國電網(wǎng)的超高壓骨干網(wǎng)架具有較高的安全裕度標(biāo)準(zhǔn)，但隨著近年來國家大力發(fā)展新能源發(fā)電，超大裝機(jī)、超遠(yuǎn)距離的清潔電力輸送造成了骨干網(wǎng)架部分?jǐn)嗝娉绷鞯募ぴ?。所以，電網(wǎng)安全始終是電網(wǎng)規(guī)劃需要著重考慮的首要因素、關(guān)鍵因素，在兼顧技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的同時，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

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