電力工程設(shè)計中電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的運用分析

鄭志營

摘? 要：合理的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計對于城市電力系統(tǒng)建設(shè)和穩(wěn)定運營具有重要意義。電力負荷分配、電力網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建于電力企業(yè)而言都要在規(guī)劃設(shè)計方面進行深入研究，確保智能化電網(wǎng)的可靠建設(shè)，為社會各行業(yè)的發(fā)展提供動力。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計融合了更多的智能化算法，通過搭建數(shù)學(xué)模型加速計算，獲得了質(zhì)量更好的規(guī)劃設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：電力工程;規(guī)劃設(shè)計;自動化

前言

電力設(shè)施的運營不但與我國經(jīng)濟發(fā)展之間存在十分緊密的聯(lián)系，還是諸多工程建設(shè)工作開展的核心內(nèi)容。在整個電力工程中，對電力系統(tǒng)開展規(guī)劃設(shè)計工作主要是以區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展實際規(guī)模以及特定區(qū)域用電情況的電力負荷為依據(jù)，對區(qū)域用電情況進行全面分析，在了解用電情況的基礎(chǔ)上，對區(qū)域用電進行合理評估，進而對區(qū)域經(jīng)濟業(yè)績進行詳細分析，并對電力設(shè)備運行情況進行合理檢測，以此實現(xiàn)電力工作的合理規(guī)劃，為減少電力企業(yè)投資成本提供有力依據(jù)。

1. 電力系統(tǒng)規(guī)劃組成

電力系統(tǒng)規(guī)劃可分為擴展規(guī)劃和運行規(guī)劃兩類，規(guī)劃工作的有序開展需要借助最優(yōu)化求解、預(yù)測等技術(shù)方法來實現(xiàn)。在擴展規(guī)劃過程中，要針對負荷等發(fā)展情況開展規(guī)劃，而相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果則要依靠預(yù)測，在掌握負荷發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，對輸配電系統(tǒng)、發(fā)電機組相關(guān)項目進行更精準(zhǔn)地規(guī)劃和建設(shè)。擴展規(guī)劃主要分為兩個階段，即發(fā)電規(guī)劃和電網(wǎng)規(guī)劃。在發(fā)電規(guī)劃方面，要從發(fā)電廠的擴建方面入手，在目標(biāo)廠址做好發(fā)電廠容量、使用年限、設(shè)備選型、發(fā)電類型等各項內(nèi)容的確定工作。在明確發(fā)電規(guī)劃的情況下，開展電網(wǎng)規(guī)劃，針對性地開展線路回路、電壓等級、輸電方式、線路起止點等各項內(nèi)容的規(guī)劃。擴展規(guī)劃可以采用單一目標(biāo)優(yōu)化策略，如線性規(guī)劃方法，在確保負荷增長需求得到滿足的情況下，對環(huán)境、技術(shù)、系統(tǒng)可靠性、能源等方面進行約束，基于控制系統(tǒng)投資及運行成本方式開展線性規(guī)劃。多目標(biāo)規(guī)劃相對復(fù)雜，但在眾多算法技術(shù)的支持下，能夠更精確地做好預(yù)測、規(guī)劃，實際操作中，可以借助仿真模擬等方式對規(guī)劃結(jié)構(gòu)進行評估驗證。一般而言，發(fā)電規(guī)劃工作具有18～19年的規(guī)劃周期，電網(wǎng)規(guī)劃則多為5～14年的規(guī)劃周期，在規(guī)劃的同時，要通過財政分析法對規(guī)劃方案進行可行性分析。要確保規(guī)劃方案符合電力系統(tǒng)未來發(fā)展需求，利用各種算法做好負荷未來增長、能源資源需求、投資可能性等預(yù)測工作。

2. 電力系統(tǒng)規(guī)劃的設(shè)計原則

2.1 周期性原則

相較其他工程設(shè)計，電力工程設(shè)計具有較高的復(fù)雜性，為了保證電力工程的電力運輸以及調(diào)配功能的良好，相關(guān)設(shè)計者在對電力系統(tǒng)進行規(guī)劃設(shè)計時，首先要循序周期性原則，以此提高電網(wǎng)供電的可靠性與安全性。在實際的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計期間，設(shè)計者應(yīng)從電力工程整體的角度出發(fā)制定合理科學(xué)的設(shè)計周期，還應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的施工計劃完成對電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計。

2.2 安全性原則

在對電力系統(tǒng)進行規(guī)劃設(shè)計期間，設(shè)計者應(yīng)重視安全性原則在整個規(guī)劃設(shè)計期間的落實。一旦電力系統(tǒng)不具備較高的安全性，會使電力系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計工作成為表面形式。因此在對電力系統(tǒng)進行規(guī)劃設(shè)計時，相關(guān)設(shè)計者應(yīng)避免整個電力系統(tǒng)存在安全隱患等問題，以此有效預(yù)防電力系統(tǒng)出現(xiàn)大面積電流電壓不穩(wěn)定的情況。同時，為了提高電力供應(yīng)的安全性與穩(wěn)定性，設(shè)計者還應(yīng)重視對預(yù)警以及系統(tǒng)檢測功能等方面的設(shè)計。

2.3 經(jīng)濟性原則

在對電力系統(tǒng)進行規(guī)劃設(shè)計期間，設(shè)計者需要在保證電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)上，最大程度上節(jié)約電力工程的施工成本，以此為相關(guān)建設(shè)企業(yè)提供更大的利益空間。為了滿足電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計經(jīng)濟性原則，相關(guān)工作人員在對電力系統(tǒng)進行設(shè)計期間，首先要確保電力系統(tǒng)正常運行時的功能需求能夠得到滿足，其次在此基礎(chǔ)上，盡量減少不必要的施工浪費情況，有效控制施工成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，進一步為推動電力工程企業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展提供有力的依據(jù)。

3. 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的應(yīng)用要點

3.1在電源規(guī)劃設(shè)計方面的應(yīng)用

電力系統(tǒng)設(shè)計工作涉及的內(nèi)容非常多，在實際開展這項工作期間，如果想要保證規(guī)劃設(shè)計工作順利開展，就要量電源規(guī)劃設(shè)計作為重點內(nèi)容，甚至也要對區(qū)域四周的電源分布狀況、電力運行狀況進行全面研究。在此期間，需要做好以下幾項工作，達到提升電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計有效性的目的。（1）細致調(diào)查并全面分析施工區(qū)域的電源狀況，主要就是考慮到這一區(qū)域的電源系統(tǒng)，扮演著為各類電站、事業(yè)單位、企業(yè)提供私用發(fā)電機的角色。（2）全面掌握區(qū)域內(nèi)部整體電源狀況，之后還要對區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃中各種類型的發(fā)電機，進行系統(tǒng)的規(guī)劃和管控。在此期間，主要就是結(jié)合具體的運行狀態(tài)，及時找到其中存在的各項問題，并要第一時間提出與之相對應(yīng)的故障消除策略，進而全面保障電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作順利開展。（3）對電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的電源運行狀況進行詳細規(guī)劃，從而保證整體電力系統(tǒng)能夠發(fā)揮自身作用，為人們生產(chǎn)生活提供安全穩(wěn)定的電力資源。

3.2在電力負荷設(shè)計方面的應(yīng)用

在正式開展電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作之前，不能忽視的一項工作，就是對電力工程施工區(qū)域的電力負荷狀況進行分析和研究，進而將電力負荷預(yù)測和特性分析工作落實到實處。在開展電力負荷預(yù)測工作期間，非常關(guān)鍵的一項工作就是要對區(qū)域10年之內(nèi)的電力系統(tǒng)，進行短期的電力負荷預(yù)測工作，但是需要格外注意做好歷年經(jīng)濟數(shù)據(jù)調(diào)查工作。在此基礎(chǔ)上，電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計人員，要對所在當(dāng)?shù)氐木唧w經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r進行調(diào)查和分析，這樣不僅能夠提升提升中短期電力負荷預(yù)測精準(zhǔn)性，也能全面滿足具體用電要求。通常狀況下，都是以應(yīng)用多種預(yù)測方式為主，特別是在對運輸量較大的電力線路、容量較大的發(fā)電機組等一些非常重要電力工程的電力負荷進行預(yù)測期間，從多個不同的角度開展工作。通過做好這些工作的方式，不僅能夠體現(xiàn)出具體問題具體分析的特征，也能降低多項因素的影響，從而保證預(yù)測工作順利開展。

3.3在平衡電力電量方面的應(yīng)用

考慮到平衡電力電量對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作具有一定的約束，就要在完成電源規(guī)劃和電力負荷預(yù)測這兩項工作之后，設(shè)計單位做好平衡電力電量的工作，將電力平衡得到有效落實。在實際開展平衡點力電量這項工作期間，就要在精準(zhǔn)預(yù)測該項目電力負荷的基礎(chǔ)上，進一步確定每一年電力系統(tǒng)電力負荷承受的最大值。還要全面結(jié)合電源輸出狀況進行細致分析。之后，再確定具體的電力電量。在此項工作接入到最后階段之后，還要緊緊依據(jù)具體的電力電量，選擇出能夠與電力系統(tǒng)相適應(yīng)的電力設(shè)備。

3.4無功補償設(shè)計

整個電力體系中，大部分功率都屬于無功功率，因此，線路壓力的增加，會導(dǎo)致電網(wǎng)的電壓變得不穩(wěn)定。所以，選擇合適的無功補償裝置，對于電力系統(tǒng)的節(jié)能降耗來說不可或缺。

對于無功補償設(shè)備的選擇，應(yīng)注意以下三點：第一，應(yīng)全面考慮電壓負荷、容量等在內(nèi)的電力系統(tǒng)參數(shù)，再對無功補償設(shè)備進行選擇使用。第二，使用過程中需要全面了解補償線路的負荷情況，根據(jù)電網(wǎng)的運行狀態(tài)，從靜態(tài)補償裝置和動態(tài)補償裝置中選擇，從而達到節(jié)能效果。第三，投切方式的選擇應(yīng)采取使用廣泛且穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度和靈活度較高的投切模式。此外，遵循就近原則，盡可能地縮短電路的總長，以避免功率傳輸過程中的無意義浪費。

3.5濾波器設(shè)計

科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，電力自動化系統(tǒng)中的精密儀器日益增多。在復(fù)雜多變的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，諧波電流量不斷增多，大量的諧波對電網(wǎng)儀器造成一定程度的負面影響，引起電壓的不穩(wěn)定波動，進而消耗大量電能。所以，濾波器的采用在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。挑選濾波器時，盡可能選擇有源濾波器，盡管有源濾波器的造價較高，然而，相較于無源濾波器，可以高效清除濾波，加之工作速度偏快，節(jié)能性能良好，可以在一定程度上預(yù)防電力系統(tǒng)中諧波帶來的危害和損耗。

結(jié)語

在進行電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時，要充分考慮設(shè)計周期，遵循周期性原則、成本合理性原則、安全性原則，從電源、負荷、電量、電網(wǎng)等方面入手，進行合理規(guī)劃，通過潮流、無功補償、短路電流、穩(wěn)定性等計算進行設(shè)備選型，做好設(shè)計合理性評估，以獲得更優(yōu)質(zhì)的規(guī)劃設(shè)計方案。

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