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

方志朋　邱實　王淼

摘 要：為了使電網(wǎng)穩(wěn)定、穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，基于高新科技工業(yè)園區(qū)或經(jīng)濟(jì)中心區(qū)域的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計展開分析，從明確服務(wù)區(qū)域、不同電網(wǎng)規(guī)劃方面研究了電力工程設(shè)計要點，并從電力負(fù)荷的預(yù)測分析、電網(wǎng)功率負(fù)載的計算、電力供應(yīng)與電量的均衡、電力系統(tǒng)的分布式存儲技術(shù)運(yùn)用、輸電配電的運(yùn)用、功率的均衡、電氣的計算等多個方面，探索分析電力工程設(shè)計中電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的運(yùn)用，旨在為電力系統(tǒng)設(shè)計的高效開展提供借鑒與參考。

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

中圖分類號：H083? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）12-0121-03

0 引言

電力工程規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容復(fù)雜，涉及專業(yè)多，關(guān)系著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為使各行業(yè)發(fā)展電力希求得到滿足，電力工程建設(shè)工作正不斷推進(jìn)。目前，我國電力工程建設(shè)已步入全新階段，利用提高電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計水平的方式，實現(xiàn)電力工程設(shè)計完善，是電力企業(yè)面臨的主要問題。而電網(wǎng)規(guī)劃的基本目的就是要使電網(wǎng)的投資達(dá)到科學(xué)分配，從而達(dá)到低損耗、低成本、高質(zhì)量、高效率的目的。

1 電力規(guī)劃設(shè)計的簡述

在電力工程的規(guī)劃設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展水平和用電需求，對用電情況進(jìn)行全面分析，并結(jié)合實際情況合理評估，從而有效地提升區(qū)域的經(jīng)濟(jì)效益。通過對電力設(shè)備的全面檢查和評估，可以更好地制定出合理的電力規(guī)劃，從而有效降低電力企業(yè)的投資成本[1]。電力系統(tǒng)分析體系如圖1所示。

2 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的重要意義

2.1 有利于提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)社會效益

電力企業(yè)為人民群眾的日常生產(chǎn)生活提供電力支持，從而滿足人民群眾的生產(chǎn)和生活需求。但在發(fā)揮自身職能價值的同時，電力企業(yè)也需在發(fā)展過程中不斷提高自身經(jīng)營所獲取的社會及經(jīng)濟(jì)效益，從而推動企業(yè)的良性長效發(fā)展。

通過落實電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作，電力企業(yè)不僅能為社會群眾提供強(qiáng)有力的電力保障，還能充分展現(xiàn)自身的社會效益。在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的幫助下，電力企業(yè)的電力資源配置將得到充分優(yōu)化，其日常經(jīng)營活動所獲取的經(jīng)濟(jì)效益也會隨之提升。

2.2 有利于促進(jìn)電力建設(shè)事業(yè)的長效發(fā)展

落實電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作，不僅為我國電力發(fā)展打下了良好基礎(chǔ)，也保證了電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為電力企業(yè)走上現(xiàn)代化、信息化和智能化道路提供了諸多助力。

從實踐角度出發(fā)，目前電力企業(yè)的電力輸出發(fā)展仍存在與群眾需求不相適應(yīng)的情況。對此電力企業(yè)需高度重視這些問題，并采取合理的解決方式解決這些問題。隨著群眾物質(zhì)生活水平的提升，我國電力建設(shè)所面臨的壓力也進(jìn)一步增加，電力建設(shè)的重要性和必要性逐漸凸顯。在此背景下，只有落實電力系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計，才能助推電力事業(yè)的高效科學(xué)發(fā)展，讓電力系統(tǒng)的建設(shè)尊重充分發(fā)揮效用和價值，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升打下良好基礎(chǔ)[2]。

2.3 有利于實現(xiàn)電力建設(shè)的優(yōu)化

社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展離不開電力系統(tǒng)的支持，只有保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，才能提升各行業(yè)企業(yè)的發(fā)展速度。目前，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對電力發(fā)展提出了較高的要求，但部分電力建設(shè)與實際的電力需求并不適配，因此相關(guān)單位必須強(qiáng)化電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的改革和創(chuàng)新，確保電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計與人民群眾對電力發(fā)展的要求相契合，讓電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計充分適應(yīng)當(dāng)下時代以及企業(yè)發(fā)展的訴求。在開展電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計時，也必須充分落實前期調(diào)查研究工作，并在此基礎(chǔ)上開展規(guī)劃設(shè)計，為電力系統(tǒng)的建設(shè)提供強(qiáng)有力的支撐。

3 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的要點

3.1 明確服務(wù)區(qū)域

技術(shù)人員必須在堅持分區(qū)規(guī)劃原則的基礎(chǔ)上，開展電力系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃和設(shè)計工作。在此過程中需對電網(wǎng)服務(wù)區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)劃分，并根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)來開展電網(wǎng)的規(guī)劃工作。

針對人均GDP突破8萬元，且密度超過25 MW/km2的高新科技工業(yè)園區(qū)或經(jīng)濟(jì)中心區(qū)域，須將其列入A類區(qū)域范疇。針對人均GDP保持在3～8萬元，負(fù)荷密度保持在8～25 MW/km2的工業(yè)園區(qū)和生產(chǎn)生活集中區(qū)，則可將其納入B類區(qū)域范疇。對人均GTP為1～3萬元，且負(fù)荷密度保持在3～8 MW/km2的高耗能源區(qū)域，應(yīng)隸屬于C類區(qū)域范疇。在完成不同分級區(qū)域的精準(zhǔn)劃分后，還需充分確定供電的具體面積以及所涉范圍[3]。

3.2 不同電網(wǎng)規(guī)劃要點

在進(jìn)行城市電網(wǎng)建設(shè)過程中，市政規(guī)劃工作會對其產(chǎn)生一定干擾和影響。所以，大部分城市在進(jìn)行變電站建設(shè)時，都會面臨諸多不可控的影響因素，其建設(shè)實踐周期也會因此而延長。

為了契合電力體制改革的新形勢，在開展220 kV電網(wǎng)規(guī)劃工作時，必須充分落實變電器容量的超前安排工作，并在詳細(xì)了解電力負(fù)荷預(yù)測結(jié)果及變電容量平衡狀態(tài)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化變電站的規(guī)劃建設(shè)。

針對110 kV電網(wǎng)規(guī)劃，必須要充分關(guān)注其整體的強(qiáng)化，確保其目標(biāo)網(wǎng)架的互供能力滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求，提高其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的清晰度，保障其供電的穩(wěn)定性和可靠性。110 kV電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計主要是依托于220 kV變電站的規(guī)劃建設(shè)。因此，設(shè)計人員須合理增加站街110 kV線路通道，在完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的同時，降低不標(biāo)準(zhǔn)接線結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的概率。

隨著經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，35 kV電網(wǎng)規(guī)劃工作也開始獲得社會各界的高度關(guān)注。相比110 kV電網(wǎng)規(guī)劃和220 kV電網(wǎng)規(guī)劃工作來說，35 kV電網(wǎng)主變?nèi)萘恳话悴粫?0 MVA/臺。再加上10 kV出現(xiàn)間隔相對較少，以至于城區(qū)的新增負(fù)荷需求往往無法得到充分滿足。在進(jìn)行35 kV電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計工作時，可借助異地新建的方式有效取代35 kV變電站的建設(shè)。

而隨著220 kV和110 kV變電站的大規(guī)模建成投產(chǎn)，其規(guī)模以及供電容量也將充分滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們常生產(chǎn)生活的用電需求，在此基礎(chǔ)上35 kV電壓等級也會隨之退場[4]。

4 電力工程設(shè)計中電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的運(yùn)用

4.1 電力負(fù)荷的預(yù)測分析

精確的電力負(fù)荷預(yù)估可以大大減少由于電力供給失調(diào)而導(dǎo)致的系統(tǒng)失穩(wěn)，從而使得規(guī)劃和設(shè)計更加高效、科學(xué)。為此，規(guī)劃者需要充分考慮到本地的電力資源和市場變化，并結(jié)合各種科學(xué)的數(shù)據(jù)分析，制定準(zhǔn)確的規(guī)劃和設(shè)計方案，從而達(dá)到最佳的系統(tǒng)運(yùn)營結(jié)果。

利用大型客戶調(diào)研的數(shù)據(jù)分析，可準(zhǔn)確地估算出未來10年的電力消費(fèi)和生產(chǎn)能力，同時要定期檢查可能會影響電網(wǎng)運(yùn)營的不利因素，從而為未來的發(fā)展和改造做好充分的準(zhǔn)備。

為了確保電力系統(tǒng)的安全可靠，有必要對系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃做好充分的調(diào)整。特別要重點檢測夏季用電的高峰和低谷，并采取有效的措施來確保系統(tǒng)的可靠性，從而有效地防止由于電力供應(yīng)的變化導(dǎo)致的系統(tǒng)失控和故障。為了更好地了解農(nóng)村和城市的用電狀態(tài)，建議使用產(chǎn)量單位、產(chǎn)值單位和用電水平3種不同的方法。在實施電力系統(tǒng)規(guī)劃時，應(yīng)該特別注重負(fù)荷密度關(guān)系，以使系統(tǒng)更加有效。

4.2 電網(wǎng)功率負(fù)載的計算

在進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃時，必須對電網(wǎng)的負(fù)荷進(jìn)行一定的預(yù)測與分析，對施工單位當(dāng)前的電力負(fù)荷狀況要進(jìn)行全面把握。設(shè)計旨在于能更好地推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，方便在近期、中期、遠(yuǎn)期規(guī)劃中對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與利用，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理計算基礎(chǔ)上，依據(jù)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況設(shè)計電網(wǎng)，從而達(dá)到規(guī)劃與發(fā)展的目的。設(shè)計時不僅要考慮承建區(qū)域的用電負(fù)荷預(yù)測，還要分析及考察其他方面，比如此電力項目建設(shè)的后期是否與別的相關(guān)電力建設(shè)項目的施工計劃及規(guī)劃設(shè)計重復(fù)或類似[5]。

4.3 電力供應(yīng)與電量的均衡

電力系統(tǒng)的供電規(guī)劃是電力系統(tǒng)的重要組成部分，電網(wǎng)的電量均衡也制約著電網(wǎng)的設(shè)計與規(guī)劃，通過對供電的分析和負(fù)荷的計算，可達(dá)到對電網(wǎng)規(guī)劃的最優(yōu)化[6]。

在電網(wǎng)的發(fā)電平衡中，必須準(zhǔn)確地考慮到各個區(qū)域的電能交換和損益，以便科學(xué)地提高或降低容量。這就要求設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格按照電力負(fù)荷預(yù)測所得出的結(jié)果，對每個水平系統(tǒng)配置的最大電荷進(jìn)行計算，相關(guān)人員則應(yīng)當(dāng)根據(jù)計算結(jié)果精確電力電量的盈虧情況。

4.4 電力系統(tǒng)的分布式存儲技術(shù)運(yùn)用

在能源生產(chǎn)的全過程中，發(fā)電是能源綜合利用的關(guān)鍵。如果采用了分布式存儲技術(shù)，就可以大大降低電廠的污染排放。

分布式能源儲存是通過綠色能源中的光伏，風(fēng)電或是電網(wǎng)中的電力將能量存儲起來，儲能的能量可以是電、熱、冷、勢能等。分布式儲能系統(tǒng)接入位置靈活，主要就是將中低壓配電網(wǎng)、微電網(wǎng)及用戶多余的電能接入供電網(wǎng)絡(luò)中[7]。

利用這種技術(shù)，可以有效地增加綠色電力的發(fā)電量，降低其產(chǎn)生的污染。這不僅能夠有效地改善生態(tài)環(huán)境，還能夠極大地改善人民的生活用電的安全性和可靠性，進(jìn)而改善目前供電不平衡的狀況。

4.5 輸電配電的運(yùn)用

在輸配電系統(tǒng)中，合理地利用智能電網(wǎng)，可以簡化輸配電系統(tǒng)的運(yùn)行程序，從而大大提高輸配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在輸配電系統(tǒng)中，智能電網(wǎng)可以通過聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)的設(shè)備來實現(xiàn)智能化的配置。必須與特高壓輸變電裝置及傳輸技術(shù)相結(jié)合，以實現(xiàn)電能的分流與輸送，從而實現(xiàn)輸配電系統(tǒng)的簡化。采用智能電網(wǎng)，既能將長距離傳輸損失降到最低，又能提高資源利用效率，對生態(tài)環(huán)境具有較好的保護(hù)作用[8]。

4.6 功率的均衡

電力系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計，最直接的功能是均衡電力，增強(qiáng)對電網(wǎng)的限制。因此，規(guī)劃和設(shè)計人員必須對本區(qū)域的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，并綜合分析電源的輸出功率。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，對電網(wǎng)進(jìn)行更好的規(guī)劃，參考有關(guān)的大容量和功率輸出的數(shù)據(jù)，可以計算出發(fā)電的損益。

4.7 電氣的計算

做好電力工程系統(tǒng)的電力計算工作，讓相關(guān)人員對電力的分布格局以及具體情況進(jìn)行準(zhǔn)確了解，并通過數(shù)據(jù)結(jié)果的參考和指導(dǎo)，可實現(xiàn)電壓節(jié)點方案設(shè)計的優(yōu)化[9]。依托于電氣計算所獲取的結(jié)論，相關(guān)人員可精準(zhǔn)評估各元件是否能夠支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，電網(wǎng)極端保護(hù)是否具備安全性和可靠性。在正式確定電力系統(tǒng)的基本運(yùn)行方式后，還要做好電網(wǎng)的合理校驗工作，及時發(fā)現(xiàn)各類風(fēng)險安全隱患因素，讓繼電保護(hù)的電路保護(hù)作用得到充分發(fā)揮。

5 結(jié)束語

在開展電力項目時，應(yīng)當(dāng)特別注重對電網(wǎng)的安全管理，努力實現(xiàn)電網(wǎng)的長久穩(wěn)定運(yùn)行，從而促進(jìn)社會的和諧與進(jìn)步。電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施必須具備良好的安全可靠性，為此需要對電力加以規(guī)范設(shè)計，以保證其安全可靠，完善設(shè)計與規(guī)劃方案，從而促進(jìn)國家的可持續(xù)發(fā)展。為了有效地管理和利用電力，有必要采取有效措施，如降低電能消耗、合理分配資源，制定科學(xué)合理的規(guī)劃和設(shè)計。

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收稿日期：2023-08-20

作者簡介：方志朋（1981—），男，遼寧沈陽人，碩士研究生，工程師，研究方向：工業(yè)工程技術(shù)。