论电力系统规划设计在电力工程设计中的应用

【摘要】作为电力工程前期工作的重要组成部分，合理的系统规划是电力系统安全、可靠、经济运行的前提，也是具体单项电力工程设计建设的方针和原则。文章根据单项电力工程设计的特点，论述了电力系统规划设计在电力工程设计中的应用，并对如何开展电力系统规划设计工作提出经验总结。

【关键词】电力系统规划设计 电力工程设计 电力电量平衡 接入系统方案

电能作为国民经济各个领域的基础能源，在社会发展中起着举足轻重的作用。电力工业的先行建设，是保证经济发展的先决条件。作为电力工程前期工作的重要组成部分，合理的系统规划是电力系统安全、可靠、经济运行的前提，也是具体单项电力工程设计建设的方针和原则。

一、电力工程中所涉及系统规划设计的主要内容

系统规划设计相关工作可分为长期的电力系统发展规划、中期的电力系统发展设计。其对单项电力工程设计具有指导性的作用，也是论证工程建设必要性的重要依据。

在进行单项电力工程设计时，其涉及到的系统规划设计主要内容包括：一是工程所在区域的电力负荷预测和特性分析；二是近区电网电源规划情况及出力分析；三是根据负荷预测和电源规划结果，进行电力和电量平衡；四是提出电力工程接入电网系统方案；五是对所提方案进行电气计算；六是分析计算结果，并进行方案技术经济比较；七是为电力设计其它专业提供系统资料。

1.接入系统方案

根据工程所在地原有网络特点、负荷分布和电网发展规划等情况，说明项目工程在电力系统中的地位和作用，按照电网规划，以及政府部门的审批意见，提出项目接入系统比较方案。

在论述项目接入系统方案时，应远近结合、综合考虑节约用地、节能降耗、电网新技术的应用。与此同时，需提出项目工程各方案的布局和规模，投产年及终期近区的电网结构、运行方式和供电电压等内容。

2.电力电量平衡

电力电量平衡在电力系统规划设计中起约束条件的作用。根据电力负荷预测和电源出力分析，进行项目所在地区、供电区域进行电力、电量平衡计算，并对平衡结果进行分析，从而确定电力工程的布局和规模。

通过负荷预测确定各水平年的系统最大负荷，结合各类电源的出力分析，得出电力电量盈亏，从而确定电力系统所需的发电、变电设备容量。该容量应满足负荷需求的工作容量加上系统需要的备用容量。此外，在进行电力电量平衡时，还需考虑分区间的电力电量交换，并根据情况增减设备容量。

3.电源规划情况及出力

电源规划是电力系统规划设计的核心内容。对拟建工程周边电网的电源规划进行统计，并分析电源的出力情况，是论证单项电力工程建设必要性的重要依据。

电力电源分为统调电源和地方电源，其中统调电源是指归电网调度统一调度的各类大型发电厂；地方电源则包括各类小水电站，以及企业自备发电机组。每种电源在不同的水文期的出力各不相同，同时新建电源机组会出现在规划期间逐年投产的情况，因此，需对电源出力情况进行详细的分析统计，以利于下一步工作开展。

4.电力负荷预测和分析

对拟建电力工程附近片区进行电力负荷预测和分析，是电力系统规划设计的基础。在电力工程设计时，主要进行10年以内的中短期负荷预测。

中短期负荷预测，主要围绕国民经济的运行和发展而进行。在总结历年经济数据的基础之上，结合社会经济的发展规划，对中短期的近区最大负荷进行逐年预测；同时，根据已建、在建和规划的大项目情况，对负荷的特性进行必要的研究分析，并确定其对电网供电的影响。

负荷预测的方法多种多样，即有传统的序列预测法，也有模糊理论、专家系统等新方法。对具有重要意义的电力工程，如枢纽变电站、输送大量潮流的电力线路、或大容量发电机组，可采取多种方法预测负荷，分析负荷增长因素及其发展趋势，并从中选出一般可能出现的负荷水平进行分析。

5.电气计算

电气计算是电力系统规划设计的主要内容，包括：潮流计算，稳定计算，短路电流计算和无功补偿计算。

在确定网架结构和系统运行方式的情况下，进行短路电流计算可正确选择及校验电气设备，选用正确的继电保护整定值和熔体的额定电流，从而确保在故障情况下能快速切断短路电流，减少短路电流持续时间，减少短路所造成的损失。系统的短路电流宜限制在合理的水平，当短路电流水平过大而需要大量更换工程相关网区已有电气设备时，应提出限制短路电流的措施。

二、电力系统规划设计工作的一些经验

随着我国电网电压的升高，电网规模的不断扩大，电源装机总容量的逐年提升，电力系统的发展进入了新时期。在单项电力工程的设计中，电力系统专业的设计和论证起着重要的指导作用。如何独立开展电力系统规划设计工作，成为中小规模的电力设计单位遇到的新问题。

1.开展工作

关注电力系统的最新变化情况，更新数据库资料，收集和研究各地区的负荷情况和特点，掌握大网内各电厂、变电站、电力线路的地理分布情况和数据资料，为系统设计做好准备。针对新项目工程，展开对当地负荷情况的收集工作，及时更新当地及周边电力系统的资料。之后，进行各类系统电气计算，配合项目工程的设计工作。

电力网络基础数据对电力系统规划设计具有重要意义，所有电气计算均是基于电网数据的基础上进行的。因此，不断更新和完善基础数据，将是电力系统规划设计的一个长期工作。

2.准备阶段

在开展系统规划设计工作前，应收集近区电力系统现状相关资料，了解大网区的基本情况和特点，分析和整理收集到的系统资料。收集现有变电站、线路以及统调电源资料，并开列成表录入数据库，形成电网现状网架的基础数据。

与此同时，还需收集最新电力主网规划报告，了解近区电网的发展方向和变化特点，将规划电力网络资料录入数据库，形成各规划水平年的网架基础数据。

三、结语

随着电力系统向大机组、大电网、高电压和远距离输电发展，电力系统规划设计起的作用进一步增加，在单项具体的电力工程设计中，对系统设计专业的要求也越来越高。本文对电力工程设计中所涉及到的系统设计的内容，进行论述和探讨，并总结部分相关工作经验，以供参考。