电力工程设计中电力规划设计的主要环节解析

吴兵长

（国网江西省电力公司余江县供电分公司，江西 鹰潭 335200）

电力工程设计中电力规划设计的主要环节解析

吴兵长

（国网江西省电力公司余江县供电分公司，江西 鹰潭 335200）

电能是各个领域发展的基础，也是人们日常生活中必不可缺的部分。电力规划设计是电力工程设计中的重要部分，其关系着整个电力系统安全、可靠和经济的运行，影响着后期电力工程设计的方针和原则。本文在深入介绍电力工程中电力系统规划设计主要内容的基础上，对电力系统规划设计工作提出了一些建议。

电力工程；电力系统；规划设计

21世纪以来，我国经济不断高速发展，这离不开电能的基础作用，随着人们的生活水平提高，电能不仅是工业基础建设的基本条件，也是人们日常生活的必需品。电力系统规划设计是整个电力工程设计的基础环节，关系着电力工程的正常运行。电力系统规划设计是有效利用电能的指导方针，关系着我国经济发展，对我国综合国力的提升有着重要影响。

一、电力系统规划设计的基本内容

（一）电力系统规划设计的设计原则

合理的电力系统规划设计离不开设计原则的指引，电力系统规划设计原则可以简单地归纳成以下的3个方面。第一，对于大型的电力系统规划设计，设计要从大局考虑，严格按照电力系统规划设计自身的周期性设计，保证设计方案完善。第二，安全性是整个电力系统规划设计的首要保证，没有安全性，整个电力系统规划设计就没有意义。第三，电力系统规划设计中的成本控制是设计师要重点考虑的，需要根据不同的情况设计出最佳的解决方案。

（二）单项电力工程系统规划设计主要内容

电力系统规划设计对单项电力工程设计具有重大的指导意义，依据时间的长短可以将其分为长期的电力系统发展规划和中期电力系统发展设计。单项电力工程规划设计的主要内容可以概括为以下的几个方面。

1.预测和分析电力负荷

电力负荷的分析预测是整个电力规划设计的基础性工作，一般的电力规划设计要求进行中短期负荷预测，时间在10年以内。例如已知一个地区的基础负荷为23MW，按照当年的负荷增长率计算，目前可供选择的主变容量及台数的配置方案见表1。

利用MATLAB计算可得LCC费用如下所示，根据实际情况选择最佳的方案，见表2。

2.电源规划

电源规划是通过对周边以建和拟建工程的统计分析，规划出电源的处理策略，保证各个用户安全用电。电力电源可以分为统调电源和地方电源两个类型，各大类型的发电厂是统调电源，一般归电网统一调度。企业的自备发电机和小型的水电站属于地方电源。两种类型的电源在不同的水文期有不同的调度策略，不同的处理情况，随着新建的电源机组不断地投入使用，电源的统计分析就变得十分必要，这也是电源分析的意义。例如，江西省某城镇的两个系统电源扩展规划如下所述：该城镇要求容量为100MV和容量为150MV的机组λ=2次/年，r=87.6小时/次，容量为50MV的剧组λ=2次/年，r=87.6小时/次。第一种方案平均投资为每千瓦10000元，每年的机组平均运行费用为300元。第二种方案为9000元和320元。现已规划期30年，停电损失为10元/kWh，贴现率为10%计算。第一种方案的总投资金额为5.6×105万元，运行维修费用为1.63×105万元，停电损失费用为1.66×104万元，总体投资金额为7.96×105万元。第二种方案的总投资金额为4.95×105万元，运行维修费用为1.74×105万元，停电损失费用为2.46×104万元，总体投资金额为7.92×105万元，故方案2为最佳方案。

3.电力电量平衡

电力电量平衡是通过电力负荷预测和电源出力分析，对所在区域的供电项目进行电力电量平衡计算，保证各个项目合理用电，这是整个电力规划设计的约束条件。首先根据负荷预测得到各水平年的系统最大负荷，计算出电力电量盈亏、出电力系统所需要的发电总量、变电设备的容量。

4.接入系统方案

在分析当地情况后，设计师需要依据原有的负荷分布、网络特点和电网发展规划确定项目接入系统比较方案，说明项目工程在整个电力系统中的重要地位和意义，并等待政府部门的审批意见。在制定接入系统方案时，不仅要考虑建设距离、节约用地、电网新技术和节能降耗，还要依据该地区投产年的电网结构、供电电压和运行方式确定项目工程各方案的规模和布局结构。

5.地按期计算是电力规划设计最重要的部分，主要包括潮流计算、短路计算、稳定计算和无功补偿计算4部分。

潮流计算可以得出各网络元件电力损耗、电网各节点电压和电力潮流的分布情况，这是分析各接入系统合理性、可靠性的举出。短路计算保证了熔体的额定电流和整定值，便于在故障情况下迅速地切断短路电流，尽可能地减少损失。稳定计算包括电压稳定计算、频率稳定计算和系统暂态稳定计算，设计人员通过这些计算的具体数值提出相应的保障措施和稳定策略无功补偿计算为电力网络中的感性负荷提供无功功率，以降低网络元件的电能损耗。

6.方案比较和系统专业提资

在完成上述内容后，要对所有的项目接入方案在安全性、实时性和经济性等方面进行比较，选出其中最佳的接入方案。合理的接入方案基本规定了建设规模和投产时间，这为其他专业设计提供了设计依据和数据支撑。以1999年江西省某一地区发电厂的退役决策为例来说明电力系统规划设计中方案比较，该地区的全部负荷由60kV辐射式输电线路供电，地区总负荷为54MW，电源主要来自与系统相连的GLD变电站，此外有50MW的发电机组容量的本地发电厂作为备用电源，由于发电机的运行年限已经到达最后的寿命终止年限。其中的一台涡轮机已经失效，实际的容量为25MW，该机动组还有启动失败的记录，因此，电力公司需要比较机组完全退役，修复改造恢复到50MW和维持现有容量只进行常规修复3种方案的利弊。通过计算可以发现，据实践经验来看，50MW的燃气轮机的平均有效强迫停运概率为12.2%，平均修复时间为56.04h。如果只对该地区机组进行常规维修，使其维持在25MW的容量，假设机组不会进一步恶化，机组的平均有效强迫停运概率为23.38%，平均修复时间为为181.81小时。从投资成本来看，发电机组退役和保持原来状况不会产生费用，修复发电机组西药追加120万元，退役方案需要支出45万元的拆除费用。估计机组修复方案和常规修复方案的运行成本和风险损失费用。机组修复的风险损失为每年6.0万元，维持现有状况的风险损失为每年13.0万元。机组退役方案的总费用为206.44万元，机组修复方案的总费用为304.16万元，机组维持不变方案的总费用为260.22万元。

二、电力系统规划设计的工作经验

我国不断壮大的电力系统要求更加专业的电力系统规划设计为其服务，在中小规模电力设计单位开展电力系统面临着新的挑战。在实际工作中总结很多有效经验，主要在准备阶段和开展工作阶段两个方面。针对新项目要注意收集最新负荷情况。总之，完备的数据库是开展各项工作的基础，需要不断地添加更新。

结语

我国的电力工程已经向大电网、高电压的方向不断发展，这对电力系统规划设计提出了更高的要求，本文简单地总结了电力系统设计的主要内容和一些实践经验，但是电力系统规划设计还需我们不断的完善发展，才能保证国家的电力供应。

［1］张云飞.电力系统规划设计在电力工程设计中的应用［J］.中国高新技术企业，2011（7）：82-83.

［2］钟俊强.分析电力系统规划设计在电力工程设计中的应用［J］.广东科技，2012（3）：66-67.

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