电力工程设计中的电力系统规划设计应用研究

吴铁彪

摘要：要想保证电力系统稳定运行，确保足够的安全性，其中前提保障为电力系统规划，规划结果直接影响着电能质量以及使用效率。本文针对目前经常用到的电力系统规划方法展开论述，详细介绍了电力工程规划目标，同时分析了电力系统规划相关内容，在此基础上对系统规划经验进行总结，为国内电力工程系统规划设计提供参考借鉴，全面助力国内电力工程的长远稳定发展。

关键词：电力工程设计;电力系统;规划设计;应用

之所以进行电力系统规划设计，主要在于找到最佳的投资决策，确保电力系统长期可持续发展，全面提升经济效益。电力系统在规划时需要遵循基本原则，要将电力安全稳定的输送至负荷中心，这样才能全面降低电网建设投入资金，同时也可以缩减运行费用，在此基础上实现效益最大化。

一、电力系统规划方法

电力系统规划方案主要包括三种，除了近期与中期之外，还包括远期规划。在具体规划过程中要遵循相应的思路，一般遵循“近细远粗，远近结合”这样的思路。首先近期规划时间通常为5年，主要在于满足目前在电力供应方面的需求;中期规划时间在5～15年之间，需要与近期规划进行有效连接，一般要设计多个方案进行对比，然后论证电力系统网络架设，以此为基础对电网基本结构进行确认;远期规划时间一般在15年以上，考虑到电力系统的长期稳定发展，因此对此要引起足够重视，确保未来居民日常供电需求，同时也要结合生产生活等各种需求确认电源布局以及电力网络规划，对电力网络结构、框架以及战略性特征进行研究。

近几年随着信息技术以及计算机技术的快速发展，电力系统规划方法也越来越多，目前常用的方法主要有三种，第1种为启发式优化法，第2种为数学优化法，另外一种为智能优化法。其中启发式优化法参考依据为直观分析，主要以系统性能指标作为基础，深入分析电力可行路径相应参数，严格按照相关原则对线路架设加以确认。这种电力系统规划方法优势比较明显，规划人员个人经验可以很好的发挥，操作便利，不过对于是否能够获得最优方案无法保证，同时在各个时期不同线路架设决策彼此之间的影响很少考虑，一旦需要选择的线束较多、拥有很长的规划期，使用这种规划方法锁的结果很难达到最优方案要求。数学优化法在电力网络规划描述方面主要用到运筹学数学模型，将遇到的问题及时转变成极值问题，通过最优化理论进行解答，这种方法最大优势在于可以确保获得最优解，不过最大的缺陷在于计算量非常大。在电路网络实际规划过程中，并不像解决数学题如此简单，一般需要考虑各种各样的内外因素，即便创建模型，求解难度也较大，因此不少因素无法进行形式化，由此可知创建模型难度不小。最后一种为智能优化法，这种方法又可以分为4种，除了粒子群算法以及模拟退火算法之外，还包括经常用到的蚁群优化算法以及免疫算法，电力二次系统示意图具体可见图1。

二、电力工程规划目标

1.考虑配电网规划问题

配电网也有相应的规划目标，首先输电网与配电网之间一定要做到有效协调，创建一套安全稳定、具有较强实用性的电网结构，确保电量可以稳定供给，在此基础上全面提升电在此基础上全面提升电能工作效率，工作效率。在规划电力系统的时候，首先要遵循的原则为资产全寿命周期成本最小，深入分析其中的周期成本，通过多个方案之间进行对比，在此基础上选择最佳方案，确保在设计、创建以及运行维护电网资产的过程中成本实现最低化。

2.有自愈、应急处理、负荷转移等能力

配电网络一定要及时将电量输送给用户，该过程也要确保安全性以及稳定性，因此将配电网规划考虑在内，可以在不同层级之间做到有效协调，在空间方面也要做到合理布局，确保时间方面的合理过渡，这样供电网络才能拥有应急处理以及负荷转移等相关能力。

3.遵循差异化原则

考虑项目所在区域环境、经济发展等要求，同时也要结合用户个性化需求对创建标准进行确认，以满足不同用户在用电方面的各种需求，在此基础上满足地区经济以及社会发展需求。在配电网线规划时，要考虑到未来发展，比如要与包括电动汽车以及储能装置在内的新型负荷接入要求保持一致。

三、电力系统规划设计应用

1.确定服务区域

在原则上以分区规划为主全面展开电力规划，严格划分电网服务区域，将其分为4个不同的区域，分别为A、B、C、D，在规划时结合相关标准全面展开。A区域人均GDP在8万元以上，人口密度大于25MW/km2，同时要属于当地经济、政治或者科技工业园等中心区;B区域属于普通工业园区，人均GDP在3～8万元之间，人口密度在8-25MWMW/km2之间，在供电可靠性方面有相应的要求，同时也是生产以及生活集中区;C区域人均GDP在1～3万元之间，人口密度在3-8MWMW/km2之间，为生活以及生产相对集中区域，或者属于高耗能工业园区;D区域人均GDP不超过1万元，人口密度大小不超过3MWMW/km2，属于一般农业经济活动区。将这些区域进行精准化分工，就可以确认具体的供应范围以及面积大小，输电网规划流程具体可见图2。

2.220kV电网规划

市政规划以及征地政策也将会直接影响到城市电网的正常建设，因此不少城市变电站在创建过程中有很多不稳定因素，建设周期比预期的要长很多，为了保障电力改革的正常进行，预负荷增长，需求保持一致，在220kV电网规划的时候，首先要提前安排变电容量，结合供电网络负荷预测以及变电容量平衡等进行规划。

3.110kV电网规划

220kV变电站运作基础为110kV电网，在网架结构模式方面主要用到双联或者单链，在规划时一定要将110kV电网做得足够强，目标网架需要具备足够强的互相供电能力，网络结构不能模糊不清，供电可靠稳定。就整体而言在规划110kV电网的时候，参考依据为新增加的220kV变电站，同时还要结合实际情况增加额外的线路通道，不断完善电网结构，将与标准不符的界限结构进行拆除。

4.35kV电网规划

最近几年随着城市建设速度的持续加快，35kV电网主变容量一般每台不大于10MVA，而且10kV出线间隔相对较少，无法与城市地区不断增加的用电需求相吻合。因此在规划的时候可以使用异地新建的模式，代替传统35kV变电站。

四、结语

随着电力系统改革的不断进行，为了确保与日常生产生活用电需求保持一致，电力工程设计中电力系统规划设计是有必要的，本文对此展开深入分析，希望为国内电力系统规划提供参考借鉴，全面助力国内电力系统的长期稳定发展。

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