电力系统规划设计探讨

摘　要：电力自被发现的那一刻，应用以来就成为生活的主要能源,在各个领域都有广泛的应用。科学合理的电力系统规划是电力系统安全、可靠、经济运行的前提。在当前国家经济和社会发展背景下，要实现科学合理的电力系统规划，迫切需要解决包括电力负荷预测、电源规划、电网规划及调度自动化规划等多个领域的众多实际课题。电力自从被人类发现以后，就广泛的应用在我们的生活中，给我们带来很多的便利，电是现代文明高速前进的动力源泉。电自被人类应用以来，就已经成为我们生活的主要能源，如果我们人类没有发现电的话，我想现在存的一些东西也应用不了，比方说我们办公用的电脑、手机、电灯等好多需要用到电的现代高科技东西。电应用在我们生活的各个角落。电力工作的发展水平直接影响到我们国家国民经济的发展，作为电力工程工作的重要部分，合理的系统规划是电力系统可靠、安全和经济远行的前提。本文主要是探讨如何开展电力系统规划设计。

关键词：电力系统规划；主要内容；系统特；设计
引言：电力做为我国经济和众多领域的基础能源，在我们的生活中有着重要的位置，衡量我国经济发展的重要标志是电力工业的发展水平和电气化程度，在生活中如果没有了电可以说等于没了一切，生活中各处要用到电，但如果我们不合理的规划用电，会影响到我们经济发展。电力设计工作是电力工程的灵魂，随着电力事业的快速发展，社会用电量的高速增长，电力设计面临着更加大的考验，所以要增强对电力设备的运行管理，提高供电可靠性和电能的质量。当今社会的生活中，电力无所不在，但是我们也要合理的运用电力，用现代化的技术手段进行电力系统的规划和管理。
　　目前，建设项目日渐增多，建筑智能化的发展，电气工程的地位和作用也将越来越重要，它直接关系到整个工程的质量、投资、工期和预期的效果，工程质量也会直接影响到建筑物的安全运行、节能效果及建筑物投入使用后的使用功能，包括工作、生活在其中的人员的高效性和安全性，现主要表述电气设计、施工各个阶段应注意的问题。
     设计是一个不断深入发展和进行评价的过程，在设计初期要根据工程的具体功能情况来明确对其项目的定位与需求，应提供建议与业主，及早协调明克要设置的系统，方便所设计的系统与主体工程同时进行，避免难于施工的问题，这样业主与施工者两边都难，业主要与设计人员沟通，施工时要谨慎考虑。图纸审核阶段：设计是为甲方需要的服务，也是为施工单位的施工需要服务，要审查设计的是否能体现工程的经济性和施工便利性的原则，电气工程师应该认真准备电气图纸会审工作，不能在工作中不负责，设计项目多时难免会出现一些问题，出现不一致的地方，这些问题如果不及时提出，把问题处理掉，会影响到众多方面。施工准备阶段的工作要根据工程的实际情况编制施工组织设计，并严格认真审查，要求保证工程质量的各项技术措施，而且应符合国家现有关电气工程的施工及验收规范。土建施工前，电气安装人员应同土建施工技术人员共同审核土建和电气施工图纸，以防发生差错，对施工班组及人员进行工程的总体技术交底，由于施工人员流动性较大，还要根据工程的进程进行分阶段交底，明确现行实用的规范及操作规程和顺序。基础工程施工时，应及时配合土建做好强、弱电专业的进户电缆穿墙管及止水挡板的予留予埋工作在施工各个过程都认真执行。［1］
     附带图如下：
       
    
　　    
一、系统规划设计的主要内容
　　电力规划作为电力工程前期工作的重要组成部分，合理的规划是电力工程设计建设的原则，电力系统的规划设计可以分为长期的电力系统规划和中期的电力系统发展设计。在进行电力规划设计时主要的规划内容为：（1）电源规划情况及出力；（2）电力电量的平衡；（3）接入系统的方案；（4）电气方面的计算；下面将详细的介绍：
      一、电源规划情况及出力
　　电源的规划是电力系统设计的核心内容，对于拟建的工程了解周边的电网的电源，并分析电源的出国情况，是单项电力工程建设的必要性。电力电源分为两大类，统调电源和地方电源，统调电源是说归电网统一调度的各种大型发电厂，地方电源是说各种小的小电站和企业自备的发电机组。每种电源在不同的水文期的出力是不一样的，所以需要对电源进行详细的分析统计。
　　
　　二、电力电量的平衡
　　电力电量的平衡在电力系统规划设计中起到约束的作用。主要是根据电源出力分析和电力负荷的预测。通过负荷可以预测各年的系统最大负荷，通过结合各类电源的出力的分析，得出电力电量盈亏，从而确定电力系统所需的变电、发电设备容量。
　　（三）接入系统的方案
　　接入系统的方案要根据所在的地方原有的负荷分布、网络特点、和电网的发展规划等一些情况等问题， 在接入系统方案时，应考虑到节约用地和电网全新技术的应用。
　　（五）电气方面的计算
　　电气计算也是电力系统规划设计的主要内容，它包括四个计算方面：（1）潮流计算主要是对电力网络中的功率和电压的人布进行计算，检查各种元件是否能满足运行中的要求，并为系统继电保护和稳定提供依据和初值。这种计算方式是作为最基本的计算，是比较电力工程接入系统最直观的方式，通过潮流计算可以知道电网各网络元件电力损耗、各节点电压以及电力潮流的分布情况，直接用于分析各接入系统方案的合理性、可靠性和经济性；（2）稳定计算是说按照要求，对电力系统的各种故障情况进行模拟式的计算和分析；（3）短路计算主要是验算给定的网架中，由天故障而产生的不正常的电流值，计算项目接入系统节点处的各种短路电流以，可以为电气设备的选型提供重要的依据，（ 4）无功补偿计算是说可向电力网络中的感性负荷提供相应的无功功率，减速少各种网络元件因传输无功率而造成的电能损耗，在具体的电力设计工程中，要根据无功平衡提出无功补偿装置分组容量及总容量，必要的情况下需要对单组低压电容器投切时电压波动进行校核验证和调相调压专题计算。［2］
二、电网规划设计的基本原则和方法
　　电网规划设计中第一要具有可靠性，安全可靠是电力生产的最为重要的任务，它主要是说电力系统的安全稳定问题，能够满中用户安全供电的要求，防止大面积停电，造成对用户工作生活造成干扰；第二要具有灵活性，它能适应电力系统的近远景，方便过渡，要注意的是远景电源建 设和负荷预测发生的各种可能的变化，灵活的进行运行方式的转换；第三要具有经济性，在满足前两个基本原则的同时，电网设计方案也要考虑到节约电网建设所需的费用和年运行费用，使年运行费用达到最少，适合现在社会的发展情况。
三、网络方案设计的方法
　　网络方案设计一般是按照输送容量、输送的距离和开关的个数，写出几个可行性强的方案。输送距离一般是在相关的地形图上直接量出的距离乘以系数，尽量达到实际值，输送的容量确定好，在每个地方根据给定负荷进行平衡计算确定。［3］
四、电力系统的特殊性
　　电力系统有着特殊性,比如电力在供需同时进行,电力的需求量在一定程度上具有周期性。随着社会的不断进步，现代化工业的不断发展以及人民的生活水平不断的提高，社会对电力的需求量越来越大，不管做什么都离不开电，所以为了满足日益增长的电力需求，必须要扩大电力系统的规模，这也就使电力系统面临着非常艰巨的规划任务，电力工业的发展不仅仅对能源的消耗和资金的需求量大，而且还会对国家的经济造成一定的影响，因此，对电力系统的规划进行研究，期望最大限度的提高电力系统规划的质量。
五、电力系统的两个组成部分
　　电力系统由电力系统运行规划和电力系统扩展规划两部分组成。一般情况下应用在预测技术和最优化方法来制订电力系统规划。电力系统扩展规划在预测未来负荷发展水平的基础上制定电力系统扩展规划它用来解决电力系统中发电机组和输配电网络在规划期内的发展和扩充问题等一些问题。电力系统扩展规划通常会分为发电规划和电网规划这两个阶段。发电规划主要是解决发电厂的扩展，包括在已知厂址的条件下，确定电厂的投入年限、容量、类型等等。在发电规划的基础上制订电网规划、确定发电规划的输电方式、电压等级、线路回路数和起止点等。一般情况下可用线性规划等单目标的优化方法来制订电力系统扩展规划，即在满足负荷增长需求和电力系统可靠性、技术、能源、环境等约束条件下，使规划期内基建投资与运行费用的总和为最小。近年来也应用多目标规划等优化方法来制订电力系统扩展规划。也可应用仿真技术的一些技术来制订电力系统的规划。一般的发电规划周期为18到19年，或者会更长一些，而电网规划周期则为5～14年左右。两者在作出各自的最大扩展方法后，还需要进行财政分析，以验证提出的扩展方案在财政上是否可行。上述制订规划的方法和内容均属确定性的战术规划，适合中、长期发展规划，它在考虑规划中负荷增长需求、投资可能性和能源资源等需求的条件下预测未来发展的趋向。电力系统运行规划是寻找系统最优运行方案。即在满足系统可靠性的条件下，使整个系统的运行费用达到最少，节约成本。通常按规划周期长短分为中期运行规划和短期运行规划两大类。中期运行规划内容包括：（1）制订发电厂主要设备的停机维修计划。（2）季节性的水库经济调度。根据季节的要求来确定水库水量的合理调配，使水库运行的经济效益达到最好。（3）火电站的燃料计划和核电站的核燃料更换计划。为电站的燃料计划可以解决满足电站需求的燃料供应和存储等一些问题。核电站的核燃料更换计划可以解决核燃料燃烧策略和燃料更换问题。都是使运行费用减少到最少，符合我国的可持续发展的要求，在中期运行规划的基础上制定短期运行规划为运行调度提供更好的依据。
六、我国电力系统的特点
     我国电力系统的特点：目前我国电力系统属于现代化电力系统，而现代电力系统拥有： 1大机组，在2009年，我国火最大单机容量101万KW的超超临界机组，已投产远行的达到34台，其他还有百万千瓦的机组在建中；大电网，这2个电网形成了多省网组成的区域网、乃到于全国电网；高电压，210千伏以上的电压为超高压，用超高的电压形成了主网的电网；远距离，这种一般应用于跨省、跨国、跨区域的远距离送电，中国最长线路达到640KM，属于特高压线路，在一些偏僻的地方，可以运用这一技术。大容量输电；运行管理的自动化；还有可再生能源的应用，这也为我们国家节约不少的能源。
七、电网设计考虑到的因素
     电网规划设计应该考虑到的因素有：（1）设备制造情况；（2）投资的条件；（3）环境条件；（4）环境保护的要求；（5）其他在政治上和国民经济发展方面存在的不确定的因素。
八、电力系统规划设计工作的经验
     无处不在的电力，在当今社会，生活中每个地方都离不开它，所以我国电网电压的不断增高，电网规模也在不断的扩大，电源装总容量的逐渐提升，电力系统的发展已经进入一个新的时期。在单项电力工程的设计中，电力系统专业的论证和设计起到了重要的作用，怎样开展电力系统规划设计工作，已成为电力设计单位遇到的新问题。电力系统规划设计工作需要循序渐进，在刚开始的准备阶段，要认真考查，收集近区电力系统的一些相关的资料，了解大网区内的基本情况和所拥有的特点，在此同时，也要收集最新电力主网的规划报告，了解近区电网的发展方向以及变化特点。开展工作时要关注电力系统的最新变化，收集并研究所在地区的负荷情况及特点，为系统设计提前做好准备，之后还要进行各类系统电气计算，配合项目工程的设计工作。［4］
九、调度自动化系统的设计
     （1）主干网架通道的设计中电力通信的特点：随着现代电力的不断向前发展，电力通信也出现了一些新的特点和要求，要求通信设备能稳定的运行，扩容要方便，设备在各站点上、下传信息要方便；系统能高可靠地相互传输信息；传输设备具有多种接口；全网能接入其他大网，设备技术上具有一定的先进性和超强的适应性；设备可靠性高，运行稳定，维护简单方便。
     （2）通道方案的设计，现有的系统对通道的要求：电网度自动化系统由主站系统及RTU系统组成，数据多数用RS232方式进行传送，一个PTU与主站的数据交换束率一般远小于32每秒千字节数，主站与RTU间的数据交换方式采用主备用方式；电费管理系统的数据基于以太网方式传输或拨号方式交换数据；数据存在于中心数据库上，现所有的数据库查询系统在线路上频繁进行数据的交换。
    
参考文献：
［1］：梁磊.浅谈建筑施工电气的设计与施工阶段电气工程师的主要工作.城市建设理论研究.2011(22)
［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.广东科技.电力建设.2012(3)
［3］魏子添.浅析电力系统规划设计.科技传播.2011(9)
［4］张云飞.电力系统规划设计在电力工程设计中的应用.中国高新技术企业.2011(5)