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摘要：

電能是各個領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)，也是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢扇钡牟糠?。電力?guī)劃設(shè)計是電力工程設(shè)計中的重要部分，其關(guān)系著整個電力系統(tǒng)安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，影響著后期電力工程設(shè)計的方針和原則。本文在深入介紹電力工程中電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計主要內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：

電力工程；電力系統(tǒng)；規(guī)劃設(shè)計

21世紀(jì)以來，我國經(jīng)濟(jì)不斷高速發(fā)展，這離不開電能的基礎(chǔ)作用，隨著人們的生活水平提高，電能不僅是工業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)的基本條件，也是人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計是整個電力工程設(shè)計的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，關(guān)系著電力工程的正常運(yùn)行。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計是有效利用電能的指導(dǎo)方針，關(guān)系著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對我國綜合國力的提升有著重要影響。

一、電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的基本內(nèi)容

（一）電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的設(shè)計原則

合理的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計離不開設(shè)計原則的指引，電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計原則可以簡單地歸納成以下的3個方面。第一，對于大型的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計，設(shè)計要從大局考慮，嚴(yán)格按照電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計自身的周期性設(shè)計，保證設(shè)計方案完善。第二，安全性是整個電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的首要保證，沒有安全性，整個電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計就沒有意義。第三，電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中的成本控制是設(shè)計師要重點考慮的，需要根據(jù)不同的情況設(shè)計出最佳的解決方案。

（二）單項電力工程系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計主要內(nèi)容

電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計對單項電力工程設(shè)計具有重大的指導(dǎo)意義，依據(jù)時間的長短可以將其分為長期的電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃和中期電力系統(tǒng)發(fā)展設(shè)計。單項電力工程規(guī)劃設(shè)計的主要內(nèi)容可以概括為以下的幾個方面。

1.預(yù)測和分析

電力負(fù)荷電力負(fù)荷的分析預(yù)測是整個電力規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)性工作，一般的電力規(guī)劃設(shè)計要求進(jìn)行中短期負(fù)荷預(yù)測，時間在10年以內(nèi)。例如已知一個地區(qū)的基礎(chǔ)負(fù)荷為23MW，按照當(dāng)年的負(fù)荷增長率計算，目前可供選擇的主變?nèi)萘考芭_數(shù)的配置方案見表1。利用MATLAB計算可得LCC費用如下所示，根據(jù)實際情況選擇最佳的方案，見表2。

2.電源規(guī)劃

電源規(guī)劃是通過對周邊以建和擬建工程的統(tǒng)計分析，規(guī)劃出電源的處理策略，保證各個用戶安全用電。電力電源可以分為統(tǒng)調(diào)電源和地方電源兩個類型，各大類型的發(fā)電廠是統(tǒng)調(diào)電源，一般歸電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度。企業(yè)的自備發(fā)電機(jī)和小型的水電站屬于地方電源。兩種類型的電源在不同的水文期有不同的調(diào)度策略，不同的處理情況，隨著新建的電源機(jī)組不斷地投入使用，電源的統(tǒng)計分析就變得十分必要，這也是電源分析的意義。例如，江西省某城鎮(zhèn)的兩個系統(tǒng)電源擴(kuò)展規(guī)劃如下所述：該城鎮(zhèn)要求容量為100MV和容量為150MV的機(jī)組λ=2次/年，r=87.6小時/次，容量為50MV的劇組λ=2次/年，r=87.6小時/次。第一種方案平均投資為每千瓦10000元，每年的機(jī)組平均運(yùn)行費用為300元。第二種方案為9000元和320元?，F(xiàn)已規(guī)劃期30年，停電損失為10元/kWh，貼現(xiàn)率為10%計算。第一種方案的總投資金額為5.6×105萬元，運(yùn)行維修費用為1.63×105萬元，停電損失費用為1.66×104萬元，總體投資金額為7.96×105萬元。第二種方案的總投資金額為4.95×105萬元，運(yùn)行維修費用為1.74×105萬元，停電損失費用為2.46×104萬元，總體投資金額為7.92×105萬元，故方案2為最佳方案。

3.電力電量平衡

電力電量平衡是通過電力負(fù)荷預(yù)測和電源出力分析，對所在區(qū)域的供電項目進(jìn)行電力電量平衡計算，保證各個項目合理用電，這是整個電力規(guī)劃設(shè)計的約束條件。首先根據(jù)負(fù)荷預(yù)測得到各水平年的系統(tǒng)最大負(fù)荷，計算出電力電量盈虧、出電力系統(tǒng)所需要的發(fā)電總量、變電設(shè)備的容量。

4.接入系統(tǒng)方案

在分析當(dāng)?shù)厍闆r后，設(shè)計師需要依據(jù)原有的負(fù)荷分布、網(wǎng)絡(luò)特點和電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃確定項目接入系統(tǒng)比較方案，說明項目工程在整個電力系統(tǒng)中的重要地位和意義，并等待政府部門的審批意見。在制定接入系統(tǒng)方案時，不僅要考慮建設(shè)距離、節(jié)約用地、電網(wǎng)新技術(shù)和節(jié)能降耗，還要依據(jù)該地區(qū)投產(chǎn)年的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、供電電壓和運(yùn)行方式確定項目工程各方案的規(guī)模和布局結(jié)構(gòu)。

5.地按期計算是電力規(guī)劃設(shè)計最重要的部分，主要包括潮流計算、短路計算、穩(wěn)定計算和無功補(bǔ)償計算4部分

潮流計算可以得出各網(wǎng)絡(luò)元件電力損耗、電網(wǎng)各節(jié)點電壓和電力潮流的分布情況，這是分析各接入系統(tǒng)合理性、可靠性的舉出。短路計算保證了熔體的額定電流和整定值，便于在故障情況下迅速地切斷短路電流，盡可能地減少損失。穩(wěn)定計算包括電壓穩(wěn)定計算、頻率穩(wěn)定計算和系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算，設(shè)計人員通過這些計算的具體數(shù)值提出相應(yīng)的保障措施和穩(wěn)定策略無功補(bǔ)償計算為電力網(wǎng)絡(luò)中的感性負(fù)荷提供無功功率，以降低網(wǎng)絡(luò)元件的電能損耗。

6.方案比較和系統(tǒng)專業(yè)提資

在完成上述內(nèi)容后，要對所有的項目接入方案在安全性、實時性和經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行比較，選出其中最佳的接入方案。合理的接入方案基本規(guī)定了建設(shè)規(guī)模和投產(chǎn)時間，這為其他專業(yè)設(shè)計提供了設(shè)計依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。以1999年江西省某一地區(qū)發(fā)電廠的退役決策為例來說明電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中方案比較，該地區(qū)的全部負(fù)荷由60kV輻射式輸電線路供電，地區(qū)總負(fù)荷為54MW，電源主要來自與系統(tǒng)相連的GLD變電站，此外有50MW的發(fā)電機(jī)組容量的本地發(fā)電廠作為備用電源，由于發(fā)電機(jī)的運(yùn)行年限已經(jīng)到達(dá)最后的壽命終止年限。其中的一臺渦輪機(jī)已經(jīng)失效，實際的容量為25MW，該機(jī)動組還有啟動失敗的記錄，因此，電力公司需要比較機(jī)組完全退役，修復(fù)改造恢復(fù)到50MW和維持現(xiàn)有容量只進(jìn)行常規(guī)修復(fù)3種方案的利弊。通過計算可以發(fā)現(xiàn)，據(jù)實踐經(jīng)驗來看，50MW的燃?xì)廨啓C(jī)的平均有效強(qiáng)迫停運(yùn)概率為12.2%，平均修復(fù)時間為56.04h。如果只對該地區(qū)機(jī)組進(jìn)行常規(guī)維修，使其維持在25MW的容量，假設(shè)機(jī)組不會進(jìn)一步惡化，機(jī)組的平均有效強(qiáng)迫停運(yùn)概率為23.38%，平均修復(fù)時間為為181.81小時。從投資成本來看，發(fā)電機(jī)組退役和保持原來狀況不會產(chǎn)生費用，修復(fù)發(fā)電機(jī)組西藥追加120萬元，退役方案需要支出45萬元的拆除費用。估計機(jī)組修復(fù)方案和常規(guī)修復(fù)方案的運(yùn)行成本和風(fēng)險損失費用。機(jī)組修復(fù)的風(fēng)險損失為每年6.0萬元，維持現(xiàn)有狀況的風(fēng)險損失為每年13.0萬元。機(jī)組退役方案的總費用為206.44萬元，機(jī)組修復(fù)方案的總費用為304.16萬元，機(jī)組維持不變方案的總費用為260.22萬元。

二、電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的工作經(jīng)驗

我國不斷壯大的電力系統(tǒng)要求更加專業(yè)的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計為其服務(wù)，在中小規(guī)模電力設(shè)計單位開展電力系統(tǒng)面臨著新的挑戰(zhàn)。在實際工作中總結(jié)很多有效經(jīng)驗，主要在準(zhǔn)備階段和開展工作階段兩個方面。針對新項目要注意收集最新負(fù)荷情況。總之，完備的數(shù)據(jù)庫是開展各項工作的基礎(chǔ)，需要不斷地添加更新。

三、結(jié)語

我國的電力工程已經(jīng)向大電網(wǎng)、高電壓的方向不斷發(fā)展，這對電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計提出了更高的要求，本文簡單地總結(jié)了電力系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容和一些實踐經(jīng)驗，但是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計還需我們不斷的完善發(fā)展，才能保證國家的電力供應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張云飛.電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計在電力工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011（7）：82-83.

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作者:吳兵長 單位:國網(wǎng)江西省電力公司余江縣供電分公司