电力工程设计中电力系统规划设计的应用

摘 要为确保电力系统的安全稳定运行,提高可靠性,降低损耗,满足电力需求不断增长需要,须做好电力工程设计工作.而电力系统规划设计作为电力工程最重要的前期工作,一定要对电力工程设计中的系统规划设计进行科学、合理有效的应用.本文就电力系统规划设计的主要内容以及电力系统规划设计工作中总结的一些经验进行了简要的分析与探讨.

关 键 词电力工程；电力系统；规划设计

中图分类号TM6文献标识码A文章编号1674-6708（2013）91-0038-02

众所周知,若想确保社会经济的又好又快发展,就离不开各领域经济发展的基础性能源——电能.编制电网规划应以调查分析为依据,统筹考虑,优化电网结构,研究解决电网薄弱环节的措施；以安全可靠为前提,突出整体经济效益,提高电网供电能力和适应性；远近结合,新建与改造结合,充分考虑规划实施的可操作性,努力实现电网接线的规范化和设施的标准化,并重视新技术的应用.为保证经济持续快速发展,先行建设电力工业是其必要的保障.电力系统的规划设计是电力工程的前期工作,也是电力工程发展的重中之重,为保证电力系统安全、可靠和经济运行,需要对电力系统进行合理的规划与设计.

1电力系统规划设计的主要内容

电网规划设计的年限宜与国民经济和社会发展规划的年限相一致,一般分近期电网规划（5年内）,电网发展中期规划（简称中期规划,时间为5-15年）和电网发展长期规划（简称长期规划,时间为15年以上）.通过对电力系统的规划,方便了人们论证电力工程有无建设的必要性,同时也为电力工程师设计单项电力工程提供了依据.

根据电力工程系统设计的特点,可将系统规划设计的内容划分为以下几个部分：电力负荷预测与特性分析、电源规划与出力分析、电力与电量平衡设计、电力工程入网方式比选、入网方案的电气计算、比较并为其他专业提供资料.

1.1浅析电力负荷

电力系统规划设计的基础内容便是要对筹备建设中的电力工程所在区域进行勘探与电力需求预测,其中首当其冲的便是预测与分析所在区域的电力负荷.若将要进行的电力工程规模较小,那么进行一个中短期（一般在十五年以内）的电力负荷预测便足够了.电力负荷的预测属于经验预测的一种,是根据我国国民经济历年来运行与发展的经济数据,以我国经济发展规划为指导,而对承建区域中中短期的电力负荷做出的一种预测.此外,除对承建区域的电力负荷进行预测外,在其他方面,如该区域是否正在建设大型项目或是否有建大型项目的计划,或在建项目对电力工程建设是否有影响等情况都要考虑在内,以便预先做好防治措施.

1.2有关电源的规划与分析

电源规划须参照政府及相关部门提出的电源发展计划,以市场为导向,充分考虑规划区域内的资源优化配置.按照电源与电网统一规划、协调发展的原则,提出与本区域电网规划相适应的电源建设方案.电力系统规划设计的核心内容是电源的规划,对电源的规划主要在于拟建区域及其周边区域的电源统计.包括对各个区域电源出力的数值进行分析,借此可以有效地得出此区域是否可以建设单项电力工程.由于电力电源由统调电源（即各大型发电厂的电源由电网统一调度）与地方电源（不属统调范围内的各种小型水电站和企业发电机组）两部分组成,电源的不同造成电源出力的多变,且由于规划期间内会有新的电源机组逐年投入使用,故需深入分析不同电源的出力情况,如此,才能得到翔实的数据资料.为接下来工作的顺利开展夯实好基础.

1.3电力电量平衡计算

为对电力工程系统的设计做出约束与规范,就必须加强对电力电量的平衡设计.电力电量平衡计算的目的与要求：确定电力系统需要的发电设备容量,确定规划设计年度内逐年新增的装机容量和退役机组容量；确定系统需要的备用容量,研究在水、火电厂之间的分配；确定系统需要的调峰容量,使之能满足设计年不同季节的系统调峰需要；合理安排水、火电厂的运行方式,充分利用水电,使燃料消耗最经济,并计算系统需要的燃料消耗量；确定各代表水文年各类型电厂的发电设备利用小时数,检验电量平衡；确定水电厂电量的利用程度,以论证水电装机容量的合理性；分析系统与系统之间、地区与地区之间的电力电量交换,为论证扩大联网及拟定网络方案提供依据.

电力电量的平衡设计的流程为：先确定出各年电力的最大电力负荷的同比值（可借助负荷预测来操作）,联系各电源的出力情况,从而计算出该区电力的盈亏情况,进而便可得出该区域所需发电、变电设备容量的大小.需注意的是平衡电力电量,不可忽视电力与电量在各区域间的交换,并以此为根据对电力设备的容量增减做出取舍.对电力和电量的平衡设计,既可以预测出该区域的电力负荷,还可以大体上确定预建的电力工程的布局与规模,可谓一举两得.

1.4有关接入电网系统的方式比较

通过比较分析拟建区域的原电网分布情况、特点以及电网发展规划,找出在电力系统中拟建设的电力工程的作用与意义.然后根据我国电网规划以及政府有关部门对此工程的意见,提出入网比较方案.另外,在方案比较论证时,应注重可持续发展的原则,建设资源节约型、环境友好型的电力工程.同时还需坚持科学发展观的要求,科学技术是第一生产力,在电力系统设计中电网新技术的应用必不可少.

1.5有关电气计算问题

电力系统设计中最重要最主要的内容便是电气计算,主要有潮流计算、稳定计算、工频过电压计算、短路电流计算和无功补偿计算等方面.

计算电网功率和电压分布的是潮流计算,借此可以,对系统运行方式进行确定,对各个元件是否达标进行检查,还可提供早期数据,以便系统下一步的稳定计算和继电保护.

若要模拟计算和分析电力系统未来运行时可能会出现的故障,那便需要采用稳定计算.其计算方法是根据相关要求,以潮流计算结果为基础,找出系统稳定的基本水平和特征.目前,单项工程设计中,暂态稳定、频率稳定和电压稳定计算等是最常见的稳定计算方式.电力系统过电压的分类：雷电过电压、操作过电压、暂时过电压.通过相关仿真软件,来模拟实际电网情况,进行相关计算工作.从而采取相应的措施,控制过电压产生的危害.

短路电流计算指的是对电器元件上可能产生的最大故障电流进行计算（通常考虑三相短路而造成的计算）,从而可以帮助选出正确的电气元件和设备.为取得合理的经济效益,应从网架设计、采用的电压等级、主结线、变压器的容量和阻抗的选择、运行方式等方面,综合控制短路电流,使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得到配合.

电网的无功补偿应按分层分区和就地平衡的原则配置,采取用户端分散就地补偿与地区变电站集中补偿相结合方式,以利于降低电网损耗和有效控制电压质量.正常运行时,依靠及时投切无功补偿装置等措施控制枢纽变电站电压维持合理的高水平并保持基本不变,功率因数控制在0.98以上的较高水平,确保预留足够的动态无功储备.

1.6为其它相关专业提资

电力规划设计工作中,收集了大量的工程数据资料.并为此建立了相关的数据库,为今后的工作奠定了良好的基础.为电力工程设计的其它相关专业提供数据平台,使整个电力工程设计工作能顺利开展并稳定有序进行,且满足实际需要.

2电力系统规划设计的经验

2.1前期准备

“知己知彼,百战不殆”,在展开工作之前事先做好调查与资料收集的工作尤为重要.需要收集的资料主要就是拟建区及其周边地区的电力系统情况,一般须对该区域有个整体的、系统的、宏观的了解.此外,还要对已有的发电厂、变电站、电网线路和地方电源的相关资料进行收集,以便分析类比.若情况允许,最好对这些资料建立一个数据库,提供基础数据.

2.2设计阶段

设计要与时俱进,及时更新观念,关注行业内的新情况、新变化.学习最新的电力规范要求.重视各方面的协调工作,如电网规划与电源规划的协调,电网规划与城市总体规划的协调统一,一次规划与二次规划的协调,区域、全省、地市电网规划间的协调,各级电压电网间的协调,有功容量与无功容量间的协调.对数据库资料进行实时更新,通过对各个电厂、变电站和电力线路的分布情况和相关数据的了解掌握,来对各区的电力负荷进行研究分析,为单项电力工程设计做好充足的前期准备.

3结论

近年来,电力系统规划设计的影响和作用越来越高,因此对电力工程系统设计的要求也不断增加.所以电力系统的规划设计需要不断改进创新,使规划符合当前社会的新形势和新要求,推动电力行业不断向前发展,进而推动国民经济的快速、健康发展.