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摘 要：作为电力工程前期工作的重要组成部分,合理的系统规划是电力系统安全、可靠、经济运行的前提,也是具体单项电力工程设计建设的方针和原则.文章根据单项电力工程设计的特点,论述了电力系统规划设计在电力工程设计中的应用,并对如何开展电力系统规划设计工作提出经验总结.
关 键 词：电力系统规划设计电力工程设计应用
电能作为国民经济各个领域的基础能源,在社会发展中起着举足轻重的作用.电力工业的先行建设,是保证经济发展的先决条件.
一、电力工程中所涉及系统规划设计的主要内容
系统规划设计相关工作可分为长期的电力系统发展规划、中期的电力系统发展设计.其对单项电力工程设计具有指导性的作用,也是论证工程建设必要性的重要依据.
在进行单项电力工程设计时,其涉及到的系统规划设计主要内容包括：(1)工程所在区域的电力负荷预测和特性分析；(2)近区电网电源规划情况及出力分析；(3)根据负荷预测和电源规划结果,进行电力和电量平衡；(4)提出电力工程接入电网系统方案；(5)对所提方案进行电气计算；(6)分析计算结果,并进行方案技术经济比较；(7)为电力设计其它专业提供系统资料.
(一)电力负荷预测和分析
对拟建电力工程附近片区进行电力负荷预测和分析,是电力系统规划设计的基础.在电力工程设计时,主要进行10年以内的中短期负荷预测.
中短期负荷预测,主要围绕国民经济的运行和发展而进行.在总结历年经济数据的基础之上,结合社会经济的发展规划,对中短期的近区最大负荷进行逐年预测；同时,根据已建、在建和规划的大项目情况,对负荷的特性进行必要的研究分析,并确定其对电网供电的影响.
(二)电源规划情况及出力
电源规划是电力系统规划设计的核心内容.对拟建工程周边电网的电源规划进行统计,并分析电源的出力情况,是论证单项电力工程建设必要性的重要依据.
电力电源分为统调电源和地方电源,其中统调电源是指归电网调度统一调度的各类大型发电厂；地方电源则包括各类小水电站,以及企业自备发电机组.每种电源在不同的水文期的出力各不相同,同时新建电源机组会出现在规划期间逐年投产的情况,因此,需对电源出力情况进行详细的分析统计,以利于下一步工作开展.
(三)电力电量平衡
电力电量平衡在电力系统规划设计中起约束条件的作用.根据电力负荷预测和电源出力分析,进行项目所在地区、供电区域进行电力、电量平衡计算,并对平衡结果进行分析,从而确定电力工程的布局和规模.
通过负荷预测确定各水平年的系统最大负荷,结合各类电源的出力分析,得出电力电量盈亏,从而确定电力系统所需的发电、变电设备容量.此外,在进行电力电量平衡时,还需考虑分区间的电力电量交换,并根据情况增减设备容量.
(四)接入系统方案
根据工程所在地原有网络特点、负荷分布和电网发展规划等情况,说明项目工程在电力系统中的地位和作用,按照电网规划,以及政府部门的审批意见,提出项目接入系统比较方案.
在论述项目接入系统方案时,应远近结合、综合考虑节约用地、节能降耗、电网新技术的应用.与此同时,需提出项目工程各方案的布局和规模,投产年及终期近区的电网结构、运行方式和供电电压等内容.
(五)电气计算
电气计算是电力系统规划设计的主要内容,包括：潮流计算,稳定计算,短路电流计算和无功补偿计算.
第一,潮流计算主要是对电力网络中的功率和电压的分布进行计算,通过潮流计算可确定系统运行方式,检查各元件是否满足运行要求,并为系统继电保护和稳定计算提供依据和初值.
第二,稳定计算是指根据要求,对电力系统的各种故障情况进行模拟计算和分析,从而确定电力系统稳定问题的主要特征和稳定水平.
第三,短路电流计算主要是验算在给定的网架中,由于故障短路而在电气元件上产生的不正常电流值.计算项目工程接入系统节点处的各种短路电流,能为电气设备的选型提供依据.
第四,进行适当的无功补偿,可向电力网络中的感性负荷提供相应的无功功率,从而减少各种网络元件因传输无功功率所造成的电能损耗.在具体电力工程中,需根据无功平衡,提出无功补偿装置总容量及分组容量,必要时需对单组低压电容器投切时电压波动进行校核,进行近区无功平衡分析,和调相调压专题计算.
(六)方案比较
对项目接入方案进行比较,在各种电气计算结果的基础之上,从安全可靠性、实施性、发展适应性和经济性等方面进行分析,从而对各方案的设计及运行做出评价,并选择最优者作为推荐方案.
(七)系统专业提资
通过合理的系统设计,可靠的系统电气计算,选出综合条件最优的推荐接入系统方案,确定项目工程的建设规模和投产时间,为电力工程设计的其它专业提供有效的设计依据和准确的数据支撑.
二、电力系统规划设计工作的一些经验
随着我国电网电压的升高,电网规模的不断扩大,电源装机总容量的逐年提升,电力系统的发展进入了新时期.在单项电力工程的设计中,电力系统专业的设计和论证起着重要的指导作用.如何独立开展电力系统规划设计工作,成为中小规模的电力设计单位遇到的新问题.
准备阶段在开展系统规划设计工作前,应收集近区电力系统现状相关资料,了解大网区的基本情况和特点,分析和整理收集到的系统资料.收集现有变电站、线路以及统调电源资料,并开列成表录入数据库,形成电网现状网架的基础数据.
与此同时,还需收集最新电力主网规划报告,了解近区电网的发展方向和变化特点,将规划电力网络资料录入数据库,形成各规划水平年的网架基础数据.
开展工作针对新项目工程,展开对当地负荷情况的收集工作,及时更新当地及周边电力系统的资料.之后,进行各类系统电气计算,配合项目工程的设计工作.
电力网络基础数据对电力系统规划设计具有重要意义,所有电气计算均是基于电网数据的基础上进行的.因此,不断更新和完善基础数据,将是电力系统规划设计的一个长期工作.
三、结语
随着电力系统向大机组、大电网、高电压和远距离输电发展,电力系统规划设计起的作用进一步增加,在单项具体的电力工程设计中,对系统设计专业的要求也越来越高.本文对电力工程设计中所涉及到的系统设计的内容,进行论述和探讨,并总结部分相关工作经验.