摘要：电力能源作为目前国民经济发展中不可缺少的基础性能源，在国民经济的发展中发挥着举足轻重的作用。电力工业是工业化社会发展的先行者，更是保证经济能够持续稳定发展的先决条件。系统规划作为电力工程项目的前期构成成分，其合理、科学的进行工作对于保证电力系统安全、可靠和稳定运行有着至关重要的作用，这对于促进电力工程建设事业的发展十分重要。本文就电力系统规划设计的主要内容作了简要阐述，并探讨了其在电力工程中的应用情况，旨在为同行工作提供相关参考。
关键词：电力系统；规划设计；电力工程设计
一、电力系统的规划分类及必要性
电力系统规划分为电力电源和电网规划。电力电源规划是电力系统中电源布局的战略规划。电网规划又称输电线路规划，要求以电量负荷发展为基础，以电源规划为根本。电网规划和电源规划二者相互独立，但又相互统一，构成了一个完整的电力系统，是电力系统规划的重要组成部分。以往的电力系统规划已经不能适应当今我国社会的发展要求，为满足全社会电力、电量的不断增长，必须要求电力规划要与时俱进，不断创新，因此需要电力规划人员不断修编、完善电力系统规划。对于电力规划部门及政府主管部门来说，如何定义其各自的规划目标、建立新的符合新形势下的规划原则以协调相互之间的利益关系成为主要的任务。
二、电力系统规划的基本准则
电力系统应向用户提供充足、可靠和优质的电能，而经济性、可靠性和灵活性是电力系统应该具有的品质，故满足一定程度的经济性、可靠性和灵活性是对规划设计电力系统的基本要求。
2.1电力系统的经济性
电力系统规划设计工作的重点之一就是电网建设的经济性，它包括燃料的输送和供应，电能的生产和输送。发、送、变电设备的一次投资和折旧，能量输送过程中的损耗以及其他运行费用等。由于是规划设计中的系统，系统运行费用是以生产模拟方法计算的，总的要求是年费用最低。对跨区互联送电工程及远距离送电和建厂等比较大型的系统规划设计项目还应进行项目的财务分析，以确定其贷款偿还能力和经济效益。
2.2电力系统的可靠性
电力系统可靠性的主要内容包括：（1）对用户供电的充足性。供电的充足性是指系统满足一定数量负荷用电的不间断性。国际上目前已普遍采用电力不足概率（或失负荷率 LOLP）来作为对电力系统供电充足性的评价标准，我国一直沿用发电装机容量备用率的概念来表征电源的充足程度。（2）对用户供电的安全性。供电的安全性是指系统在保持向用户安全稳定供电时能够承受故障扰动的严重程度，通常是指规程中规定的故障条件。电力系统发展规划的主要任务之一就是通过电力系统的安全校核，包括稳态的N－1安全检查和暂态的稳定计算来保证系统达到一定的安全标准。
2.3电力系统的灵活性
电力系统发展规划会遇到很多的不确定性因素，规划设计完成以后碰到基本建设项目实施投产，系统中电源、负荷及网络情况可能发生某些变化，设计系统应该能够在修改不大的情况下仍然满足应有的技术经济指标，这就是电力系统对基本建设条件变化适应的灵活性。
三、电力系统规划设计在电力工程设计中的应用分析
3.1电源电力规划
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。
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3.2电力电量平衡
电力电量平衡在电力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。
3.3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。
3.4电气计算
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。通过进行各种稳定计算，可校验各接入系统方案的运行参数能否满足稳定运行的要求，在必要的情况下提出安稳策略和保障措施。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。
四、电力系统规划的模型
近年来，出现了多种电力系统的最优规划模型，虽然各种模型对问题的考虑、处理以及优化方法等有很大的差别，但在总的结构上基本上都是类似的，其原理如下图。图中最左方是规划所需要的各种资料、数据，其中包括现有系统的各种资料，待建电站的各种资料如厂址、容量、机组单台容量、机组特性、燃料来源及其数量和价格、水文数据、现有和待建网络的有关资料、各种技术经济指标、各种需用的参数、各种经济数据、各种约束条件等等。
未来负荷的增长是做系统发展规划的基本依据，其大小和特性是由负荷预测子模型来完成的。水电补偿调节子模型是一个水电优化调度模型，它按不同的水电站组合，根据水文情况和系统情况，输出各水电站参与系统运行所需的各种数据。电源规划子模型的功能是寻求系统最优电源发展规划方案；网络规划子模型是寻求与电源规划方案相适应的网络最优规划。这两部分是密切相关、互相影响的。得出了上述最优规划后，对结果进行分析，一般包括各种不确定因素分析以及某些约束条件的校验等。
结束语：
电力系统规划是一个长期的系统的复杂的工程。作为一个电力工作者，在当前日新月异的市场经济条件下，只有不断地提高我们自身的综合素质，与时俱进，不断地改进和创新，做出合理的符合当前新形势下的规划要求，不断推动电力企业的发展，实现企业经济效益的最大化，进而推动国民经济的快速发展。
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论文作者:洪雷
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/1
标签：电力系统论文; 电力论文; 电源论文; 系统论文; 规划设计论文; 电网论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第18期论文;