分析电力工程设计中电力系统规划设计应用

2022-08-16国网江苏省电力有限公司泗阳县供电分公司

电力设备管理 2022年14期

国网江苏省电力有限公司泗阳县供电分公司程辰

1 引言

电力系统能否安全、稳定运行直接关系到电力资源的供应质量，因此电力企业必须意识到电力系统规划的重要性，做好各项准备工作，构建完整的数据库，并在此基础上进行设计，充分发挥电力系统在整个电力工程设计中的重要作用，促使电力资源的配置更加合理、供应更加稳定。

2 电力系统规划

2.1 组成部分

电力系统在运行中，规划工作的开展有着重要的作用，在电力系统规划工作开展前，首先要对电力系统的基本组成部分进行充分的了解，基于现阶段电力资源应用需求，不断扩大电力系统运行网络规模、不断扩大的现实情况和背景，现阶段电力系统规划工作的开展所需要进行的相关系统结构的研究和分析，在细节性和针对性上也需要更进一步的提升。

首先对整体电力系统的重点组成部分进行了解和确认，是进一步落实规划分析工作、确保规划分析工作合理性的重要前提条件。对于规划工作人员来说，对于电力系统的基础组成部分进行充分的了解，也是为实际的规划工作提供重要思路的前提条件[1]。具体来说，从电力系统的规划运行影响因素和具体功能上来讲，电力系统的规划涉及环保、能源建设等多个领域，综合性较强，并且包括多项规划内容，在电源规划阶段必须考虑负荷预测结果及各类因素，促使电力建设方案更加合理，确保与电力负荷需求相符。电网规划主要是为了满足输电需求，最大限度节约资金。同时，电力负荷测试是为了实现电网系统的稳定运行。

2.2 规划原则

在规划电力系统时必须遵循以下几项基本原则。一是周期性，即在规划设计前制定好周期，确保设计工作能够在特定期限内完成，因此需要事先制定完善的设计方案，充分考虑客户需求，避免超过规定周期。规划工作的周期若过长，不仅会影响电力系统运行规划的效率，也会导致整体的电力系统运行应用中的成本指标出现显著提升的状态，这对于充分利用电力资源，促使电力系统网络有效稳定运行都具有显著的负面影响。基于此，限定好整体的规划工作周期是取得更好的规划工作成效的重要条件。另外，在固定周期的背景下进行规划工作，也能帮助设计人员和分析人员基于规划周期的时间长短，对整体电力工程规划的规模和技术含量进行初步的判断，这些都对于后续的电力系统运行建设具有重要的指导性作用，是必须充分全面了解的重要信息内容。

二是安全性，避免设计中存在安全隐患，可在系统中增设检测功能。

三是成本性，即在不影响系统功能的基础上尽可能地降低投资成本，从中获得更高的利益[2]。总的来说，安全问题是电力系统运行中的核心问题，也是体现整个网络系统运行质量的关键环节。在电力系统运行应用的过程中，安全问题是影响整个系统运行稳定性和运行状态的关键因素，保持整体的运行安全和运行有效性不仅能确保电脑系统的实际应用中功能的充分发挥，也是对电力这一资源的有效充分利用，在整体的规划设计工作中需要考虑好成本支出和运行效益的问题，并且同时将安全问题作为上述几方面因素规划分析的前提条件，将安全保障作为智能电网系统建设的基本原则进行确立。

2.3 规划任务及步骤

规划任务包括提出负荷预测、明确能源分布及运输状况、研究供电范围、制定电网方案。在规划过程中，需要严格按照以下几个步骤进行处理。一是全面搜集各项资料信息，基础信息资源的完备性，对于规划设计工作所发挥的作用也是非常突出的。当信息资源本身的准确性、完备性和系统性都能达到一定水平层次时，规划工作开展中基层工作人员所能够获得的基础信息支持也就更加充分[3]。对于系统运行和规划工作的实际开展来讲，这都是具备显著促进作用的关键性因素。另外，全方位的资源信息也能够为全面开展好系统的规划设计工作提供持续的支持，确保各个阶段的规划工作开展中有对应的信息资源能够为具体工作的开展提供服务和保障。具体来说，电力网络系统在规划过程中需要了解的信息资源包括能源分布、运输环境等。

二是整合并分析资料，提取价值较高的信息并加以预测。

三是结合电源及负荷条件明确以何种方式进行电源的开发。电源的开发方式的确认，对于整体的系统运行稳定性和网络建设有效性具有非常重要的影响，因此结合整体的电力运行系统负荷基础条件，做好开发和利用是整个电网系统建设质量保障的重要基础[4]。

四是根据负荷分布状况完成输电及配电等多种方案的制定并进行对比，择优选取。整体工作方案的合理筛选，不仅需要技术人员结合现阶段的技术支持状态和整个系统的建设规模要求进行分析和研究，除此之外方案的选取过程也是考验技术人员和管理人员对工程项目建设目标熟悉度的关键环节，选择合理的工作方案，不仅能够促使具体的施工建设环节，有更加科学精准的依据，也能够提升整体的电网系统运行建设质量与效率，最终促使电网系统的建设在实践中取得更好的效果。

五是结合实际情况测试方案，了解其可行性，并完成文件及图表的制定。

3 具体应用

3.1 电力负荷预测分析

电力负荷状态的预测分析是电网系统建设中需要关注的重点指标，只有电力系统的运行状态和复合能力符合前期规划设计的要求，才能确保系统的运行在实际应用中发挥出应有的作用，另外从安全保障的角度上来说，电力系统在运行中电力负荷预测分析的准确性也是进一步保障电力系统运行稳定性，确保负荷状态稳定安全的重要条件。在设计电力系统前必须开展电力工程区域内的勘查工作，对电力需求进行预测，了解区域内的电力负荷。如果工程规模较小，短期预测即可，将15年作为一个基准，以便能够提供电力工程所需的负荷量。当前，在预测时以经验预测为主，因此明确当前经济发展的状态，获取历史经济数据，以便规划指导更加科学合理，进而预测出短期效益显著的电力负荷。图1为电力系统负荷预测系统的工作内容示意图。

图1 电力系统负荷预测内容结构图

3.2 电源工程规划

电源工程是整个电力系统运行规划中的宏观工程，也是确保整个电力系统正常运行的关键工程。因此，电源的整体工程规划有效性和规划工作实施的合理性，也是应当注重的关键性问题。在电源工程规划中要结合电源工程的实际状态和电源区域的分布情况，对整个工程项目建设的运行状态进行针对性的把握，确保电源系统能够为电网运行起到重要的支撑性作用。在开展电源规划工作时必须获取相应的参考标准，通常情况下以政府颁发的条例为准，如果条例内容不够完善，可与相关部门的政策结合起来，依据市场导向及区域内的电力情况合理配置资源。在配置过程中应将电源与电网统一起来，实现协调发展，确保两者能够互相适应。此外，电源规划目的在于促使电网系统的运行更加安全、稳定、有效，在规划时可将电源出力值作为展开点，明确规划区域适合的电力工程类型。此外，电力电源由统调和地方两个部分构成，前者指所有发电厂以及电网具有控制作用；后者指统筹范围以外的电源，这种差异性使得电源处理情况各不相同，需要接入新型电源机组，因此必须深入分析电源处理情况，获得精确性较高的数据资料，促使规划结果更加合理。

3.3 电气计算

电气计算包括四个组成部分。一是稳定计算，用于模拟电力系统事故，直至系统趋于稳定。在计算前必须完成基础性工作，促使稳定计算更加有序，在电力工程项目中涉及电压、频率等多种稳定计算内容，必须进行详细检查与核对，避免遗漏。二是无功补偿计算，用于补偿感应负荷，降低电能损耗量，维持电力系统的平衡性。如果涉及分组容量及总容量，必须检验电压波动情况，并分析无功平衡，进而在此基础上完成调相调压计算工作。三是潮流计算，即结合电力网络详细计算电压及功率分布状况，明确系统运行方式，分析系统要求，检验系统元件是否与运行要求相符，做好蓄电保护工作，并结合稳定计算确定基础数据，保障潮流计算结果的准确性。四是短路电流计算，用于检测系统电路故障，明确故障对元件造成的影响，在此基础上合理进行电力工程的选材，确保最终所选择出的电力器材性能更好。

3.4 平衡电力电量

平衡电力电量可约束电力系统，测量平衡程度前必须计算电力负荷，并分析区域内的电力情况，进而在此基础上进行测量，并结合平衡性规划范围精确计算电量盈亏，确保发电量的控制更加科学合理，以便在出现紧急情况时备用容量能够发挥其作用，这样能够减少因经验而造成的计算误差，保护项目的安全性。

4 规划设计策略

4.1 准备阶段

前期准备阶段对于电力系统的运行效果、运行状态所在团队影响是突出准备阶段的充分性和合理性，是最终获得良好的规划设计效果的重要条件，在准备阶段要求技术人员和管理人员加强协同合作，对整个电力系统工程的运行状态和运行要求，进行充分的分析和了解，并充分准备相应的规划设计补助技术和工具，确保电力资源运行应用的过程中能够基于前期的充分准备，为后续的设计效果保障提供支持。

设计电力工程前必须做好准备工作，全面调查并收集资料信息，包括拟建区及周边地理情况，获取区域内发电厂、变电站的信息，整合分析资料并构建数据库。此外，应全面搜集电力主网信息，并制定成报告，以此为依据分析电网发展方向，了解电力工程可能出现的变化，并分析变化特点，从中提取有利信息并进行归纳总结，促使数据库中的信息资料更加完整，确保在设计过程中能够将精确性较高的基础数据作为参考。

4.2 设计阶段

电力系统与经济发展密切相关，因此应结合社会经济发展的实际情况，不断调整设计观念中较为落后的内容，了解行业发展的动态，及时获取新的信息，不断完善电力规范标准，做好多个部门的协调工作，充分考虑城市总体规划情况，确保一次与二次规划相一致。此外，定期更新数据库信息，确保数据信息的实时性及准确性。通过分析建设区域内的实际情况研究电力负荷，为电力工程的开展提供有力依据，确保能够在规定期限内顺利完工。同时，设计阶段较为关键，应明确安全隐患及障碍，提前进行处理，促使电力工程的开展更加有序。图2为电力系统规划完成后的空间结构示意图。