浅谈我国电力系统的规划及新技术的应用

刘 宇

沈阳供电公司客服中心，辽宁沈阳 110003

1 电力系统规划的意义

电力规划是一项非常复杂的系统工程，其具有不确定因素多、规模大、涉及部门和专业领域广的特点。电力规划工作不仅需电力系统规划是电力系统建设的一项必不可少的前期工作。其目的是根据对某一区域在某一时期内负荷预测的结果，在满足一定的可靠性水平的条件下，寻求一个最好的电力发展方案，科学合理的电力系统规划是电力系统安全、可靠、经济运行的前提。因此，做好电力系统规划工作具有迫切的现实意义。

2 我国电力系统规划现状

随着我国电力工业迅速发展，装机容量和送电线路都有了惊人的增长。发电装机容量自1987年超过100GW，1995年超过200GW，2000年将超300GW，2020年将760GW～800GW；年发电量1995年已居世界第二；500kV网架已初具规模，更高电压等级的送电方式已在研讨；发电机单机容量由300mW、600mW向800mW、1000mW方向发展；大区间联网正在酝酿；三峡电站已经开工建设，我国的电力工业已进入大机组、高电压的发展时期。传统的常规规划方法有些已不能适应，系统的发展给电力规划、设计、运行、制造提出了许多新要求。

3 我国电力系统规划存在的问题

3.1 规划视角比较狭窄

电力是一个与经济和社会发展关联度极强的产业。目前我国对电力行业的规划没有能全面综合的考虑与环境保护、人力资源管理、土地资源、资金筹措、等的密切联系。电厂的运行产生的废气、废水、灰渣对环境的污染比较严重。输电线路对土地的占用量过大，电力系统的运行生产一定数量的电磁波、谐波等，对家用电器或电子产品的干扰影响人们正常的生活。另外，电力的建设和运行需要大量的资金、设备和一次能源供应、人力资源等，需要与整个社会协调发展。因此，我国电力规划应充分考虑资源多样化运用，降低供应与价格风险，推动特定地区的经济发展，保障国家安全，减少煤矿伤亡事故，节约用水及降低水污染控制成本。

3.2 电网建设滞后

有线路由于规划工作不细致、不到位，线路新建投运不到一年就出现超负荷情况；有的输电线路建成后的长期负荷率低于10%；有的地方由于输电线路滞后，电站建设无施工电源，工程进展速度慢，增加了建设成本和施工难度；有的地方产生了“四无水电站”项目，导致工程建设质量无法保证，同时也埋下了重大的安全隐患。另外，电网与电源发展不协调的矛盾，电网输电能力不强，西部、北部的电力难以输送到负荷密集的中、东部地区，加剧了煤炭供应和交通运输紧张局面，降低了能源配置效率。同时，互联电网输电能力严重不足，大电网的优越性得不到发挥；区域电网之间水火互济和跨流域补偿能力明显不足；三是现有电网难以满足远距离、大容量输电的需要。

3.3 缺乏全局利益

有些地方为了招商引资和维护地方利益，减小电站规划容量，水电开发力度不够，特别是调节性能好的水电站比例小，小机组比例过大，核电、优质能源发电和新能源发电比例太小，电网峰谷差增大，调峰能力不足，削弱了电网自身进行电量平衡的能力，加剧地方电网的峰枯矛盾。我国现行的电力部门规划过程并没有完全将需求侧的能效方案认定为增加供应的替代方案。尽管一些需求侧的方案已经获得投资并得以实施，但是对这些方案的重视程度却不及供应侧方案。

4 如何更好地对电力系统进行规划

4.1 规划要点

综合资源规划是以最低或最合理的成本运用可靠的方式确定一组资源的配置。在制定扩容规划时，要考虑传统的供应侧资源和可再生能源，社会总资源，供应侧、需求侧的利益及应满足的可靠性约束及财政上的完整性、投资额度和装机容量。当在电力规划中考虑需求侧资源时，规划的内容将发生改变。满足用电需求侧成本最小作为目标函数；对需求侧资源按照不同的目标负荷形式分别进行约束。综合资源规划包括计量经济方法战略负荷预测，资源的评估，电价分析和财务分析。具体做法是将各类需求侧管理措施的影响视为出力，利用原有的规划手段综合考虑供需双方的资源选择。

4.2 资源组合方法

4.2.1 同时法

同时法是将需求侧与供应侧措施进行直接比较来估算系统成本，评价其可靠性和运行能力。它能对需求侧管理进行动态，可以直接估算需求侧管理的规模和时间特性完全可以满足计算要求和分析速度。但该法要求需求侧详细的信息以及复杂的用电估算模型比较费时，且成本较高。

4.2.2 DSM消去法

该法应用简单，当需求侧管理规模不大时，系统运行基本不会出现问题。DSM消去法是根据边际成本选择需求侧管理措施，再消去所有的具有成本有效性的需求侧管理措施，进而对供应侧资源进行优化组合，达到满足剩余负荷需求。但利用该方法在需求侧管理措施在新资源所占比重过大时可能会导致系统产生可靠性和运行能力问题；它忽略了电价对用电需求的影响。

5 电力系统中新技术的应用

近年来，现代控制理论、系统工程、新材料的开发、电力系统的分析方法、运筹学及其计算机技术、分析试验手段等都有了新的发展，特别是计算机的广泛应用，使电力规划在原有的基础上取得了新的突破。

5.1 灵活交流输电系统技术(FACTS)

应用电力电子学的最新成就和现代控制技术的FACTS，通过对交流输电功率的灵活控制，大幅度提高现有高压输电线路的输送能力与系统稳定水平。

5.2 串联补偿技术及电力系统频谱分析

为了保持远距离输电系统稳定运行，将广泛采用串联电容补偿技术，以提高系统暂态稳定。串联电容器的投入，构成了LC串联回路，当串联电容补偿度增加到一定程度，系统某一点发生扰动时可能会和发电机、变压器、送电线路的电容发生串联谐振，其频率通常在次同步频带上，如谐振频率和发电机机械系统质量弹性体的扭转振荡频率互补，相互激励，将会造成机组的损坏。

由于非线性负荷的不断增加及电力电子技术的利用，电力系统的不对称和谐波日趋严重，串联、并联谐振和系统不对称对电力设备与用户的影响已不可忽视。电力系统稳态运行和发生扰动时系统频率不变的传统假设已不适应，因此有必要开拓频谱分析的研究，以丰富电力系统规划设计思维。

5.3 大区互联

大电网之间的互联具有显著的技术经济效益，能充分利用能源和减少装机容量，并提高电力系统运行和供电的安全可靠性、经济性，改善电能质量。