浅析电力规划设计在电力工程设计中的主要环节

2015-11-04田耕

建材与装饰 2015年39期

关键词：规划设计电力工程电网

田　耕

（清远电力规划设计院有限公司　广东　清远　511517）

浅析电力规划设计在电力工程设计中的主要环节

田耕

（清远电力规划设计院有限公司广东清远511517）

对于任何国家而言，电能都是经济领域比较重要的能源，关系到人们的日常生产生活，对于社会的发展与进步有着关键的作用和影响。根据目前我国电力工程建设状况而言，电力规划设计是电力工程准备阶段的核心环节，因此必须进行合理规划，促进电力系统安全、高效的运行，为人们提供更优质的用电服务。对此，本文将详细探讨电力规划设计在电力工程设计中的主要环节。

电力规划设计；电力工程设计；主要环节

引言

自改革开放以来，我国社会经济得到了快速的发展，工业化、城镇化进程不断加快。电能能够为社会发展和人们的日常生产生活提供保障，其安全运行是国民经济发展的必然条件，因此做好相应的电力规划设计意义重大。

1　电力系统规划设计原则

电力系统的构成及运行要求如图1所示。为了保证电能输送和调配能够达到理想效果，电力系统规划设计必须遵循以下原则：

（1）周期性原则，电力系统规划设计应该在规定的周期内完成，对于大型电力系统，必须制定全面、完善的规划方案，确保在规定的期限内完成，避免影响用户的正常使用。

（2）安全性原则，安全性是电力系统规划设计的首要条件，在具体的规划设计环节，应该杜绝安全隐患，必要时配备长期性系统检测功能。

（3）成本原则，电力系统规划设计师为了实现系统功能，应该衡量系统设计成本，寻找系统功能效应与投入成本的平衡点，节约成本。

图1　电力系统的构成及运行要求

2　电力工程中所涉及系统规划设计的主要内容

2.1电力负荷的预测和分析

在电力工程正式施工前，施工单位应该全面勘查施工现场，掌握电力负荷情况，取得准确的参考数据，保证电力规划设计的顺利开展。在电力工程设计过程中，设计人员应该预测近几年电力负荷的发展情况，根据我国经济情况进行分析，而且还应该切合我国发展规划，确定最大负荷。另外，为了保证电力工程规划的合理性，设计人员应该对以往的电力工程电力负荷情况进行详细研究，着重分析影响电网运行的因素，并且在电力工程设计阶段，做出修改设计，避免产生质量问题。目前，可以采取的电力负荷预测方法非常多，例如：专家系统法、模糊理论法等，都是现代电力工程中比较常见的预测法。这样一来，设计人员们就可以通过采用不同的预测分析方法来对一些变电站、大容量的电机组进行电力负荷预测。

某工业区电力负荷预测案例分析：规划中的园区是个人口、商业、工业的密集地区，也是电力负荷的密集地区。二、三区规划总面积53km2，人口50万人，远期需用电力1.479MVA，分年度电力负荷预测如表1。

表1　电力负荷预测（单位：MVA）

2.2电源的电力规划情况

在电力工程规划设计过程中，对电源电力规划设计是最为关键的工作环节，对于需要建设电力工程的场地周边，设计者需要对电源规划进行设计与统计，了解电源的出力情况，有利于电力工程更好的建设。在对电力电源进行规划设计的过程中，其可分为两种：①统调电源，也就是对电网系统隶属的各种发电厂进行统一调度；②地方电源，也就是对各种小型水电站及企业准备的发电机组进行调度。由于每一组电源在不同的时期电力出力情况不同，并且新的发电机组在规划阶段会随着时间的增加而投入大量的资金，因此必须对电源的出力情况进行分析，便于下一步的操作。

某中心村建设规划实例分析：①变电所，规划保留原110kV的电管所，供应全岛北部东部电力，改造中心村现有供电线路。②电网规划，规划主干线采用10kV的供电电压等级系统，供电线路采用环状与枝状相结合的供电网络，供电主干线采用环状，并设环网开关，供电支线采用枝状布置。根据用电负荷及供电区域设置配电区。③架设方式，规划期内10kV系统仍然采用架空方式，380/220V系统采用架空与地下相结合的方式。远期视经济条件许可采用地下电缆。

2.3电力电量的平衡

所有的建筑工程项目，包括电力工程，都或多或少的有自身约束条件，在实际电力规划设计中，经常会受到多种条件因素的限制，电力电量平衡能够起到关键的约束作用。通常情况下，设计人员都会对电力负荷以及电源出力情况进行预测分析，然后对区域电量电离平衡进行详细计算，最后通过计算结果确定最终工程规模，同时对整个空间进行合理的布局规划。另外，在这一过程中，设计人员一般是根据电力负荷预测的结果，对每一个水平系统最大的负荷进行设置，并且，电力设计人员还要将电力电量的盈亏准确计算出来。

2.4系统接入的方案

为了保证电力工程能够发挥作用，将其接入电网系统，应该综合考量电力系统中工程的实际状况以及网络特点，并且结合当地电网的实际发展情况对电网进行系统性规划设计。另外，电力工程建设还应该考虑政府部门的审批意见，综合考量电力系统，最终确定接入方案。在确定方案时，还应该对接入方案的合理性进行考量，确保实际的接入方案投入最少，并且能够获得最大的经济效益和社会效益。

2.5项目接入方案的比较

对于项目接入方案的比较，应该建立在各种电气类型计算结果的基础上，从实施性、安全性、发展适应性以及经济性等多个方面进行详细分析，总结各个方案的设计和运行情况，选出最优秀的方案。总而言之，电力网络的基础数据在电力设计中占据着重要的位置，因为所有的电气计算都是电网数据的基础之上开展的。电力系统正在向“大”的方向发展，比如大机组、高压电以及远距离电力传输等，因此电力规划设计将扮演着越来越重要的角色。

2.6电网设计考虑到的因素

电网规划设计应该考虑到的因素有：①设备制造情况；②投资的条件；③环境条件；④环境保护的要求；⑤其他在政治上和国民经济发展方面存在的不确定的因素。

2.7电气计算

电气计算主要包括潮流计算、稳定计算、短路流计算和无功补偿计算。潮流计算是对电力网中电压分布和功率的计算。潮流计算可以计算中电网各网络原件电力损耗、电网各节点电压和电力潮流的分布情况，可以分析各接入系统方案的经济性、合理性和可靠性。稳定计算是对电力工程的各故障情况进行模拟计算分析，确定电力工程系统稳定水平和稳定问题，稳定计算是以潮流计算为基础的，可以校验电力工程系统各个接入系统方案运营是否满足稳定性的要求。短路电流计算是验证故障短路在给定的网架中电气元件产生的不正常的电流值。短路电流计算可以校验电气设备，在发生故障的时候切断短路电流，减少短路带来的损失。无功补偿计算可以减少由于传输无功功率的各网络元件造成的电能损耗。

3　电力系统规划设计工作的经验总结

3.1电力规划设计的准备阶段

准备工作是开展规划设计之前所必须的，准备充分才能事半功倍。准备工作的内容包括：对拟建区域附近电力系统的现状进行调查和分析，并了解大范围内的基本状况以及特点，对所收集到的资料进行严格的分析统计。收集现有的电网系统资料，录入数据库，为电力规划设计做好准备。与此同时，不仅要收集过往的数据，还要收集最新的电力主网的规划报告，掌握附近区域电网的发展走向以及与过往电网的不同之处，将这些数据资料也录入数据库，形成完善的网架基础数据。

3.2如何开展工作

准备工作做好后，就是工作的开展，如何高效的开展工作，不走弯路，直达目标是一个值得讨论的问题。首先，设计者需要时刻关注电力系统最近的变化情况，了解第一手数据资料，不仅要收集更要研究其他地区的电力负荷情况以及特点，更要把大网内各种变电站、电网和电力线路的不同地理分布情况和资料数据掌握在手，为系统设计做好充足的准备。对于新的工程项目，要实时跟进工作进度，掌握当地的电力负荷情况，对周边地区的电力系统资料进行及时更新。而后，需要配合工程项目的设计工作，对各种类型的电气进行周密计算，保证工程设计的顺利进行。