电力工程设计中电力规划设计的应用研究

2020-03-08刘德涛

工程建设与设计 2020年10期

刘德涛

（国网山东省电力公司聊城供电公司，山东聊城252005）

1 引言

众所周知，电力与人们的日常生活与生产活动息息相关，所以对于电力企业而言提高电力工程设计水平至关重要。而电力规划设计作为电力工程设计的基础和关键，不仅影响着电力工程的整体设计质量，更在很大程度上决定着电力系统的运行效益，故必须予以高度重视，并立足实际加以合理运用。

2 电力规划设计的意义

电力工程设计中的电力规划设计作为电力工程建设的首要环节，有着举足轻重的地位。这是因为通过电力规划设计，可结合区域的经济现状和用电情况在整体上分析用电需求、合理预测电力负荷，然后基于详细的经济指标和检测电力设备运行状态相关分析对电力工程做出合理的规划，以此满足区域用电需求，保证电力系统的正常运行，同时达到节约投资的目的[1]。由此可见，电力规划设计的作用在于为电力建设提供真实可靠的数据支持，有利于提升电力工程设计水平，从而优化资源配置，适应发展要求，增加经济与社会效益，最终促进电力企业实现可持续发展。

3 电力规划设计的应用原则

虽然在电力工程设计中应用电力规划设计是必要的、重要的，但要想充分发挥其效用，必须遵循一定的原则，以免适得其反。首先是安全性，这是电力规划设计首先需要考虑的问题，也是合理规划的前提条件。电力建设事关国计民生，安全运行是关键，如果安全性得不到保证后期工作则无从谈起。这就要求人们谨遵这一原则，借助技术手段努力将安全隐患降至最低。然后是周期性，电力工程建设不是一蹴而就的，通常涉及设计、审核、施工三大环节，所以周期相对较长，若定位有误、方向不对，势必会花费额外的时间和财力补救，所以电力规划必须要顾全大局，全面分析、综合考虑、注重细节设计，保证在规定的时间内完成任务。最后是经济性，任何工程建设都需要考虑成本，电力工程也是如此，因此，既要保证规划设计切实可行、技术先进，确保电力能源利用高效而充分，又要兼顾成本投入，以期在工程建设安全、优质的基础上最大限度地节约成本，获得最大效益。

4 电力工程设计中电力规划设计的应用要点

4.1 电力负荷及其分布预测

电力负荷预测是电力规划设计中的关键，目的是尽可能准确地评估区域未来负荷及其分布情况，所以在预测区域电力负荷情况时需以大量的基础数据为基础和依据，一般既要有相关的历史数据，也要有关于城市未来发展规划的数据，总的原则是立足区域用地规划，结合空间负荷分布展开预测，至于预测方法则有多种选择，如时间序列法等传统手段，专家系统、模糊理论等现代方法，在实践中往往需要综合使用多种方法提高电力负荷预测的质量，尤其是那些重大的电力工程[2]。预测内容需要涵盖分区负荷预测、负荷特性预测、负荷数值预测等，除了从实际情况出发外，还应该留意是否存在与该工程类似的工程项目，以免出现重复或遗漏。只有电力负荷预测合理，才能为其他环节提供科学有效的参考。

4.2 电源规划与网架方案

在电力规划设计中，电源规划被视为核心环节，由此可见，电源规划工作不可小觑。这就需要人们对电源的运行情况加以全面、详细的分析，以便获得科学合理的电源规划，促进电力工程建设有序开展。在具体实施时应重点考虑2 个因素：（1）统筹电源，主要是指由大型发电厂统一调度电网；（2）地方电源，指的是中小型发电站或企业中的发电机组，两者除了规模大小不同外，在不同时期的作用也有所差异，所以应该根据预测的负荷需求，在保证安全可靠的基础上寻求最佳电源方案。而网架方案设计也是不容忽视的，简化后的电网可分为多种结构且各有优劣，如多回路系统，可在多种故障情况下保证系统稳定运行；反射型结构不易出现大面积停电故障等，建议基于负荷预测和电源规划选择经济合理的网架结构。

4.3 电力计算与供需平衡分析

对于电力计算，可细分为手算与软件计算。其中手算也称估算，大多是依赖丰富的经验和对各种电力系统公式的熟练掌握进行计算，如不同情况下正序、零序的折算，大致计算短路阻抗等，再者就是对不同的方案进行大体的判断和简单的计算，如供电能力、静态稳定极限等都可以大致手算，这些均可用于电网问题的诊断分析。但电气软件计算就相对复杂得多，如最基本的潮流计算，通过机选电压、功率等参数校核薄弱环节是否存在线路过载等问题，为后续的稳定计算提供一定的依据[3]；短路计算是指特定的供电网中因短路故障引发的电流异常，此类计算可为人们如何选择电气设备提供参考，进而减少故障风险及其损失。若短路电流过大则要更换电气设备采取限流措施；计算无功补偿的目的在于减少无功率传输引发的电能损耗，对此应根据无功平衡选择使无功补偿的分组容量，并校核投切低压电容器下电压的波动情况，进而为无功平衡的分析和调相调压的计算奠定基础；稳定计算需要计算的内容较多，如暂态、静态稳定极限，故障情况下单瞬、三永等稳定水平，若存在稳定问题还要进一步分析切负荷方案以及稳控策略等，以期尽可能地消除故障隐患，切实提高电力系统的设计质量。

所谓的供需平衡就是电力电量之间的平衡分析，通过模拟电力系统的运行情况，分析不同类型的电站运行电力系统下是否具有优化的空间，以及分系统之间是否能够实现功率的合理转化，从而更好地控制电力工程建设规模、进度和质量。简单来说，需要结合电力负荷预测和电源出力分析对区域电力电量平衡进行计算，并根据结果确定工程规模和布局，当下应用较多的分析方法有常规分析与系统分析，且在不断升级优化中，应该积极引入先进手段提高分析结果的准确性与精准度，更好地判断电力电量盈亏的实例情况，还有助于促进电源规划的合理分析，提高电力工程建设成效。

4.4 注意不同方案之间的比选

为进一步提高电力规划设计在电力工程设计中的应用效果，需要切实做好资料收集工作，全面考虑影响因素，不断细化规划内容，以免因疏漏或准备不足降低实效。值得一提的是，需要对设计方案进行比选，如电力系统接入方案，可基于电气计算结果从安全性、可行性、经济性、可靠性、发展适应性等进行比较和评价，以此选出最优方案。