电力系统的规划与设计中的关键技术

师延辉 贾婧

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引言

电力对于人们的生活是不可或缺的，并且在我国经济社会的发展中发挥着关键的作用。科学合理的规划设计可以促进电气系统的高效运行，并且从根本上促进电气系统的有效发展，不断为相关领域提供良好的电气服务。因此，做好电源规划和设计尤为重要。

1 电力系统规划与设计基本原则

尽管电力系统设计中已经明确了电力规划设计的重要性，要真正发挥出重要的电力规划设计的价值，必然要遵循安全性、周期性、经济性原则[1]。第一，安全性。在安全性原则基础上开展电力规划设计，务必保证规划的可行性。因为电力建设和社会发展、经济发展有非常密切的联系，保证电力系统运行的安全性是非常必要的条件，若无法保证安全性，极有可能会在后期工作中出现一些质量隐患。所以，电力规划设计过程中必须注重安全性，通过多样化技术工艺排除电力系统中的安全隐患。第二，周期性。电力系统建设工期较长，一般会历经设计、审核、施工等诸多流程，遵循周期性原则，可以规避定位、方向失误导致的问题，以免投入额外资金导致资源浪费。因此，电力规划设计应该立足于各个方面进行考虑与分析，加强细节部分的设计，遵循周期性原则，在预计时间内完成所有设计工作。第三，经济性。电力系统建设的成本是关键，直接关系到所有建设任务的有序进行。所以，电力规划设计应该注重成本管理，须在保证电力系统安全性、质量基础上减少成本支出。

2 电力系统规划与设计中的关键技术

2.1 做好电力规划和设计准备工作

在进行规划和设计之前，相关单位必须做好工作前的必要准备工作，对收集的数据进行严格的分析和统计，并了解其潜在的一些情况及其特征。收集有关电网的所有可用信息，和一些辅助性参数信息，并将其输入数据库中。在收集过程中，不仅应收集一些历史数据，而且还应收集最新的电力计划报告，通过相关软件，以比较和分析电网的发展趋势。将现在收集的数据与过去收集的数据进行集成对比，以创建全面的核心网络数据。电源计划的状态也是电气系统的整体计划和设计中考虑的一个环节。为此，相关人员来计划和执行有关周围电网的统计时，并且应该尽可能完整地分析，通过有利于电力系统框架发展建设，并反映设计科学依据的功率输出。

2.2 加强电力系统勘察设计技术应用

2.2.1 引入现代化勘察设备和技术。随着科学技术的飞速发展，电力系统勘察设备和技术不断更新换代，相关行政管理部门在制定行业勘察规范时，应提出明确的勘察准确性要求，适当提高勘察行业的准入门槛，进而促进勘察单位增加设备和技术投入，引进先进的勘察设备和先进技术与行业和国际水平接轨[2]。勘察单位应意识到设备和技术的重要性，增加资金投入，积极使用新型设备和技术，为勘察工作的顺利开展提供更大的便利。要想提高电力系统勘察工作的最终效果，就须对获取的信息数据进行综合分析。所以要不断更新技术，提高勘察设计的分析水平。地质勘察工作涉及的数据信息比较多，应对电力系统建设现场的地质和水文情况进行详细分析，并检验工程地基结构和施工技术方案是否科学合理，从而提高电力系统的整体质量。

2.2.2 应用多样化的勘察技术。波速测试和标准贯入试验等技术在电力系统勘察工作中的应用可显著提高勘察工作的质量和效率，还能最大程度确保勘察工作的可靠性和真实性。传统勘察手段无法获得地质参数的准确信息，在新时期综合应用实地勘察技术和实验检测技术可帮助获得准确性较高的参数，获得岩层的性质、破坏模式及变形特征等各项参数[3]。为进一步提高电力系统岩层性能数据分析的精确性，行业内通常会使用多道瞬态面波勘察技术，通过实践检验可获得较理想的勘察效果。在电力系统岩土勘测中，行业通常采用回归分析技术来获取岩层的承载力特征，并使用克里格法的统计原理来对数据信息进行整理和分析，经过专业软件处理后就可为工程提供更加科学准确的数据信息。

2.3 重视和科学选择电压等级

电压是电力系统正常安全运转的重要因素，需要以电路需求地的地形特点与用电需求为基础，对电力系统中的电压等级进行合理规划，以此提高电力系统的工作质量，提高电力设备的安全性与可靠性[4]。当电压等级过低时，无法负荷变电站的电力需求，反之，若电压等级较高，变电站线路的电力资源输送能力就会越强，容易导致资源浪费，增加电力运行成本。因此，需要科学地进行电压等级的选择，才能降低电压对电网安全的负面影响。当输电网的电压等级为500kV和200kV时，根据实际需要，配电网可选择110kV、10kV、0.4kV。

2.4 科学预估电网负荷

近年来电力规划设计面临一些新的要求，也在原本设计内容基础上，增加了用电负荷分析、预测拟建等项目，根据所在地区实际用电负荷，采集数据之后分析，制定长期规划。电网负荷预测的实施，需要结合当地的实际情况，预测对象包括负荷数值和负荷特性等[5]。电力规划设计比较常用的预测方法有经济模型预测、回归分析、时间序列等诸多方法，落实电网负荷分析期间，须要对其他有关项目进行考察，了解电力项目设计的独特性，处于建设状态的项目要结合规划项目要求进行全方位分析。除此之外，电力负荷预测工作的实施，对于输发电、配电建设、制定建设计划等而言是必要前提，实际上开展负荷预测时，电力负荷也可以从侧面体现出社会经济发展水平。因此，在负荷预测过程中务必要以经济发展现状为前提，展开全面调查，有利于提高负荷预测结果有效性。

2.5 采用精准计算方法

电力规划设计涉及大量数据的计算，计算结果也会影响到电力系统接入方案成效，因此，计算也被视为电力系统的关键流程。比较常见的计算方法为潮流计算，电力规划设计期间，采用潮流计算方法，在电网设备元器件检测上具有非常显著的优势，能保证精准性，还与现代化行业改革中电网运行需求相符。运用潮流计算，设计人员可快速确定电网电压、功率分布情况。电力系统设计中涉及一些单项工程，对于这一类项目的设计，设计人员往往会优先采用电压稳定、频率稳定性、系统暂态等计算方法，其中电流稳定计算便是在潮流计算基础上展开[6]。所以，电力规划设计，不仅要采用科学的计算方法，还要全面判断接入系统方案内容的完整性、实际运行质量，保证接入方案和电网运行要求一致，这也可以帮助设计人员在了解实际情况之后调整设计方案。最后，计算短路电流时，电力系统可能面临诸多影响因素，增加短路的发生率，短路电流计算能够准确获得电力系统短路电流的数据，有助于选择切实可行的处理方法。

2.6 电源电力规划

在完整的电源规划和设计中，电源规划在项目建设中非常重要。如果要确定电力项目，则需要对电力供应方面进行全面的必要的分析，并且还需合理地规划周围的电网。电力系统中主要分为两部分，一部分是本地电源，本地电源指的是一些中小型水力发电厂的发电机组。另一部分是电源组件，需要所有大型发电厂在整个网络中均匀分布，但是，由于外界环境的不同，每个电源的输出状态存在一些差异，因此在规划过程中，需要使用新建电源单元的组合，这需要相关的设计人员对电源进行全面的分析，以确保下一步工作的顺利进行。

2.7 新能源接入

随着对新能源的开采以及科技的进步，新能源越来越多的应用在电力方面。同时，新能源对电网的规划产生了巨大的影响。其主要表现在电能质量、电网调度和输电方式等方面。电能质量主要体现在新能源发电装置的应用，在电网实际运行中，谐波与直流分量一直存在于电力网络，如果在新能源接入电力系统的过程中，没有及时的控制谐波与直流分量的影响，将会给电网电压造成一定的冲击[7]。电能质量得不到保障，电力系统继电保护装置发挥不了应有的职能，电力系统运行安全性可靠性大幅降低。新能源在发电过程中，因外界环境等因素，随机性较强，致使电网调度具有一定的复杂性。在输电方面主要体现在新能源与传统能源相比，在进行电网规划时，需关注远距离输电和超远距离输电的技术和安全性，且对设备要求更好，程序更复杂。针对以上影响，在电力系统规划设计阶段，我们需对新能源产业进行拓展和延伸，如开拓新设备、自动控制技术、人工智能等方面的创新，也要对清洁能源的结构比重进行充分提升，通过先进输电技术稳定性的控制，进一步对变电环节、通电环节等各个环节的各项细节进行优化，以此突破新能源产业发展的瓶颈。

2.8 注重电力电量平衡分析

电力电量平衡分析是电力规划设计非常重要的内容之一，保证电力电量平衡分析质量与效果，可以对电力系统设计起到良好的制约效果。经过计算可以获得电力负荷预测的结果，计算所在地区电力电量平衡数据，得出结果之后制定电力系统施工进度、建设规模、布局等的控制方案，有利于加强控制有效性[8]。平衡分析方法中，比较常用的方法有系统分析法、常规分析法。在电力行业转型升级深入进行的当下，平衡分析方法也越来越优化，最终得到分析结果精准性更高。在电力规划设计中采用电力电量平衡分析的方法，可在电源规划分析之后，对电力电量盈亏做出准确判断，优化电力系统设计效果，提高电力规划设计水平，消除电力系统内部潜在影响因素。

3 结束语

电力系统规划对现代电力系统技术发挥着重要作用，也是电力系统设计的关键部分，对电力建设的各个环节及电力系统的平稳运行发挥着重要的意义和价值。因此，为保障电力系统设计的稳步发展，以现代信息发展技术为核心目标，保障电力设备的安全运行，适应更加方便快捷的电力能源规划，保障电力工作的全面性发展，满足国家和居民的全面需要，必须不断完善电力基础设施建设，优化电力发展内容和整体规划设计，确保电力系统设计环节的有效性。