电力工程设计中电力系统规划设计的运用分析

郑志营

摘  要：合理的电力系统规划设计对于城市电力系统建设和稳定运营具有重要意义。电力负荷分配、电力网络构建于电力企业而言都要在规划设计方面进行深入研究，确保智能化电网的可靠建设，为社会各行业的发展提供动力。随着大数据、人工智能等技术的发展，电力系统规划设计融合了更多的智能化算法，通过搭建数学模型加速计算，获得了质量更好的规划设计方案。

关键词：电力工程;规划设计;自动化

前言

电力设施的运营不但与我国经济发展之间存在十分紧密的联系，还是诸多工程建设工作开展的核心内容。在整个电力工程中，对电力系统开展规划设计工作主要是以区域经济发展实际规模以及特定区域用电情况的电力负荷为依据，对区域用电情况进行全面分析，在了解用电情况的基础上，对区域用电进行合理评估，进而对区域经济业绩进行详细分析，并对电力设备运行情况进行合理检测，以此实现电力工作的合理规划，为减少电力企业投资成本提供有力依据。

1. 电力系统规划组成

电力系统规划可分为扩展规划和运行规划两类，规划工作的有序开展需要借助最优化求解、预测等技术方法来实现。在扩展规划过程中，要针对负荷等发展情况开展规划，而相关数据结果则要依靠预测，在掌握负荷发展趋势的基础上，对输配电系统、发电机组相关项目进行更精准地规划和建设。扩展规划主要分为两个阶段，即发电规划和电网规划。在发电规划方面，要从发电厂的扩建方面入手，在目标厂址做好发电厂容量、使用年限、设备选型、发电类型等各项内容的确定工作。在明确发电规划的情况下，开展电网规划，针对性地开展线路回路、电压等级、输电方式、线路起止点等各项内容的规划。扩展规划可以采用单一目标优化策略，如线性规划方法，在确保负荷增长需求得到满足的情况下，对环境、技术、系统可靠性、能源等方面进行约束，基于控制系统投资及运行成本方式开展线性规划。多目标规划相对复杂，但在众多算法技术的支持下，能够更精确地做好预测、规划，实际操作中，可以借助仿真模拟等方式对规划结构进行评估验证。一般而言，发电规划工作具有18～19年的规划周期，电网规划则多为5～14年的规划周期，在规划的同时，要通过财政分析法对規划方案进行可行性分析。要确保规划方案符合电力系统未来发展需求，利用各种算法做好负荷未来增长、能源资源需求、投资可能性等预测工作。

2. 电力系统规划的设计原则

2.1 周期性原则

相较其他工程设计，电力工程设计具有较高的复杂性，为了保证电力工程的电力运输以及调配功能的良好，相关设计者在对电力系统进行规划设计时，首先要循序周期性原则，以此提高电网供电的可靠性与安全性。在实际的电力系统规划设计期间，设计者应从电力工程整体的角度出发制定合理科学的设计周期，还应严格按照相应的施工计划完成对电力系统的规划设计。

2.2 安全性原则

在对电力系统进行规划设计期间，设计者应重视安全性原则在整个规划设计期间的落实。一旦电力系统不具备较高的安全性，会使电力系统的规划与设计工作成为表面形式。因此在对电力系统进行规划设计时，相关设计者应避免整个电力系统存在安全隐患等问题，以此有效预防电力系统出现大面积电流电压不稳定的情况。同时，为了提高电力供应的安全性与稳定性，设计者还应重视对预警以及系统检测功能等方面的设计。

2.3 经济性原则

在对电力系统进行规划设计期间，设计者需要在保证电力系统能够稳定运行的基础上，最大程度上节约电力工程的施工成本，以此为相关建设企业提供更大的利益空间。为了满足电力系统规划设计经济性原则，相关工作人员在对电力系统进行设计期间，首先要确保电力系统正常运行时的功能需求能够得到满足，其次在此基础上，尽量减少不必要的施工浪费情况，有效控制施工成本，提高企业经济效益，进一步为推动电力工程企业的长期稳定发展提供有力的依据。

3. 电力系统规划设计的应用要点

3.1在电源规划设计方面的应用

电力系统设计工作涉及的内容非常多，在实际开展这项工作期间，如果想要保证规划设计工作顺利开展，就要量电源规划设计作为重点内容，甚至也要对区域四周的电源分布状况、电力运行状况进行全面研究。在此期间，需要做好以下几项工作，达到提升电力系统规划设计有效性的目的。（1）细致调查并全面分析施工区域的电源状况，主要就是考虑到这一区域的电源系统，扮演着为各类电站、事业单位、企业提供私用发电机的角色。（2）全面掌握区域内部整体电源状况，之后还要对区域电网规划中各种类型的发电机，进行系统的规划和管控。在此期间，主要就是结合具体的运行状态，及时找到其中存在的各项问题，并要第一时间提出与之相对应的故障消除策略，进而全面保障电力系统规划设计工作顺利开展。（3）对电力系统各个环节的电源运行状况进行详细规划，从而保证整体电力系统能够发挥自身作用，为人们生产生活提供安全稳定的电力资源。

3.2在电力负荷设计方面的应用

在正式开展电力系统规划设计工作之前，不能忽视的一项工作，就是对电力工程施工区域的电力负荷状况进行分析和研究，进而将电力负荷预测和特性分析工作落实到实处。在开展电力负荷预测工作期间，非常关键的一项工作就是要对区域10年之内的电力系统，进行短期的电力负荷预测工作，但是需要格外注意做好历年经济数据调查工作。在此基础上，电力系统规划设计人员，要对所在当地的具体经济发展状况进行调查和分析，这样不仅能够提升提升中短期电力负荷预测精准性，也能全面满足具体用电要求。通常状况下，都是以应用多种预测方式为主，特别是在对运输量较大的电力线路、容量较大的发电机组等一些非常重要电力工程的电力负荷进行预测期间，从多个不同的角度开展工作。通过做好这些工作的方式，不仅能够体现出具体问题具体分析的特征，也能降低多项因素的影响，从而保证预测工作顺利开展。

3.3在平衡电力电量方面的应用

考虑到平衡电力电量对电力系统规划设计工作具有一定的约束，就要在完成电源规划和电力负荷预测这两项工作之后，设计单位做好平衡电力电量的工作，将电力平衡得到有效落实。在实际开展平衡点力电量这项工作期间，就要在精准预测该项目电力负荷的基础上，进一步确定每一年电力系统电力负荷承受的最大值。还要全面结合电源输出状况进行细致分析。之后，再确定具体的电力电量。在此项工作接入到最后阶段之后，还要紧紧依据具体的电力电量，选择出能够与电力系统相适应的电力设备。

3.4无功补偿设计

整个电力体系中，大部分功率都属于无功功率，因此，线路压力的增加，会导致电网的电压变得不稳定。所以，选择合适的无功补偿装置，对于电力系统的节能降耗来说不可或缺。

对于无功补偿设备的选择，应注意以下三点：第一，应全面考虑电压负荷、容量等在内的电力系统参数，再对无功补偿设备进行选择使用。第二，使用过程中需要全面了解补偿线路的负荷情况，根据电网的运行状态，从静态补偿装置和动态补偿装置中选择，从而达到节能效果。第三，投切方式的选择应采取使用广泛且稳定性、准确度和灵活度较高的投切模式。此外，遵循就近原则，尽可能地缩短电路的总长，以避免功率传输过程中的无意义浪费。

3.5滤波器设计

科学技术迅猛发展，电力自动化系统中的精密仪器日益增多。在复杂多变的电力系统网络中，谐波电流量不断增多，大量的谐波对电网仪器造成一定程度的负面影响，引起电压的不稳定波动，进而消耗大量电能。所以，滤波器的采用在现代电力系统中扮演着至关重要的角色。挑选滤波器时，尽可能选择有源滤波器，尽管有源滤波器的造价较高，然而，相较于无源滤波器，可以高效清除滤波，加之工作速度偏快，节能性能良好，可以在一定程度上预防电力系统中谐波带来的危害和损耗。

结语

在进行电力系统规划设计时，要充分考虑设计周期，遵循周期性原则、成本合理性原则、安全性原则，从电源、负荷、电量、电网等方面入手，进行合理规划，通过潮流、无功补偿、短路电流、稳定性等计算进行设备选型，做好设计合理性评估，以获得更优质的规划设计方案。

参考文献

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