电力工程设计中的电力系统规划设计现状及应用解析
（北京吉北电力工程咨询有限公司，北京 102488）
摘 要：伴随电力系统发展，其规模与复杂性更甚以往，对前期电力系统规划设计也有更高要求，这不仅关系电力系统运行可靠性，更决定其建设及运行阶段的安全效益。针对电力系统规划设计问题，本文首先就其现状予以分析，并明确了电力系统规划设计的内容及其相应应用要求，以作借鉴。
关键词：电力工程设计；电力系统；规划设计；现状；应用在社会生产中，电能作为基础能源，要想实现可靠、安全的电能传输，需要从规划设计阶段，便充分落实电力工程设计要求，在提高其技术标准的同时，还需从负荷预测、电气计算、电源规划等方面，逐步完善系统规划设计内涵，使其更好的契合经济发展需求，下面将就此加以详述。
一、电力系统规划设计现状
在不断增长的电力需求下，电力系统规划设计是长期性任务，在规划维度上也要远近结合，既要有近期规划，通常为五年规划，主要应对用电负荷增长，并实施电网改造工程，也要有中、远期规划，从可持续发展考虑，逐步完善电网架构，并谋求战略性发展。伴随科技发展，在电力系统规划设计方面，也衍生出多种优化算法及理论，并与规划设计实现有效融合，较大的改善规划设计现状。在该问题上，不应单纯依靠算法，要充分结合规划设计实践，避免过于形式化，实现电力系统更大发展。
二、电力系统规划设计相关内容
针对单项电力工程而言，科学合理的规划设计，不仅可有效指导电力系统发展，更能够作为工程建设的必要性依据，具体涉及到电力负荷预测、电气计算、电源规划等内容，实施要求如下：
（一）预测并分析电力负荷
在规划设计之初，需要结合拟建区域用电特点及发展态势，对其今后较长时期内负荷增长做出有效预测，这样规划设计方可有据可依。
电力负荷的特性分析与预测工作的实施，需要综合区域发展与项目规划状况，分析其可能带来的系统影响，找准规划设计基本方向。同时，在负荷预测问题上，有多种方式方法可供选择，除去常规的序列预测法外，已衍生出多种智能化负荷预测技术，如模糊理论等。规划设计对象属于重大单项工程的情况，如重要线路、变电站等，在负荷预测上要慎重，综合运用多种预测手段，研究负荷增长态势，并分析其影响因素，最终要选择最具可能性的负荷用作系统规划依据。
（二）合理进行电源规划
从系统整体考虑，电源作为系统核心，在具体实施系统设计时，需着重从电源规划合理性考虑，应当结合拟建电力工程特点，研究其对电源容量需求，有效论证工程建设必要性。电力系统中所接入的电源，通常有如下区别：一类是统调电源，该类电源须具备足够大的装机容量，并接受电网统一调度；另一类是地方电源，主要是以自备电厂等为主的小型电厂。电源的出力预期较易估计，其往往与供煤、水文特征等有关，但在电源规划中还需考虑其逐年投产计划，统计、分析并预估电源各年出力，方便后续规划的实施。
（三）电力电量平衡
在电力工程设计中，存在有多种约束条件，其中决定规划设计合理性的关键，便在于电力电量平衡问题。结合电源规划与负荷预测相关结果，合理验算拟建区域发、用电平衡状态，然后依据该分析数据，进而科学布局电力系统，并约定其预期规模。借助与负荷预测工作，尽可能接近其各年度负荷最大值，然后再对诸多电源合理制定出力控制策略，获取其电量与电力差值，进而给出发变电容量的期望值，更好的辅助电力系统发展。而且，这一容量的确定，不仅要出于日常用电负荷需要，更要包含有相当比例的备用容量。不仅如此，电力电量平衡工作的实施，仍应对区域电力联通加以分析，然后结合实际状况确定设备增减需求。
（四）接入系统方案
结合项目所在区域的电力网架状况，研究其实际及预期负荷分布，并给出基本的发展规划，上述内容均应写入接入系统方案，而且在方案中，还应明确该单项工程在区域电网中必要性，结合电网整体规划与工程审批情况，合理制定系统接入方案，通常情况下，需设计有比较方案。当涉及内容论述时，要对系统规划做到全面阐述，具体涉及节能降耗、近远景规划、技术应用等方面。不仅如此，针对电力工程实施方案，还应就其规模、布局、预期投产年度等加以确定，甚至是项目最终要达到的运行模式、网架结构等。
（五）电气计算
要想获取规划设计的科学依据，需借助于电气计算工作，具体涉及系统稳定计算、电网潮流分析、系统阻抗与电流计算、无功平衡等内容，相关要求如下：
（1）潮流计算。在电力系统规划中，需要保证各节点电压、功率在合理区间，便需要借助于潮流计算工作，研究其电压功率分布，借此可在特定运行方式下，判定系统元件设置合理性，同时，潮流计算所得数据，对于后续电气计算提供数据依据，提高系统规划设计合理性。作为最为基础的电气计算内容，潮流计算在方法上并不复杂，关键是系统参数的获取要全面且准确，如此方可用作系统规划方案的比对依据。借助该项计算，可获取到系统运行中的潮流分布、电气损耗、节点电压等关键参数，然后再借此确定规划方案是否经济、合理。
（2）稳定计算。具体是通过故障模拟计算的方式，研究规划设计方案中，所达到的系统稳定水平。稳定是系统基本要求，计算研究其稳定特定，往往决定规划设计是否可行，稳定计算的主要对象为系统频率、电压等关键参数，再就是事故下的暂态稳定。借助于各类稳定计算，能够起到参数校验作用，确定其与系统稳定的关系，对于系统稳定的潜在破坏因素，要在方案中明确其安稳措施。
（3）短路电流计算。在规划设计中首先要确定其网架结构，在此基础上，需检验各元件其对短路故障的承受力及保护可靠性，此时便需做好短路电流计算工作。在具体单项电力工程中，要重点对其系统接入点，正确实施短路计算，然后在实际进行设备选型时，可将短路电流作为依据。短路电流与系统架构密切相关，通常是针对特定运行方式，计算、分析其短路容量，再将其作为电气设备的检验依据，尤其是各类保护装置，要想实现准确、快速的故障切除，在定值与熔体电流设定时，应充分考虑短路电流。此外，在系统规划设计中，如遇到短路电流水平过大的情况，需要采取必要限流措施，降低电气设备运行风险。
（4）无功补偿。面对品类繁多的用电设施，感性负荷将占据较大比例，带来不必要的功率损耗问题，此时，便需要采取适当补偿措施。
对于单项电力工程而言，应结合实际无功平衡需要，针对性制定补偿方案，确定合适的补偿容量，并检验集中补偿下电压平衡状况。
三、电力系统规划设计工作要求
为提高方案质量水平，在系统规划设计实施前，需着重做好系统资料收集，具体涉及项目所在区域网架状况，如系统电源、供输电线路等，进而形成网架设备及数据台账，方便后续规划设计的实施。不仅如此，电力主网的规划内容也要纳入考虑范围，掌握项目区域内电网的预期架构，并以各年度划分，确定最接近现实的网架基础数据。
同时，在规划设计实施阶段，也要做好系统跟踪，掌握其负荷、网架变化，不断完善基础数据，并以此为前提，科学进行电源规划、电气计算等工作，不断优化规划设计方案，使其与电力工程更为契合。
四、结束语
综上所述，伴随电力发展，网架结构愈加复杂，并呈现出超高压、大电网、新能源等趋势，加大电力系统规划设计难度，要求具备极高的系统设计专业水平，更好的胜任特定工程的规划设计任务。
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