电力工程设计的电力系统规划设计

吴翰文

湖北联网电力设计有限公司 湖北省武汉市 430061

摘要：电力工程自动化的主要目的以及作用便是使电力工程系统的质量与可靠性得到有效提升，并使电力工程经济指标得到优化，同时对电网的负荷进行合理使用，提升配电管理的效率，并着力于将电力工程系统的管理以及运行效率提升到一个全新的高度。

关键词：电力工程网络；配网自动化；配电网络规划

1、电网规划设计的原则

1.1保证电压等级的科学性

在电网规划过程中，电压等级不仅是基础的规划内容，还是十分重要的规划内容，只有合理地规划电压等级才能保证整个电网规划的科学性和合理性，使得后续整个电网系统可以一直安全、可靠地运行。如果在规划电网的过程中，电网电压一旦设计过高，线路负荷也会随之增加，容易引发火灾安全事故；如果电网电压设置的过低，那么线路负荷过小达不到电网工程的具体设计要求。为了避免上述问题的发生，在规划电网电压等级的过程中，一般都会遵循减少变压层次以及简化电压等级的原则来开展规划工作。比如在电网规划过程中，电压分级制度主要有500/220/110/35/10kV，输电网电压通常为500/220/110kV，配电网电压通常为35/10(20)/0.4kV。另外，为了防止出现重复降压的问题，对于低压电网、高压电网以及中压电网，所采用的电网制度统一为一级电压制度。如果规划电网电压为220kV变电站规划工作，综合考虑实际供电需求，那么可以将电网电压确定为220/110/10kV。

1.2保证电网供电的合法性

为了保证电网运行的安全，在规划电网的过程中，必须保证电网供电的合法性。具体来说，必须保证所规划的电网内容符合国家相关标准和规范，稳定性和安全性要符合国家N-1准则和N-2准则相关规定，其中N-1准则所涉及的内容大多是针对电力系统中的电力设备，首先必须确保电网运行过程中的可靠性和安全性，其次一旦出现设备故障，要使电网电压和频率仍处于相对稳定的范围内。对于大多数的电网，通常只要求满足N-1准则的相关标准，和N-1准则相比，N-2准则所涉及到的标准和要求更高，但同样是电网规划过程中十分重要的内容，电网设计单位必须综合全面地考虑上述两项准则所涉及到的标准以及要求。

2、电力系统规划研究问题

电力系统规划经过数十年的发展和完善，目前形成一套较为成熟的规划研究方法，并能够较好地满足电力系统一次规划发展需求，但在应对能源互联网CPSS发展方面，仍存在以下问题：1）目前电力系统规划简单地与国民经济发展规划结论挂钩，仅通过弹性系数法等方法，负荷预测基于经济社会发展规划中的GDP增长，预测关联的因素少，缺乏科学的大数据经验和多元因素关联。以近几十年的规划实施的情况看，此种方法的负荷预测结果，并不尽如人意，与实际需求偏差较大。2）厂站规划仅考虑站址环境、负荷分布、路径、交通等常规因素，未充分考虑就地消纳、综合能源服务、数据中心、信息流向、通信汇聚、用户服务感知等因素，缺乏更全面的落点选址分析手段。比如传统电力系统分析一个在建设或不建临界点的变电站或输电线路，在综合上述信息属性、社会属性的需求后，才能确定是否有必要规划建设。3）网架规划基于物理系统，规划网络中节点的属性种类太少，多为物理属性比如仅有主变容量、电压等级、开断电流、断面容量、导线型号、导线截面、导线形式等，缺少对杆塔形式、通信断面容量、业务流向、信息容量、用户信息等内容的综合分析。5）缺乏对大系统真实模型的电力系统分析手段，规划分析采用等值计算来简化电力系统网架模型，并非基于真实的全网模型考虑，规划的结果与真实的电力系统情况差距很大，规划计算分析的结果偏保守，并未充分挖掘电力系统的最大效率和自愈能力。

3、电网规划设计中优化措施

3.1前期规划设计工作的完善

对于整个城市电网规划工作来说，电网规划设计的前期准备工作是十分重要的，只有坚实打好电网基础，才能为后续电网规划的顺利开展提供良好的技术保障。综合考虑电网规划的具体内容，可以将电网规划的前期准备工作概括为以下内容：详尽、全面地分析城市具体的经济发展状况、电力负荷状态以及电力传输线路的分布和构架情况，另外还需要了解变电站的选址情况，整理前期所收集的数据和相关资料，了解往年的总发电量以及城市电力负荷的区间范围。只有对前期资料和数据进行充分、全面的了解、归纳和整理，才能为后续的电网规划打下坚实的基础，同时为后续的电网规划工作提供更加精准的数据信息。

3.2对城市发展和电网规划设计进行必要的协调

在规划城市电网的过程中，往往会涉及到变电站的选址和建设。城市电网规划和城市规划之间有着十分紧密的关系，因此必须保证城市电网规划不能脱离城市规划内容而单独开展，而是应该借鉴和参考城市具体规划内容开展城市电网规划。另外，只有安全、稳定的电网系统才能有效地促进城市的发展，所以，在开展城市规划的过程中必须将城市电网规划纳入进来，并给予城市电网规划充分的重视，保证所规划的城市电网可以为城市整体发展做出积极的贡献。换句话说，必须保证城市规划和城市电网规划的步伐相一致。为了保证城市规划可以和城市电网规划更好地融合在一起，在开展电网规划前期工作的过程中就要做好电网规划部分的协调工作，避免城市电网的规划受到各类因素的影响。

3.3转变传统的工作模式

在过去，电网规划工作往往较多地依赖人工操作模式，这种工作模式不仅工作效率较低，各类数据以及信息的准确性也很难得到保证。另外，人力成本的增加使得电力企业的电网管理成本不断增加，严重制约了城市电网规划的良性发展。为了改善这类情况，必须积极引进先进的技术和工艺，随着互联网技术的不断发展，在开展城市电网规划的过程中可以积极引进互联网技术，保证所建立的电网规划网络系统不断向着智能化的方向发展，并且建立与其对应的数据信息平台，另外还要保证信息系统可以和城市规划数据信息系统紧紧密地结合在一起，只有这样，管理者才能对城市规划拥有更加全面和细致的认识，对于确定最佳的变电站的位置十分有利。

3.4加强电力相关技术的应用

为了保证城市电网系统建设符合可持续发展的理念，要求城市电网必须具备稳定性、合理性以及节能性等特征。当前，国内在建设城市电网的过程中，不仅要考虑所建设的城市电网符合城市生活生产需要，还要保证所建设的城市电网满足居民生活的实际需要。为了达到这一目的，在规划城市电网的过程中必须合理规划建设成本，制定最为科学、合理的电价，并且要综合考虑城市电网对城市内各类突发情况制定出有效的应急预案措施。不仅如此，为了保证电网规划可以更顺利地实施，电力企业应该积极引进先进的技术和专业的人才，采取有效的措施提升城市电网的容灾能力。

结语

对于一个城市来说，电网规划设计是最为重要和核心的部分，只有保证电网规划设计足够科学合理，才能保证电力成为推动城市发展的砥柱力量。为了保证电网前期规划设计效果，必须彻底改变传统的电网管理模式，保证城市电网的规划符合城市的发展实际，积极健全电网前期规划内容，积极引进先进的技术力量，提高城市电网规划水平，为市民提供更加安全、稳定、可靠的供电服务。

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