关于电力系统设计分析

周近仁 张强

国网安徽省电力有限公司南陵县供电公司，安徽省芜湖市 242400

摘要：电能作为国民经济各个领域的基础能源，在社会发展中起着举足轻重的作用。电力工业的先行建设，是保证经济发展的先决条件。作为电力工程前期工作的重要组成部分，合理的系统规划是电力系统安全、可靠、经济运行的前提，也是具体单项电力工程设计建设的方针和原则。

关键词：电力系统工程；系统设计

中图分类号：TM73 文献标识码：A

1电力工程中所涉及系统规划设计的主要内容

1.1 电力负荷预测的理论与方法

在电力工程系统设计之前，首先要对本地区及附近地区进行电力负荷预测和分析，一般来讲，主要进行 10 年以内的中短期负荷预测，其内容主要围绕国民经济的运行和发展而进行。 通过对过去几年内的经济数据的进行分析，并结合当前经济发展的方向及政府引导，得出本地区中短期内最大负荷进行逐年预测结果；同时经过精密的计算得出本地区已建、在建、拟建的大工程对对负荷的特性并对此进行科研分析来确定其对电网供电的影响。在具体操作中，可以有很多的方法可以进行负荷预测。 电力工程系统设计对象的不同，其方法也不尽相同。 比如一般的电力工程可以用传统的序列预测法，或新方法如模糊理论、专家系统等；而意义相对重大的电力工程比如如枢纽变电站、输送大量潮流的电力线路、或大容量发电机组，单一的方法无法全面、准确的进行电力负荷预测， 此时要采用两种甚至两种以上电力负荷方法进行合理的预测，从中筛选出最贴近本地区的负荷水平并对之展开必要的研究。

1.2 电源规划的理论与方法

若将电力负荷的预测看成电力系统规划设计的基础，那么电源规划则是核心。 判断该项电力工程有无建设的必要性的依据是对拟建地区的电源的出力情况进行详尽的分析。 电力电源分为统调电源和地方电源，其中统调电源是指归电网调度统一调度的各类大型发电厂；地方电源则包括各类小水电站，以及企业自备发电机组。 每种电源在不同的水文期的出力各不相同，同时新建电源机组会出现在规划期间逐年投产的情况，因此，需对电源出力情况进行详细的分析统计，以利于下一步工作开展。

1.3 电力电量平衡的理论与方法

利用对拟建地区电力负荷预测、将本地区的电源处理分析考虑在内进行电力电量平衡计算分析就可以确定本次电力工程规模的大小以及项目工程的分布。 具体来讲是由电力负荷预测分析的数据确定各水平年的系统最大负荷，以此为基数，结合拟建地区的电源的出力分析得出电力电量盈亏，确定电力系统所需的发电、变电设备的容量。 此外，还应该具体情况具体分析，将分区间的电力电量交换考虑在内，在实际情况的要求下增加或减少设备容量。

1.4 提出接入系统比较方案

一个合理的项目介入系统比较方案的确定要考虑的方面有很多，它包括对拟建工程地区网络的特点，电量负荷的分析等阐述拟建工程在附近地区建设的必要性；方案内还应注意到拟建工程对周边环境的影响及应对方案，合理规划土地的使用，节能减排、新技术的运用等，结合政府部门的审批意见，同时详尽的描述拟建工程的规模及布局，投产年及终期近区的电网结构、运行方式和供电电压等内容。

1.5 电气计算的理论和方法

在整套电力系统规划设计中，电气计算是主要计算内容。 它包括以下四条：其一，用于确定系统运行方式的潮流计算。 它的主要计算对象是电力网络中的功率和电压的分布。 此方法为全套电力系统规划中最基本的计算，通过潮流计算可以更加直观的比较电力工程各接入方案，同时可以检查各元件是否满足运行要求，并为系统继电保护和稳定计算提供依据和初值，计算得出的电网各节点电压、各网络元件电力损耗、以及电力潮流的分布情况，便可检验出各接入系统方案是否合理，是否可行，是否符合经济发展的要求。其二，建立在潮流计算之上的稳定计算。 具体上而言，是指根据各项要求，检验各接入系统方案提供的数据能否满足电力工程系统稳定运行，对可能出现的各种问题进行故障模拟并计算分析，以此来确定电力系统稳定问题的主要特征和稳定水平，并对可能的故障提出了与之对应的安全保障措施。 在具体计算时，最常用的是电力系统暂态稳定计算、电压稳定计算、以及频率稳定计算等。其三，为电力工程选择合适的电气设备提供依据的短路电流计算。 它主要是验算在给定的网架中，计算项目工程接入系统节点处的各种短路电流由于故障短路而在电气元件上产生的不正常电流值。其四，适当的无功功率补偿。 在具体电力工程中，给予适量的无功功率补偿是必要的，可以降低电能损耗。 提出无功补偿装置总容量及分组容量，必要时需对单组低压电容器投切时电压波动进行校核，进行近区无功平衡分析，和调相调压专题计算。

1.6 比较各种接入方案

经过各项电气计算都，管理人员需要从几个项目接入方案中进行选择，多方面、多层次的推究各个接入方案，从中筛选出最实用、最安全、最适合经济发展的接入项目方案。

1.7 提供专业数据

确定最终接入系统方案后，整个电力工程的施工时间及投产时间也可以随之确定，为电力工程设计的其它专业提供有效的设计依据和准确的数据支撑。

2 电力系统规划设计工作的一些经验

随着我国电网电压的升高，电网规模的不断扩大，电源装机总容量的逐年提升，电力系统的发展进入了新时期。在单项电力工程的设计中，电力系统专业的设计和论证起着重要的指导作用。如何独立开展电力系统规划设计工作，成为中小规模的电力设计单位遇到的新问题。

2.1 准备阶段

在开展系统规划设计工作前，应收集近区电力系统现状相关资料，了解大网区的基本情况和特点，分析和整理收集到的系统资料。收集现有变电站、线路以及统调电源资料，并开列成表录入数据库，形成电网现状网架的基础数据。与此同时，还需收集最新电力主网规划报告，了解近区电网的发展方向和变化特点，将规划电力网络资料录入数据库，形成各规划水平年的网架基础数据。

2.2 开展工作

关注电力系统的最新变化情况，更新数据库资料，收集和研究各地区的负荷情况和特点，掌握大网内各电厂、变电站、电力线路的地理分布情况和数据资料，为系统设计做好准备。针对新项目工程，展开对当地负荷情况的收集工作，及时更新当地及周边电力系统的资料。之后，进行各类系统电气计算，配合项目工程的设计工作。电力网络基础数据对电力系统规划设计具有重要意义，所有电气计算均是基于电网数据的基础上进行的。

结束语

电力系统的发展是研究开发与生产实践相互推动、密切结合的过程，在不同程度上直接或间接地对于信息、控制和系统理论以及计算技术起了推动作用。 是电工理论、电工技术以及有关科学技术和材料、工艺、制造等共同进步的集中反映。 反过来，这些科学技术的进步又推动着电力系统现代化水平的日益提高。 这就对电力系统设计提出了更高的要求。 本文对电力工程设计中所涉及到的系统设计的内容，进行论述和探讨，并总结部分相关工作经验，以供参考。

参考文献

［1］ 王嗣光，姜京京．在电力工程中电力系统规划设计的应用 ［J］．科技创新导报，2017，14（28）：74＋76．

［2］ 徐鸿德．电力工程设计中电力系统规划设计的应用技术探讨［J］．中国新通信，2017，19（14）：114．

［3］ 陶轶．电力工程造价影响因素及造价控制措施［J］．南方农机 ，2017，48（20）：137．

［4］ 刘洋．电力工程设计中电力系统规划设计的运用分析 ［J］．建筑与预算，2017（4）：28－30．