周培江

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師熱電有限公司 834601

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電能與人們的日常生活生產(chǎn)的關(guān)系更加密切，社會(huì)對(duì)于電力系統(tǒng)的可靠性也提出了更高的要求，而隨著人們用電需求量的提高，電力系統(tǒng)，尤其是220kV及以下電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)面臨著更大的考驗(yàn)。

1 電力系統(tǒng)規(guī)劃基本原則

電力系統(tǒng)與人們的日常生產(chǎn)生活關(guān)系密切，為了保證人們對(duì)供電安全的要求，避免由于大面積停電造成的損失，在電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，最首要的原則就是電力系統(tǒng)的可靠性原則。其次，規(guī)劃設(shè)計(jì)還要有靈活性，方便過(guò)渡，以能滿足電力系統(tǒng)的近遠(yuǎn)景，靈活地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換；最后，電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)還要遵循經(jīng)濟(jì)性的原則，在遵循設(shè)計(jì)可靠性和靈活性原則的同時(shí)，考慮到電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行及維護(hù)所需要的費(fèi)用，盡可能地降低系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)中的成本，以能更好地實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等多方面的效益，促進(jìn)變電站的良好健康發(fā)展。

2 合理規(guī)劃布局電力系統(tǒng)

220kV及以下電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)的規(guī)劃內(nèi)容主要包括電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)和分析、電力電量平衡、電網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃、電氣計(jì)算等幾個(gè)方面。

2.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃

2.1.1 電力負(fù)荷預(yù)測(cè)和分析

在電力系統(tǒng)建設(shè)前，對(duì)包括系統(tǒng)的區(qū)域范圍、特征、系統(tǒng)和分地區(qū)的其他電源裝機(jī)容量、發(fā)電量及其比例關(guān)系在內(nèi)的系統(tǒng)總體情況、電源情況及電網(wǎng)的現(xiàn)狀和運(yùn)行進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)和分析周圍片區(qū)的電力負(fù)荷，是電力工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，通常是圍繞著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行和發(fā)展，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行十年以內(nèi)的中短期負(fù)荷預(yù)測(cè)。在實(shí)際工作中，可以利用序列預(yù)測(cè)法、模糊理論或?qū)＜蚁到y(tǒng)等方法，依據(jù)歷年來(lái)片區(qū)電力荷載的數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)所在區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃，設(shè)計(jì)出包括系統(tǒng)的逐月最發(fā)負(fù)荷及用電量、年總用電量在內(nèi)的系統(tǒng)水平年綜合電力電量指標(biāo)、分析負(fù)荷特性，并對(duì)一些可能給系統(tǒng)的負(fù)荷水平和特性帶來(lái)較大影響的負(fù)荷的變化幅度進(jìn)行預(yù)測(cè)，以便于后期繼進(jìn)行設(shè)計(jì)方案敏感性的分析工作。

2.1.2 電源方案設(shè)計(jì)

(1)電源規(guī)劃情況及出力

電力電源分為統(tǒng)調(diào)電源和地方電源兩大類，電源的規(guī)劃是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的核心，統(tǒng)計(jì)周邊電網(wǎng)的電源規(guī)劃，對(duì)電源的出力情況進(jìn)行分析，是論證電力工程建設(shè)必要性的重要依據(jù)。

(2)電力電量平衡

電力電量平衡是根據(jù)電力荷載預(yù)測(cè)和電源處理分析（水電供電區(qū)電力系統(tǒng)還應(yīng)考慮到水能計(jì)算成果），對(duì)項(xiàng)目所在區(qū)、供電區(qū)域進(jìn)行電力、電量平衡計(jì)算，在計(jì)算中，可以按照供電綜合最大電力負(fù)荷的3%～5%來(lái)計(jì)算負(fù)荷備用容量，并對(duì)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果合理規(guī)劃電力工程的布局和規(guī)模。

在水電供電區(qū)電力系統(tǒng)的電力電量平衡中，根據(jù)水能發(fā)電季節(jié)性的特點(diǎn)，還可以通過(guò)采取抽水蓄能、季節(jié)性電能利用等措施來(lái)解決供需平衡中的矛盾。

2.1.3 電網(wǎng)方案設(shè)計(jì)

電網(wǎng)方案設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在滿足供電區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃中的相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，綜合考慮系統(tǒng)的負(fù)荷狀況、電源的負(fù)荷點(diǎn)以及電力系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等，從實(shí)際出發(fā)，確定電網(wǎng)電壓等級(jí)、聯(lián)接方式、變電站位置以及系統(tǒng)與外系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)方式，確保電網(wǎng)的發(fā)展與電源的發(fā)展相配套，保證其能夠適應(yīng)電源和負(fù)荷的變化，且與長(zhǎng)期的發(fā)展目標(biāo)相一致。

(1)電壓等級(jí)及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

220kV及以下電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)電網(wǎng)的方案設(shè)計(jì)中，電網(wǎng)電壓的質(zhì)量需要滿足在任何情況下任一點(diǎn)的運(yùn)行電壓都不超過(guò)電網(wǎng)最高運(yùn)行電壓、正常情況下變電站一次側(cè)母線的運(yùn)行電壓不低于電網(wǎng)額定電壓的0.95倍，以及最低運(yùn)行的電壓不應(yīng)影響到電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定及下一級(jí)電壓的調(diào)節(jié)等要求。選擇電壓等級(jí)時(shí)，應(yīng)綜合考慮5～10年內(nèi)輸變電容量、輸電距離等因素，使其能夠使用電網(wǎng)的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃，同時(shí)要盡可能地減少電壓等級(jí)，兩個(gè)相鄰標(biāo)稱電壓的比率不應(yīng)小于2。

(2)發(fā)電廠接入系統(tǒng)

在選擇接入系統(tǒng)方式、出線電壓等級(jí)及回路數(shù)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)綜合考慮發(fā)電廠的規(guī)劃容量、單機(jī)容量、輸電方向、就近供電的需要、斷電器的斷電容量對(duì)限制系統(tǒng)短路水平的要求、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)施方案、系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、節(jié)能降耗、電網(wǎng)新技術(shù)的應(yīng)用等多種因素，確保電廠送出線路有至少兩個(gè)回路，以保障系統(tǒng)供電的穩(wěn)定。

小水電站的接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《小水電站接入電路系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》的相關(guān)要求。

2.1.4 電氣計(jì)算

潮流計(jì)算、無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算以及穩(wěn)定和短路電流計(jì)算等電氣計(jì)算是220kv及以下電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)的規(guī)劃的主要內(nèi)容。

(1)潮流計(jì)算

潮流計(jì)算是根據(jù)供電區(qū)供電系統(tǒng)潮流分布的特點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)中功率和電壓的分布進(jìn)行計(jì)算，它是電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中最基本的計(jì)算，通過(guò)對(duì)220kV及以下的電網(wǎng)設(shè)計(jì)水平年有代表性的正常最大、最小運(yùn)行方式及檢修方式和事故運(yùn)行方式進(jìn)行潮流計(jì)算，能夠得出電力潮流的分布情況、各元件的電力耗損以及電網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)處的電壓，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行的可靠性、元件的性能進(jìn)行分析，能更好地保障系統(tǒng)接入方案的合理、可靠和經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

（2）無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算

無(wú)功補(bǔ)償裝置是利用兩種負(fù)荷之間能量交換的原理來(lái)降低供電變壓器及輸送線之間的耗損，提高供電效率，改善供電環(huán)境的一種裝置，它是供電系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的組成部分，合理的補(bǔ)償裝置的選擇，能夠充分地發(fā)揮出其在系統(tǒng)中的作用，提高電網(wǎng)功率因數(shù)，最大限度地減少網(wǎng)絡(luò)的耗損，從而提高電網(wǎng)的質(zhì)量。

在選擇無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，一般是選用分組投切的電容器和電抗器，特殊情況下可以選用調(diào)相機(jī)或者靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，在無(wú)功平衡的基礎(chǔ)上還應(yīng)當(dāng)安裝調(diào)壓裝置，以滿足電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)遵循分層分區(qū)和就地平衡的原則，同時(shí)要充分考慮到水電站的無(wú)功調(diào)節(jié)能力。

(3)穩(wěn)定和短路電流計(jì)算

在潮流計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算、電壓穩(wěn)定計(jì)算等各種穩(wěn)定計(jì)算，能夠?qū)尤胂到y(tǒng)方案中的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行有效的校驗(yàn)，從而確保各參數(shù)能夠滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求。在穩(wěn)定計(jì)算中，一般是采用恒定暫態(tài)電勢(shì)模型，現(xiàn)有設(shè)備的參數(shù)按照實(shí)際參數(shù)，沒(méi)有完整參數(shù)時(shí)，可以按照同類設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算的結(jié)果，如果接入系統(tǒng)方案中的運(yùn)行參數(shù)不能滿足穩(wěn)定的要求，就須采取一定的措施，提高穩(wěn)定性。

短路電流計(jì)算主要是對(duì)由故障短路在電氣元件上造成的不正常電流值進(jìn)行驗(yàn)算，這一計(jì)算的結(jié)果是電氣設(shè)備選型的主要依據(jù)。在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)按照遠(yuǎn)景水平年來(lái)計(jì)算短路電流，即是對(duì)系統(tǒng)設(shè)備在投運(yùn)10年后的系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)行三相和單相短路電流計(jì)算，以保證電氣設(shè)備選型及繼電保護(hù)整定值和熔體額定電流的正確性，從而保障在出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)能夠快速地切斷短路電流，減少由短路造成的損失。

2.2 電網(wǎng)布局

在配電網(wǎng)規(guī)劃中，35V變電所的位置及數(shù)目對(duì)電網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)的合理性有著較大的影響，變電站的位置通常是由供電區(qū)的負(fù)荷密度和供電半徑?jīng)Q定，在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮供電區(qū)的地理環(huán)境、建設(shè)所需的費(fèi)用等，選擇相對(duì)最優(yōu)的位置。變電所的容量應(yīng)考慮用電地區(qū)的負(fù)荷特點(diǎn)及地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等進(jìn)行設(shè)計(jì)，通常情況下，35V變電所的最大容量為10～12MVA，在實(shí)際負(fù)荷較低的地區(qū)，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，但其容量不應(yīng)小于1MVA。

電網(wǎng)布局即是指變電所布點(diǎn)與線路連接，對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)而言，具體包括35KV變電所的選址和10KV配電網(wǎng)接線的走向，在進(jìn)行電網(wǎng)布局設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)的具體要求，綜合考慮供電半徑長(zhǎng)度比、各級(jí)電壓線路總長(zhǎng)度及分支線與主干線長(zhǎng)度比等參數(shù)，提出合理的設(shè)計(jì)方案。以新疆農(nóng)九師35KV及以下電力建設(shè)改造升級(jí)工程為例，其要求改造35KV變電站3座；新建及改造35KV線路44KM、10KV架空線路120KM、0.4KV線路47KM；新增變壓器190臺(tái)、10KV柱上斷路器46臺(tái)，在實(shí)際規(guī)劃中，可以利用長(zhǎng)度與容量的合理比例配置公式計(jì)算出線路長(zhǎng)度與變壓器容量的合理配置系數(shù)，按照給定的線路允許供電半徑及允許損失電量百分?jǐn)?shù)，將兩個(gè)系數(shù)相除即可以得到兩個(gè)電壓與線路長(zhǎng)度的比例關(guān)系。

3 結(jié)語(yǔ)

另外，由于新疆地區(qū)氣候環(huán)境的特殊性，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)在一定程度上考慮到電力系統(tǒng)抗災(zāi)性的要求，通過(guò)建立差異化的電網(wǎng)設(shè)計(jì)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)不同等級(jí)電源分層、分類、分區(qū)接入電力供應(yīng)系統(tǒng)等措施，保證電源與電網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)度、電源布局與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電源容量以及不同電壓等級(jí)的發(fā)電能力與輸變電容量的協(xié)調(diào)一致，從而更好地提高電力系統(tǒng)的質(zhì)量，保障系統(tǒng)供電的安全可靠。

[1]朱光菊.電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)探討[J].科技創(chuàng)新，2012，（9）.

[2]王濤.電力系統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃面對(duì)的新問(wèn)題探究[J].科技視野，2012，（24）.

[3]鐘俊強(qiáng).分析電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)在電力工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].廣東科技：電力建設(shè)，2012（3）.

[4]魏子添.淺析電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)[J].科技傳播，2011，（9）.