吳鐵彪

摘要：要想保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，確保足夠的安全性，其中前提保障為電力系統(tǒng)規(guī)劃，規(guī)劃結(jié)果直接影響著電能質(zhì)量以及使用效率。本文針對(duì)目前經(jīng)常用到的電力系統(tǒng)規(guī)劃方法展開論述，詳細(xì)介紹了電力工程規(guī)劃目標(biāo)，同時(shí)分析了電力系統(tǒng)規(guī)劃相關(guān)內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)規(guī)劃經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，為國(guó)內(nèi)電力工程系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)提供參考借鑒，全面助力國(guó)內(nèi)電力工程的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力工程設(shè)計(jì);電力系統(tǒng);規(guī)劃設(shè)計(jì);應(yīng)用

之所以進(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，主要在于找到最佳的投資決策，確保電力系統(tǒng)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展，全面提升經(jīng)濟(jì)效益。電力系統(tǒng)在規(guī)劃時(shí)需要遵循基本原則，要將電力安全穩(wěn)定的輸送至負(fù)荷中心，這樣才能全面降低電網(wǎng)建設(shè)投入資金，同時(shí)也可以縮減運(yùn)行費(fèi)用，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)效益最大化。

一、電力系統(tǒng)規(guī)劃方法

電力系統(tǒng)規(guī)劃方案主要包括三種，除了近期與中期之外，還包括遠(yuǎn)期規(guī)劃。在具體規(guī)劃過(guò)程中要遵循相應(yīng)的思路，一般遵循“近細(xì)遠(yuǎn)粗，遠(yuǎn)近結(jié)合”這樣的思路。首先近期規(guī)劃時(shí)間通常為5年，主要在于滿足目前在電力供應(yīng)方面的需求;中期規(guī)劃時(shí)間在5～15年之間，需要與近期規(guī)劃進(jìn)行有效連接，一般要設(shè)計(jì)多個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比，然后論證電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架設(shè)，以此為基礎(chǔ)對(duì)電網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行確認(rèn);遠(yuǎn)期規(guī)劃時(shí)間一般在15年以上，考慮到電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展，因此對(duì)此要引起足夠重視，確保未來(lái)居民日常供電需求，同時(shí)也要結(jié)合生產(chǎn)生活等各種需求確認(rèn)電源布局以及電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、框架以及戰(zhàn)略性特征進(jìn)行研究。

近幾年隨著信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)劃方法也越來(lái)越多，目前常用的方法主要有三種，第1種為啟發(fā)式優(yōu)化法，第2種為數(shù)學(xué)優(yōu)化法，另外一種為智能優(yōu)化法。其中啟發(fā)式優(yōu)化法參考依據(jù)為直觀分析，主要以系統(tǒng)性能指標(biāo)作為基礎(chǔ)，深入分析電力可行路徑相應(yīng)參數(shù)，嚴(yán)格按照相關(guān)原則對(duì)線路架設(shè)加以確認(rèn)。這種電力系統(tǒng)規(guī)劃方法優(yōu)勢(shì)比較明顯，規(guī)劃人員個(gè)人經(jīng)驗(yàn)可以很好的發(fā)揮，操作便利，不過(guò)對(duì)于是否能夠獲得最優(yōu)方案無(wú)法保證，同時(shí)在各個(gè)時(shí)期不同線路架設(shè)決策彼此之間的影響很少考慮，一旦需要選擇的線束較多、擁有很長(zhǎng)的規(guī)劃期，使用這種規(guī)劃方法鎖的結(jié)果很難達(dá)到最優(yōu)方案要求。數(shù)學(xué)優(yōu)化法在電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃描述方面主要用到運(yùn)籌學(xué)數(shù)學(xué)模型，將遇到的問題及時(shí)轉(zhuǎn)變成極值問題，通過(guò)最優(yōu)化理論進(jìn)行解答，這種方法最大優(yōu)勢(shì)在于可以確保獲得最優(yōu)解，不過(guò)最大的缺陷在于計(jì)算量非常大。在電路網(wǎng)絡(luò)實(shí)際規(guī)劃過(guò)程中，并不像解決數(shù)學(xué)題如此簡(jiǎn)單，一般需要考慮各種各樣的內(nèi)外因素，即便創(chuàng)建模型，求解難度也較大，因此不少因素?zé)o法進(jìn)行形式化，由此可知?jiǎng)?chuàng)建模型難度不小。最后一種為智能優(yōu)化法，這種方法又可以分為4種，除了粒子群算法以及模擬退火算法之外，還包括經(jīng)常用到的蟻群優(yōu)化算法以及免疫算法，電力二次系統(tǒng)示意圖具體可見圖1。

二、電力工程規(guī)劃目標(biāo)

1.考慮配電網(wǎng)規(guī)劃問題

配電網(wǎng)也有相應(yīng)的規(guī)劃目標(biāo)，首先輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)之間一定要做到有效協(xié)調(diào)，創(chuàng)建一套安全穩(wěn)定、具有較強(qiáng)實(shí)用性的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，確保電量可以穩(wěn)定供給，在此基礎(chǔ)上全面提升電在此基礎(chǔ)上全面提升電能工作效率，工作效率。在規(guī)劃電力系統(tǒng)的時(shí)候，首先要遵循的原則為資產(chǎn)全壽命周期成本最小，深入分析其中的周期成本，通過(guò)多個(gè)方案之間進(jìn)行對(duì)比，在此基礎(chǔ)上選擇最佳方案，確保在設(shè)計(jì)、創(chuàng)建以及運(yùn)行維護(hù)電網(wǎng)資產(chǎn)的過(guò)程中成本實(shí)現(xiàn)最低化。

2.有自愈、應(yīng)急處理、負(fù)荷轉(zhuǎn)移等能力

配電網(wǎng)絡(luò)一定要及時(shí)將電量輸送給用戶，該過(guò)程也要確保安全性以及穩(wěn)定性，因此將配電網(wǎng)規(guī)劃考慮在內(nèi)，可以在不同層級(jí)之間做到有效協(xié)調(diào)，在空間方面也要做到合理布局，確保時(shí)間方面的合理過(guò)渡，這樣供電網(wǎng)絡(luò)才能擁有應(yīng)急處理以及負(fù)荷轉(zhuǎn)移等相關(guān)能力。

3.遵循差異化原則

考慮項(xiàng)目所在區(qū)域環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等要求，同時(shí)也要結(jié)合用戶個(gè)性化需求對(duì)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行確認(rèn)，以滿足不同用戶在用電方面的各種需求，在此基礎(chǔ)上滿足地區(qū)經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)發(fā)展需求。在配電網(wǎng)線規(guī)劃時(shí)，要考慮到未來(lái)發(fā)展，比如要與包括電動(dòng)汽車以及儲(chǔ)能裝置在內(nèi)的新型負(fù)荷接入要求保持一致。

三、電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)用

1.確定服務(wù)區(qū)域

在原則上以分區(qū)規(guī)劃為主全面展開電力規(guī)劃，嚴(yán)格劃分電網(wǎng)服務(wù)區(qū)域，將其分為4個(gè)不同的區(qū)域，分別為A、B、C、D，在規(guī)劃時(shí)結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)全面展開。A區(qū)域人均GDP在8萬(wàn)元以上，人口密度大于25MW/km2，同時(shí)要屬于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、政治或者科技工業(yè)園等中心區(qū);B區(qū)域?qū)儆谄胀üI(yè)園區(qū)，人均GDP在3～8萬(wàn)元之間，人口密度在8-25MWMW/km2之間，在供電可靠性方面有相應(yīng)的要求，同時(shí)也是生產(chǎn)以及生活集中區(qū);C區(qū)域人均GDP在1～3萬(wàn)元之間，人口密度在3-8MWMW/km2之間，為生活以及生產(chǎn)相對(duì)集中區(qū)域，或者屬于高耗能工業(yè)園區(qū);D區(qū)域人均GDP不超過(guò)1萬(wàn)元，人口密度大小不超過(guò)3MWMW/km2，屬于一般農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)區(qū)。將這些區(qū)域進(jìn)行精準(zhǔn)化分工，就可以確認(rèn)具體的供應(yīng)范圍以及面積大小，輸電網(wǎng)規(guī)劃流程具體可見圖2。

2.220kV電網(wǎng)規(guī)劃

市政規(guī)劃以及征地政策也將會(huì)直接影響到城市電網(wǎng)的正常建設(shè)，因此不少城市變電站在創(chuàng)建過(guò)程中有很多不穩(wěn)定因素，建設(shè)周期比預(yù)期的要長(zhǎng)很多，為了保障電力改革的正常進(jìn)行，預(yù)負(fù)荷增長(zhǎng)，需求保持一致，在220kV電網(wǎng)規(guī)劃的時(shí)候，首先要提前安排變電容量，結(jié)合供電網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷預(yù)測(cè)以及變電容量平衡等進(jìn)行規(guī)劃。

3.110kV電網(wǎng)規(guī)劃

220kV變電站運(yùn)作基礎(chǔ)為110kV電網(wǎng)，在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模式方面主要用到雙聯(lián)或者單鏈，在規(guī)劃時(shí)一定要將110kV電網(wǎng)做得足夠強(qiáng)，目標(biāo)網(wǎng)架需要具備足夠強(qiáng)的互相供電能力，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不能模糊不清，供電可靠穩(wěn)定。就整體而言在規(guī)劃110kV電網(wǎng)的時(shí)候，參考依據(jù)為新增加的220kV變電站，同時(shí)還要結(jié)合實(shí)際情況增加額外的線路通道，不斷完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將與標(biāo)準(zhǔn)不符的界限結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除。

4.35kV電網(wǎng)規(guī)劃

最近幾年隨著城市建設(shè)速度的持續(xù)加快，35kV電網(wǎng)主變?nèi)萘恳话忝颗_(tái)不大于10MVA，而且10kV出線間隔相對(duì)較少，無(wú)法與城市地區(qū)不斷增加的用電需求相吻合。因此在規(guī)劃的時(shí)候可以使用異地新建的模式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)35kV變電站。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著電力系統(tǒng)改革的不斷進(jìn)行，為了確保與日常生產(chǎn)生活用電需求保持一致，電力工程設(shè)計(jì)中電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是有必要的，本文對(duì)此展開深入分析，希望為國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)規(guī)劃提供參考借鑒，全面助力國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。

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