我國(guó)經(jīng)濟(jì)背景下電力配網(wǎng)工程前期規(guī)劃的重要作用

文/劉一帆

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司桂陽(yáng)縣供電分公司）

電力工程的發(fā)展是近年來(lái)我國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。為了更好地促進(jìn)電力工程的發(fā)展，我們需要了解電力工程系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)[1]。為確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，完善的綜合電力網(wǎng)絡(luò)不可或缺。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是電力勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目前期的重要引導(dǎo)，是明確電力大網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向及發(fā)展規(guī)模的指南針。電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)包括多個(gè)不同的方向，包括電力工程施工現(xiàn)場(chǎng)的電力測(cè)量和分析，施工現(xiàn)場(chǎng)的配電和規(guī)劃，不同的電力工程施工方案，這些前期規(guī)劃工作是電力工程穩(wěn)定發(fā)展的中長(zhǎng)期規(guī)劃設(shè)計(jì)。

一、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)特點(diǎn)

電網(wǎng)規(guī)劃主要指片區(qū)電路的規(guī)劃工作，電力設(shè)計(jì)是對(duì)電網(wǎng)建設(shè)中的電網(wǎng)規(guī)模、容量等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，包含了電網(wǎng)的運(yùn)行與電網(wǎng)質(zhì)量把控兩個(gè)方面。在電路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，需要對(duì)電網(wǎng)的布局進(jìn)行合理的規(guī)劃，對(duì)電網(wǎng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和線路進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且科學(xué)評(píng)估建設(shè)成本，以此提高電網(wǎng)建設(shè)的效益。

電力工程設(shè)計(jì)通常以單項(xiàng)工程為主要設(shè)計(jì)單元，系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容包含9個(gè)方面：（1）根據(jù)工程所在區(qū)域的國(guó)民經(jīng)濟(jì)情況預(yù)測(cè)電力負(fù)荷發(fā)展情況。（2）分析變電站近區(qū)電源裝機(jī)容量、出力情況及電源后期的規(guī)劃。（3）根據(jù)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果和電源出力進(jìn)行電力電量平衡及變電容量測(cè)算。（4）分析工程建設(shè)的必要性。（5）根據(jù)周邊電網(wǎng)情況，提出工程接入電網(wǎng)系統(tǒng)方案。（6）對(duì)所提方案進(jìn)行電氣計(jì)算（潮流計(jì)算、穩(wěn)定計(jì)算）。（7）分析各方案計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選并確定最終接入系統(tǒng)方案。（8）確定建設(shè)規(guī)模及系統(tǒng)對(duì)變電站電氣主接線及有關(guān)電氣設(shè)備參數(shù)的要求。（9）為電力工程設(shè)計(jì)其他專業(yè)提供系統(tǒng)資料。

電力設(shè)計(jì)中具體分為電力工程設(shè)計(jì)及電力設(shè)備設(shè)計(jì)兩個(gè)內(nèi)容。其中，涉及發(fā)電站、變電站等工程選址及規(guī)劃工作，可劃分為電力工程設(shè)計(jì)。輸電設(shè)備、開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇、安裝與調(diào)試工作，屬于電力設(shè)備設(shè)計(jì)[2]。通過(guò)完整的電力設(shè)計(jì)規(guī)劃工作，能為電力工程及電力設(shè)備的良好運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。電力系統(tǒng)依賴于電壓與電流設(shè)備的正常運(yùn)作，因此變電站的電壓等級(jí)是電網(wǎng)規(guī)劃中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。需要優(yōu)化電壓等級(jí)，避免重復(fù)降壓對(duì)電路造成影響。

二、電力配網(wǎng)工程前期規(guī)劃的重要性

配電網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目可被視為一個(gè)項(xiàng)目管理。從項(xiàng)目所消耗的能源和時(shí)間來(lái)看，如果將項(xiàng)目規(guī)劃、可行性研究、立項(xiàng)、論證、設(shè)計(jì)、施工和綜合驗(yàn)收評(píng)價(jià)作為一個(gè)整體考慮，則施工前的前期工作約占整體的70%，施工過(guò)程約占整個(gè)過(guò)程的20%，驗(yàn)收管理和后評(píng)價(jià)約占總過(guò)程的10%。從整個(gè)項(xiàng)目的投資狀況來(lái)看，項(xiàng)目前期規(guī)劃對(duì)項(xiàng)目投資的影響達(dá)到70%-85%，施工圖設(shè)計(jì)對(duì)項(xiàng)目投資的影響為20%-30%，項(xiàng)目建設(shè)對(duì)項(xiàng)目投資的影響約為10%。由此可見(jiàn)，在電力工程建設(shè)中，前期規(guī)劃的重要性十分突出，必須予以充分重視。

三、電網(wǎng)規(guī)劃與電力設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題

（1）電網(wǎng)規(guī)劃。用電安全是電網(wǎng)規(guī)劃中需要考量的重要內(nèi)容。但我國(guó)電力公司在實(shí)際施工過(guò)程中，更重視電網(wǎng)建設(shè)的效率，忽略了電網(wǎng)安全問(wèn)題，導(dǎo)致電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不夠穩(wěn)定和可靠。電力公司在進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，也沒(méi)有完善的保障措施，沒(méi)有依據(jù)電力需求的變化，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整[3]；其次，電網(wǎng)管理和電廠管理處于分離狀態(tài)，企業(yè)在選擇電源地址時(shí)，首先考慮公司利潤(rùn)，忽略了整體規(guī)劃的合理性，容易出現(xiàn)電源與電網(wǎng)規(guī)劃不匹配的現(xiàn)象；在制定相關(guān)規(guī)劃與設(shè)計(jì)方案時(shí)，沒(méi)有明確電網(wǎng)的供電標(biāo)準(zhǔn)。電力企業(yè)僅僅考慮當(dāng)前的用電需求與企業(yè)效益，并沒(méi)有深入分析未來(lái)的電力需求發(fā)展，也沒(méi)有參考電網(wǎng)供電的基本標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)并不規(guī)范。

（2）電力設(shè)計(jì)。首先，設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素養(yǎng)決定了電力設(shè)計(jì)的成果，當(dāng)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平無(wú)法達(dá)到電力公司的基本需求時(shí)，電力企業(yè)的發(fā)展必定受到一定的阻礙。目前，我國(guó)電力企業(yè)中的設(shè)計(jì)人員，缺乏專業(yè)知識(shí)與操作技術(shù)，導(dǎo)致電力設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展緩慢；其次，電力設(shè)備設(shè)計(jì)方案較為落后，電力設(shè)備配置還不夠完善。例如，變壓器設(shè)備的耗能情況及運(yùn)轉(zhuǎn)，是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中的重要指標(biāo)，但受資金流的影響，電力企業(yè)大都選擇普通的變壓器，降低了其安全性與穩(wěn)定性。變電站的設(shè)備中，還有部分出現(xiàn)接頭發(fā)紅發(fā)熱的現(xiàn)象，有明顯的異響，還有一些設(shè)備的零件脫落、老化，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，存在著較大的安全隱患。

四、電力配網(wǎng)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要措施

（一）重視和科學(xué)選擇電壓等級(jí)

電壓是電力系統(tǒng)正常安全運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素，需要以電路需求地的地形特點(diǎn)與用電需求為基礎(chǔ)，對(duì)電力系統(tǒng)中的電壓等級(jí)進(jìn)行合理規(guī)劃，以此提高電力系統(tǒng)的工作質(zhì)量，提高電力設(shè)備的安全性與可靠性。我國(guó)電網(wǎng)中，電壓等級(jí)主要有500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、0.4kV等，不同的電壓等級(jí)有不同的電網(wǎng)傳輸任務(wù)。如35kV及以上電壓等級(jí)主要負(fù)責(zé)電壓的輸送和傳導(dǎo)，10kV及以下為配電電壓和居民生活用電電壓。對(duì)于這些不同的電壓等級(jí)，電網(wǎng)規(guī)劃的原則不同，目的不同，側(cè)重點(diǎn)也不同。因此，過(guò)多的電壓等級(jí)增加了電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的難度。當(dāng)電壓等級(jí)過(guò)低時(shí)，無(wú)法負(fù)荷變電站的電力需求，反之，若電壓等級(jí)較高，變電站線路的電力資源輸送能力就會(huì)越強(qiáng)，容易導(dǎo)致資源浪費(fèi)，增加電力運(yùn)行成本。因此，需要科學(xué)地進(jìn)行電壓等級(jí)的選擇，才能降低電壓對(duì)電網(wǎng)安全的負(fù)面影響。當(dāng)輸電網(wǎng)的電壓等級(jí)為500kV和200kV時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要，配電網(wǎng)可選擇110kV、10kV、0.4kV。精簡(jiǎn)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為電力運(yùn)行人員提供了極大的方便。因此，在電力規(guī)劃過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要將各地區(qū)的規(guī)劃作為重點(diǎn)，展開(kāi)全面的用電調(diào)查，依據(jù)國(guó)家電力系統(tǒng)的規(guī)劃指導(dǎo)原則，開(kāi)展協(xié)調(diào)管理，使其滿足整體協(xié)調(diào)規(guī)劃。

（二）提高電網(wǎng)負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力

電網(wǎng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力主要指配電網(wǎng)的供電能力與儲(chǔ)電能力，其對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行有直接的關(guān)聯(lián)。當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障，需要配電網(wǎng)發(fā)揮作用[4]，轉(zhuǎn)移電網(wǎng)負(fù)荷，構(gòu)成臨時(shí)電源，為電力系統(tǒng)中的設(shè)備提供電源，保證系統(tǒng)中的設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。不同地區(qū)的用電量與用電需求都有一定的差異，需要根據(jù)電網(wǎng)區(qū)域的實(shí)際需求，進(jìn)行輸電線路的容量規(guī)劃工作。

在我國(guó)現(xiàn)階段，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷變化，對(duì)于電力負(fù)荷的增長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)難度較大，無(wú)精確的數(shù)據(jù)、完善的電力統(tǒng)計(jì)資料致使在負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí)難以準(zhǔn)確測(cè)量。特別是對(duì)于不同地區(qū)電力需求的差異化，以至于電力電量的供應(yīng)也要及時(shí)調(diào)整。同時(shí)，對(duì)于一些突發(fā)事件及氣候因素的影響，使整個(gè)規(guī)劃設(shè)計(jì)面臨較大的挑戰(zhàn)。為及時(shí)應(yīng)對(duì)以上的干擾因素，在電力系統(tǒng)規(guī)劃前，設(shè)計(jì)人員要先收集其近期內(nèi)的大用戶負(fù)荷報(bào)裝情況，積累本地區(qū)用電量和負(fù)荷的歷史數(shù)據(jù)以及城市建設(shè)和各行各業(yè)發(fā)展的信息，充分研究國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展各種相關(guān)因素與電力需求的關(guān)系，只有對(duì)其相關(guān)數(shù)據(jù)充分了解后，才能保證該區(qū)域電力的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。對(duì)于不同區(qū)域的電網(wǎng)，不同的發(fā)展階段均需要制定相應(yīng)的發(fā)展策略[5]。且設(shè)計(jì)人員需具備突發(fā)事件的預(yù)測(cè)能力，并對(duì)電網(wǎng)突發(fā)問(wèn)題及時(shí)跟進(jìn)并有效處理，才能與社會(huì)發(fā)展保持同步，才能更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展方向。

（三）明確電網(wǎng)供電標(biāo)準(zhǔn)

電力企業(yè)在設(shè)計(jì)電網(wǎng)規(guī)劃方案時(shí)，要考慮電網(wǎng)的安全性與可靠性。與城郊和農(nóng)村地區(qū)相比，城鎮(zhèn)的電力需求量更大，需要按照變電容載的比例對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行合理配置?！峨娋W(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》中包含了N-1、N-2兩個(gè)準(zhǔn)則。一般來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)供電需要滿足N-1準(zhǔn)則，能及時(shí)處理電力設(shè)備故障，提高電網(wǎng)安全性。N-2準(zhǔn)則更加可靠和穩(wěn)定，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃工作提出了更高的要求。

（四）優(yōu)化穩(wěn)定電力系統(tǒng)電氣計(jì)算

精確的電氣計(jì)算是電力工程設(shè)計(jì)中選擇設(shè)備參數(shù)的指導(dǎo)。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)計(jì)算主要包含潮流計(jì)算、短路電流計(jì)算、系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算等。其中短路電流值是選擇斷路器的依據(jù)，并對(duì)今后高壓斷路器等設(shè)備的制造提出短路電流方面的要求以及研究限制系統(tǒng)短路電流水平的措施[6]。潮流計(jì)算可分析該網(wǎng)絡(luò)的電壓水平高低和功率分布及電力損耗。穩(wěn)定計(jì)算可校驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)是否滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求。將以上計(jì)算數(shù)據(jù)應(yīng)用于電力工程設(shè)計(jì)中，對(duì)于設(shè)備參數(shù)的選擇具有指導(dǎo)性的作用，并能夠最大程度上避免電力工程中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，保證了電力設(shè)計(jì)質(zhì)量的正確性，同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。

（五）優(yōu)化電力設(shè)計(jì)措施

首先，變電站的規(guī)劃與設(shè)計(jì)是電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保障。不同電壓需求的變電站的設(shè)計(jì)方案也會(huì)存在一定的差異。例如，110kV變電站電力的設(shè)計(jì)方案中，需要觀察用電目的地的實(shí)際需求，完善處理機(jī)制，提高管理維度的有效性，節(jié)約資源的同時(shí)，發(fā)揮出電力能源及設(shè)備的最大供電能力。110kV的變電站可以采用雙繞組的變壓器設(shè)備，確保110kV、35kV電壓等級(jí)的靈活切換；其次，設(shè)計(jì)人員還需要重點(diǎn)關(guān)注電網(wǎng)運(yùn)行中的接線方式、供電電源等問(wèn)題，提高運(yùn)行模型的應(yīng)用效率。利用雙電源和橋式接線統(tǒng)一的措施，整合電源的鏈接機(jī)制，提高變電站的自身優(yōu)勢(shì)；220KV變電站是主要承載城市電力項(xiàng)目的機(jī)組，建設(shè)規(guī)模更大，變電設(shè)備需求量更大，合理考量其負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力，在設(shè)計(jì)階段，預(yù)估并解決變電站所面臨的各項(xiàng)問(wèn)題，從源頭上解決影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的問(wèn)題[7]；最后，電力設(shè)備的設(shè)計(jì)主要通過(guò)電力設(shè)備的選擇實(shí)現(xiàn)。變壓器設(shè)備的優(yōu)先選擇條件為調(diào)壓和降低損耗，斷路器需要滿足免修和實(shí)用性強(qiáng)兩個(gè)要求。在電力設(shè)備設(shè)計(jì)中要安裝安全自動(dòng)裝置，監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程，及時(shí)排除電力故障，避免大規(guī)模停電，影響居民正常生活。

五、加強(qiáng)電力配網(wǎng)工程前期規(guī)劃措施

（一）加強(qiáng)勘察工作

在配電網(wǎng)工程建設(shè)中，一些管理人員不重視配電網(wǎng)工程的勘查，不事先了解和掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件，導(dǎo)致土建施工中設(shè)計(jì)方案與實(shí)際情況不符，需要更改設(shè)計(jì)方案，延長(zhǎng)工期，增加不必要的費(fèi)用[8]。因此，應(yīng)做好配網(wǎng)工程設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)勘查工作，通過(guò)對(duì)工程地質(zhì)條件的勘查測(cè)繪，掌握工程現(xiàn)場(chǎng)情況，為工程建設(shè)提供準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，為工程量計(jì)算提供準(zhǔn)確可靠的參考數(shù)據(jù)，合理控制工程成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

（二）重視研究方案評(píng)審工作

在配電網(wǎng)項(xiàng)目的初步規(guī)劃中，首先要注意項(xiàng)目可行性研究方案的審查，加強(qiáng)與設(shè)計(jì)院專家的協(xié)商與合作，不斷完善配電網(wǎng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案，提高配網(wǎng)工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，為按期完成工程建設(shè)做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備。其次，還可以采用專業(yè)的評(píng)審方法，對(duì)施工設(shè)計(jì)圖紙的合理性、可行性、經(jīng)濟(jì)性和標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行評(píng)審，然后與專家協(xié)商溝通，對(duì)一些不合理的地方提出建議，并及時(shí)修改[9]，最后嚴(yán)格審查一些重點(diǎn)項(xiàng)目和大型投資項(xiàng)目，確保設(shè)計(jì)成果的有效實(shí)施，避免設(shè)計(jì)變更問(wèn)題。

（三）提升配網(wǎng)管理人員綜合素質(zhì)

在配電網(wǎng)項(xiàng)目的初步規(guī)劃中，可行性研究是一項(xiàng)集管理、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)于一體的綜合性工作。不能只由個(gè)人或某一部門完成。因此，電力企業(yè)需要不斷提高配電網(wǎng)管理者的綜合素質(zhì)，使配電網(wǎng)項(xiàng)目規(guī)劃更符合實(shí)際?；诖?，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)管理者的專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，使其積極參與培訓(xùn)，總結(jié)自己的工作經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)彼此之間溝通交流。此外，在配網(wǎng)工程的前期規(guī)劃中，應(yīng)引入一些新材料、新技術(shù)，以保證工作質(zhì)量，提高工作效率；引入節(jié)能環(huán)保理念，建設(shè)綠色、智能、安全、高效、經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代配電網(wǎng)工程。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電力配網(wǎng)工程前期規(guī)劃作為電力施工的重要基礎(chǔ)，在開(kāi)展規(guī)劃設(shè)計(jì)工作時(shí)，不僅需要與時(shí)俱進(jìn)，提高技術(shù)和改善設(shè)備，還需要重視電網(wǎng)的安全工作，從電壓等級(jí)、負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力、供電標(biāo)準(zhǔn)、電力設(shè)備優(yōu)化等方面著手，進(jìn)一步優(yōu)化電力系統(tǒng)的安全性能。新時(shí)代的大數(shù)據(jù)背景下，電力企業(yè)需要認(rèn)識(shí)到電力系統(tǒng)的重要性，積極引進(jìn)高技術(shù)人才，摒棄傳統(tǒng)的觀念，做好電網(wǎng)規(guī)劃與電力設(shè)計(jì)工作，構(gòu)建強(qiáng)大的智能電力系統(tǒng)，為社會(huì)大眾及各行各業(yè)營(yíng)造科學(xué)的電力環(huán)境。