電力工程電力設計探析范文

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摘要：

電能是各個領域發展的基礎，也是人們日常生活中必不可缺的部分。電力規劃設計是電力工程設計中的重要部分，其關系著整個電力系統安全、可靠和經濟的運行，影響著后期電力工程設計的方針和原則。本文在深入介紹電力工程中電力系統規劃設計主要內容的基礎上，對電力系統規劃設計工作提出了一些建議。

關鍵詞：

電力工程；電力系統；規劃設計

21世紀以來，我國經濟不斷高速發展，這離不開電能的基礎作用，隨著人們的生活水平提高，電能不僅是工業基礎建設的基本條件，也是人們日常生活的必需品。電力系統規劃設計是整個電力工程設計的基礎環節，關系著電力工程的正常運行。電力系統規劃設計是有效利用電能的指導方針，關系著我國經濟發展，對我國綜合國力的提升有著重要影響。

一、電力系統規劃設計的基本內容

（一）電力系統規劃設計的設計原則

合理的電力系統規劃設計離不開設計原則的指引，電力系統規劃設計原則可以簡單地歸納成以下的3個方面。第一，對于大型的電力系統規劃設計，設計要從大局考慮，嚴格按照電力系統規劃設計自身的周期性設計，保證設計方案完善。第二，安全性是整個電力系統規劃設計的首要保證，沒有安全性，整個電力系統規劃設計就沒有意義。第三，電力系統規劃設計中的成本控制是設計師要重點考慮的，需要根據不同的情況設計出最佳的解決方案。

（二）單項電力工程系統規劃設計主要內容

電力系統規劃設計對單項電力工程設計具有重大的指導意義，依據時間的長短可以將其分為長期的電力系統發展規劃和中期電力系統發展設計。單項電力工程規劃設計的主要內容可以概括為以下的幾個方面。

1.預測和分析

電力負荷電力負荷的分析預測是整個電力規劃設計的基礎性工作，一般的電力規劃設計要求進行中短期負荷預測，時間在10年以內。例如已知一個地區的基礎負荷為23MW，按照當年的負荷增長率計算，目前可供選擇的主變容量及臺數的配置方案見表1。利用MATLAB計算可得LCC費用如下所示，根據實際情況選擇最佳的方案，見表2。

2.電源規劃

電源規劃是通過對周邊以建和擬建工程的統計分析，規劃出電源的處理策略，保證各個用戶安全用電。電力電源可以分為統調電源和地方電源兩個類型，各大類型的發電廠是統調電源，一般歸電網統一調度。企業的自備發電機和小型的水電站屬于地方電源。兩種類型的電源在不同的水文期有不同的調度策略，不同的處理情況，隨著新建的電源機組不斷地投入使用，電源的統計分析就變得十分必要，這也是電源分析的意義。例如，江西省某城鎮的兩個系統電源擴展規劃如下所述：該城鎮要求容量為100MV和容量為150MV的機組λ=2次/年，r=87.6小時/次，容量為50MV的劇組λ=2次/年，r=87.6小時/次。第一種方案平均投資為每千瓦10000元，每年的機組平均運行費用為300元。第二種方案為9000元和320元。現已規劃期30年，停電損失為10元/kWh，貼現率為10%計算。第一種方案的總投資金額為5.6×105萬元，運行維修費用為1.63×105萬元，停電損失費用為1.66×104萬元，總體投資金額為7.96×105萬元。第二種方案的總投資金額為4.95×105萬元，運行維修費用為1.74×105萬元，停電損失費用為2.46×104萬元，總體投資金額為7.92×105萬元，故方案2為最佳方案。

3.電力電量平衡

電力電量平衡是通過電力負荷預測和電源出力分析，對所在區域的供電項目進行電力電量平衡計算，保證各個項目合理用電，這是整個電力規劃設計的約束條件。首先根據負荷預測得到各水平年的系統最大負荷，計算出電力電量盈虧、出電力系統所需要的發電總量、變電設備的容量。

4.接入系統方案

在分析當地情況后，設計師需要依據原有的負荷分布、網絡特點和電網發展規劃確定項目接入系統比較方案，說明項目工程在整個電力系統中的重要地位和意義，并等待政府部門的審批意見。在制定接入系統方案時，不僅要考慮建設距離、節約用地、電網新技術和節能降耗，還要依據該地區投產年的電網結構、供電電壓和運行方式確定項目工程各方案的規模和布局結構。

5.地按期計算是電力規劃設計最重要的部分，主要包括潮流計算、短路計算、穩定計算和無功補償計算4部分

潮流計算可以得出各網絡元件電力損耗、電網各節點電壓和電力潮流的分布情況，這是分析各接入系統合理性、可靠性的舉出。短路計算保證了熔體的額定電流和整定值，便于在故障情況下迅速地切斷短路電流，盡可能地減少損失。穩定計算包括電壓穩定計算、頻率穩定計算和系統暫態穩定計算，設計人員通過這些計算的具體數值提出相應的保障措施和穩定策略無功補償計算為電力網絡中的感性負荷提供無功功率，以降低網絡元件的電能損耗。

6.方案比較和系統專業提資

在完成上述內容后，要對所有的項目接入方案在安全性、實時性和經濟性等方面進行比較，選出其中最佳的接入方案。合理的接入方案基本規定了建設規模和投產時間，這為其他專業設計提供了設計依據和數據支撐。以1999年江西省某一地區發電廠的退役決策為例來說明電力系統規劃設計中方案比較，該地區的全部負荷由60kV輻射式輸電線路供電，地區總負荷為54MW，電源主要來自與系統相連的GLD變電站，此外有50MW的發電機組容量的本地發電廠作為備用電源，由于發電機的運行年限已經到達最后的壽命終止年限。其中的一臺渦輪機已經失效，實際的容量為25MW，該機動組還有啟動失敗的記錄，因此，電力公司需要比較機組完全退役，修復改造恢復到50MW和維持現有容量只進行常規修復3種方案的利弊。通過計算可以發現，據實踐經驗來看，50MW的燃氣輪機的平均有效強迫停運概率為12.2%，平均修復時間為56.04h。如果只對該地區機組進行常規維修，使其維持在25MW的容量，假設機組不會進一步惡化，機組的平均有效強迫停運概率為23.38%，平均修復時間為為181.81小時。從投資成本來看，發電機組退役和保持原來狀況不會產生費用，修復發電機組西藥追加120萬元，退役方案需要支出45萬元的拆除費用。估計機組修復方案和常規修復方案的運行成本和風險損失費用。機組修復的風險損失為每年6.0萬元，維持現有狀況的風險損失為每年13.0萬元。機組退役方案的總費用為206.44萬元，機組修復方案的總費用為304.16萬元，機組維持不變方案的總費用為260.22萬元。

二、電力系統規劃設計的工作經驗

我國不斷壯大的電力系統要求更加專業的電力系統規劃設計為其服務，在中小規模電力設計單位開展電力系統面臨著新的挑戰。在實際工作中總結很多有效經驗，主要在準備階段和開展工作階段兩個方面。針對新項目要注意收集最新負荷情況。總之，完備的數據庫是開展各項工作的基礎，需要不斷地添加更新。

三、結語

我國的電力工程已經向大電網、高電壓的方向不斷發展，這對電力系統規劃設計提出了更高的要求，本文簡單地總結了電力系統設計的主要內容和一些實踐經驗，但是電力系統規劃設計還需我們不斷的完善發展，才能保證國家的電力供應。

參考文獻：

[1]張云飛.電力系統規劃設計在電力工程設計中的應用[J].中國高新技術企業，2011（7）：82-83.

[2]鐘俊強.分析電力系統規劃設計在電力工程設計中的應用[J].廣東科技，2012（3）：66-67.

作者:吳兵長 單位:國網江西省電力公司余江縣供電分公司