電力系統規劃分類及方法探究

摘要：電力系統規劃就是以負荷需求為條件，以電力平衡為約束，制定電力系統所處地區未來電源建設和電網結構的規劃方案，并使之安全可靠、經濟合理。由此可見，了解電力系統規劃的方法及分類尤為重要。

關鍵詞：電力系統規劃；運行規劃；發展規劃

一、電力系統規劃的目標要求

在電力系統規劃設計中，首先在總體上需要考慮以下兩個問題：一是技術上的合理性，二是投入上的經濟性。

規劃設計所追求的目標就是技術性能合理和總支出費用最低的問題。為了使規劃方案具有相對的合理性，就需要認真研究電力系統的自身特點和規劃的具體環境，然后選擇有效的量化分析手段，以便使決策行為最大限度符合預定的目標。

電力系統的發展水平和結構變化對于國民經濟的發展具有巨大影響，因此，合理進行電力系統規劃可以避免不必要的重復投資；同時，電力工業又是一個設備和技術密集性行業，設備使用壽命相對較長，不合理的規劃又將造成連續順性的費用和維護費用的極大浪費。由于計算機技術的應用，使得規劃方案形成的科學性和求解過程定量化成為可能。

二、電力系統規劃的任務及流程

一是能源規劃，屬于電力規劃的前期準備，主要任務包括研究規劃區一次能源平衡關系和開發條件；分析各類能源的儲存分布、輸送方式、可供能力、成本估算等，為電力規劃及其他能量轉換需求提供依據。

二是電力負荷預測，主要任務是，依據規劃地區國民經濟發展速度及要求，預測規劃期內對用電總需求的相關數據。

三是電源規劃，主要任務是，根據能源規劃和規劃期電力負荷需求，提出電源布局與電源容量建設方案。

四是電網規劃，主要任務是，根據電力負荷預測和電源規劃，提出主干網絡結構設計規劃方案并給出系統地理接線圖。

實際上，電源規劃與電網規劃是不可分割的整體，對電力系統而言，只是兩者的作用或功能不同，一是發電，一是輸電。一般情況下，兩者分開處理，然后進行總體協調。但兩者的目的是一致的，即共同實現系統未來的供求平衡。

三、電力系統規劃的劃分

電力系統可以從不同角度進行分類，若按用途劃分，則有運行規劃和發展規劃兩類。

運行規劃主要針對電源環節而言，它的基本任務是解決電力系統在短期內的電力供求平衡問題。具體內容包括：制定發電設備檢修計劃，確定機組出力分配，進行發電成本和互聯系統效益分析，制定燃料需求及儲存計劃等。

發展規劃的基本任務是解決電力系統在遠景（5-20年之間）的電力供求平衡問題。其內容包括：電源布點、裝機規模、更新計劃、網絡結構、輸電走向、聯網設計等。并在總體上力求電力系統的潮流分布合理，電能質量合格和運行的經濟性。

發展規劃若按規劃的周期長短，又可以分為短期、中期和長期三種。

短期規劃一般指5年左右的規劃設計，主要針對網絡部分進行優化或改進設計。研究5年內電源、電網建設方案并進行技術經濟分析。根據國民經濟和社會發展五年規劃及經濟結構調整對電力工業發展的要求，找出電力工業中不相適應的主要問題；深入研究電力需求水平及負荷特性、電力電量平衡、環境及社會影響等。提出5年內電源結構調整和建設原則，需調整和建設的項目、進度及順序；電網結構調整和建設原則，需調整和建設的項目、進度及順序；開展二次系統規劃工作。進行逐年投融資、設備、燃料及運輸平衡，測算逐年電價、環境指標等。

中期規劃，一般是指10年左右的規劃設計，主要對系統未來發展結構或方向進行規劃估計，通常一個中型水電站建設周期為10年左右，為此需將電源和電網綜合在一起規劃設計。研究5～15年內電力系統發展和建設方案，根據：國民經濟及社會發展目標、發電能源資源開發條件、節能分析、環境及社會影響等。分析：電力需求水平及負荷特性、電力流向。提出：規劃水平年的電源布局、結構和建設項目；電網布局、結構和建設項目；宜對建設資金、電價水平、設備、燃料及運輸等進行測算和分析。

長期規劃，一般是指20年左右的規劃設計，它主要是對系統發展的未來給出一種趨勢性的設想方案。

研究電力發展的戰略性問題。根據國民經濟和社會發展長期規劃、經濟布局和能源資源開發與分布情況宏觀分析電力市場需求；綜合分析煤、水、電、運和環境等。提出：電力可持續發展的基本原則和方向；電源的總體規模、基本布局、基本結構，能源多樣化等；電網主框架。必要時提出：更高一級電壓的選擇意見；電力設備制造能力開發要求；電力科學技術方向。

1.各階段規劃內容與差別

五年規劃（設計）包括：大區電力系統設計，省或地區系統設計，電廠接入系統設計，工程設計的系統專業配合，電力系統專題設計。

中期規劃包括：電力需求預測，動力資源開發，電源發展規劃，電力網發展規劃，環境及社會影響分析，重點是測算和分析電力建設資金、電價水平等。長期規劃包括：電力需求預測，動力資源開發，電源發展規劃，電力網發展規劃，環境及社會影響分析，重點是研究資金、電價、設備供應、人員培訓等問題，提出措施。

電力系統規劃之間的關系及作用。五年規劃（設計）以現狀為基礎，并應在中期、長期規劃的指導下進行編制。中期規劃的深化和具體表現，也是對中期、長期規劃進行補充和修訂。其是編制、報批項目建議書、項目可行性研究報告書的依據，電力工程項目開展設計工作的依據。

中期規劃以五年規劃為基礎，并應在長期規劃的指導下編制。其是長期規劃的深化，也是長期規劃的補充和修訂，是電力工程項目開展初步可行性研究、設計工作的依據。

長期期規劃以五年規劃和中期規劃為基礎，研究電力發展的戰略性問題。

2.電力系統規劃設計的內容

（1）五年規劃（設計）即大區電力系統設計。任務是以系統內大電源的接入和主網絡方案為研究對象，主要解決系統內主力電廠的合理布局和主網架的結構問題，相應于推薦方案的無功補償容量及其配置，某些系統運行技術條件的校核，可能采取的技術措施及實施方案（如系統調峰、調頻、調相調壓及系統穩定、短路電流、過電壓等問題）。（2）省或地區系統設計。在大區系統主力電源接入系統方案和主網架方案已經確定的條件下，研究省及地區電源接入系統方式及二次電壓等級的網絡方案，通過系統潮流、調相調壓及短路電流計算，提出省及地區的系統接線方案及相應需要建設的輸變電項目（包括無功補償配置）。（3）電廠接入系統設計。根據負荷分布和電廠合理供電范圍，研究電廠最佳接入系統方式（包括電壓等級及出線回路數）、電廠送出工程相關網絡方案、建設規模及無功補償配置，并提出系統運行對設計電廠的技術要求（如穩定措施、調峰、調頻、調壓設備的規范及發電機的進相及調相能力等）。（4）本體工程設計的系統專業配合。把電網規劃設計、電廠接入系統設計中確定的技術原則落實到具體工程設計中去，包括設計規模，分期建設方案，電氣主接線、主設備規范，建設進度、技術條件校核及可能采取的措施等。系統專業的配合資料是本體工程設計的依據和基礎資料。電力系統專題設計：系統擴大聯網設計；系統高一級電壓等級論證；交、直流輸電方式選擇；電源開發方案優化論證；輸煤輸電方案比較；弱受端系統供電方案；特殊負荷的供電方案；發電機勵磁方式論證；發電機快控汽門控制方式研究等等。

中期規劃包括電力需求預測，動力資源開發，電源發展規劃，電力網發展規劃，環境及社會影響分析等。

長期規劃包括電力需求預測，動力資源開發，電源發展規劃根據動力資源和負荷分布條件；電廠建設條件、可能開發的設備制造的技術條件，提出發電電源構成和電源布局方案（包括對發電機組設備技術水平的要求）。電力網發展規劃根據對大氣環境及社會影響的分析，提出相應的建議。此外，還必須研究技術進步問題，提出對技術進步的要求和課題，以保證電力系統能不斷地向用戶提供充足、安全、可靠、質量合格、價格合理的電力。還包括環境及社會影響分析等。

四、電力系統規劃的方法

1.基本條件分析

電力工業發展的基本條件有3個，即電力負荷需要、動力資源開發及運輸條件許可、發變電設備的制造及供應及時。

2.基本功能分析

分析電網功能就是分析電網各部分及某些大電源及主要網架的作用。對基本功能的分析要分層次進行，首先是全網供電范圍、電源建設地點、電源的作用、分區電網之間的送受電關系等，其次應分析主力電源的合理送電范圍、功率流向及相應的網架，最后是地區電網的情況。分析時要注意：隨著系統的發展，電網各部分無論是電源、網架還是輸電線的功能都是變化的。

3.基本形態分析

分析發電廠與變電所之間的連接方式，也就是電網結構。最基本的電網結構有輻射型、鏈型及環型3種，電網結構主要取決于電廠和負荷的分布、電網覆蓋地域的情況等。電網結構設計的基本原則是分層分區原則，即不同電壓等級電網構成不同的層次，不同地域的下一級電網解列構成不同的地區電網，地區電網本身具有足夠的電壓支撐和無功儲備。

4.動態分析即彈性分析或可變因素分析

主要是指電網實際發展進程與設計預計有差別時規劃電網的適應能力?？勺円蛩刂饕侵福贺摵蓪嶋H增長超過或低于預計；電源建設進度或順序發生變化；主要送電線路投產時間提前或推遲等。因此電力系統規劃要采用滾動的方法不斷修正。

5.限制性條件分析

在制定電力系統規劃方案時要特別注意那些會影響方案成立的限制性因素，這些因素主要是：自然地理條件的限制性因素；供水水源條件；煤礦建設進度不能滿足電廠需要；廠、所區公路、鐵路、碼頭的建設進度和規模不能滿足要求；主要輸電線存在跨江、河問題；主要電氣設備制造困難等。

6.可靠性與經濟分析

我國目前還未制定有關電源規劃和電網規劃階段的可靠性準則，在系統規劃階段有《電力發展規劃編制原則》，在系統設計階段則有《電力系統技術導則》、《電力系統安全穩定導則》及《電力系統設計技術規程》對電力系統安全穩定運行的標準提出了要求。要求設計通過潮流計算、無功補償及電壓調整計算、系統穩定計算、N—1網絡安全檢查、工頻過電壓及潛供電流計算、系統短路電流計算、方案經濟評價計算等對設計系統的技術經濟特性進行全面綜合評價，提出最佳方案。規劃設計的電力系統應滿足經濟性、可靠性與靈活性的基本要求。

（責任編輯：劉輝）