文/劉一帆

（國網湖南省電力有限公司桂陽縣供電分公司）

電力工程的發展是近年來我國關注的焦點。為了更好地促進電力工程的發展，我們需要了解電力工程系統的規劃設計[1]。為確保電力系統安全穩定的運行，完善的綜合電力網絡不可或缺。電力系統規劃設計是電力勘察設計項目前期的重要引導，是明確電力大網絡發展方向及發展規模的指南針。電力系統的規劃設計包括多個不同的方向，包括電力工程施工現場的電力測量和分析，施工現場的配電和規劃，不同的電力工程施工方案，這些前期規劃工作是電力工程穩定發展的中長期規劃設計。

一、電網規劃設計特點

電網規劃主要指片區電路的規劃工作，電力設計是對電網建設中的電網規模、容量等方面進行設計，包含了電網的運行與電網質量把控兩個方面。在電路網絡建設初期，需要對電網的布局進行合理的規劃，對電網內部的結構和線路進行設計，并且科學評估建設成本，以此提高電網建設的效益。

電力工程設計通常以單項工程為主要設計單元，系統規劃設計內容包含9個方面：（1）根據工程所在區域的國民經濟情況預測電力負荷發展情況。（2）分析變電站近區電源裝機容量、出力情況及電源后期的規劃。（3）根據電力負荷預測結果和電源出力進行電力電量平衡及變電容量測算。（4）分析工程建設的必要性。（5）根據周邊電網情況，提出工程接入電網系統方案。（6）對所提方案進行電氣計算（潮流計算、穩定計算）。（7）分析各方案計算結果，進行方案技術經濟比選并確定最終接入系統方案。（8）確定建設規模及系統對變電站電氣主接線及有關電氣設備參數的要求。（9）為電力工程設計其他專業提供系統資料。

電力設計中具體分為電力工程設計及電力設備設計兩個內容。其中，涉及發電站、變電站等工程選址及規劃工作，可劃分為電力工程設計。輸電設備、開關設備的選擇、安裝與調試工作，屬于電力設備設計[2]。通過完整的電力設計規劃工作，能為電力工程及電力設備的良好運行奠定基礎。電力系統依賴于電壓與電流設備的正常運作，因此變電站的電壓等級是電網規劃中的一項重要內容。需要優化電壓等級，避免重復降壓對電路造成影響。

二、電力配網工程前期規劃的重要性

配電網建設項目可被視為一個項目管理。從項目所消耗的能源和時間來看，如果將項目規劃、可行性研究、立項、論證、設計、施工和綜合驗收評價作為一個整體考慮，則施工前的前期工作約占整體的70%，施工過程約占整個過程的20%，驗收管理和后評價約占總過程的10%。從整個項目的投資狀況來看，項目前期規劃對項目投資的影響達到70%-85%，施工圖設計對項目投資的影響為20%-30%，項目建設對項目投資的影響約為10%。由此可見，在電力工程建設中，前期規劃的重要性十分突出，必須予以充分重視。

三、電網規劃與電力設計中存在問題

（1）電網規劃。用電安全是電網規劃中需要考量的重要內容。但我國電力公司在實際施工過程中，更重視電網建設的效率，忽略了電網安全問題，導致電力系統運轉不夠穩定和可靠。電力公司在進行電網規劃時，也沒有完善的保障措施，沒有依據電力需求的變化，對電網規劃進行調整[3]；其次，電網管理和電廠管理處于分離狀態，企業在選擇電源地址時，首先考慮公司利潤，忽略了整體規劃的合理性，容易出現電源與電網規劃不匹配的現象；在制定相關規劃與設計方案時，沒有明確電網的供電標準。電力企業僅僅考慮當前的用電需求與企業效益，并沒有深入分析未來的電力需求發展，也沒有參考電網供電的基本標準，導致電網規劃建設并不規范。

（2）電力設計。首先，設計人員的專業素養決定了電力設計的成果，當設計人員的專業水平無法達到電力公司的基本需求時，電力企業的發展必定受到一定的阻礙。目前，我國電力企業中的設計人員，缺乏專業知識與操作技術，導致電力設計技術發展緩慢；其次，電力設備設計方案較為落后，電力設備配置還不夠完善。例如，變壓器設備的耗能情況及運轉，是電力系統正常運行中的重要指標，但受資金流的影響，電力企業大都選擇普通的變壓器，降低了其安全性與穩定性。變電站的設備中，還有部分出現接頭發紅發熱的現象，有明顯的異響，還有一些設備的零件脫落、老化，導致設備無法正常運轉，存在著較大的安全隱患。

四、電力配網工程規劃設計主要措施

（一）重視和科學選擇電壓等級

電壓是電力系統正常安全運轉的重要因素，需要以電路需求地的地形特點與用電需求為基礎，對電力系統中的電壓等級進行合理規劃，以此提高電力系統的工作質量，提高電力設備的安全性與可靠性。我國電網中，電壓等級主要有500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、0.4kV等，不同的電壓等級有不同的電網傳輸任務。如35kV及以上電壓等級主要負責電壓的輸送和傳導，10kV及以下為配電電壓和居民生活用電電壓。對于這些不同的電壓等級，電網規劃的原則不同，目的不同，側重點也不同。因此，過多的電壓等級增加了電網規劃設計的難度。當電壓等級過低時，無法負荷變電站的電力需求，反之，若電壓等級較高，變電站線路的電力資源輸送能力就會越強，容易導致資源浪費，增加電力運行成本。因此，需要科學地進行電壓等級的選擇，才能降低電壓對電網安全的負面影響。當輸電網的電壓等級為500kV和200kV時，根據實際需要，配電網可選擇110kV、10kV、0.4kV。精簡的網架結構為電力運行人員提供了極大的方便。因此，在電力規劃過程中，設計人員需要將各地區的規劃作為重點，展開全面的用電調查，依據國家電力系統的規劃指導原則，開展協調管理，使其滿足整體協調規劃。

（二）提高電網負荷轉移能力

電網的負荷轉移能力主要指配電網的供電能力與儲電能力，其對電網的正常運行有直接的關聯。當變壓器出現故障，需要配電網發揮作用[4]，轉移電網負荷，構成臨時電源，為電力系統中的設備提供電源，保證系統中的設備正常運轉。不同地區的用電量與用電需求都有一定的差異，需要根據電網區域的實際需求，進行輸電線路的容量規劃工作。

在我國現階段，經濟發展不斷變化，對于電力負荷的增長統計難度較大，無精確的數據、完善的電力統計資料致使在負荷預測時難以準確測量。特別是對于不同地區電力需求的差異化，以至于電力電量的供應也要及時調整。同時，對于一些突發事件及氣候因素的影響，使整個規劃設計面臨較大的挑戰。為及時應對以上的干擾因素，在電力系統規劃前，設計人員要先收集其近期內的大用戶負荷報裝情況，積累本地區用電量和負荷的歷史數據以及城市建設和各行各業發展的信息，充分研究國民經濟和社會發展各種相關因素與電力需求的關系，只有對其相關數據充分了解后，才能保證該區域電力的長遠發展。對于不同區域的電網，不同的發展階段均需要制定相應的發展策略[5]。且設計人員需具備突發事件的預測能力，并對電網突發問題及時跟進并有效處理，才能與社會發展保持同步，才能更好地適應社會發展方向。

（三）明確電網供電標準

電力企業在設計電網規劃方案時，要考慮電網的安全性與可靠性。與城郊和農村地區相比，城鎮的電力需求量更大，需要按照變電容載的比例對電力設備進行合理配置。《電網規劃設計準則》中包含了N-1、N-2兩個準則。一般來說，電網供電需要滿足N-1準則，能及時處理電力設備故障，提高電網安全性。N-2準則更加可靠和穩定，對電網規劃工作提出了更高的要求。

（四）優化穩定電力系統電氣計算

精確的電氣計算是電力工程設計中選擇設備參數的指導。電力系統規劃設計計算主要包含潮流計算、短路電流計算、系統穩定計算等。其中短路電流值是選擇斷路器的依據，并對今后高壓斷路器等設備的制造提出短路電流方面的要求以及研究限制系統短路電流水平的措施[6]。潮流計算可分析該網絡的電壓水平高低和功率分布及電力損耗。穩定計算可校驗網絡結構和系統運行參數是否滿足系統運行的要求。將以上計算數據應用于電力工程設計中，對于設備參數的選擇具有指導性的作用，并能夠最大程度上避免電力工程中出現的設計錯誤，保證了電力設計質量的正確性，同時對電力系統的安全穩定運行提供了有力保障。

（五）優化電力設計措施

首先，變電站的規劃與設計是電網系統安全運行的重要保障。不同電壓需求的變電站的設計方案也會存在一定的差異。例如，110kV變電站電力的設計方案中，需要觀察用電目的地的實際需求，完善處理機制，提高管理維度的有效性，節約資源的同時，發揮出電力能源及設備的最大供電能力。110kV的變電站可以采用雙繞組的變壓器設備，確保110kV、35kV電壓等級的靈活切換；其次，設計人員還需要重點關注電網運行中的接線方式、供電電源等問題，提高運行模型的應用效率。利用雙電源和橋式接線統一的措施，整合電源的鏈接機制，提高變電站的自身優勢；220KV變電站是主要承載城市電力項目的機組，建設規模更大，變電設備需求量更大，合理考量其負荷轉移能力，在設計階段，預估并解決變電站所面臨的各項問題，從源頭上解決影響電網安全運行的問題[7]；最后，電力設備的設計主要通過電力設備的選擇實現。變壓器設備的優先選擇條件為調壓和降低損耗，斷路器需要滿足免修和實用性強兩個要求。在電力設備設計中要安裝安全自動裝置，監控電網運行過程，及時排除電力故障，避免大規模停電，影響居民正常生活。

五、加強電力配網工程前期規劃措施

（一）加強勘察工作

在配電網工程建設中，一些管理人員不重視配電網工程的勘查，不事先了解和掌握施工現場的地質條件，導致土建施工中設計方案與實際情況不符，需要更改設計方案，延長工期，增加不必要的費用[8]。因此，應做好配網工程設計的現場勘查工作，通過對工程地質條件的勘查測繪，掌握工程現場情況，為工程建設提供準確的評價數據，為工程量計算提供準確可靠的參考數據，合理控制工程成本，提高企業經濟效益。

（二）重視研究方案評審工作

在配電網項目的初步規劃中，首先要注意項目可行性研究方案的審查，加強與設計院專家的協商與合作，不斷完善配電網項目的設計方案，提高配網工程設計質量，為按期完成工程建設做好基礎準備。其次，還可以采用專業的評審方法，對施工設計圖紙的合理性、可行性、經濟性和標準化進行評審，然后與專家協商溝通，對一些不合理的地方提出建議，并及時修改[9]，最后嚴格審查一些重點項目和大型投資項目，確保設計成果的有效實施，避免設計變更問題。

（三）提升配網管理人員綜合素質

在配電網項目的初步規劃中，可行性研究是一項集管理、技術、經濟于一體的綜合性工作。不能只由個人或某一部門完成。因此，電力企業需要不斷提高配電網管理者的綜合素質，使配電網項目規劃更符合實際。基于此，應加強對管理者的專業知識培訓，使其積極參與培訓，總結自己的工作經驗，加強彼此之間溝通交流。此外，在配網工程的前期規劃中，應引入一些新材料、新技術，以保證工作質量，提高工作效率；引入節能環保理念，建設綠色、智能、安全、高效、經濟的現代配電網工程。

六、結束語

綜上所述，電力配網工程前期規劃作為電力施工的重要基礎，在開展規劃設計工作時，不僅需要與時俱進，提高技術和改善設備，還需要重視電網的安全工作，從電壓等級、負荷轉移能力、供電標準、電力設備優化等方面著手，進一步優化電力系統的安全性能。新時代的大數據背景下，電力企業需要認識到電力系統的重要性，積極引進高技術人才，摒棄傳統的觀念，做好電網規劃與電力設計工作，構建強大的智能電力系統，為社會大眾及各行各業營造科學的電力環境。