電力工程設計中電力系統規劃設計的運用分析

鄭志營

摘? 要：合理的電力系統規劃設計對于城市電力系統建設和穩定運營具有重要意義。電力負荷分配、電力網絡構建于電力企業而言都要在規劃設計方面進行深入研究，確保智能化電網的可靠建設，為社會各行業的發展提供動力。隨著大數據、人工智能等技術的發展，電力系統規劃設計融合了更多的智能化算法，通過搭建數學模型加速計算，獲得了質量更好的規劃設計方案。

關鍵詞：電力工程;規劃設計;自動化

前言

電力設施的運營不但與我國經濟發展之間存在十分緊密的聯系，還是諸多工程建設工作開展的核心內容。在整個電力工程中，對電力系統開展規劃設計工作主要是以區域經濟發展實際規模以及特定區域用電情況的電力負荷為依據，對區域用電情況進行全面分析，在了解用電情況的基礎上，對區域用電進行合理評估，進而對區域經濟業績進行詳細分析，并對電力設備運行情況進行合理檢測，以此實現電力工作的合理規劃，為減少電力企業投資成本提供有力依據。

1. 電力系統規劃組成

電力系統規劃可分為擴展規劃和運行規劃兩類，規劃工作的有序開展需要借助最優化求解、預測等技術方法來實現。在擴展規劃過程中，要針對負荷等發展情況開展規劃，而相關數據結果則要依靠預測，在掌握負荷發展趨勢的基礎上，對輸配電系統、發電機組相關項目進行更精準地規劃和建設。擴展規劃主要分為兩個階段，即發電規劃和電網規劃。在發電規劃方面，要從發電廠的擴建方面入手，在目標廠址做好發電廠容量、使用年限、設備選型、發電類型等各項內容的確定工作。在明確發電規劃的情況下，開展電網規劃，針對性地開展線路回路、電壓等級、輸電方式、線路起止點等各項內容的規劃。擴展規劃可以采用單一目標優化策略，如線性規劃方法，在確保負荷增長需求得到滿足的情況下，對環境、技術、系統可靠性、能源等方面進行約束，基于控制系統投資及運行成本方式開展線性規劃。多目標規劃相對復雜，但在眾多算法技術的支持下，能夠更精確地做好預測、規劃，實際操作中，可以借助仿真模擬等方式對規劃結構進行評估驗證。一般而言，發電規劃工作具有18～19年的規劃周期，電網規劃則多為5～14年的規劃周期，在規劃的同時，要通過財政分析法對規劃方案進行可行性分析。要確保規劃方案符合電力系統未來發展需求，利用各種算法做好負荷未來增長、能源資源需求、投資可能性等預測工作。

2. 電力系統規劃的設計原則

2.1 周期性原則

相較其他工程設計，電力工程設計具有較高的復雜性，為了保證電力工程的電力運輸以及調配功能的良好，相關設計者在對電力系統進行規劃設計時，首先要循序周期性原則，以此提高電網供電的可靠性與安全性。在實際的電力系統規劃設計期間，設計者應從電力工程整體的角度出發制定合理科學的設計周期，還應嚴格按照相應的施工計劃完成對電力系統的規劃設計。

2.2 安全性原則

在對電力系統進行規劃設計期間，設計者應重視安全性原則在整個規劃設計期間的落實。一旦電力系統不具備較高的安全性，會使電力系統的規劃與設計工作成為表面形式。因此在對電力系統進行規劃設計時，相關設計者應避免整個電力系統存在安全隱患等問題，以此有效預防電力系統出現大面積電流電壓不穩定的情況。同時，為了提高電力供應的安全性與穩定性，設計者還應重視對預警以及系統檢測功能等方面的設計。

2.3 經濟性原則

在對電力系統進行規劃設計期間，設計者需要在保證電力系統能夠穩定運行的基礎上，最大程度上節約電力工程的施工成本，以此為相關建設企業提供更大的利益空間。為了滿足電力系統規劃設計經濟性原則，相關工作人員在對電力系統進行設計期間，首先要確保電力系統正常運行時的功能需求能夠得到滿足，其次在此基礎上，盡量減少不必要的施工浪費情況，有效控制施工成本，提高企業經濟效益，進一步為推動電力工程企業的長期穩定發展提供有力的依據。

3. 電力系統規劃設計的應用要點

3.1在電源規劃設計方面的應用

電力系統設計工作涉及的內容非常多，在實際開展這項工作期間，如果想要保證規劃設計工作順利開展，就要量電源規劃設計作為重點內容，甚至也要對區域四周的電源分布狀況、電力運行狀況進行全面研究。在此期間，需要做好以下幾項工作，達到提升電力系統規劃設計有效性的目的。（1）細致調查并全面分析施工區域的電源狀況，主要就是考慮到這一區域的電源系統，扮演著為各類電站、事業單位、企業提供私用發電機的角色。（2）全面掌握區域內部整體電源狀況，之后還要對區域電網規劃中各種類型的發電機，進行系統的規劃和管控。在此期間，主要就是結合具體的運行狀態，及時找到其中存在的各項問題，并要第一時間提出與之相對應的故障消除策略，進而全面保障電力系統規劃設計工作順利開展。（3）對電力系統各個環節的電源運行狀況進行詳細規劃，從而保證整體電力系統能夠發揮自身作用，為人們生產生活提供安全穩定的電力資源。

3.2在電力負荷設計方面的應用

在正式開展電力系統規劃設計工作之前，不能忽視的一項工作，就是對電力工程施工區域的電力負荷狀況進行分析和研究，進而將電力負荷預測和特性分析工作落實到實處。在開展電力負荷預測工作期間，非常關鍵的一項工作就是要對區域10年之內的電力系統，進行短期的電力負荷預測工作，但是需要格外注意做好歷年經濟數據調查工作。在此基礎上，電力系統規劃設計人員，要對所在當地的具體經濟發展狀況進行調查和分析，這樣不僅能夠提升提升中短期電力負荷預測精準性，也能全面滿足具體用電要求。通常狀況下，都是以應用多種預測方式為主，特別是在對運輸量較大的電力線路、容量較大的發電機組等一些非常重要電力工程的電力負荷進行預測期間，從多個不同的角度開展工作。通過做好這些工作的方式，不僅能夠體現出具體問題具體分析的特征，也能降低多項因素的影響，從而保證預測工作順利開展。

3.3在平衡電力電量方面的應用

考慮到平衡電力電量對電力系統規劃設計工作具有一定的約束，就要在完成電源規劃和電力負荷預測這兩項工作之后，設計單位做好平衡電力電量的工作，將電力平衡得到有效落實。在實際開展平衡點力電量這項工作期間，就要在精準預測該項目電力負荷的基礎上，進一步確定每一年電力系統電力負荷承受的最大值。還要全面結合電源輸出狀況進行細致分析。之后，再確定具體的電力電量。在此項工作接入到最后階段之后，還要緊緊依據具體的電力電量，選擇出能夠與電力系統相適應的電力設備。

3.4無功補償設計

整個電力體系中，大部分功率都屬于無功功率，因此，線路壓力的增加，會導致電網的電壓變得不穩定。所以，選擇合適的無功補償裝置，對于電力系統的節能降耗來說不可或缺。

對于無功補償設備的選擇，應注意以下三點：第一，應全面考慮電壓負荷、容量等在內的電力系統參數，再對無功補償設備進行選擇使用。第二，使用過程中需要全面了解補償線路的負荷情況，根據電網的運行狀態，從靜態補償裝置和動態補償裝置中選擇，從而達到節能效果。第三，投切方式的選擇應采取使用廣泛且穩定性、準確度和靈活度較高的投切模式。此外，遵循就近原則，盡可能地縮短電路的總長，以避免功率傳輸過程中的無意義浪費。

3.5濾波器設計

科學技術迅猛發展，電力自動化系統中的精密儀器日益增多。在復雜多變的電力系統網絡中，諧波電流量不斷增多，大量的諧波對電網儀器造成一定程度的負面影響，引起電壓的不穩定波動，進而消耗大量電能。所以，濾波器的采用在現代電力系統中扮演著至關重要的角色。挑選濾波器時，盡可能選擇有源濾波器，盡管有源濾波器的造價較高，然而，相較于無源濾波器，可以高效清除濾波，加之工作速度偏快，節能性能良好，可以在一定程度上預防電力系統中諧波帶來的危害和損耗。

結語

在進行電力系統規劃設計時，要充分考慮設計周期，遵循周期性原則、成本合理性原則、安全性原則，從電源、負荷、電量、電網等方面入手，進行合理規劃，通過潮流、無功補償、短路電流、穩定性等計算進行設備選型，做好設計合理性評估，以獲得更優質的規劃設計方案。

參考文獻

[1]史俊霞，洪成，王陽英夫，闞敏，朱曉東.電力監控自動化系統中信息安全防護設計分析[J].上海電力大學學報，2021，37（S1）：41-43.

[2]杜洋.電力電子混合式隔離型的自動化多電平變換器設計[J].制造業自動化，2021，43（11）：169-172.

[3]劉景久.CAN總線的特點及變電站配電系統通信自動化設計探討[J].電子測試，2021（21）：121-122+107.

[4]陳輝.智能建筑與電氣自動化的設計研究[J].智能城市，2021，7（18）：25-26.