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電力作為國民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)能源之一，在我們的日常生活和工作之中發(fā)揮著無可取代的作用，因此來說，電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行是提供電力服務(wù)的基礎(chǔ)及重中之重，這些都需要進(jìn)行一系列的電網(wǎng)建設(shè)，而這一切的基礎(chǔ)就是做好電力規(guī)劃設(shè)計(jì)，選擇實(shí)用性強(qiáng)的電力建設(shè)線路，從而提升電力運(yùn)行效率和質(zhì)量。

1電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)概述

電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是進(jìn)行大規(guī)模電力建設(shè)的前期準(zhǔn)備工作，只有做好線路設(shè)計(jì)、負(fù)荷預(yù)測等方面的規(guī)劃才能高效、有序進(jìn)行電力建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。電力不僅與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)，同時(shí)深深地影響著每一個(gè)人的工作和生活，因此來說電力建設(shè)的重中之重就是做好電力規(guī)劃設(shè)計(jì)，在進(jìn)行電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中要充分了解不同區(qū)域的電力需求，并結(jié)合城市建設(shè)等進(jìn)行線路優(yōu)化設(shè)計(jì)，并進(jìn)行合理的電力負(fù)荷預(yù)測，使得前期規(guī)劃設(shè)計(jì)充分結(jié)合實(shí)際，并對多個(gè)方案進(jìn)行論證比對，從而選擇最優(yōu)的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。對于電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)而言，首先要進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測，之后才能根據(jù)負(fù)荷需求及所能提供的負(fù)荷能力進(jìn)行相應(yīng)的電網(wǎng)電源設(shè)計(jì)，其次要進(jìn)行線路的勘察及選擇，從而進(jìn)行電力網(wǎng)絡(luò)及建設(shè)規(guī)劃，只有這樣才能選擇出實(shí)用性強(qiáng)的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，這也正是電力規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。之所以要進(jìn)行一系列的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，目的就在于對電力建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面、科學(xué)的設(shè)計(jì)及選擇，對可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)測分析并加以解決，最終以優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案來確保電力建設(shè)的有序進(jìn)行，為電力供應(yīng)的穩(wěn)定安全奠定基礎(chǔ)。

2科學(xué)地進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測

電力系統(tǒng)只有提供充足的負(fù)荷能力才能保障電力供應(yīng)的安全、穩(wěn)定，為此必須進(jìn)行科學(xué)的電力負(fù)荷預(yù)測，結(jié)合地區(qū)以往發(fā)展實(shí)際進(jìn)行電力需求預(yù)測，主要的預(yù)測方法如下：2.1回歸分析及單耗法。這種建立在以往用電負(fù)荷基礎(chǔ)上的定量分析法被廣泛使用，主要是通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的回歸分析來對未來的電力負(fù)荷需求進(jìn)行估算，這不僅需要本地區(qū)以往的用電數(shù)據(jù)及各功能分區(qū)的用電負(fù)荷數(shù)據(jù)，更需要對本地區(qū)未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行合理評估，從而確定未來的用電負(fù)荷。這種預(yù)測方法能夠?qū)Φ貐^(qū)綜合用電負(fù)荷進(jìn)行評估，且具有較高精確度的預(yù)測性，尤其適用于短期及中期電力負(fù)荷預(yù)測，存在的不足之處在于難以測算各供電區(qū)的電力負(fù)荷發(fā)展水平。為彌補(bǔ)回歸預(yù)測的不足之處，常結(jié)合單耗法進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測，工業(yè)和部分農(nóng)業(yè)用電量常常能統(tǒng)計(jì)出具體的單耗指標(biāo)，結(jié)合單耗指標(biāo)進(jìn)行用電負(fù)荷的預(yù)測具有針對性，能夠?qū)Σ煌δ芊謪^(qū)區(qū)域進(jìn)行較為準(zhǔn)確的用電負(fù)荷預(yù)測，從而為電源規(guī)劃等奠定基礎(chǔ)。2.2灰色系統(tǒng)法。這是建立在灰色系統(tǒng)理論基礎(chǔ)上的預(yù)測方法，能夠?qū)胁淮_定因素的系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測，在數(shù)據(jù)不多的情況下找出某個(gè)時(shí)期內(nèi)起作用的規(guī)律，從而建立起負(fù)荷預(yù)測模型，對于短期負(fù)荷預(yù)測具有較強(qiáng)的實(shí)用性，這種預(yù)測方法對負(fù)荷數(shù)據(jù)要求較少，不考慮分布規(guī)律及變化趨勢，具有明顯的便捷性，但是當(dāng)數(shù)據(jù)離散程度逐漸變大的情況下，負(fù)荷預(yù)測精度將下降。2.3趨勢分析法。這種電力負(fù)荷預(yù)測方法建立在對未來地區(qū)發(fā)展趨勢進(jìn)行多方面了解的基礎(chǔ)上，這是一種確定的外推，在對歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)及擬合曲線進(jìn)行分析之后得到模擬曲線，不考慮隨機(jī)誤差，在具體使用中可以結(jié)合本地區(qū)實(shí)際情況加以利用，主要的趨勢模型有線性、多項(xiàng)式、對數(shù)、指數(shù)趨勢模型等。

3電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)分析

3.1做好電力規(guī)劃要點(diǎn)設(shè)計(jì)。之所以進(jìn)行全面的電力規(guī)劃設(shè)計(jì)就是要通過更低更合理的成本投入來利用電力資源，優(yōu)化電力資源配置，尤其是在制定電力擴(kuò)容規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，要充分對傳統(tǒng)的供應(yīng)側(cè)資源和可再生能源加以考慮，具體來說主要是社會(huì)總資源供應(yīng)側(cè)、需求側(cè)的利益及應(yīng)滿足的可靠性約束，同時(shí)對財(cái)政上的完整性、投資額度和裝機(jī)容量等加以考慮，需求側(cè)資源的影響將會(huì)導(dǎo)致電力規(guī)劃內(nèi)容的變化，規(guī)劃設(shè)計(jì)中的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)是滿足用電需求側(cè)成本最小，并對不同目標(biāo)負(fù)荷形式的需求側(cè)資源分別進(jìn)行約束；同時(shí)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)計(jì)量、負(fù)荷預(yù)測、資源評估、電價(jià)分析及財(cái)務(wù)分析等，從而通過綜合資源規(guī)劃來為電力規(guī)劃設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。具體來說是將多種需求側(cè)管理措施產(chǎn)生的影響視為出力，通過一系列的規(guī)劃手段綜合考慮供需雙方的資源選擇。3.2通過同時(shí)法和DSM消去法進(jìn)行資源組合。3.2.1同時(shí)法。這種通過需求側(cè)與供應(yīng)側(cè)措施的直接比較來對系統(tǒng)成本進(jìn)行估算的方法就是同時(shí)法，即同時(shí)考慮需求和供應(yīng)的相互影響，畢竟電力供應(yīng)最終是滿足用戶需求，而用戶需求的變化也在影響著電力供應(yīng)，這種方法能夠評價(jià)其可靠性、運(yùn)行能力，對需求側(cè)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，同時(shí)能夠?qū)π枨髠?cè)管理的規(guī)模和時(shí)間特性進(jìn)行直接估算，但該方法需要較為詳細(xì)的需求側(cè)信息，并需要復(fù)雜的用電估算模型進(jìn)行一系列的測算。3.2.2DSM消去法。這主要是負(fù)荷需求滿足的問題，如果需求側(cè)管理的規(guī)模不大，那么電力系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)較為穩(wěn)定，而DSM消去法首先要利用邊際成本來對需求側(cè)管理措施進(jìn)行選擇，然后將所有的具有成本有效性的需求側(cè)管理措施消去，這樣才能實(shí)現(xiàn)供應(yīng)側(cè)資源的優(yōu)化組合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)滿足剩余負(fù)荷需求的目的。但是一旦需求側(cè)管理措施在新資源中所占比重過大，那么可能會(huì)降低系統(tǒng)可靠性，帶來運(yùn)行能力問題；另外，該方法忽略了電價(jià)對用電需求的影響。3.3在設(shè)計(jì)中采取靈活的交流輸電系統(tǒng)技術(shù)。近年來，隨著現(xiàn)代控制理論、系統(tǒng)工程、新材料的開發(fā)等一系列成果的不斷出現(xiàn)，電力系統(tǒng)分析和計(jì)算水平有了顯著提升，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步優(yōu)化了電力規(guī)劃設(shè)計(jì)模型和方式方法，為提升電力規(guī)劃水平奠定了基礎(chǔ)。交流輸電系統(tǒng)技術(shù)FACTS運(yùn)用了電力電子學(xué)的最新成就，并結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對交流輸電功率的靈活控制，在電力規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)充分利用該技術(shù)能夠?qū)F(xiàn)有高壓輸電線路的輸送能力顯著提升，并明顯增強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。FACTS技術(shù)不斷向復(fù)合型發(fā)展，兩臺(tái)及以上控制器通過復(fù)合組件一組FACTS裝置，并通過共同的、統(tǒng)一的控制系統(tǒng)進(jìn)行管理控制，在電力電源及線路設(shè)計(jì)中要合理運(yùn)用。3.4串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)及電力系統(tǒng)頻譜分析。輸電系統(tǒng)跨度較大，在遠(yuǎn)距離傳輸中穩(wěn)定性成為主要的難題，為解決這一問題，需要合理采用串聯(lián)電容補(bǔ)償技術(shù)來提升系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性能。利用串聯(lián)電容器能夠構(gòu)建LC串聯(lián)回路，一旦串聯(lián)電容補(bǔ)償度達(dá)到一定程度，則系統(tǒng)中某一點(diǎn)會(huì)發(fā)生擾動(dòng)，同時(shí)可能會(huì)和發(fā)電機(jī)、變壓器、送電線路電容發(fā)生串聯(lián)諧振，其頻率通常位于次同步頻帶上，假如諧振頻率和發(fā)電機(jī)機(jī)械系統(tǒng)質(zhì)量彈性體的扭轉(zhuǎn)振蕩頻率發(fā)生互補(bǔ)的話，極容易導(dǎo)致機(jī)組的損壞，這一點(diǎn)必須在電力規(guī)劃設(shè)計(jì)中加以考慮。隨著非線性負(fù)荷的不斷增加，同時(shí)在電力電子技術(shù)的運(yùn)用下，電力系統(tǒng)的不對稱和諧波日趨明顯，串聯(lián)、并聯(lián)諧振和系統(tǒng)不對稱對電力設(shè)備與用戶的影響已不容忽視。電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和發(fā)生擾動(dòng)時(shí)系統(tǒng)頻率不變的傳統(tǒng)假設(shè)已經(jīng)明顯不能滿足現(xiàn)代電力需求，因此有必要開拓頻譜分析的研究，以豐富電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)思維。3.5在設(shè)計(jì)中注重大區(qū)互聯(lián)。通過大電網(wǎng)之間進(jìn)行互聯(lián)不僅能夠帶來顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)能充分利用能源和減少裝機(jī)容量，將電力系統(tǒng)運(yùn)行和供電安全、可靠性、經(jīng)濟(jì)性加以提升，改善電能質(zhì)量。

4結(jié)語

電力規(guī)劃設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要考慮諸多影響因素，且具有較強(qiáng)的專業(yè)性，因此必須在進(jìn)行電力負(fù)荷預(yù)測的基礎(chǔ)上根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求開展電力線路設(shè)計(jì)、荷載設(shè)計(jì)等規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，在此過程中注重道路橋梁等市政設(shè)施帶來的規(guī)劃影響。

作者:張馨方 單位:國網(wǎng)焦作供電公司

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