电力系统规划设计研究

电力系统规划设计研究

田帅

身份证号码：370982198411220010

摘要：当前，经济飞速发展，人们对于电力的需求日益旺盛。合理的电力系统规划设计对于城市电力系统建设和稳定运营具有重要意义。电力负荷分配、电力网络构建于电力企业而言都要在规划设计方面进行深入研究，确保智能化电网的可靠建设，为社会各行业的发展提供动力。

关键词：电力系统；规划设计

引言

随着大数据、人工智能等技术的发展，电力系统规划设计融合了更多的智能化算法，通过搭建数学模型加速计算，获得了质量更好的规划设计方案。

1电力系统规划组成

电力系统规划可分为扩展规划和运行规划两类，规划工作的有序开展需要借助最优化求解、预测等技术方法来实现。在扩展规划过程中，要针对负荷等发展情况开展规划，而相关数据结果则要依靠预测，在掌握负荷发展趋势的基础上，对输配电系统、发电机组相关项目进行更精准地规划和建设。扩展规划主要分为两个阶段，即发电规划和电网规划。在发电规划方面，要从发电厂的扩建方面入手，在目标厂址做好发电厂容量、使用年限、设备选型、发电类型等各项内容的确定工作。在明确发电规划的情况下，开展电网规划，针对性地开展线路回路、电压等级、输电方式、线路起止点等各项内容的规划。扩展规划可以采用单一目标优化策略，如线性规划方法，在确保负荷增长需求得到满足的情况下，对环境、技术、系统可靠性、能源等方面进行约束，基于控制系统投资及运行成本方式开展线性规划。多目标规划相对复杂，但在众多算法技术的支持下，能够更精确地做好预测、规划，实际操作中，可以借助仿真模拟等方式对规划结构进行评估验证。一般而言，发电规划工作具有18～19年的规划周期，电网规划则多为5～14年的规划周期，在规划的同时，要通过财政分析法对规划方案进行可行性分析。要确保规划方案符合电力系统未来发展需求，利用各种算法做好负荷未来增长、能源资源需求、投资可能性等预测工作。

2电力系统规划设计

2.1低碳电力系统规划

电力系统工程规划设计主要是对电力系统实际运行的一种模拟，需要立足于实际，解决实际应用问题，模拟电网建设运行，找到电网建设中的薄弱点，确定电网重点建设项目及建设总体方案、规模和施工时序，确定电网项目的实际投资额和具体需求。低碳储能电力系统的总体规划主要包括对开发低碳储能电源与建设低碳智能电网的规划。在能源系统碳排放中，电力系统的碳排放约占40%，应通过征收电能资源替代税的方式有效减少电力终端用户的直接能源碳排放。从低碳智能电源的应用来说，其与发电负荷变化预测有着直接的关系，如果在智能电网投入运营之后再开始进行节能改造，将增加运营成本，降低发电机组工作功率与能源效率。因此，改造配套措施应基于前期的技术论证与规划来开展，避免受到外部因素的影响，促进其应用。电源和电网是电力系统的重要组成，应对电力系统运行进行科学合理规划，促进电源低碳化发展。在安装电源时，要根据电力系统实际负荷进行安全建设，综合考虑系统建设成本及后期运行管理，对电力系统的电源设计展开合理规划评估。

2.1.1优化调度发电机组模式

优化电力调度管理可保证电力发电机组的正常运营，要合理协调火力发电机组的电源发电量，将电力燃料发电成本降到最低。除了优化电力运行管理模式以外，还要充分考虑环境资源保护，基于节能低碳绿色经济发展理念，优化调度发电机组模式。

2.1.2优化含碳捕集电厂

碳捕集与封存装置的运行机制非常复杂，具有一定的应用局限性。针对新型含碳捕集热电联产燃气机组的碳利用和运行经济性问题，应构建集风电、电转气(P2G)一体的虚拟电厂，以虚拟电厂收益最大化为目标，以CO2捕集率、热电比、电转气功率为决策变量，建立虚拟电厂优化运行模型。这种聚合模式的虚拟电厂可获得更高的经济效益、更好的风电消纳效果、更低的碳排放。

2.2储电网规划技术

(1)储电网规划受规划范围影响较大。不同的规划范围中储能资源不同，所能起到的协调作用有所差别。对于全国范围的储电网规划，结合我国地形特点，可以在负荷中心配置抽水蓄能，其他地区辅以电化学储能等新型储能，有助于缓解整体储能投资压力；对于区域范围的储电网规划，应综合考虑该区域实际情况，规划合适的抽水蓄能与新型储能的复合储能，充分利用各类型储能的优势互补。总体而言，规划范围越大，储电网所能发挥的价值越高，所带来的模型复杂度与计算难度也越高。因此，选定合适的规划范围和发展更先进的建模计算技术，将是储电网规划的关键技术。

2.3储电网运行技术

相较于一般储能电站的运行，储电网运行更加关注内部各储能电站的协同和作为整体对电力系统的支撑。对内来说，储电网需要协调其内部各储能电站的运行来响应系统需求。现有储能运行过程中，常针对系统某一信号(如频率、电压等)，根据自身控制策略作出响应。然而，从系统角度来看，不同储能电站的响应行为可能会互相抵消，如充放电对冲，造成调节资源的浪费。因此，如何在满足各储能电站自身的运行目标的同时，协调其各自的响应动作，发挥储电网的规模效应，提高整体利用效率，将是储电网运行的关键技术之一。对外来说，储电网需要合理分配其调节能力来参与不同类型系统服务。相比于现有社区共享储能、储能聚合商和云储能等储能发展形态，储电网具有体量更大、分布范围更广的特点，面向大电力系统提供服务的能力更强，能够更加深入地参与到系统范围的调峰、调频、备用、潮流调控等场景中。因此，如何协调储电网参与不同类型系统服务，实现其多场景融合运行，降低储能资源的闲置率，最大化地发挥其价值，将是储电网运行的关键技术之一。

2.4准备阶段中电力系统规划的应用

合理规划设计电力系统是保证电力工程正常运行的基础内容，因此在具体的工程设计环节中，相关人员需要做好以下几方面的准备工作。（1）排除掉规划设计工作中会对电力系统造成干扰的因素。以多方面的角度对电力系统运行过程中可能会对其造成干扰的因素以及所产生的不良影响进行综合考虑与分析，并在此基础上制定有针对性的排除策略，有效保证电力系统规划设计的可行性。另外，在对干扰因素进排除工作时，还需要对电力系统的数据进行完善的统计；（2）对电力工程所在区域电力系统实际的使用情况开展详细调查，对其所处地区现有的电源、线路等电力系统相关数据资料进行相应的收集并进行详细分析。同时对于变电站基础数据资料进行详细整理，对各种数据信息的记录以及备份工作尽量做到完善；（3）对电力工程所处地区的电力负荷情况进行相应的收集，以此及时更新电力工程所处区域以及周边地区电力系统中的相关资料。

结语

在进行电力系统规划设计时，要充分考虑设计周期，遵循周期性原则、成本合理性原则、安全性原则，从电源、负荷、电量、电网等方面入手，进行合理规划，通过潮流、无功补偿、短路电流、稳定性等计算进行设备选型，做好设计合理性评估，以获得更优质的规划设计方案。

参考文献

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［2］姚榕.电力工程设计中电力规划设计的运用分析［J］．中国新通信，2019，21(21):232.

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