浅议电力系统规划

随着科学水平的提高, 人们对生活质量的要求也越来越层出不穷。人们对电力的需求和依赖性越来越大, 对安全稳定供电的要求越来越强。传统电网规划的主要任务是配合电源规划, 在研究规划期间负荷增长情况及电源规划方案的基础上, 为满足全社会电力需求、发展, 而确定最佳的电网规划方案。因此, 对于电源和电网的规划部门来说, 如何定义其各自的规划目标、建立新的规划原则以协调相互之间的利益关系成为主要的任务。

1 电源规划

电源规划的目的是根据某一时期的负荷需求预测, 在满足一定可靠性水平的条件下寻求一个最经济的电源开发方案。其基础是长期电力需求预测。电力需求预测是电力系统规划的重要组成部分, 也是电力系统规划工作的基础。对电力工业界而言, 主要是针对系统中的各种设备, 包括发电资产和电网资产。

电源构成计划在电源构成计划的理念中, 设计群集时必须考虑两种类型的电源:线路电源和不间断电源 (UPS) 。供电线路停电时也不应关闭群集。不能将超过半数的节点连接到一个电源上。如果电源正好为一半节点供电, 则它不得同时为群集磁盘锁或Quorum Server供电, 否则群集将不能在出现故障后重组。

今后电源规划的原则应是“抢点占线”, 即电源规划部门通过与政府规划部门的合作, 做好新建电源的前期规划选点工作, 尤其是电网受端系统的电源项目, 对规划厂址进行先期保护, 并针对煤炭的铁路运输情况, 提前与铁路运输部门协商和统筹规划。以实现最大范围内的资源优化配置。

电源构成不同, 其经济型和运行性能也不同。电源的地理分布与输电线路造价问题逐渐受到了重视, 由此产生了广义电源点 (generic sites) 的概念, 它把与扩建新机组相关的新线路造价添加到机组造价中, 这是一种粗略地考虑电源地理分布的方法。此后, 电源与输电线路联合规划的模型与算法得到了进一步的发展。因此, 在电源构成计划中, 要根据电力需求曲线的形状, 使电源组合得能在得利最经济用率下进行。

分布式发电的规划无论是对国网公司还是对南网公司来说建设特高压具有重要意义。分布式发电 (dist ribu ted generat ion, DG) 是指功率从几十千瓦到几百千瓦, 模块式的、分布在负荷附近的清洁环保发电设施, 能够经济、高效、可靠地发电[1]。它是以资源和环境效益最大化、以能源利用效率最优化确定方式和容量的新型能源系统。DG的引入将会影响到配电网的节点电压、线路潮流、短路电流、网络可靠性等多方面, 其影响程度与DG的位置和容量密切相关。当在规划方案包含众多DG时, 大量的随机变化使得系统的复杂性迅速增加[2]。因此必须合理选择DG的位置和容量[3]。

2 电网规划

目前我国的电网建设滞后于电源建设, 电网建设作为电源的配套送出工程, 以保证电厂电能的送出为目的。而电网规划工作成为各个电厂接入系统设计工作的综合, 新形势下的输配电网规划应建立在准确的市场需求预测基础上, 同时需要深入研究和分析产业及其内部结构的发展变化趋势和用电消费特征的变化, 并充分重视电价对用电需求的影响, 从而实现资源的合理配置, 改变电网落后于电源的状况, 建立安全、可靠、灵活和经济的电网。

电网建设应当在保证电力系统安全可靠运行的情况下, 最大限度地满足全社会日益增长的电力需求为目的, 实现电网与电源的协调发展, 解决长期形成的电网薄弱问题。今后电网规划的原则应是“以网带点”, 以“加强受端系统, 分散外接电源”为规划指导思想, 即不仅要加强受端系统的电网建设, 也要加强其电源建设。同时电源的接入系统要以电网规划的目标网架为基础, 以满足电力系统安全稳定运行和可靠供电为目标, 按照分散接入的原则接入目标主干网络。

在电网规划设计中, 要在遵循传统设计规则和经验的基础上, 充分调研网内资产的利用率, 在电网的节点或局部以此作为一项优化指标。在适当的时候的确定合理容量显得十分重要。设备的选择应使其作为资产具有最大化的利用价值。运行中的考虑实际资产利用率数据和经验的积累。通过合理地调整网络的运行结构使资产具有较高的效率。

今后的电网规划将面临很多的不确定因素, 如老化资产等未知因素。设备老化是目前大多数国家电网所面临的问题, 特别是投运于上世纪60~70年代或更早的电力设备, 这个问题显得更为严重。在电网中, 资产是成批集中的新安装或投入运行的, 因而资产群的老化过程也是逐步的, 也是阶段性的。老化的资产除了具有不断下降的性能, 同时还存在着各种产生故障的风险。近年由于电网老化所造成的问题并不少见。研究单个设备的老化, 同时考虑老化设备群对网络及其可靠性的影响, 将设备可靠性与系统可靠性联系起来, 对于旧电网部分很有必要。以设备为对象, 选择适当的参数来估计设备的状态是十分有必要的。这些参数的选择应当遵循较易为资产管理监控与获取。

3 结语

现代电力系统日益复杂、庞大。面对市场经济条件下的新形势和电力市场化的新态势, 电力规划面临新的观念、新的思维和新的问题。需要对电力系统规划工作的定位、思路及其评价准则等方面做出改进, 以适应新形式下的规划要求。我们应该从社会、经济、技术、环境、文化等多学科对电力规划进行综合分析, 从而为电力系统规划建模及实施打下坚实而良好的理论基础。

摘要：随着我国电力工程的发展迅速, 无论是发电厂还是输配电系统都基本实现了自动化, 在给人们带来方便的同时也给国家带来了可观的经济效益。本文着重分析了在电源和电网方面的规划。

关键词：电力系统,电源规划,电网规划

参考文献

[1] 王志群, 朱守真, 周双喜.分布式发电接入位置和注入容量限制的研究[J].电力系统及其自动化学报, 2005, 17 (1) :53～58.

[2] B illinton R, Kark i R.Capacity ex-pansion of small iso lated pow er system s using PV and w ind energy[J].IEEE T rans on Pow er System s, 2001, 16 (4) :892～897.

[3] 王敏, 丁明.含分布式电源的配电系统规划[J].电力系统及其自动化学报, 2004, 16 (6) :5～8, 23.