电力系统的规划方案和可靠性

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摘 要 ：作为一项复杂的系统性工程,电力规划中存在很多不确定因素,具有规模大、涉及部门多等特点.在电力系统建设中,电力规划工作是一项必要的前期工作.当前我国的电力系统规划还没有形成一套系统规范的原则；在可靠性管理方面,通常是采用自上而下的指标硬性分解、摊派方法.文章针对电力系统的规划以及可靠性进行研究,对其基本框架、资料的收集、负荷预测以及电源的规划等进行了探讨.

关 键 词 ：电力系统；发电规划；电网规划

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）27-0121-02

电力系统规划在实现电力工业快速、稳定发展中起着重要的保障作用,其目的在于实现效益最大化和最大节约化.对电力系统的规划实施长远的计划不仅关系到电力工业本身的发展,同时还关系到能源的合理利用和国民经济各行业的发展.在具体实施过程中,要根据规划区域的规模、发展形态以及规划的负荷密度等进行电网结构的规划和电压等级的确定,最终实现供电安全可靠、电网结构坚强、互通能力强、接线灵活、适应性强等目的.

1.电力系统规划的特点以及分类

对电力系统规划的特点进行分析,包括：

（1）稳定性.面对时刻都在变化的电力需求,电力规划要求电力系统的运行始终保持在稳定状态,不稳定的电网会给社会带来严重的不良影响.

（2）实现目标多.在电力系统规划中,实现的目标是多重化的,为了实现产业的增长、保证市场份额、合理控制命脉产业、有效保护环境,都要求进行科学合理的电力规划.

（3）不确定性.电力规划的产出结果会受到很多因素的影响,因此需要进行滚动式修订和调整,同时也需要多种方案的预测结果,以此来适应发展的不确定性.

就电力规划的分类来说,如果是按照时间来分,有短期规划、中期规划以及长期规划.其中,短期规划的目的在于进行中长期规划的深化,具有期限短、内容具体、不确定因素少的特点；其次是中期规划,其不确定因素多于短期规划,但少于长期规划；最后是长期规划,其主要任务在于解决发展中的战略目标和重点,对电力生产结构进行调整,对动力资源进行合理开发和利用,最终实现电力系统的合理布局.如果按照电力生产环节进行分类,可以将电力系统规划分为：发电规划以及电网规划.其中,前者主要是对电源结构以及发电厂建设的地点和时间进行确定,实现供电能力的经济化；后者的主要任务在于规划主要的需电量及输电地点.

2.电力系统规划的具体方案分析

2.1 基础资料的收集

收集供电基础资料是电力系统规划的第一步,只有全面地收集了基础资料,才能对供电现状有深刻的了解,为正确预测负荷和规划改造电网打下基础.供电基础资料包括的主要内容有：当地的用电分类统计表、供电量统计表,电网电气主结线系统图、电网地理结线图以及相应的发展规划构思和负荷预测等资料.

2.2 负荷的预测

在负荷预测中,需要从当前的用电需求出发,综合分析政治、经济以及气候等问题,预测未来的用电需求.预测负荷的主要目的在于分析出负荷的发展状况,确定出各地区的供电量、最大负荷以及各地区的负荷发展水平.进行负荷预测时,最为关键的是对历史数据的收集和预测模型的建立,通过相关算法进行试验研究,对模型进行不断修正,最终实现负荷变化的最逼真反映.通常情况下,可以采用以下五种负荷预测方法：

2.2.1 单耗法.这种方法在近、中期规划中进行负荷预测时较为实用,它是通过计划产品的数量以及用电单耗来进行年用电量的推算；单耗法在对有单耗指标的工业用电进行预测时属于一种较为直接的方法.在具体操作过程中,可以根据经济发展的总体规划目标,利用工农业产值指标以及主要的工业产量规划指标,统计单位产品耗电量,同时根据产业结构的调整找到相应的规律,最终得出产品以及产值的综合单耗；随后预测出相应的负荷.

2.2.2 弹性系数法.通常来讲,当电力弹性系数大于1时,说明电力工业是适度超前发展的,但值得注意的是,电力弹性指数的确定涉及到地区的负荷结构和性质、历史资料以及各类用电比重情况等.在进行中期以及远期宏观的负荷预测中,弹性系数法使用较多.

2.2.3 综合用电水平法.这种方法是根据相应人口的平均年用电量对总的年用电量进行推算.工业或是非工业用户,在推算用电量时,可以按照单位设备的装机容量平均用电量来进行；在推算综合用电量水平时,可以通过相关资料和调查分析进行.这种方法在近中期规划的负荷预测中较为常用.

2.2.4 外推法.外推法是通过已有的资料和数据进行合理延伸,对未来的用电量进行推测.这种方法又可以细分为回归分析法和平均增长率法等.

2.2.5 负荷密度法.所谓负荷密度,是指单位平方公里的平均负荷数值,这种方法无法直接预测整个城市的负荷密度,而是通过区域或是功能的划分来进行负荷预

测的.

2.3 供电电源的规划

供电电源规划的主要任务是在合适的时间和地点选择合适的电源容量以及配置等,供电电源规划基于长期的电力需求预测.其中,合理确定备用率是非常关键的,对此需要进行电力供求规划,同时还需要对各类电源的建设费用以及燃料费用等有正确的把握,获取各类电源的经济构成比；此外,还应该考虑到电源的选址问题.

2.3.1 供求计划分析.在电力预测中,误差是在所难免的.在确定发电设备的容量时,要大于电力需求的预测值,防止在事故情况下出现供电不足的问题.对此,要为发电设备预留相应的备用容量.备用容量的选择与供电的可靠性有较大关系.通常情况下,采用电力失荷概率（LOLP）来表示供电可靠性,可以通过下式求的：

（1）

式中：

Lk——其负载水平值

Sk（S等于Lk）——供电水平概率 D（D>Lk）——电力需求超过的概率

2.3.2 电源构成分析.在分析电源的经济性构成中,从发电成本的角度分析是最简单的方法.从长期经济性考虑,一般是以发电设备在寿命期限中的年均成本作为发电成本.随着利用率的变化,发电成本也在不断变化,电源的经济性也会相应地被改变.因此,需要对电力需求的曲线形状进行分析,保证电源在最经济的状态中运行.

2.3.3 电网规划.电网结构的合理才能保证电网坚强.为了实现电网结构的合理,需要做好电网的规划工作.对此,首先需要有系统性的规划以及设计；在电源布局上,要结合能源资源以及燃料运输.方案比较法是电网规划的主要方法,其步骤包括三个：

（1）进行分区和分层的电力电量平衡规划,并对分区之间的电流流向等进行确定.

（2）根据网架的发展要求以及容量的交换安排等,制定出几种不同的方案.

（3）对制定出的几种方案进行综合比较,包括技术比较和经济比较.在技术上,主要是按照相应的指导原则,通过相应的电气计算,对方案的可行性进行研究；在经济上,要对各方案的年费用和归算费用等进行比较,同时还应该分析方案的远期适应性进行分析,最终确定出采用

方案.

3.结语

电力系统规划一直是电力企业的重点内容.在新的市场经济体制和电力市场下,电力规划面临着新的挑战,新观念和新思维的不断涌现使得电力工作者不得不转变思想,积极适应新环境.另外,还应该从众多其他学科中进行电力规划的分析,在规划前做好充分的调查研究.