我国经济背景下电力配网工程前期规划的重要作用

文/刘一帆

（国网湖南省电力有限公司桂阳县供电分公司）

电力工程的发展是近年来我国关注的焦点。为了更好地促进电力工程的发展，我们需要了解电力工程系统的规划设计[1]。为确保电力系统安全稳定的运行，完善的综合电力网络不可或缺。电力系统规划设计是电力勘察设计项目前期的重要引导，是明确电力大网络发展方向及发展规模的指南针。电力系统的规划设计包括多个不同的方向，包括电力工程施工现场的电力测量和分析，施工现场的配电和规划，不同的电力工程施工方案，这些前期规划工作是电力工程稳定发展的中长期规划设计。

一、电网规划设计特点

电网规划主要指片区电路的规划工作，电力设计是对电网建设中的电网规模、容量等方面进行设计，包含了电网的运行与电网质量把控两个方面。在电路网络建设初期，需要对电网的布局进行合理的规划，对电网内部的结构和线路进行设计，并且科学评估建设成本，以此提高电网建设的效益。

电力工程设计通常以单项工程为主要设计单元，系统规划设计内容包含9个方面：（1）根据工程所在区域的国民经济情况预测电力负荷发展情况。（2）分析变电站近区电源装机容量、出力情况及电源后期的规划。（3）根据电力负荷预测结果和电源出力进行电力电量平衡及变电容量测算。（4）分析工程建设的必要性。（5）根据周边电网情况，提出工程接入电网系统方案。（6）对所提方案进行电气计算（潮流计算、稳定计算）。（7）分析各方案计算结果，进行方案技术经济比选并确定最终接入系统方案。（8）确定建设规模及系统对变电站电气主接线及有关电气设备参数的要求。（9）为电力工程设计其他专业提供系统资料。

电力设计中具体分为电力工程设计及电力设备设计两个内容。其中，涉及发电站、变电站等工程选址及规划工作，可划分为电力工程设计。输电设备、开关设备的选择、安装与调试工作，属于电力设备设计[2]。通过完整的电力设计规划工作，能为电力工程及电力设备的良好运行奠定基础。电力系统依赖于电压与电流设备的正常运作，因此变电站的电压等级是电网规划中的一项重要内容。需要优化电压等级，避免重复降压对电路造成影响。

二、电力配网工程前期规划的重要性

配电网建设项目可被视为一个项目管理。从项目所消耗的能源和时间来看，如果将项目规划、可行性研究、立项、论证、设计、施工和综合验收评价作为一个整体考虑，则施工前的前期工作约占整体的70%，施工过程约占整个过程的20%，验收管理和后评价约占总过程的10%。从整个项目的投资状况来看，项目前期规划对项目投资的影响达到70%-85%，施工图设计对项目投资的影响为20%-30%，项目建设对项目投资的影响约为10%。由此可见，在电力工程建设中，前期规划的重要性十分突出，必须予以充分重视。

三、电网规划与电力设计中存在问题

（1）电网规划。用电安全是电网规划中需要考量的重要内容。但我国电力公司在实际施工过程中，更重视电网建设的效率，忽略了电网安全问题，导致电力系统运转不够稳定和可靠。电力公司在进行电网规划时，也没有完善的保障措施，没有依据电力需求的变化，对电网规划进行调整[3]；其次，电网管理和电厂管理处于分离状态，企业在选择电源地址时，首先考虑公司利润，忽略了整体规划的合理性，容易出现电源与电网规划不匹配的现象；在制定相关规划与设计方案时，没有明确电网的供电标准。电力企业仅仅考虑当前的用电需求与企业效益，并没有深入分析未来的电力需求发展，也没有参考电网供电的基本标准，导致电网规划建设并不规范。

（2）电力设计。首先，设计人员的专业素养决定了电力设计的成果，当设计人员的专业水平无法达到电力公司的基本需求时，电力企业的发展必定受到一定的阻碍。目前，我国电力企业中的设计人员，缺乏专业知识与操作技术，导致电力设计技术发展缓慢；其次，电力设备设计方案较为落后，电力设备配置还不够完善。例如，变压器设备的耗能情况及运转，是电力系统正常运行中的重要指标，但受资金流的影响，电力企业大都选择普通的变压器，降低了其安全性与稳定性。变电站的设备中，还有部分出现接头发红发热的现象，有明显的异响，还有一些设备的零件脱落、老化，导致设备无法正常运转，存在着较大的安全隐患。

四、电力配网工程规划设计主要措施

（一）重视和科学选择电压等级

电压是电力系统正常安全运转的重要因素，需要以电路需求地的地形特点与用电需求为基础，对电力系统中的电压等级进行合理规划，以此提高电力系统的工作质量，提高电力设备的安全性与可靠性。我国电网中，电压等级主要有500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、0.4kV等，不同的电压等级有不同的电网传输任务。如35kV及以上电压等级主要负责电压的输送和传导，10kV及以下为配电电压和居民生活用电电压。对于这些不同的电压等级，电网规划的原则不同，目的不同，侧重点也不同。因此，过多的电压等级增加了电网规划设计的难度。当电压等级过低时，无法负荷变电站的电力需求，反之，若电压等级较高，变电站线路的电力资源输送能力就会越强，容易导致资源浪费，增加电力运行成本。因此，需要科学地进行电压等级的选择，才能降低电压对电网安全的负面影响。当输电网的电压等级为500kV和200kV时，根据实际需要，配电网可选择110kV、10kV、0.4kV。精简的网架结构为电力运行人员提供了极大的方便。因此，在电力规划过程中，设计人员需要将各地区的规划作为重点，展开全面的用电调查，依据国家电力系统的规划指导原则，开展协调管理，使其满足整体协调规划。

（二）提高电网负荷转移能力

电网的负荷转移能力主要指配电网的供电能力与储电能力，其对电网的正常运行有直接的关联。当变压器出现故障，需要配电网发挥作用[4]，转移电网负荷，构成临时电源，为电力系统中的设备提供电源，保证系统中的设备正常运转。不同地区的用电量与用电需求都有一定的差异，需要根据电网区域的实际需求，进行输电线路的容量规划工作。

在我国现阶段，经济发展不断变化，对于电力负荷的增长统计难度较大，无精确的数据、完善的电力统计资料致使在负荷预测时难以准确测量。特别是对于不同地区电力需求的差异化，以至于电力电量的供应也要及时调整。同时，对于一些突发事件及气候因素的影响，使整个规划设计面临较大的挑战。为及时应对以上的干扰因素，在电力系统规划前，设计人员要先收集其近期内的大用户负荷报装情况，积累本地区用电量和负荷的历史数据以及城市建设和各行各业发展的信息，充分研究国民经济和社会发展各种相关因素与电力需求的关系，只有对其相关数据充分了解后，才能保证该区域电力的长远发展。对于不同区域的电网，不同的发展阶段均需要制定相应的发展策略[5]。且设计人员需具备突发事件的预测能力，并对电网突发问题及时跟进并有效处理，才能与社会发展保持同步，才能更好地适应社会发展方向。

（三）明确电网供电标准

电力企业在设计电网规划方案时，要考虑电网的安全性与可靠性。与城郊和农村地区相比，城镇的电力需求量更大，需要按照变电容载的比例对电力设备进行合理配置。《电网规划设计准则》中包含了N-1、N-2两个准则。一般来说，电网供电需要满足N-1准则，能及时处理电力设备故障，提高电网安全性。N-2准则更加可靠和稳定，对电网规划工作提出了更高的要求。

（四）优化稳定电力系统电气计算

精确的电气计算是电力工程设计中选择设备参数的指导。电力系统规划设计计算主要包含潮流计算、短路电流计算、系统稳定计算等。其中短路电流值是选择断路器的依据，并对今后高压断路器等设备的制造提出短路电流方面的要求以及研究限制系统短路电流水平的措施[6]。潮流计算可分析该网络的电压水平高低和功率分布及电力损耗。稳定计算可校验网络结构和系统运行参数是否满足系统运行的要求。将以上计算数据应用于电力工程设计中，对于设备参数的选择具有指导性的作用，并能够最大程度上避免电力工程中出现的设计错误，保证了电力设计质量的正确性，同时对电力系统的安全稳定运行提供了有力保障。

（五）优化电力设计措施

首先，变电站的规划与设计是电网系统安全运行的重要保障。不同电压需求的变电站的设计方案也会存在一定的差异。例如，110kV变电站电力的设计方案中，需要观察用电目的地的实际需求，完善处理机制，提高管理维度的有效性，节约资源的同时，发挥出电力能源及设备的最大供电能力。110kV的变电站可以采用双绕组的变压器设备，确保110kV、35kV电压等级的灵活切换；其次，设计人员还需要重点关注电网运行中的接线方式、供电电源等问题，提高运行模型的应用效率。利用双电源和桥式接线统一的措施，整合电源的链接机制，提高变电站的自身优势；220KV变电站是主要承载城市电力项目的机组，建设规模更大，变电设备需求量更大，合理考量其负荷转移能力，在设计阶段，预估并解决变电站所面临的各项问题，从源头上解决影响电网安全运行的问题[7]；最后，电力设备的设计主要通过电力设备的选择实现。变压器设备的优先选择条件为调压和降低损耗，断路器需要满足免修和实用性强两个要求。在电力设备设计中要安装安全自动装置，监控电网运行过程，及时排除电力故障，避免大规模停电，影响居民正常生活。

五、加强电力配网工程前期规划措施

（一）加强勘察工作

在配电网工程建设中，一些管理人员不重视配电网工程的勘查，不事先了解和掌握施工现场的地质条件，导致土建施工中设计方案与实际情况不符，需要更改设计方案，延长工期，增加不必要的费用[8]。因此，应做好配网工程设计的现场勘查工作，通过对工程地质条件的勘查测绘，掌握工程现场情况，为工程建设提供准确的评价数据，为工程量计算提供准确可靠的参考数据，合理控制工程成本，提高企业经济效益。

（二）重视研究方案评审工作

在配电网项目的初步规划中，首先要注意项目可行性研究方案的审查，加强与设计院专家的协商与合作，不断完善配电网项目的设计方案，提高配网工程设计质量，为按期完成工程建设做好基础准备。其次，还可以采用专业的评审方法，对施工设计图纸的合理性、可行性、经济性和标准化进行评审，然后与专家协商沟通，对一些不合理的地方提出建议，并及时修改[9]，最后严格审查一些重点项目和大型投资项目，确保设计成果的有效实施，避免设计变更问题。

（三）提升配网管理人员综合素质

在配电网项目的初步规划中，可行性研究是一项集管理、技术、经济于一体的综合性工作。不能只由个人或某一部门完成。因此，电力企业需要不断提高配电网管理者的综合素质，使配电网项目规划更符合实际。基于此，应加强对管理者的专业知识培训，使其积极参与培训，总结自己的工作经验，加强彼此之间沟通交流。此外，在配网工程的前期规划中，应引入一些新材料、新技术，以保证工作质量，提高工作效率；引入节能环保理念，建设绿色、智能、安全、高效、经济的现代配电网工程。

六、结束语

综上所述，电力配网工程前期规划作为电力施工的重要基础，在开展规划设计工作时，不仅需要与时俱进，提高技术和改善设备，还需要重视电网的安全工作，从电压等级、负荷转移能力、供电标准、电力设备优化等方面着手，进一步优化电力系统的安全性能。新时代的大数据背景下，电力企业需要认识到电力系统的重要性，积极引进高技术人才，摒弃传统的观念，做好电网规划与电力设计工作，构建强大的智能电力系统，为社会大众及各行各业营造科学的电力环境。