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电力网络规划

电力网络规划又称输电系统规划，以负荷预测和电源规划为基础。电网规划确定在何时、何地投建何种类型的输电线路及其回路数，以达到规划周期内所需要的输电能力，在满足各项技术指标的前提下使输电系统的费用最小。

概述

随着我国经济的发展，要满足国民经济发展的需要，电力工业必须先行，因此做好电力工程建设的前期工作，落实发、送、变电本体工程的建设条件，协调其建设进度，优化其设计方案，意义尤为重大。电力系统规划正是电力工程前期工作的重要组成部分，是关于单项本体工程设计的总体规划，是具体建设项目实施的方针和原则，是一项具有战略意义的工作。电力系统规划工作应在国家产业和能源指导下，在国民经济综合平衡的基础上进行，首先应该进行长期电力规划，经审议后在此基础上从电力系统整体出发进一步研究并提出电力系统集体的发展方案及电源和电网建设的主要技术原则。电网规划是电力规划的重要组成部分，它和电源规划有着密切的联系，往往只有在全盘考虑电源与电网的条件下，才能找到最合理的供电方案。

电网规划的分类

   电网规划按照时间分类，可以分为短期规划、中期规划和长期规划。 短期规划分为1-5年，规划的内容比较具体仔细，可直接用来指导建设。一般的电网5年规划与国民经济5年规划的时间同步。如，十一五规划、十二五规划等；中期规划一般为5－10年； 长期规划则需要考虑比输变电工程建设周期更长的发展情况，一般规划6-30年。长期电网规划需要列举各种可能的过度反感、估计各种不确定因素的影响等。长期规划的方案并不一定在建设中原封不动的实施。由于客观条件或环境的改变，规划方案也将不断变化。另外还可以按照不同专业进行分类，比如通信规划、营销规划和煤矿电源规划等各种专项规划。

内容

电网规划的主要内容有：确定输电方式、选择电网电压、确定变电站布局和规划、确定网络结构。在输电方式上，我国现阶段仍以交流输电方式为主，只有在500KV及以上电压时才考虑直流输电的必要性。电网规划的重点是对主网网架进行规划。如何加强主网网架结构，是电网规划最重要的内容之一，也是规划成败与否的关键。电网规划往往是针对具体电网发展中需要解决的问题确定具体内容的。目前我国电网规划要解决的主要问题为：（1）大型水、火电厂及核电厂接入系统规划。这类电厂出线比较多，距离吧比较长，如何与电网连接的问题比较复杂，一般需要作专题研究。（2）各大区电网或省级电网的受端主干电网规划。（3）大区之间或省级电网之间联网规划。（4）城市电网规划。（5）大型工矿企业的供电网规划。

　电力系统规划的最终结果主要取决于原始资料及规划方法。没有足够的和可靠的原始资料，任何优秀的规划方法也不可能取得切合实际的规划方案。一个优秀的电力系统规划必须以坚实的前期工作为基础，包括搜集整理系统电力负荷资料，当地的社会经济发展情况，电源点和输电线路方面的原始资料等等。目前，我国在规划方法方面，处于传统的规划方法和优化规划方法并用的状态。

建设投资要讲回报，讲究回收率。电网的建设投资是否合理，是否满足电网经济运行。建设投资的回收率与电网经济运行情况是针对具体工程项目而言，而持续发展问题是从供电企业整体动作发展的角度来确定一定时期内或某个财政周期内对城网规划的要求，确定其间城网规划工作的整体规模与水平。 

　　通常而言，城网规划中，首先根据可持续发展观点来解决中远期的规模，其次根据电网经济运行情况确定具体的规划项目，最后根据建设投资的回收率来决定具体规划项目的投资与设备选用。这其中，根据国民经济发展情况与人民银行利率水平来确定贴现率等理论计算的具体参数。在此基础之上再研究和确定电网最优的网络接线方式、投资水平以及投资的时间按排，使电网供电能力、供电质量供电可靠性能够满足用户的用电需求，以低于社会边际电价的成本向客户提供优质的电能。 

　　城网规划除了要满足上述几个目标外，还要与城市规划相协调，满足城市整体发展的需要。 

　　对于城网规划对象应从地域、行业、时间上进行分类与分析。根据目前经济发展状况，宜将城网规划对象分为三类：老城区、新城区、准城区。 

　　老城区是市政规划成型区，负荷易掌握，市对其进行的市政规划工作仅为局部性的调整，供电企业可充分利用已有的各级电力网与设备做好供电工作。 

　　新城区是老城区的拓展区，是各地在促进经济发展的过程中划出临近老城区的乡镇，市对其进行的市政规划工作是整体的调整，供电企业在些地区的规划工作受制于市政规划，可参照市政规划并在负荷预测的基础之上根据本市或国内外同类型地区的负荷特点做好规划工作及电网建设工作。 

　　准城区是经济发达的乡镇，能够给供电企业带来巨大的负荷和用电量及效益，虽然可能未市列入市政规划，这也是供电企业所必须考虑的，可在负荷预测的基础之上根据本市或国内外同类型地区的负荷特点作好规划工作及电网建设工作。 

　　行业不同往往用电特点也不同，因此行业分类在城网规划中也很重要。一般是根据其用途分为：住宅、商业、各类工业等。 

　　同一用户在不同时间里用电量是不同的，在规划中要充分考虑到时这一点。 

　　负荷预测是城网规划的基础，对确定规划的长、中、短期规模、具体项目、规划的质量起到关键作用。 

　　负荷预测的方法有多种，各种方法有各自的特点、适用范围和局限性。为了提高负荷预测的准确性，可以建立多种预测方法的负荷预测模型，将每种预测方法编成软件，建立了预测方法库。在实际预测中，将收集到的各种经济预测数据、规划及历史数据，通过调用预测主库的手段，用多种方法进行预测，然后以预测误差最小为目标，根据宏观经济形势及经验取各种方法的权数，将多种预测结果加权取平均值，即所谓“组合预测”，这样可得到较准确的负荷预测成果。 

　　为保证电网投资的效益与可操作性，城网规划应在现有负荷基础之上从市政规划入手，在规划过程中服务于市政规划。具体在操作过程中应对负荷预测做到分区、分业与分时预测相合。应研究不同行业在城市的具体位置、具体年份的负荷，使变电站、线路等供电设备的规划及建设满足负荷增长的需要。具体的做法是将总负荷进行时空分解，可以根据城市规划，建立时空地理模型，借助GIS的应用，将总负荷分解为分区负荷，并落实到城市的具体位置上。负荷的时空地理模型将用电客户的行业类型和数量作为位置的函数，而每个客户的电能消费量人为时间的函数。这样就从时间、空间、本体上把握住了负荷的变化，能够较准确地做好负荷预测工作。 

　　由于向供电用户提供良好服务的可能，近几年来，各地对配电网投资加大，因此配电规划成为规划的主要内容，变电所布点也要充分考虑配电规划，因为合理的变电所布点可减少供电企业配电网的投资，从而从整体上降低电网建设投资。

输电网和配电网的规划

电力网络包括变电、输电、配电3个环节。它把分布在广阔地域内的发电厂和用电户连成一体，把集中生产的电能送到分散用电的千家万户。电力网络主要由电力线路、变电所和换流站(实现交流电和直流电相互变换的技术装置)组成。按功能可分为输电线路、区域电网、联络线和配电网络。联络线用于实现网络互联，可以合理调剂区域间的电能，提高供电可靠性和发电设备利用率，使电力系统运行的经济性、稳定性都得以改善。实现网络互联虽具有大的社会、经济效益，但它对电力系统的结构、控制措施、通信设施、运行调度等也提出了更高的要求输电网是以高电压或超高压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的送电网络。配电网是直接或降压后将电能送到用户的电网。配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变雎器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的.　在电力网中起重要分配电能作用的网络就称为配电网；配电网是指35KV及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。 

　　配电网按电压等级来分类，可分为高压配电网（35—110KV），中压配电网（6—10KV，苏州有20KV的），低压配电网（220/380V）； 

　　在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。 

　　按供电区的功能来分类，可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。 

电压等级与传输容量

目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，1000KV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。 10kV及其以下的电压线路称为配电线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”， 额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。

直流潮流模型是把非线性电力潮流问题简化为线形电路问题，从而使分析计算非常方便。虽然它的精度不如交流潮流计算方法，但在输电系统规划中由于需要大量过负荷校验计算，且原始资料本身也并不精确，因此仍得到了广泛的应用。在电网规划中，关键是如何把有功功率从电源处输送给负荷，即架线方案首先要保证有功潮流的输送。至于输电线上的无功潮流相对较小，可近似认为它对有功潮流分布没有影响，基于这种分析的成立，则产生了只反映有功潮流分布的直流潮流模型。               

灵敏度分析法是研究与分析一个系统（或模型）的状态或输出变化对系统参数或周围条件变化的敏感程度的方法。在最优化方法中经常利用灵敏度分析来研究原始数据不准确或发生变化时最优解的稳定性。通过灵敏度分析还可以决定哪些参数对系统或模型有较大的影响。因此，灵敏度分析几乎在所有的运筹学方法中以及在对各种方案进行评价时都是很重要的。

随着中国经济的发展和综合实力的提升，中国的电网系统各方面的工作都取得了卓越的成果，电力工业的发展速度及其经济合理性不仅关系到电力工业本身能源利用和投资使用的经济效益和社会效益，同时也将对国民经济其他行业的发展产生巨大的影响。正确、合理的电力系统规划实施后可以最大限度的节约国家基建投资，促进国民经济其他行业的健康发展，提高其他行业的经济效益和社会效益，因而其重要性是不可低估的。下载本文