摘要：分布式发电对配电网电压分布产生较大影响，要求电力规划设计人员做好相关设计工作。尤其是电力行业深化改革的背景下，做好相关研究工作具有现实意义。基于此，本文通过分析电力系统规划设计的内容，探讨电力系统规划受到的影响，阐述应对这种影响的措施，推动电力行业健康发展。
关键词：电力系统；规划设计；电压分布
我国经济已经步入新常态，持续推进与深化电力体制及其他领域的改革，随着新一轮电力体制改革的启动，国家陆续出台一系列配套文件。电力系统规划制定电力系统的发展方案，也是电力工业发展的指导。电力工程设计中规划设计作为主要内容，规划设计质量直接影响到整个系统的安全可靠运行，也会对后期电力工程设计造成影响。
1、电力系统规划设计内容
1.1 负荷与主变容量选择及投资费用
电力规划设计的基础与前提就是分析与预测电力负荷，通常需要精准预测中短期的电力负荷，时间不超过10a。如，某地区基础电力负荷为23MW，以当年复合增长率为基础进行计算，如表1所示为可以选择的主变容量与台数配置。
表1 可选择的主变容量与台数配置
通过MATLAB计算得出LCC费用，具体如表2所示，根据工程情况选择合适的配置方案。
表2 MATLAB计算得出LCC费用（万元）
1.2 电源分析
电源规划设计，通过统计分析电力系统周边已建、在建及拟建工程，总结归纳后对电源进行规划。根据类型将电力电源分成两类，即统调与地方模式，通常统调电源包括各类大型发电厂，电力由电网统一调度分析；地方电源包括自备发电机、小型水电站等。不同时期这两类电源有着不同的调度策略，尤其是随着持续投入使用电源机组，做好电源统计分析工作具有现实意义，这也是电源规划设计的主要内容。
1.3 电力电量平衡的内容
电力电量平衡，指的是预测电力负荷及分析电源出量，基于电力电量平衡对供电区域的电量进行计算，确保各个用电项目的电量充足，这也是约束电力规划设计的主要内容。通过预测负荷得出各年度水平年的系统最大的负荷，进而获得准确的电量盈亏、发电总量及变电设备容量。
1.4 接入系统方案的分析
通过全面分析供电区域情况，根据原有的负荷分布、网络特点及电网规划等因素明确接入系统的方案，明确电力系统规划中项目工程的重要性，获得地方政府审批同意。接入系统方案制定时，需要综合考虑各方面因素，主要包括线路距离、节能降耗、新技术应用等，依据当地投产年的电网结构等确定各方案的规划、布局结构。
2、电力系统规划受到的影响分析
2.1 影响预测电力负荷
传统的电力负荷预测方法，主要建立在统计历史数据及影响负荷变化的各种因素，并总结归纳各种变化规律，最终通过建立数学预测模式计算得出。电力市场环境模式下，影响负荷预测的主要因素为：电价弹性、需求侧管理、调整宏观产业结构等。实时电价制度引入后，要考虑电价弹性制度带来的新改变，并构建完善的电价弹性响应模型，对现有的负荷预测模型进行修正与完善。
与此同时，电力部门出台的9号文及配套文件中都明确提出对需求侧加强管理，实现高峰用电负荷的削减与转移、节省电网建设的投资资金、提高电网保障能力等，最终实现节能减排。这些变化直接改变用户的用电行为，实现电力负荷需求的改变，并对电网侧的经济性等内容产生影响。
2.2 影响电源开发思路
电力系统规划设计的两个基本条件，即预测电价与预测负荷。电力设施投资依据上网电价的预测结果选择建设场址并对其盈利前景进行预测。但具体落实时可以明确发现，电价预测难度角度，与负荷预测相比，上网电价变化不具备增长性且受到市场各类变化因素的影响，如原材料供应、燃料价格等，这些因素很难通过量化方式进行预测，也无法将这些因素纳入到电价预测模型中，使得电源开发决策难度增加。除此之外，随着大力开发风电、光伏等清洁能源，也使得电力系统规划难度增加。
电源侧与电网侧是集中式清洁能源发电的主要影响因素。风电与光伏的电源侧存在强烈的随机性与间歇性，对电量平衡计算与精度分析造成影响，使得电源规划过程中难度增加。通过上网变电设备规划方式增加规划内容，更好的进行消纳。气候因素会对电源出力产生一定影响，使得近区电网出现程度较大的潮流波动，造成电力、电气、电子器件受到谐波影响，对电能质量产生不利影响；大规模清洁能源在电网侧接入，直接改变电网系统惯量、潮流分布机线路输送公路，对电网暂态稳定造成影响，电网规划设计时全面考虑可能产生的影响，如机组选型、电网拓扑等；如果输出线路长度偏长，使得高电压等级电网电气之间的距离较大，出现动态稳定情况。
2.3 影响电力系统潮流
在我国逐渐放开电力市场的环境下，根据电厂报价确定电网调度的成交电价、成交量与调度次序，使得系统潮流发生存在不规律性。电厂依据利润最大化的原则调整发电量，同时依据市场变化调整竞价策略，造成市场平衡点持续变化；电力用户会根据自身情况选择电力供应商，使得电力供求关系频繁变化，大规模及远距离的输电交易可能会大量产生，要求电网全面利用现有区域容量，通过建设新输电线路的方式减少网络故障。随着电力市场深化改革，未来OPF选择应该以提高运营效率与经济效益的方式进行，最大程度价格低成本使得市场电费保持最低。
2.4 影响电力系统安全
电力传统电网系统建设过程中强调可靠性，很多时候忽略建设成本。电力市场环境下可靠性建立在经济性的基础上，确保电网安全可靠性的基础与动力源自市场参与者的追逐利益的本能，实现经济性中融入安全性，可以说安全性、可靠性及经济性共同决定与影响电网运行决策。
市场环境下电网公司为了提高效益，储备系数大小根据静态稳定储备的经济利益进行决定，一切围绕经济效益决定；通过提高系统安全性与可靠性的方式进一步改善网络结构，提高电网系统运行的经济性；计算暂态稳定时全面考虑各种可能性，包括故障概率、负荷损失等内容，进而明确最合适的网络方案。现实中电力系统可能属于不同电力公司，一旦一个公司的设备出现故障，将会对其他设备运行产生影响。电力系统规划设计相比传统设计，可以针对不同部分与设备选择不同的设计方案；市场环境下各个主体相对独立，电网公司提前和其他部门达成合作，明确各类赔偿原则，当运行稳定性受到影响时可以根据协议采取补救措施。
2.5 影响输电侧的规划
电力市场改革环境下，输电网规划时要充分考虑各方面因素与可能的不确定因素，如负荷变化、环境因素、设备老化、政策改变及投资收益等内容。规划输电网络时要全面考虑各方面因素并对不确定因素进行描述，构建合适的输电网络规划模型，通过提高规划灵活性的方式避免投资与安全运营风险的产生。
随着国家有序放开增加配电投资类业务，配电网规划时纳入的主体将呈现多元化趋势。同时配电网规划时要考虑更多的因素与要求，包括输电、售电等内容，使得规划内容增加。电力网络规划时要考虑分布式电源的特点，增加配电网的灵活性；配电网规划指导思想转变，提高电力综合资源的优化，强化政府统筹规划电力行业的职能，协调各级、各类电力规划之间的协调性，确保配电网规划的谨慎性。改革售电侧直接将售电市场垄断的情况打破，持续推动市场电价降低、支持清洁能源发展、降低发电能耗等。配售电新进市场的主体为了抢占市场、充分利用自身设备并获得更多投资效益，会持续强化需求侧管理，对用户符合特性产生影响。同时电能替代技术的大力推广，也会丰富电力系统符合类型，促使用电量增加。电源侧配售电新进市场主体通过积极利用分布发电与储能技术实现利益最大化，造成电源规划与出力预测难度增加；电网侧通过满足用户差异化用电需求并确保电力服务质量，将会对输配电网提出更高的要求。
3、新形势下电力系统规划设计工作思路及对策
3.1 规划思路转变
电力系统规划设计工作时，面对新形势与新变化，首先要把握国企国资改革的方向，始终坚持公有制主体地位，全面发挥国有经济的主导作用并做大国有资本。同时全面坚持国有企业受到党领导的原则，在公司治理结构中纳入企业党组织，实现全面落实的目的。同时实施活力增强与监管强化相结合的原则，并对国有企业监管制度进一步完善，提高国有资产总量并避免出现国有资产不断流失的情况。另外，持续推进供给侧改革并全面深化国有企业改革，促进混合所有制经济快速发展，实现各类资本健康发展。同时遵循市场经济与企业发展的规律，全面坚持政企分离、政资分开等政策，推动国有企业健康发展，推动社会主义特色国有企业制度的建设。通过体制改革、优化调整、创新发展，促使国有企业向关系国家安全、国民经济命脉、国计民生的重要行业和关键领域、重点基础设施集中，向前瞻性战略性产业集中，向具有核心竞争力的优势企业集中，让国有经济的活力、控制力、影响力、国际竞争力、抗风险能力不断增强。
新形势电力市场环境下电网规划的最终目的依然是收取利益，通过各方努力使得成本最小化变为利润最大化，电网规划的最终目标也是使得电网投资者的利益最大化，最显著的问题就是如何达成回收投资。电力系统规划时通过调整目标、方法等措施满足电力安全运行的需求。
3.2 输电网及配网规划要点
随着电力市场发电与输电环节相互分离，输电网规划目标发生转变，不再单纯考虑社会效益最大化，而是同时考虑经济效益最大化。因此输电网规划时要考虑这两方面因素，确保规划方案的经济性。通过需求侧管理使得人们对供电可靠性有进一步的认识。
电力市场环境下，输电网规划面临的首要问题是充分认识和量化所面临的大量不确定性因素，使规划方案更加合理，随机规划、灰色规划、模糊规划、盲数规划、集对理论规划、联系数理论规划、多场景分析等方法都有比较好的实际借鉴意义。另外，电网运行要保证充分满足用户的用电需求，顺利实现各方之间的电力交易，还需积极应用阻塞管理的输电网规划方法。
电力负荷预测的准确性会直接影响配电网规划质量。除了传统负荷，电力市场环境下的负荷预测还要考虑电动汽车等新型负荷，这些新型负荷增加给规划带来更多关于随机性和间歇性的新难题。配电网规划中，需要积极创新研究基于不确定性负荷预测方法及规划方法，灵活设计网架结构，在保证可靠性前提下，帮助减小建设成本。
结语
总之，随着持续推进新一轮电力体制规格，电力建设全面发展，使得电力系统规划工作出现很多的新的问题，如市场主体多元化、规划内容与需求多样化等，要求电网规划从业者深入了解市场变化，主动更新规划设计理念，满足各方需求，实现资源合理利用，分析其中存在的变化与挑战，全面发挥电力系统规划设计推动行业健康发展的作用，为社会主义现代化建设提供能源支持。
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论文作者:田崇峰1,杨震威2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/15
标签：电力论文; 电网论文; 负荷论文; 电力系统论文; 电源论文; 电价论文; 规划设计论文; 《电力设备》2018年第26期论文;