電力系統(tǒng)規(guī)劃設計，里面內容非常多，設計電力系統(tǒng)的方方面面，大致分為以下幾個部分，僅談一次部分。

一、主網(wǎng)規(guī)劃設計

1）網(wǎng)架和方案

網(wǎng)架和方案是電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的核心。電網(wǎng)經(jīng)過簡化分析可分為9種網(wǎng)架結構。

容量有余額的系統(tǒng)與互聯(lián)系統(tǒng)中更大容量的部分相聯(lián)接

對于此種電網(wǎng)結構，應避免功角穩(wěn)定事故的發(fā)生。其引起的原因是，重負荷聯(lián)絡線故障跳開，引起其它聯(lián)絡線過載，送端功率輸出受阻，導致送端系統(tǒng)頻率升高，而受端如果調節(jié)容量足夠大，則頻率降低可能相對不大，但會造成聯(lián)絡線兩端發(fā)電機群的功角和功率的振蕩，嚴重時會引起穩(wěn)定破壞。

為了防止穩(wěn)定事故的發(fā)生，在受端應采取切負荷的措施，在送端采取切機或減少發(fā)電功率，或采取聯(lián)絡線解列的策略，將部分電源解列到受端，或將部分受端負荷解列到送端，以平息振蕩。

互聯(lián)系統(tǒng)中具有功率缺額的部分從大容量部分獲得功率

此種結構，應避免功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定的事故發(fā)生。

引起的原因是：有功功率缺額的部分中，引起頻率急劇降低使受端系統(tǒng)與送端系統(tǒng)功角穩(wěn)定失步。也可能會在受端系統(tǒng)由于無功功率的嚴重缺額造成受端電網(wǎng)電壓崩潰。此時，應迅速切斷聯(lián)絡線，并在受端電網(wǎng)中切除不重要的負荷。因此，須加裝低頻減負荷、低壓減負荷裝置，在條件許可時，加裝發(fā)電機組自起動裝置。

兩個功率相當?shù)南到y(tǒng)經(jīng)較強聯(lián)絡線相連接

此種結構具有穩(wěn)定運行水平高，網(wǎng)架結構堅強的特點，不容易發(fā)生穩(wěn)定破壞事故。但在嚴重的聯(lián)鎖故障中，可能會發(fā)生聯(lián)絡線過載或功角失步。此種情況應采取發(fā)電機減出力和切除一定的負荷等策略。

互聯(lián)系統(tǒng)的兩部分由弱聯(lián)絡線連接

此種結構一般在互聯(lián)系統(tǒng)的初期。該種結構容易發(fā)生動態(tài)穩(wěn)定性失步。即造成系統(tǒng)產(chǎn)生負阻尼或弱阻尼。發(fā)生長過程的振蕩不衰減和發(fā)散。

這種情況，應盡快加強網(wǎng)架結構的建設，減少聯(lián)絡線的阻抗，加裝提高系統(tǒng)正阻尼的自動裝置，如PSS，并輔以切機切負荷措施，減少聯(lián)絡線輸送功率。

更復雜的三機接線

此種結構的運行特點是系統(tǒng)聯(lián)絡線之間具有相互影響，當一條重載聯(lián)絡線因故障斷開，可能導致另一條聯(lián)絡線運行方式的危險變化。

此種情況應采取防止一條聯(lián)絡線斷開后造成連鎖反應使系統(tǒng)進一步擴大的策略。

鏈形接線

此種接線結構，一般情況下，一部分聯(lián)絡線總是向一個方向送電，其它聯(lián)絡線上的送電功率隨著不同的時間周期而變化。在一晝夜之內，連接在一起的一些電力系統(tǒng)有時是缺少功率的，有時又是功率有余的。

因此，可能的事故破壞程度，以及事故過程中聯(lián)絡線的相互作用，也會相應的變化。其特點是：系統(tǒng)的運行方式對故障時聯(lián)絡線的影響很大，可能會發(fā)生功角穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定問題，也可能會發(fā)生由于接線中的個別環(huán)節(jié)危險過載，使事故擴大。

放射性型結構

在此種結構中，中心系統(tǒng)常比其它系統(tǒng)容量大的多（調節(jié)能力強），中心系統(tǒng)可以外送功率，也可以接收功率。當功率缺額時，它能切除部分負荷，而在功率余額時，又能降低發(fā)電功率，可保證任一放射型聯(lián)絡線上不發(fā)生過負荷。如果子系統(tǒng)與主系統(tǒng)失步，可解列聯(lián)絡線，防止事故的進一步擴大。此種接線不容易發(fā)生大面積停電事故。

環(huán)形接線

此種接線的特點是運行方式的多樣性。任一環(huán)節(jié)斷開，不僅會引起環(huán)內各環(huán)節(jié)輸送功率的大小變化，而且其方向也變化。整個環(huán)網(wǎng)的總運行方式由它的“危險斷面”所決定，會導致另一斷面的功率危險增大。因此，該種接線結構已逐漸被淘汰。必要時，加裝備自投裝置。

多回路系統(tǒng)

此種接線結構是電網(wǎng)最終的較為理想的結構方式。該結構可以在多種故障下，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

上面所說的網(wǎng)架認識，是制定電力系統(tǒng)方案的基礎。

實際工程中方案的指定，既要考慮技術性，又要考慮經(jīng)濟性。

技術性，無非就是工程滿足負荷需求，電氣計算都要滿足條件，具有一定的遠景適應性，更高的要求就是網(wǎng)架美觀；經(jīng)濟性，就是投資費用盡可能低。

綜合技術和經(jīng)濟性，然后得出推薦方案。

電網(wǎng)縱向結構的考慮

就是電網(wǎng)500kV-220kV-110kV-10kV各個層次的強弱關系。

一般原則是：最高電壓等級電網(wǎng)要堅強；次一級電網(wǎng)對上級電網(wǎng)有一定的支撐能力；接近于用戶的中壓配電網(wǎng)要堅強。

巴黎電網(wǎng)，理想的強-弱-強電網(wǎng)。

東京電網(wǎng)，電源布局和負荷分布特點決定了東京電網(wǎng)存在較大的潮流輸送。

北京電網(wǎng)，霸氣的強-強-強-強電網(wǎng)，500千伏為雙環(huán)網(wǎng)，220千伏、110千伏以雙回鏈式為主，10千伏目標是網(wǎng)格化。

上海電網(wǎng)，強-次強-次強-強電網(wǎng)，500千伏以雙環(huán)網(wǎng)為主，但靜安變不能滿足N-1-1或N-2方式要求（所以上次的停電時間，影響很大）；220千伏網(wǎng)絡為樞紐、終端站模式，盡可能減少中間站。

廈門電網(wǎng)，目標電網(wǎng)為強-弱-強結構，220千伏為多回饋供，弱化110千伏，10千伏實現(xiàn)網(wǎng)格化。

武漢漢口電網(wǎng)，主城區(qū)現(xiàn)況的強-弱-強-次強電網(wǎng)，外部電源是500千伏雙環(huán)網(wǎng)和220千伏主力電廠，220千伏為雙回饋供，110千伏為雙回鏈式，10千伏目標是網(wǎng)格化。

2）電氣計算分析

這塊分兩部分，有一部分是粗略的手算，或者叫估算，依賴于經(jīng)驗，有一部分是計算機的軟件計算，比如PSSE,BPA，EMTP這些。

關于手算

首先要熟悉各種電力系統(tǒng)公式，比如零序、正序不同情況下的折算，短路阻抗的大致計算方法，等等，這些算是專業(yè)基礎的東西。

然后就要熟悉每個方案，就是這個變電站規(guī)模怎么選，這個線路怎么連，這個電廠怎么建的方案，都需要有些大體的判斷，這就需要一些簡單的計算。

比如供電能力，比如潮流斷面裕度（圖中藍線），比如靜態(tài)穩(wěn)定極限，都是可以大致手算的。

最后就是一些需要經(jīng)驗的手算，比如穩(wěn)定的判別算法等等，這些都是一些稍微進階的東西。

這些手算的基礎，對于快速定性判斷一個電力系統(tǒng)問題，或者是診斷海外某個國家的電網(wǎng)問題，都非常有用。

關于電氣軟件計算，主要包括常規(guī)的潮流計算，短路計算，穩(wěn)定計算、過電壓計算、無功計算等。

潮流計算，主要就是選取不同的計算方式，比如豐大&豐小&枯大&枯小方式，校核一些薄弱的環(huán)節(jié)，比如是否存在線路過載問題（包括N-1情況）等等。

短路計算，也是校核一些短路水平較高的點，是否存在超標的現(xiàn)象，一般來說短路水平和供電能力是矛盾的，如何平衡，優(yōu)化電網(wǎng)結構是個關鍵。

穩(wěn)定計算，要算靜態(tài)穩(wěn)定極限，暫態(tài)穩(wěn)定極限（在之前的隨筆里面有描述），然后還要算各種故障方式下的穩(wěn)定水平，比如單瞬，比如三永，比如無故障斷線，等等，如果有穩(wěn)定問題還要詳細計算分析，比如穩(wěn)控策略，切負荷方案等，這部分需要一些經(jīng)驗。

過電壓計算，高電壓等級，一般是500kV，會要求計算內過電壓，EMTP來算，也比較專業(yè)。內過電壓的關注點主要有幾個，一個是各種過電壓水平是否達標，一個是無功配置，高壓并聯(lián)電抗器的配置方案，一個是是否安裝合閘電阻，還有個就是中性點小電抗的配置方案，在之前的隨筆里也有詳細描述。

無功計算，就是依據(jù)分層分區(qū)平衡原則，計算無功平衡，這些都有計算步驟，然后根據(jù)計算結果，用軟件仿真不同投切方式下的電壓波動水平。

3）選址

電廠、變電站、線路都需要選址（路徑），對于規(guī)劃設計階段來說是較為關鍵的點。

電廠選址

變電站選址

1、接近負荷中心

事先需搞清本變電所的的地位和作用。選擇比較接近負荷中心的位置。

2、使地區(qū)電源布局合理

使地區(qū)電源和變電所不集中在一側，以便電源布局分散。

3、高低壓各側進出線方便

不僅要使送電線能進得來走得出，而且要使送電線交叉跨越少、轉角少。

4、所區(qū)地形、地貌及土地面積應滿足近期建設和發(fā)展要求

應貫徹節(jié)約用地、不占或少占農(nóng)田的精神，采取多種布置方案適應地形、地勢。

5、站址不能被洪水淹沒及受山洪沖刷，而且地質條件應適宜

6、確定所址時，應考慮其與鄰近設施的相互影響

7、交通運輸方便

不僅要考慮施工時大型設備的運輸，還要考慮運行、檢修時的交通運輸方便。

8、具有可靠水源，排水方便

9、施工條件方便

選所時，還要考慮施工用水用電、施工場地、勞動力、建筑材料來源方便等問題。

線路路徑

【地形、地質、自然條件】選線人員必須對線路通過地區(qū)的地形、地質、自然經(jīng)濟條件等作詳細的調查，與沿線地區(qū)各有關單位充分協(xié)商，以便選出最合宜的線路路徑。

【路徑短】所選線路的路徑應盡可能短，線路轉角要少，而吐轉角角度要小，特殊跨超要少。水文和地質條件要好。

【維護和施工方便】應考慮線路有良好的維護和施工條件，沿線交通要比較方便，應盡量接近鐵路，公路或通航河流。

【不影響通信】應與主呼通訊線路、機場、電臺等設施保待足夠的距離。

【不影響生產(chǎn)和生活】線路應盡量避開居民區(qū)，工廠區(qū)及其他需拆遷較多建筑物和構筑物的地區(qū)、不應引起交通和機耕的困難。

【地質條件合適】應盡量避開不良地質地帶，可能塌陷的礦區(qū)，沼澤地帶、林區(qū)，綠化區(qū)、果園、重冰區(qū)、污穢區(qū)、爆炸危臉區(qū)、強地震區(qū)及農(nóng)村固定場院等地區(qū)。

【廠、所出線統(tǒng)一規(guī)劃】發(fā)電廠、變電所的出線走廊，應根據(jù)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃，統(tǒng)一考慮，在線路擁擠地區(qū)宜采用回路或多回路塔。

【避燃、避爆、避碰】配電線路應盡量避開有爆炸物、易燃物和可燃物的廠房、倉庫、貯罐等，并避開易被車輛碰掩等處。

【與城鎮(zhèn)規(guī)劃協(xié)調】應與城鎮(zhèn)規(guī)劃協(xié)調。

在選線方式上分為圖上選線和實地踏勘選線.規(guī)劃人員根據(jù)上述選線原則在五萬分之一至十萬分之一的地形圖上進行初選，然后按圖上選擇的路徑進行實地踏勘。

二、配網(wǎng)規(guī)劃設計

假定城市電網(wǎng)規(guī)劃工作主要涉及110kV和10kV兩個電壓等級的電網(wǎng)（這里不介紹380V分臺區(qū)的規(guī)劃）。規(guī)劃工作由以下基本步驟組成：

1)數(shù)據(jù)收集、調查與錄入2）現(xiàn)狀網(wǎng)分析與評估3）確定規(guī)劃的主要技術原則

4）負荷及負荷分布預測5）10kV配電變壓器容量及位置確定6）110kV變電站優(yōu)化

規(guī)劃及其供電范圍計算7）10kV配電網(wǎng)絡規(guī)劃8）10kV規(guī)劃配電網(wǎng)絡可靠性計算9）110kV配網(wǎng)網(wǎng)絡規(guī)劃10）無功電源優(yōu)化規(guī)劃11）投資估算及經(jīng)濟效益分析

1、【數(shù)據(jù)收集、調查與錄入】

城市電網(wǎng)規(guī)劃工作需要以大量的基礎數(shù)據(jù)為依據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括城市負荷發(fā)展的相關歷史數(shù)據(jù)，未來城市發(fā)展的詳細用地規(guī)劃及城市發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)。

2、【現(xiàn)狀網(wǎng)分析與評估】

利用系統(tǒng)中提供的各種分析工具，完成現(xiàn)狀網(wǎng)分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。

主要從配網(wǎng)電源、配網(wǎng)設備及結構、配網(wǎng)運行、技術經(jīng)濟指標、設備維護與管理等五個方面進行分析評估。

3、【確定規(guī)劃的主要技術原則】

參考“城市電力網(wǎng)規(guī)劃設計導則”及各省市電力公司技術導則來詳細制定技術原則。

技術原則應包含如下主要內容：

舉例：某省變電站的變壓器容量及臺數(shù)

110kV變電站的最終規(guī)模為3臺主變壓器

中間規(guī)劃年份110kV變電站按50MVA×2或者63MVA×2配置

遠景目標年110kV變電站的最終規(guī)模采用50MVA×3或者63MVA×3配置

4、【負荷及負荷分布預測】

這是整個規(guī)劃工作中最為關鍵的工作之一。其目的就是盡可能準確地確定未來各規(guī)劃年內的負荷及負荷分布情況。

總原則是根據(jù)城市或開發(fā)區(qū)的用地規(guī)劃，以空間負荷分布預測為基礎，采用多種負荷預測方法進行負荷及負荷分布預測。

5、【10kV配電變壓器容量及位置確定】

根據(jù)規(guī)劃區(qū)的負荷分布預測結果，根據(jù)確定的配變容量系列，通常應采用“小容量、密布點、短半徑”的原則，采用分區(qū)分片方法，確定各10kV配電變壓器的容量及位置。

舉例如下：

6、【110kV變電站優(yōu)化規(guī)劃及其供電范圍計算】

目的是確定110kV變電站的容量及位置。供電范圍計算的目的是將規(guī)劃區(qū)內的所有10kV配電變壓器按供電關系劃歸不同的110kV變電站。其中，即要考慮供電的經(jīng)濟性，又要考慮供電半徑的限制。

這一階段變電站的容量、變壓器的臺數(shù)確定是非常重要的，需要進行比較確定。

7、【10kV配電網(wǎng)絡規(guī)劃】

根據(jù)110kV變電站的供電范圍計算結果，將10kV配電網(wǎng)按供電范圍分區(qū)，對10kV配電網(wǎng)絡按分區(qū)進行規(guī)劃。

根據(jù)可靠性的要求和采用的主要接線模式，考慮不同110kV變電站之間10kV聯(lián)絡線的設置，以及同站不同母線的聯(lián)絡情況。

規(guī)劃方案需滿足各種系統(tǒng)約束條件（如：短路容量限制、電壓水平限制、線路過負荷限制及N－1安全性準則等）。

遠景規(guī)劃網(wǎng)架并不是在一個完全空白的新區(qū)上建設，而是在現(xiàn)狀負荷和現(xiàn)狀線路的基礎上逐步發(fā)展到目標網(wǎng)架，所以要求遠景網(wǎng)架應具有較強的適應性和靈活性，在城市發(fā)展出現(xiàn)新情況時可以比較靈活地發(fā)展成為其他供電模式。

因此應對所采用的接線模式，網(wǎng)絡方案的過渡進行討論。

8、【10kV規(guī)劃配電網(wǎng)絡可靠性計算】

根據(jù)線路和開關的故障對系統(tǒng)的影響，規(guī)劃軟件將分別計算每條線路和整個10kV配電網(wǎng)絡的可靠性指標。

9、【110kV及220kV供電網(wǎng)絡規(guī)劃】

和10kV類似，更加考慮通道走廊。

10、【無功電源規(guī)劃】

根據(jù)10kV配電網(wǎng)及110kV電力系統(tǒng)的規(guī)劃結果，完成無功電源規(guī)劃。

通過計算，根據(jù)導則的要求，可以給出無功設備的配置建議，并計算相應的方式下，網(wǎng)絡潮流分布的變化，從而得到電壓、線損的改善情況。

11、【投資估算及經(jīng)濟效益分析】

根據(jù)規(guī)劃區(qū)內的改造和新建的網(wǎng)絡設備，結合單位設備造價，估算投資。并在此基礎上，分析還貸壓力、投資回報情況等經(jīng)濟指標，明確為電力企業(yè)的經(jīng)營管理提出決策性意見。