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【摘要】电力工业是国民经济的重要部门，面对电力工业发展趋势及企业改革态势，其发展应当与国家的经济建设相协调。传统上，电力工业投资规模巨大，因此合理地进行电力系统规划可以获得很大的经济效益和社会效益。文章提出了电力系统规划应思考的若干问题，对电力系统规划进行再认识，内容包括：需求预测、电源计划、输电设备计划和运行计划等。这些研究内容对电力工业和电力市场发展具有理论和实用价值。
【关键词】电力系统规划；负荷预测；电源规划；电网规划
中图分类号：F406文献标识码： A 文章编号：
引言：
电力系统规划是一项具有战略意义的工作， 是电力工业实现快速、稳定、持续发展的重要保障。 规划的效益是最大的效益，规划的节约是最大的节约。无论从系统论角度把电力工业视为由发、输、配、供、用电环节构成的一个大系统,还是从技术经济角度将电力工业看作产、供、销同时完成的连续型流程产业，电力系统规划作为电力工业发展的龙头即关系到电力系统的正常运行，又关系到电力产业的可持续发展。
1. 电力规划坚持能源发展以电力为中心
电力规划必须坚持能源发展以电力为中心的基本原则，充分发挥市场在资源优化配置中的基础作用，优化电源结构，使电源、电网规划布局日趋科学合理。按照社会主义市场经济体制要求和电力市场化改革需要，我们首先研究提出新形势下电力规划编制原则，即以市场为导向,以发展为主题，以结构调整为主线，以产业升级为目标，最大范围优化配置资源。
2. 负荷预测
负荷预测是从已知的用电需求出发，考虑政治、经济、气候等相关因素，对未来的用电需求做出的预测。 其目的是提供负荷发展状况及水平，同时确定各供电区、各规划年供用电量、供用电最大负荷和规划地区总的负荷发展水平，确定各规划年用电负荷构成。 负荷预测工作的关键在于收集大量的历史数据，建立科学有效的预测模型，采用有效的算法，以历史数据为基础，进行大量试验性研究，总结经验，不断修正模型和算法，以真正反映负荷变化规律。负荷预测通常采用以下几种常用方法进行，并相互校核：
1.1 弹性系数法
一般来说，电力工业适度超前发展，就是电力弹性系数应大于 1，但是由于电力弹性系数是根据地区负荷结構、性质，并对历史资料及各类用电比重发展趋势加以分析后慎重确定的，因此，弹性系数法一般用于校核中期或远期的宏观负荷预测。
1.2 综合用电水平法
综合用电水平法也称人均电量法。 主要根据地区人口和每个人口平均年用电量来推算年用电量，城市生活用电可按每户或每人的平均用电量来推算，工业和非工业等分类用户的用电量可按每单位设备装接容量的平均用电量来推算。 对于现在和历史的综合用电水平可通过资料分析和典型调查取得;对于将来各目标年的人口、户数、设备装接容量的预测值， 可通过城市规划部门和用户的资料信息或用外推法。同时各目标年的综合用电水平还可参照国内外同类型城市的数据或用外推测算。综合用电水平法比较适用于近、中期规划中负荷预测。
1.3 外推法
是运用历年的历史资料和数据加以延伸，由此推测未来各年的用电量。 外推测法有回归分析法和平均增长率法等，回归分析法是用时间、人口、工农业产值等相关因素作为自变量，以用电量作因变量，根据历史规律用数理统计的方法求出适当的数学模型，来预测未来的年用电量； 平均增长率法是根据历史规律和未来国民经济发展规划，估算出今后的用电量的平均增长率，在一定的时期内采用同一增长率来测算，也可采用分阶段的不同增长率来测算。
1.4 负荷密度法
负荷密度是每平方公里的平均负荷数值.一般并不直接预测整个城市的负荷密度，而是按城市区域或功能分区。 首先计算现状和历史的分区负荷密度， 然后根据地区发展规划对各分区负荷发展的特点，推算出各分区各目标年的负荷密度预测值。 至于分区中的少数集中用电的大用户，在预测时可另作点负荷单独计算。
3. 供电电源规划
所谓电源规划就是决定如何在必要时期决定必要的电源容量、类型和配置问题，其基础是长期电力需求预测。 长期电力需求量加上供电备用量就是需要的设备容量，由此不难求得今后各年需要多大容量的电源设备。 这时确保多大备用率十分关键。 为确定一个适当的备用率，使供求平衡，必须进行电力供求规划（主要是供电可靠性分析）。为此，应进行包括输电设备在内的电源配置综合评价。大气污染等环境问题及电源厂址约束，也是电源配置规划应该考虑的重要问题。
3.1 电源构成计划
由电力供求计划确定需要的电力设备，但是电源构成不同，其经济型和运行性能也不同。发电成本是比较分析电源经济性的最简便方法。 由于要考察电源构成的长期经济性，所以通常用发电设备寿命期内得年均成本作为发电成本。发电成本随利用率大小变化，利用率变化，电源经济性也随之变化。 因此，在电源构成计划中，要根据电力需求曲线的形状，使电源组合得能在最经济得利用率下进行。
3.2 电源配置计划
若按区域供求平衡而使电源靠近需求点， 就可减少输电设备增加。然而，现在的发展趋势是电源远离需求者，电力需求集中在城市近郊区，所以输电设备增加要与电源计划同时考虑。这时可按（3）式从多个电源开发方案中选出最优方案：发电成本=电源固定成本+燃料成本+输电成本 （3）输电成本等于输电设备的建设费用乘以年费用率，再加上配变电损失费用。输电设备得增加，不仅要考虑到电源特点，而且要考虑设备规格及将来状态。因此，输电成本不仅与输电设备容量有关，而且也与电源潮流容量分配有关。
3.3 电网规划
合理的电网结构是保持电力系统安全稳定运行的物资基础，电力系统的稳定问题，主要取于电网结构的强弱，电网结构合理则强，电网结构紊乱则弱。 要形成合理的电网的结构，必须做好电网的规划工作。常规的电网规划方法主要是采用方案比较法，基本上分三个步骤进行：
a .根据负荷分布 、增长预测以及电源布局排序 ，进行分区分层电力电量平衡，确定分区之间典型方式下电力流向、500/220kV 变电所布点和规模。
b.根据送端和受端网架发展要求 、分区之间交换容量安排 、电网结构特点，拟定若干个主网方案。
c.对拟定的这些方案进行全面的技术经济比较。 技术上主要是按照《电力系统安全稳定导则》和《电力系统技术导则》，通过电气计算（其中包括电网潮流计算、稳定计算、短路电流计算、调相调压计算、工频过电压、 潜供电流计算）， 对各方案技术上的可行性和优劣进行分析； 经济上主要是计算各方案年费用或归算费用来判断方案的经济性，同时还需要对各方案进行远期适应性分析，最后选择出推荐方案。对于这种情况，采用场景技术和常规电网规划方法相结合的方式，形成相适应的规划方法。 主要步骤如下：
a 根据经济发展、市场和能源状况等信息，对规划水平年的负荷水平及电源建设情况做出多种预测，形成多个场景。
b 针对每个场景 ，采用常规电网规划方法形成方案 ，并通过技术和经济比较，选出一个最优方案。
无论在什么经济制度和运行机制条件下，电力系统规划作为电力工业发展的龙头都十分重要。 面对市场经济条件下的新形势和电力市场化的新态势，电力规划面临新的观念、新的思维和新的问题。 因此，我们应该从社会、经济、技术、环境、文化等多学科对电力规划进行综合分析， 从而为电力系统规划建模及实施打下坚实而良好的理论基础。
【关键词】电力系统规划；负荷预测；电源规划；电网规划
中图分类号：F406文献标识码： A 文章编号：
引言：
电力系统规划是一项具有战略意义的工作， 是电力工业实现快速、稳定、持续发展的重要保障。 规划的效益是最大的效益，规划的节约是最大的节约。无论从系统论角度把电力工业视为由发、输、配、供、用电环节构成的一个大系统,还是从技术经济角度将电力工业看作产、供、销同时完成的连续型流程产业，电力系统规划作为电力工业发展的龙头即关系到电力系统的正常运行，又关系到电力产业的可持续发展。
1. 电力规划坚持能源发展以电力为中心
电力规划必须坚持能源发展以电力为中心的基本原则，充分发挥市场在资源优化配置中的基础作用，优化电源结构，使电源、电网规划布局日趋科学合理。按照社会主义市场经济体制要求和电力市场化改革需要，我们首先研究提出新形势下电力规划编制原则，即以市场为导向,以发展为主题，以结构调整为主线，以产业升级为目标，最大范围优化配置资源。
2. 负荷预测
负荷预测是从已知的用电需求出发，考虑政治、经济、气候等相关因素，对未来的用电需求做出的预测。 其目的是提供负荷发展状况及水平，同时确定各供电区、各规划年供用电量、供用电最大负荷和规划地区总的负荷发展水平，确定各规划年用电负荷构成。 负荷预测工作的关键在于收集大量的历史数据，建立科学有效的预测模型，采用有效的算法，以历史数据为基础，进行大量试验性研究，总结经验，不断修正模型和算法，以真正反映负荷变化规律。负荷预测通常采用以下几种常用方法进行，并相互校核：
1.1 弹性系数法
一般来说，电力工业适度超前发展，就是电力弹性系数应大于 1，但是由于电力弹性系数是根据地区负荷结構、性质，并对历史资料及各类用电比重发展趋势加以分析后慎重确定的，因此，弹性系数法一般用于校核中期或远期的宏观负荷预测。
1.2 综合用电水平法
综合用电水平法也称人均电量法。 主要根据地区人口和每个人口平均年用电量来推算年用电量，城市生活用电可按每户或每人的平均用电量来推算，工业和非工业等分类用户的用电量可按每单位设备装接容量的平均用电量来推算。 对于现在和历史的综合用电水平可通过资料分析和典型调查取得;对于将来各目标年的人口、户数、设备装接容量的预测值， 可通过城市规划部门和用户的资料信息或用外推法。同时各目标年的综合用电水平还可参照国内外同类型城市的数据或用外推测算。综合用电水平法比较适用于近、中期规划中负荷预测。
1.3 外推法
是运用历年的历史资料和数据加以延伸，由此推测未来各年的用电量。 外推测法有回归分析法和平均增长率法等，回归分析法是用时间、人口、工农业产值等相关因素作为自变量，以用电量作因变量，根据历史规律用数理统计的方法求出适当的数学模型，来预测未来的年用电量； 平均增长率法是根据历史规律和未来国民经济发展规划，估算出今后的用电量的平均增长率，在一定的时期内采用同一增长率来测算，也可采用分阶段的不同增长率来测算。
1.4 负荷密度法
负荷密度是每平方公里的平均负荷数值.一般并不直接预测整个城市的负荷密度，而是按城市区域或功能分区。 首先计算现状和历史的分区负荷密度， 然后根据地区发展规划对各分区负荷发展的特点，推算出各分区各目标年的负荷密度预测值。 至于分区中的少数集中用电的大用户，在预测时可另作点负荷单独计算。
3. 供电电源规划
所谓电源规划就是决定如何在必要时期决定必要的电源容量、类型和配置问题，其基础是长期电力需求预测。 长期电力需求量加上供电备用量就是需要的设备容量，由此不难求得今后各年需要多大容量的电源设备。 这时确保多大备用率十分关键。 为确定一个适当的备用率，使供求平衡，必须进行电力供求规划（主要是供电可靠性分析）。为此，应进行包括输电设备在内的电源配置综合评价。大气污染等环境问题及电源厂址约束，也是电源配置规划应该考虑的重要问题。
3.1 电源构成计划
由电力供求计划确定需要的电力设备，但是电源构成不同，其经济型和运行性能也不同。发电成本是比较分析电源经济性的最简便方法。 由于要考察电源构成的长期经济性，所以通常用发电设备寿命期内得年均成本作为发电成本。发电成本随利用率大小变化，利用率变化，电源经济性也随之变化。 因此，在电源构成计划中，要根据电力需求曲线的形状，使电源组合得能在最经济得利用率下进行。
3.2 电源配置计划
若按区域供求平衡而使电源靠近需求点， 就可减少输电设备增加。然而，现在的发展趋势是电源远离需求者，电力需求集中在城市近郊区，所以输电设备增加要与电源计划同时考虑。这时可按（3）式从多个电源开发方案中选出最优方案：发电成本=电源固定成本+燃料成本+输电成本 （3）输电成本等于输电设备的建设费用乘以年费用率，再加上配变电损失费用。输电设备得增加，不仅要考虑到电源特点，而且要考虑设备规格及将来状态。因此，输电成本不仅与输电设备容量有关，而且也与电源潮流容量分配有关。
3.3 电网规划
合理的电网结构是保持电力系统安全稳定运行的物资基础，电力系统的稳定问题，主要取于电网结构的强弱，电网结构合理则强，电网结构紊乱则弱。 要形成合理的电网的结构，必须做好电网的规划工作。常规的电网规划方法主要是采用方案比较法，基本上分三个步骤进行：
a .根据负荷分布 、增长预测以及电源布局排序 ，进行分区分层电力电量平衡，确定分区之间典型方式下电力流向、500/220kV 变电所布点和规模。
b.根据送端和受端网架发展要求 、分区之间交换容量安排 、电网结构特点，拟定若干个主网方案。
c.对拟定的这些方案进行全面的技术经济比较。 技术上主要是按照《电力系统安全稳定导则》和《电力系统技术导则》，通过电气计算（其中包括电网潮流计算、稳定计算、短路电流计算、调相调压计算、工频过电压、 潜供电流计算）， 对各方案技术上的可行性和优劣进行分析； 经济上主要是计算各方案年费用或归算费用来判断方案的经济性，同时还需要对各方案进行远期适应性分析，最后选择出推荐方案。对于这种情况，采用场景技术和常规电网规划方法相结合的方式，形成相适应的规划方法。 主要步骤如下：
a 根据经济发展、市场和能源状况等信息，对规划水平年的负荷水平及电源建设情况做出多种预测，形成多个场景。
b 针对每个场景 ，采用常规电网规划方法形成方案 ，并通过技术和经济比较，选出一个最优方案。
无论在什么经济制度和运行机制条件下，电力系统规划作为电力工业发展的龙头都十分重要。 面对市场经济条件下的新形势和电力市场化的新态势，电力规划面临新的观念、新的思维和新的问题。 因此，我们应该从社会、经济、技术、环境、文化等多学科对电力规划进行综合分析， 从而为电力系统规划建模及实施打下坚实而良好的理论基础。