关于国内外电力系统规划的对比

电力系统规划，算是比较传统的专业，里面的知识体系，包括相关工程实践经验，其实也比较固化。
  里面少有的有意思的，其实就是，关于国内外的对比，会带来一些新鲜感，然后发现一些电力系统本质的东西。全文约3000字，阅读约8分钟。

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整体直观的感觉。

之前工作中，接触过一些国外知名的，做电力规划的咨询机构，比如Parsons Brinckerhoff（柏诚）、Tractebel Engineering（特克贝尔）、london Power Associates等等。

听过他们的汇报，分析过他们的成果，也沟通交流过，整体感觉差异还是存在的。

首先，一些底层的专业原理，还是共通的。比如N-1，网架结构，短路校验，稳定校验这些，框架和具体内容都基本一致。

底层原理之上，一些具体实施的环节，包括有些关键指标、分析过程、计算方法，还是存在很多差异。

美国CAISO输电网发展规划编制流程图

你翻一本国外的电力规划报告，对比国内的，内容安排和风格，差别非常大。我也看过一些日本做的亚行项目规划报告，相比之下，和我们国内的比较接近，和西方的也不是一样东西。

欧美的规划报告，模板是互通的，包括印度的，英语母语的天然优势，接轨的挺快，但是印度人做的东西，比较偷工减料。

所以，还是强调一下，本文里提的老外，主要是欧美的专业同行。

老外做电力系统规划的套路和流程纯熟，工作量不小，效率也很高。

上面提到的那些公司，很多都是大的工程咨询公司，除了电力还涉足其他领域，所以有些通用套路，显得比较规范。

表现在PPT展示里面，就会比较明显，我们的基本都是干货，一份材料。他们就是不同的人上去讲，每个人都是一个独立的题目，电力需求分析、电源规划、网架规划、可靠性分析等等。

每份PPT里面，都是旁征博引，信息量很大，但是其实实用的也不算多，但是给人感觉很专业。

所以他们的工作量，其实很大，和我对他们的固有影响，闲散的做做电力咨询，完全不一样。

因为他们的规划内容，实际上比国内的要细致，计算分析过程也相对繁琐，展现形式要求也很高，加上专业上也比较较真，所以真的也不容易。

以上是一些宽泛的印象，具体的专业内容，下面探讨。

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专业原则上的一些差异。

首先是对可靠性的理解，电力系统的核心问题。

北美《NERC输电规划标准》里面定义可靠性，包含两方面：充裕度和安全性。

充裕度又称静态可靠性，是指系统维持给用户供电的能力，主要是对装机容量充裕性的考虑；安全性也称动态可靠性，是指系统发生故障时稳定运行的能力。

评估可靠性时，有确定性和概率性两种原则。打个比方，确定性原则不允许出现N-1故障下的负荷损失，概率性原则却可以，特别是一些小概率故障，或者应付这些小故障投资过高。概率性原则更考虑经济性。

在这点上，国内基本全部采用确定性原则，老外则是确定性、概率性兼顾。

那是不是说，老外电网企业没有担当，只考虑经济利益？

其实也不是，老外很精明，他们在骨干电网安全的关键环节：主网规划里一直提概率性原则，但是从来没有写到规划标准里，都还是执行N-1确定性校核。而配网规划、电源规划里面，概率性原则就用的比较多了。

以英国配网《供电安全导则》ER P2/6 流程为例，里面大量的故障概率、可靠性分析和成本效益分析，并得到了广泛应用。

电源规划也如此，老外通常采用概率性原则，如LOLF(电力不足概率)或者LOLE(电力不足期望值)来评估。国内则是确定性原则，来确定装机规模，其中粗略的，就是备用容量为系统最大发电负荷的20%～30%。

概率性原则，只是老外对于经济性重视的一方面，电力规划中还有很多环节，都在强调经济性。

重视经济性，不是坏事，也不代表不安全、不可靠。国网和南网，可靠性方面做得很好，确实体现了社会担当，但是运营效率和效益上，还是有很多提升空间。

比如说提高可靠性，不一定非要建设满足最大负荷的电气设施，可以通过转供实现，可以通过需求侧管理实现，等等。

毕竟，现在国内变压器和线路的平均负载率，还是比较低的，设备冗余比较大。

法国配变负载率控制在80%-90%之间，过小是不经济的，因铁损成本高于铜损成本；当负载率超过90%时纳入黄色警示监测，达到95%后纳入改切或换大。所有的公用配变下均有轮子，便于抽出更换。

当然，电力系统效率，涉及很多方面，电力体制、电力市场、电价机制等等，但是技术、经济均衡考虑，这个方向，应该是没有问题的。

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具体做法上的异同。

先说说网架规划，这方面国内外的差别，主要体现在理念上。

主网大家基本一致，比如北京、东京、巴黎等，都在外围形成了高压环网，并向内供电，进一步形成市中心的低一级高压环网。

配网网架理念差别，主要体现在两方面。

一是复杂和简化。以法国ERDF配网为例，极为推崇简洁可靠的网架结构，他们推荐的单环网、单层级模式，与国内目前大力推广的是双环网多层级模式差异较大。

这是有道理的，复杂网架运维难度成倍增加，受限于设备本身可靠性，对电网可靠性提升，往往无法达到预期效果，而且自动化策略因为电网结构的复杂，实际上不利于自愈功能的发挥。

国内现在很多同行，现在也意识到这个问题，简单配电网的说法也时而听到。

二是模块化。国内主要还是关注网架，而国外更关注供电模型。

供电模型能够使网架清晰化、标准化。因为供电模型里面，不仅包括网架接线，还有负荷密度、供电能力、转供联络等因素。

负荷不断增加，供电模型可不断延展，相当于一个模块化设计的思路，不同模块之间也有联络，典型的就是巴黎的三环网和新加坡的花瓣式中压配网。

其次是电气计算，这块也是系统规划的干货，老外和我们同样存在差异。

计算内容的话，大家基本一致，潮流计算（Load flow）、短路计算（Short circuit）、稳定计算（Transient stability），有时候还要加上电磁暂态（electromagnetic transient），差异主要在计算过程和计算工具上。

计算模型上，老外的比较细致，国内稍微粗略，等效的比较多。

老外的计算过程，比国内相对详细，相对清晰。以稳态部分的潮流计算为例，一般为单线图（Single Line Diagram），相对国内的节点示意图来说，表达的信息更加全面细致，更能反映电网结构和特性，当然对于初期建模的要求也更高。

暂态部分就详细的更多了，国内算的比较粗略。国外报告里面暂态部分，一般都包括三块：暂态安全评估、暂态稳定评估和小信号稳定评估，篇幅很大。   暂态安全评估是研究突发事件时的暂态电压，突出电容器/电抗器和静止无功补偿器（SVC）的需求；  

暂态稳定评估，是指在计算故障时，系统的稳定情况以及各要素的临界切除时间（critical clearing time , CCT）。CCT的计算，老外算的比较多。

故障临界切除事件计算表

小信号稳定评估和国内对比，结果显示上更加直观些，对于每种振荡模式，都给出了左右特征向量，从而可以计算出每个变量的参与系数及其振型。

区域内机组振荡模式示意图 具体做法上，其实还有很多差异，篇幅原因，后面抽空再展开探讨。   4

孰优孰劣。

这个其实不好说，国外电力系统规划做的细致，展现出来比较高端，国内做的比较实用，效率比较高，各有所长。

说到底还是个话语权的问题，不管是东南亚还是非洲拉美，已经习惯了，西方那些著名电力咨询公司的做法，我们的做法，就显得不接轨了。

不管是标准、内容、方法、展现形式，都存在接受度问题，很多东西，我们国内业内人士看没有问题，老外觉得就不行，除非是那种对底层原理，非常了解的老外。

这种老外，我也碰到过，和他解释一本规划报告，从N-1这种共同的基础认知开始，逐步解释每一个环节的由来，有些东西为什么可以不算，解释了一下午。

这种老外毕竟很少，而且只适用于主网规划，配网规划很难解释的通，国内外差异更大，建议直接用国外公司规划模板，套用一下，不是很难。

所以，想参与国际电力咨询业务，在底层原理差异不大的情况下，在内容、过程、展现上，向国际通用模板靠拢，是有必要的。

何况，老外的这些东西，确实经得住推敲。

责任编辑：xj

       原文标题：老外是怎么做电力系统规划的？

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