1. 课程导入与规划任务界定
输电网扩展规划，是在既有电网与未来负荷、电源、政策约束之间，寻找一套在时间维度上可实施、在经济维度上可接受、在安全维度上可验证的电网建设方案。它要回答的不是"某条线路该不该建"这一个孤立问题，而是一组相互耦合的问题：未来十年哪些区域会缺电、哪些通道会阻塞、新增电源如何送出、哪些变电站需要扩容、先建哪一项、后建哪一项、总投资控制在什么规模。因此，扩展规划本质上是一项带时间维度的系统决策任务，而不是一次潮流计算或一次设备选型。
本课程以真实电网规划任务为主线。所谓"真实"，指规划对象是具体的区域电网、具体的电压等级、具体的变电站与线路，输入是真实的负荷预测与电源规划成果，输出是可提交评审的规划方案与投资估算。本章先界定规划任务的定义、目标、边界条件、周期与决策流程，为后续的建模、计算与方案比选建立统一的工作框架。
一、规划的定义与三个层次
输电网扩展规划可定义为：在满足供电可靠性、运行安全性与政策约束的前提下，以规划期内总费用现值最小或综合效益最大为目标，确定新增线路、变电站及无功补偿设备的类型、容量、位置与投运时间。它包含三个相互衔接的层次：
- 网架结构规划：确定主干通道走向、电压等级配置与站点布点，决定电网的"骨架"。
- 输变电容量规划：确定各站点主变容量、线路导线截面与回路数，决定电网的"承载能力"。
- 建设时序规划：确定各项目的投运年份与建设顺序，决定投资的"节奏"。
三者不能割裂。若只做网架规划而不考虑时序，可能出现某年负荷尚未增长、新建线路长期轻载的问题；若只做时序优化而不校核网架结构，则可能形成电气上不合理的接线方式。
二、规划目标与边界条件
规划目标通常不是单一指标。工程实践中常见的目标组合包括：规划期总费用现值最小、系统供电可靠性达标（如年均停电时间不超过给定值）、新能源送出受限电量最小、短路电流水平可控、以及满足碳排与环保约束。这些目标之间存在张力：提高可靠性往往增加投资，增加通道往往抬高短路电流。因此规划是一个多目标折中问题，需要明确主目标与约束条件，而非把所有指标都当作优化目标。
边界条件是规划任务的"围墙"，界定哪些量可变、哪些量固定。典型边界条件包括：
- 负荷边界：规划期各水平年的最大负荷、负荷分布与负荷特性，通常由负荷预测成果给定。
- 电源边界：新增电厂的位置、容量、投产时间与出力特性，由电源规划成果给定。
- 既有电网边界：现有线路、变电站的容量、接线方式与运行年限，决定可扩建与需退役的对象。
- 政策与标准边界：可靠性标准、N-1 安全准则、短路电流限值、走廊与环保限制。
- 投资边界：规划期投资总额上限或分年度投资能力。
三、规划周期与水平年
输电网扩展规划通常采用"近期—中期—远期"三段式周期。近期一般为 1～5 年，与基建项目前期工作衔接，要求方案具体到单项工程；中期为 5～10 年，用于确定主干网架与关键通道；远期为 10～20 年，用于校核网架的长远适应性。规划中设置若干水平年（如第 1、3、5、10 年），在每个水平年上进行潮流、短路与稳定校核，而非逐年计算，以控制工作量。
需要强调的是，规划周期与设备寿命并不一致。一条 500 kV 线路的经济寿命可达 30～40 年，而负荷预测的有效期往往只有 5～10 年。这种"资产长寿、预测短寿"的矛盾，决定了规划必须采用滚动修编机制：每隔 2～3 年根据实际负荷与电源进展修正方案，而不是一次性定死二十年。
四、工程决策流程
一个完整的规划任务通常沿以下路径推进：明确规划范围与边界条件 → 负荷与电源预测成果整理 → 现状电网分析（找出薄弱环节） → 规划方案生成（网架、容量、时序） → 电气校核（潮流、短路、稳定、可靠性） → 经济评价与方案比选 → 推荐方案与投资估算 → 评审与滚动修编。下图给出该流程中各环节的输入、输出与关键判断关系。
五、本课程的任务主线与学习方式
后续章节将围绕一条完整的规划任务展开：给定一个区域电网的负荷预测、电源规划与既有网架数据，逐步完成现状分析、方案生成、电气校核、经济评价与推荐方案编制。每个环节都会给出具体的输入数据格式、计算或建模方法、结果判读依据，以及常见错误与处理方式。学习时建议同步准备一份自己的算例数据，跟随课程逐步推进，而不是只阅读结论。
需要建立的一个基本认识是：规划方案没有"唯一正确答案"。不同边界条件、不同目标权重、不同投资约束下，合理的方案可能不同。规划人员的职责不是找到数学上的最优解，而是给出在给定条件下可解释、可校核、可实施的方案，并清楚说明其假设、风险与适用条件。这也是本课程贯穿始终的评价标准。