电网规划方法概述.pptx
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电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院第6章电网规划方法概述概述电网的电压等级选择电网的电压等级选择电力电量平衡电力电量平衡变电站的站址及容量选择变电站的站址及容量选择架空送电线路导线截面及输电能力架空送电线路导线截面及输电能力输电线路导线截面及输电能力输电线路导线截面及输电能力几种主要电网设计几种主要电网设计电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院6.1概述概述1.1.电网规划的内容电网规划的内容确定确定输电方式输电方式选择选择电网电压电网电压确定确定变电所布局和规模变电所布局和规模确定确定网络结构网络结构何地？
何地？
何种线路？
何种线路？
何时？
何时？
电网规划电网规划电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院电网规划电网规划选择电网电压选择电网电压确定电网结构确定电网结构确定变电站布局和规模确定变电站布局和规模确定输电方式确定输电方式500kV500kV及以上电压时才考虑直流输电的必要性及以上电压时才考虑直流输电的必要性电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院【主要问题】【主要问题】大型水、火电厂大型水、火电厂（群群）及核电厂接入系统规划及核电厂接入系统规划各大区电网或省级电网的受端主干电网规划各大区电网或省级电网的受端主干电网规划大区之间或省级电网之间联网规划大区之间或省级电网之间联网规划城市电网规划城市电网规划大型工矿企业的供电网络规划大型工矿企业的供电网络规划【任务】【任务】根据设计期内的负荷需求及电源建设方案，根据设计期内的负荷需求及电源建设方案，确定相应的电网接线，以满足可靠、经济输送电确定相应的电网接线，以满足可靠、经济输送电力的要求。
力的要求。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院2.2.电网规划应具备的条件电网规划应具备的条件电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院3.3.电网规划方法电网规划方法数学方法数学方法启发式方法启发式方法数学优化方法数学优化方法传统方法：
传统方法：
规划人员根据经验规划人员根据经验提出参比方案提出参比方案经济技术比较经济技术比较选择最佳方案选择最佳方案电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院未来网络未来网络规划情况规划情况可能架设新可能架设新线路的路径、长度线路的路径、长度扩建、待建扩建、待建变电站站址资料变电站站址资料电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院地区负荷地区负荷增长情况增长情况城市道路、桥梁、城市道路、桥梁、隧道等规划隧道等规划变电站可能变电站可能布点位置布点位置架空线、架空线、电缆线走廊电缆线走廊城网规划城网规划电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院11）启发式方法）启发式方法优点：
优点：
直观、灵活、计算时直观、灵活、计算时间短、便于人工参与决策间短、便于人工参与决策缺点：
缺点：
难以选择既容易计算难以选择既容易计算又能真正反映规划实质的又能真正反映规划实质的性能指标性能指标以直观分析为基以直观分析为基础，基于系统某础，基于系统某一性能指标一性能指标对可行路径上一对可行路径上一些线路参数的灵些线路参数的灵敏度逐步迭代敏度逐步迭代满意的结果满意的结果电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院22）数学优化方法）数学优化方法将电网规划要求归纳为运筹学中的数学规划模型，将电网规划要求归纳为运筹学中的数学规划模型，通过一定的优化算法求解，获得满足约束条件的通过一定的优化算法求解，获得满足约束条件的最优规划方案。
最优规划方案。
电电网网规规划划的的数数学学模模型型主主要要包包括括变变量量、目目标标函函数数和和约束条件约束条件三个要素。
三个要素。
变量多、约束条件复杂，现有理论求解大规模优变量多、约束条件复杂，现有理论求解大规模优化问题困难。
化问题困难。
某些决策因素难以用模型表达，数学最优解未必某些决策因素难以用模型表达，数学最优解未必是工程实际最优解。
是工程实际最优解。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院4.4.电网规划流程电网规划流程原始资料的收集和论证；原始资料的收集和论证；制定连接系统规划；制定连接系统规划；环境条件分析；环境条件分析；制定规划方案；制定规划方案；技术经济评价。
技术经济评价。
通通过过潮潮流流、短短路路、稳稳定定计计算算和和电电磁磁环环网网研研究究以以及及经经济济效效果果指指标标计计算算，评评价价各各方方案案的的社社会会环环境境适适应应性性、供供电电可可靠靠性性、运运行行维维护护条条件件、供供电电质质量量和和经经济性指标，得出最佳输电网规划方案。
济性指标，得出最佳输电网规划方案。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院6.26.2电网的电压等级选择电网的电压等级选择1.1.电压等级选择原则电压等级选择原则应应符符合合国国家家电电压压标标准准：
33、66、1010、3535、6363、110110、220220、330330、500500、750750、1000kV1000kV。
电压等级不宜过多，以减少变电重复容量。
电压等级不宜过多，以减少变电重复容量。
非西北地区：
非西北地区：
110/220/500/1000kV110/220/500/1000kV西北地区：
西北地区：
110/330/750kV110/330/750kV220kV220kV以下：
以下：
10/63/220kV10/63/220kV或或10/35/110/220kV10/35/110/220kV各各级级电电压压级级差差不不宜宜太太小小。
配配电电网网（110kV（110kV及及以以下下）级级差差33倍以上，输电倍以上，输电（110kV（110kV以上以上）2）2倍左右。
倍左右。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院不不应应选选用用非非标标准准电电压压，要要能能满满足足近近期期过过渡渡的的可可能能性，也要能适应远景系统规划发展的需要。
性，也要能适应远景系统规划发展的需要。
应考虑到主系统及地区系统联络的可能性。
应考虑到主系统及地区系统联络的可能性。
跨省电网之间的联络线，适应大工业区与经济体跨省电网之间的联络线，适应大工业区与经济体系的要求，最好采用单一合理的电压系列。
系的要求，最好采用单一合理的电压系列。
大容量发电厂向系统送电电压等级，应考虑其在大容量发电厂向系统送电电压等级，应考虑其在系统中的重要性，高一级电压一回线或低一级电系统中的重要性，高一级电压一回线或低一级电压多回线。
压多回线。
单单回回线线供供电电系系统统，送送电电容容量量应应与与系系统统总总容容量量保保持持合适比例，以保证事故时系统的安全。
合适比例，以保证事故时系统的安全。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院2.2.电网的电压等级选择电网的电压等级选择由于负荷密度的增加，提升配电等级在由于负荷密度的增加，提升配电等级在技术上是可行的。
国内已出现技术上是可行的。
国内已出现20kV20kV配电配电电压。
电压。
电压等级的选择需考虑网络中的电力损电压等级的选择需考虑网络中的电力损失，一般按照送电线路的电力损失正常失，一般按照送电线路的电力损失正常情况下不超过情况下不超过5%5%，结合线路输送容量及，结合线路输送容量及输送距离，来确定各级线路的电压等级。
输送距离，来确定各级线路的电压等级。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院根据线路送电容量和送电距离选择电网电压根据线路送电容量和送电距离选择电网电压输电电压输电电压/kV/kV输送容量输送容量/MW/MW输电距离输电距离/km/km适应范围适应范围0.380.380.10.10.60.6低压配电网低压配电网330.10.1113311中压配电网中压配电网660.10.11.21.215154410100.20.222202066353522101050502020高压配电网高压配电网63633.53.530301001003030110110101050501501505050220220100100500500300300100100省内送电省内送电33033020020010001000600600200200省、网际输电省、网际输电5005006006001500150010001000400400100010005000500010000100002000200010001000网际输电网际输电电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院6.3电力电量平衡11、电力电量平衡目的、电力电量平衡目的与要求与要求电力电量平衡是供电力电量平衡是供应与需求之间的平应与需求之间的平衡。
在电源规划和衡。
在电源规划和变电站布点规划中变电站布点规划中应进行电力电量平应进行电力电量平衡计算。
衡计算。
分分析析研研究究内内容容确定系统所需的各类容量确定系统所需的各类容量合理安排水火电厂运行方式，合理安排水火电厂运行方式，计算燃料消耗量计算燃料消耗量确定发电设备利用小时确定发电设备利用小时数，检验电量平衡数，检验电量平衡分析系统间地区间的电力分析系统间地区间的电力电量交换，为论证和制定电量交换，为论证和制定方案提供依据方案提供依据电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院2.2.电力平衡中的容量组成电力平衡中的容量组成装机容量装机容量工作容量工作容量备用容量备用容量必须容量必须容量重复容量重复容量受阻容量受阻容量水电空闲容量水电空闲容量电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院3.3.电力电量平衡计算电力电量平衡计算按发电机组动力来源划分按发电机组动力来源划分纯水电纯水电纯火电纯火电水电联合运行水电联合运行枯水年枯水年平水年平水年丰水年丰水年特枯水年特枯水年电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院11）电力平衡代表年、月的选择）电力平衡代表年、月的选择按逐年控制月份的最大负荷和水电厂设计枯水年按逐年控制月份的最大负荷和水电厂设计枯水年的月平均功率编制；的月平均功率编制；根据水电厂逐月发电功率的变化及系统负荷的变根据水电厂逐月发电功率的变化及系统负荷的变化情况，确定代表月，默认选化情况，确定代表月，默认选1212月；月；一年中一年中22个月份起控制作用时应分别平衡个月份起控制作用时应分别平衡必要时可先取代表年进行逐月平衡，找出起控制必要时可先取代表年进行逐月平衡，找出起控制作用的月份为代表月进行逐年平衡。
作用的月份为代表月进行逐年平衡。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院22）电力平衡表的编制）电力平衡表的编制表中包括以下内容：
表中包括以下内容：
（11）最大发电负荷）最大发电负荷全系统全系统计及计及同时率后的用电负荷加上线损和厂用电同时率后的用电负荷加上线损和厂用电（22）水电工作容量）水电工作容量（功率功率）火电工作容量火电工作容量核电工作容量核电工作容量（33）备用容量：
不得低于最大发电负荷的）备用容量：
不得低于最大发电负荷的20%20%。
负荷。
负荷备用由水电承担，事故备用水火电按比例分配，检备用由水电承担，事故备用水火电按比例分配，检修备用视情况而定。
修备用视情况而定。
其中：
水电？
火电？
核电？
其中：
水电？
火电？
核电？
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院（44）需要装机容量：
需要装机容量：
工工作容量与备用容量之作容量与备用容量之和，其中：
水电？
火和，其中：
水电？
火电？
核电？
电？
核电？
（55）实际可能装机容量实际可能装机容量其中：
其中：
（66）新增容量新增容量其中：
其中：
（77）受阻容量）受阻容量其中：
其中：
（88）退役容量：
退役容量：
每年退每年退出运行的机组容量出运行的机组容量其中：
其中：
（99）水电重复容量水电重复容量（1010）核电重复容量核电重复容量（1111）火电电力盈亏：
火电电力盈亏：
火火电需要容量与火电实际电需要容量与火电实际可能装机容量的差值。
可能装机容量的差值。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院当电力平衡表中新增电厂比较多时，需要另行列当电力平衡表中新增电厂比较多时，需要另行列出逐年新增装机容量表出逐年新增装机容量表（11）水电厂）水电厂1.xxx1.xxx2.xxx2.xxx水电厂新增容量总计水电厂新增容量总计（22）火电厂）火电厂（33）核电厂）核电厂电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院系统电量平衡表系统电量平衡表11）系统月平均）系统月平均负荷负荷（万万kW）kW）22）系统月平均）系统月平均功率功率（万万kW）kW）（11）水电厂功率）水电厂功率（万万kW）kW）其中：
其中：
xxxx电厂电厂xxxx电厂电厂（22）热电厂功率）热电厂功率（万万kW）kW）其中：
其中：
xxxx电厂电厂xxxx电厂电厂（33）凝汽式电厂功率）凝汽式电厂功率（万万kW）kW）其中：
其中：
xxxx电厂电厂xxxx电厂电厂（44）核电厂功率）核电厂功率（万万kW）kW）其中：
其中：
xxxx电厂电厂xxxx电厂电厂33）弃水功率）弃水功率（万万kW）kW）电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院33）分区间的电力电量交换）分区间的电力电量交换通过电源方案的技术经济论证和电力平衡，确定通过电源方案的技术经济论证和电力平衡，确定了逐年的发电容量后，必须确定有关年份的各种了逐年的发电容量后，必须确定有关年份的各种水文年不同运行方式时各发电厂的功率。
水文年不同运行方式时各发电厂的功率。
通过日运行方式的安排，可求出联络线上的潮流。
通过日运行方式的安排，可求出联络线上的潮流。
规划阶段一般只求日最大和最小运行方式时的潮规划阶段一般只求日最大和最小运行方式时的潮流。
流。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院整个电网规划中整个电网规划中电源和负荷是相对变化的电源和负荷是相对变化的。
比如比如220kV220kV电网规划电网规划:
发电厂和上级发电厂和上级500kV500kV变电站作为电源，变电站作为电源，220kV220kV降压变电站承担负荷降压变电站承担负荷;而在而在35kV35kV电网规划电网规划:
220kV:
220kV降压变电站则成降压变电站则成为了电源。
为了电源。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院6.46.4变电站站址及容量选择变电站站址及容量选择1.1.变电站站址选择变电站站址选择规划选址规划选址编制电网发展规划时进行，对规划电网内可编制电网发展规划时进行，对规划电网内可能布置变电站的点进行预先选择，规划出新建变能布置变电站的点进行预先选择，规划出新建变电站的地址或范围，会随电网负荷变化而相应发电站的地址或范围，会随电网负荷变化而相应发生变化。
生变化。
工程选址工程选址根据电力系统规划中所确定的地点或范围进根据电力系统规划中所确定的地点或范围进行，一般都是一次完成。
行，一般都是一次完成。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院注意事项注意事项选址时要明确变电站是枢纽变、地区重要选址时要明确变电站是枢纽变、地区重要变电站还是中间变电站、终端变电站、开变电站还是中间变电站、终端变电站、开关站等一般变电站，不同变电站在系统中关站等一般变电站，不同变电站在系统中作用不同，占地面积的要求也不同。
作用不同，占地面积的要求也不同。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院变电站站址选择的变电站站址选择的一般原则一般原则接近负荷中心，减少电网投资与网损。
接近负荷中心，减少电网投资与网损。
使使地地区区电电源源布布局局合合理理，减减少少二二次次电电网网投投资资与与网网损损，达到安全供电目的。
达到安全供电目的。
高低压各侧进出线方便，减少交叉跨越和转角。
高低压各侧进出线方便，减少交叉跨越和转角。
地形地貌及土地面积应满足近期建设发展要求。
地形地貌及土地面积应满足近期建设发展要求。
应应考考虑虑对对邻邻近近设设施施（无无线线干干扰扰、危危险险设设施施、腐腐蚀蚀气体排放等）的相互影响。
气体排放等）的相互影响。
交通运输方便。
交通运输方便。
其他：
水源可靠、排水方便、施工方便等。
其他：
水源可靠、排水方便、施工方便等。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院22、变电站电气主接线及容量选择、变电站电气主接线及容量选择11）变电站电气主接线）变电站电气主接线变电站的电气主接线方式要根据变电站地变电站的电气主接线方式要根据变电站地位、电压等级、出线回路数、设备特点、位、电压等级、出线回路数、设备特点、负荷性质等条件，及满足运行可靠、简单负荷性质等条件，及满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求决定。
灵活、操作方便和节约投资等要求决定。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院22）变电站主变容量）变电站主变容量可按系统发展规划需求来确定，也可由上一级电网与下一可按系统发展规划需求来确定，也可由上一级电网与下一级电网间的潮流交换容量确定，同时考虑级电网间的潮流交换容量确定，同时考虑N-1N-1情况下的负情况下的负荷安全，满足负荷率规定。
荷安全，满足负荷率规定。
500/220kV500/220kV变变电电站站第第三三绕绕组组容容量量应应不不小小于于变变压压器器容容量量的的1515，不大于不大于变压器容量的变压器容量的（1（11/K1/K1212）。
33）主变台数及型号选择）主变台数及型号选择大城市郊区一次变电站，大城市郊区一次变电站，2-32-3台主变，未来可能台主变，未来可能44台；地区台；地区性孤立的一次变电站或大型工业企业专用变电站，性孤立的一次变电站或大型工业企业专用变电站，33台主台主变；变；220kV220kV以下三相变压器；另外还需分情况选择双绕组、以下三相变压器；另外还需分情况选择双绕组、三绕组或自耦变。
三绕组或自耦变。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院6.5网络结构规划的常规方法电网规划方案分类电网规划方案分类静静态态电电网网规规划划：
只只对对未未来来某某一一负负荷荷水水平平年年的的电电网网接接线线进进行行规规划划，而而不不考考虑虑接接线线方方案案的的过过渡渡问问题题，因因而而又称为水平年规划。
又称为水平年规划。
动动态态电电网网规规划划：
规规划划期期较较长长时时，需需将将规规划划期期划划分分为为几几个个水水平平年年并并考考虑虑各各水水平平年年规规划划方方案案的的过过渡渡问问题题。
中长期电网规划中应考虑采用动态电网规划。
中长期电网规划中应考虑采用动态电网规划。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院1.1.方案形成方案形成根据输电容量和输电距离，拟订几个可比方案。
根据输电容量和输电距离，拟订几个可比方案。
送送电电距距离离：
一一般般采采用用中中国国电电子子地地图图测测量量，在在直直线线测测量量的的基基础础上上乘乘以以1.11.11.21.2的的系系数数（经经验验值值）。
也也可可参参考考同同路路径径已已运运行行线线路路的的实实际际长长度度，或或取取送送电电线路可行性研究后的设计长度。
线路可行性研究后的设计长度。
送送电电容容量量：
将将待待规规划划电电网网分分为为若若干干区区域域（行行政政或或供供电电），对对每每个个区区进进行行电电力力电电量量平平衡衡分分析析，观观察察各各区区域的电力余缺，明确各区域电力交换情况。
域的电力余缺，明确各区域电力交换情况。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院待规划电网的送电距离和送电容量确定后，根据待规划电网的送电距离和送电容量确定后，根据送电线路输电能力、以往类似工程实例以及规划者送电线路输电能力、以往类似工程实例以及规划者的经验，即可拟出几个的经验，即可拟出几个待选的网络待选的网络连接方式。
连接方式。
从可靠性角度分，电网接线基本上可分为无备用从可靠性角度分，电网接线基本上可分为无备用网络和有备用网络两大类。
网络和有备用网络两大类。
无备用网络无备用网络又可又可分为单回路放射式分为单回路放射式和单回路链式。
和单回路链式。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院有备用网络有备用网络又可分为又可分为双回路放射式双回路放射式、双回路链、双回路链式、式、环网环网和双回路与环网混合型等。
和双回路与环网混合型等。
（a）双回路放射式）双回路放射式（b）双回路链式）双回路链式（c）环网）环网（d）混合型）混合型电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院2.2.方案检验方案检验【任任务务】对对已已形形成成的的方方案案进进行行分分析析，其其中中包包括括电电力力系系统统潮潮流流、调调相相、调调压压计计算算，稳稳定定计计算算，短短路路电电流流计算及技术经济比较等。
计算及技术经济比较等。
（11）潮潮流流计计算算分分析析：
分分析析各各方方案案是是否否满满足足正正常常与与事事故运行方式下送电能力需求。
故运行方式下送电能力需求。
正常运行方式下，正常运行方式下，不应存在不应存在潮流迂回、线路潮流迂回、线路潮流过重以及主变功率过重等情况。
各线路的潮潮流过重以及主变功率过重等情况。
各线路的潮流一般应接近线路的经济输送容量，各主要变压流一般应接近线路的经济输送容量，各主要变压器（联变）的潮流应小于其额定容量。
器（联变）的潮流应小于其额定容量。
NN11事故运行方式下，线路潮流不应超过热事故运行方式下，线路潮流不应超过热稳定容量，主变应没有长时间过负荷现象。
稳定容量，主变应没有长时间过负荷现象。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院（22）暂态稳定计算：
）暂态稳定计算：
单回线输电网中发生单相瞬时接地故障重合成功。
单回线输电网中发生单相瞬时接地故障重合成功。
同同级级电电压压多多回回线线和和环环网网发发生生单单相相永永久久接接地地故故障障重重合合不不成成功功及无故障断开不重合。
及无故障断开不重合。
主主干干线线路路各各侧侧变变电电站站同同级级电电压压的的相相邻邻线线路路发发生生单单相相永永久久接接地故障重合不成功及无故障断开不重合。
地故障重合不成功及无故障断开不重合。
核核电电厂厂送送出出线线出出口口及及已已形形成成回回路路网网络络结结构构的的受受端端主主干干网网络络发生三相短路不重合。
发生三相短路不重合。
任一台发电机（占系统容量比重过大者外）跳闸或失磁。
任一台发电机（占系统容量比重过大者外）跳闸或失磁。
系统中任一大负荷突然变化系统中任一大负荷突然变化（冲击负荷或大负荷突然退出冲击负荷或大负荷突然退出）。
上述故障时必须满足系统稳定运行和正常供电。
上述故障时必须满足系统稳定运行和正常供电。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院以以下下故故障障时时可可采采取取措措施施保保持持系系统统稳稳定定运运行行，但但允允许损失部分负荷：
许损失部分负荷：
单单回回线线输输电电网网络络发发生生单单相相永永久久接接地地故故障障重重合合不不成成功。
功。
同同级级电电压压多多回回线线，环环网网及及网网络络低低一一级级电电压压的的线线路路发生三相短路不重合。
发生三相短路不重合。
注注意意：
当当系系统统稳稳定定性性水水平平较较低低时时，应应采采取取提提高高稳稳定定性性的的措措施施。
系系统统规规划划可可根根据据电电网网具具体体情情况况具具体体分分析析，从从而而采采用用合合适适的的手手段段提提高高稳稳定定性性，为为下下一一阶段的设计提供依据。
阶段的设计提供依据。
电力系统规划第6章湖南工业大学电气与信息工程学院（33）短路电流计算）短路电流计算短路电流计算的短路电流计算的主要目的主要目的是：
确定各规划期内网是：
确定各规划期内网络短路容量能否被网络中所有断路器承受，提出络短路容量能否被网络中所有断路器承受，提出今后发展新型断路器的额定断流容量，并研究限今后发展新型断路器的额定断流容量，并研究限制系统短路电流水平的措施。
制系统短路电流水平的措施。
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