（电气工程专业论文）大庆市五湖地区电网规划的分析与研究.pdf

哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 大庆市五湖地区电网规划的分析与研究 摘要 一个良好的电网优化方案是构成良好电网结构的基础，而良好的电网结 构能便利地实现电量的供需平衡，优化电源结构，保证区域电网之自j 的互相 支援，提高系统的安全稳定性，并且在此前提下获得最良好的经济效益和社 会效益。同时，做好电网优化设计工作是电网工程建设的关键环节，它对电 力工程建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产 的综合经济效益，起着决定性的作用。随着国民经济的发展。电力负荷不断 增长，配电网络发展迅速，对配电网的供电可靠性和电能质量的要求也越来 越高，这使得现代电网规划遇到的问题日趋复杂。因此，解决电网规划改造 设计问题，做好电网优化是非常有意义的。 按照大庆市的城市发展空间战略，五湖地区将成为大庆市居住和公共设 施建设的重点地区，是东城区未来的核心区。 为使未来的电网结构能适应“五湖地区”的发展与进步，满足日益增长 的负荷需求以及提高供电可靠性，鉴于“五湖地区”的电网现存问题，从整 体上着眼，进行“五湖地区”电网优化研究，提出一套合理的电网优化措 施，是十分必要和及时的。 本论文详细对五湖地区电力设施现状进行了分析，总结了五湖地区电力 设施现状优势和不足，并提出了电力专项规划的方向。在此基础上确定了电 力线路改造方案。同时，对该地区的电力负荷进行预测，根据负荷预测结果 进行了电力平衡，确定了变电所建设规模、布局，占地，以及电力线路走向 及架设方式。并对电网规划规划目标进行了潮流计算、稳定计算，并根据计 算结果提出电网建设整改意见。 关键词电力系统；电网规划；电力市场；潮流计算 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 a n a l y s i sa n d r e s e a r c ho nt h ep o w e rg r i d p l a n sf o r “f i v el a k e sa r e a o fd a q i n gc i t y a b s t r a c t a p r a c t i c a lo p t i m i z a t i o nm e t h o do fp o w e rg 嘲i st h ef o u n d a t i o no fp o w e r s y s t e ms t n l c t u r e ，w h i c h c a l l c a r r y o u tp o w e r s u p p l y d e m a n db a l a n c i n g e x p e d i e n t l y , o p t i m i z ep o w e rs u p p l ys t r u c t u r e ，g u a r a n t e et h em u t u a ls u p p o r ti nt h e a r e ap o w e rg r i d ，i n c r e a s es e c u r i t ya n ds t a b i l i t yo ft h es y s t e m ，a n da c q u i r et h e b e s te c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t su n d e rt h i sp r e m i s e i nt h em e a n t i m e , d o i n g w e l lt h ew o r ko fp o w e rg r i do p t i m i z i n gd e s i g ni st h ek e yl i n kt op o w e rg r i d e n g i n e e r i n gc o n s t r u c t i o n ，a n dp l a y sa d e c i s i v er o l et ot h ep o w e rg r i de n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o np e r i o d ，q u a l i t y , t h ei n v e s t m e n te x p e n s e s ，t h eo p e r a t i v er e l i a b i l i t yo f t h ep o s m a t a lp e r i o d ，a n dt h es y n t h e t i c a le c o n o m i cb e n e f i to f p r o d u c t i o n w i t ht h e d e v e l o p m e n to ft h en a t i o n a le c o n o m y , p o w e rl o a di n c r e n s e sc o n t i n u o u s l y , g o i n g t o g e t h e rw i t ht h eq u i c kd e v e l o p m e n to f t h ed i s t r i b u t i o ng r i d t h ed e m a n df o rt h e p o w e rs u p p l yr e l i a b i l i t ya n dt h ep o w e re n e r g yq u a l i t yo ft h ed i s t r i b u t i o ng r i di s i n c r e a s i n g ，w h i c hm a k e st h ep r o b l e m s t h a tt h em o d e r np o w e r 新dp l a n n i n g f a c e st o m o r ec o m p l i c a t e dg r a d u a l l y t h e r ei si m m e d i a t es i g n i f i c a n c et or e s o l v e t h ei m p r o v e m e n td e s i g na n do p t i m i z et h ep o w e rg r i dp l a n n i n g a c c o r d i n gt ot h es p a c ed e v e l o p m e n ts t r a t e g yo fd a q i n gc i t y , f i v el a k e s a r e a w i l lb e c o m ea l li m p o r t a n tr e g i o n f o r l i v i n g a n d p u b l i c f a c i l i t i e s c o n s t r u c t i o n , a n di tw i l lb ea c o r ea r e ai nt h ee a s te i t yd i s t r i c ti nt h ef u t u r e i no r d e rt on l a k et h ef u t u r ep o w e rg r i ds t r u c t u r eb ea b l et oa d a p tt h e d e v e l o p m e n ta n dp r o g r e s so f f i v el a k e sa r e a , m e e tt h eg r o w i n gd e m a n df o r t h el o a da n di m p r o v ep o w e rs u p p l yr e l i a b i l i t y , o w n i n gt ot h ee x i s t i n gp r o b l e m so f s p o w e rg i i do f “f i v el a k e sa r e a ”，i ti sv e r yn e c e s s a r ya n di nt i m et oc a r r yo u t t h eo p t i m i z a t i o nr e s e a r c ha n dp u tf o r w a r das e to fr e a s o n a b l eo p t i m i z a t i o n m e a s u r e so f p o w e rg r i de n t i r e l y t h i st h e s i sa n a l y z e sd e t a i l e d l ye l e c t r i cp o w e rf a c i l i t i e sp r e s e n tc o n d i t i o no f - - 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 “f i v el a k e sa r e a g i v e sas u m m a r ya b o u ta d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e s 。a n d p u t sf o r w a r dt h ed i r e c t i o no ft h ee l e c t r i cp o w e rp a r t i c u l a rp r o g r a m m i n g a l s o ， e l e c t r i cp o w e ri m p r o v e m e n ts c h e m e si sw o r k e do u t s i m u l t a n e i t y , e l e c t r i cp o w e r o ft h i sr e g i o nl o a df o r e c a s t i n gc a r r i e do n a c c o r d i n gt ot h er e s u l to ff o r e c a s t i n g l o a d ，p o w e rb a l a n c ei sc a r r i e do n a n ds u b s t a t i o n ss c a l e ，l a y o u t ，s p a c e ，e l e c t r i c p o w e rc i r c u i ta l i g n m e n ta n d i n s t a l l a t i o nm o d e si sc o n f i r m e d l o a df l o w c a l c u l a t i o na n ds t a b i l i t yc a l c u l a t i o na r ec a r r i e do nf o rt h eg o a lo fp o w e rs y s t e m p l a n n i n g ，a n dt h eo p i n i o n so fp o w e rs y s t e mc o n s t r u c t i o nr e f o r m a t i o na r ep u t t e d f o r w a r da c c o r d i n gt ot h er e s u l t s k e y w o r d sp o w e rs y s t e m ；p o w e rg r i dp l a n n i n g ；e l e c t r i c i t ym a r k e t ；l o a df l o w c a l c u l a t i o n 1 1 1 哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文大庆市五湖地区电网规划的 分析与研究，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独 立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他 人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已 在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。 作者签名：违新表日期：砷年) 月锣日 哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书 大庆市五湖地区电网规划的分析与研究系本人在哈尔滨理工大学攻读 硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨 理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解 哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门 提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以 采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用授权书。 ， 不保密a 。 ( 请在以上相应方框内打) 作者签名：美私矗 臌办竿 日期：砷年3 , e l 形日 日期7 年弓月桶 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 1 1 规划背景 第1 章绪论 电力工业是国民经济的重要部门之一。随着现代工业和农业的不断发展及 人民生活水平的日益提高，社会对电力的需求量越来越大。为了满足日益增大 的电力需求，必须不断扩大电力系统的规模，电力系统面临着日益繁重的规划 任务。由于电力工业的发展水平不仅对国民经济的其它部门会产生巨大的影 响，而且一次能源消耗和投资的数量也相当巨大，所以，合理地进行电力系统 规划不仅可以获得巨大的社会效益，也可以获得巨大的经济效益“”1 。相反， 电力系统规划的失误会给国家建设带来不可弥补的损失，因此，对电力系统规 划问题进行研究，以期最大限度地提高规划质量，具有重大的现实意义。 电力系统规划通常包括电源规划和电网规划两部分内容。而电网规划又可 进一步分为输电网规划即主网规划和配电网规划两类。在电力系统电源，电网 及用户三个有机组成部分中，电网担负着将电源与用户联结起来的任务，此外 为了得到最大的供电可靠性和经济性，它还担负着与邻近地区电力系统联系起 来的任务。电网规划在整个电力系统规划中起着非常重要的作用，直接关系到 电源发出的电能否及时送出，以及电力系统供电的安全性及经济性能否实现。 由于电网设备投资需求大“”，因此，寻求最佳的电网投资决策以保证整个电 力系统的长期最优发展，是电网规划所要达到的目标。 电网规划是电力系统规划的重要组成部分，其任务是根据规划期间的负荷 增长以及电源规划方案确定相应的最佳电网结构，以满足经济、可靠的输送到 负荷中心的前提下，使电网的建设和运行费用最小”1 。这里的可靠性要求包 括： ( 1 ) 正常运行要求：在电力系统设备完好的情况下，保证各项运行指标， 如线路输送功率、发电机出力、系统电压水平、稳定储备等在给定的允许范围 之内。 ( 2 ) 安全运行要求：在某些设备故障或负荷波动的情况下，满足给定的供 电可靠性要求。电网的费用包括输变电设备的投资和运行费用，在运行费用比 较时，原则上应计及资金的时间价值。 电网规划研究是一个相当复杂的问题，它需要确定的决策是大量的”1 ，而 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 这些决策在时间及空间上是相互影响的。目前，限于各方面条件，尚无法将其 统一在一个模型中考虑，只能将其分解成相对简单的子问题，再通过子问题间 的迭代进行协调。电网规划研究可以按照时间长短分类，也可按照问题不同划 分。 按照时间划分，电网规划研究可分为：远景规划研究、短期规划研究、长 期规划研究。 远景研究通过对未来各种发展情况的简单分析，给出根据环境参数进行技 术选择的一般原则，并作出最后的初步选择”1 。比如，选择电压等级，输电方 式等。远景研究一般相对于一个较长水平年，如2 0 3 0 年；短期研究用于制定 网络扩展决策，确定详细的网络方案，它一般针对一个较短的水平年。如5 年；长期研究介于两者之间，它用于估计实际电网的长期发展或演变，比如 1 0 - - 2 0 年。在三个部分中，它起着十分重要的作用，一方面，远景规划所作出 的技术选择可通过长期网络实际状态进行修正。另一方面，它又可以指导短期 研究，确保短期决策同长期电网发展相一致，反过来，长期研究中所引入的一 些假设可通过更精确分析或短期研究得到验证。 按照问题划分，电网规划研究可以分为：负荷预测、网架规划、无功规 划、稳定性分析、短路电流分析。 负荷预测用于预测未来电网负荷的时间分布和空间分布：即作出电网各负 荷点未来年份负荷曲线。它是电网规划决策所必需的基础工作。 网架规划及短路电流分析用于制定未来线路及变电站决策，以确定网络最 优网架结构，满足有功负荷传输的要求。线路及变电站扩展大部分决策是由 于有功需要引起的，偶尔是由于旧变电站短路电流限制造成的。 无功规划及稳定性分析用于确定除线路，变压器以外的补充设备( 如电容 器，电抗器，静止补偿系统及电机组调节器等) 。这部分设备的决策是由于无 功和稳定性需求造成的。同线路，变压器相比，这些设备的建设费用较少，建 设时间也较短。 1 2 电网规划的发展与研究现状 电网规划的任务是根据规划期间的负荷增长及电源规划方案确定相应的最 佳电网结构。从数学上讲，电网规划是一个十分复杂的动态多目标不确定性非 线性整数规划问题，其优化模型一般包含两部分“m 4 ：网络结构方案的形成 和电网方案的校验。其中前者主要依靠规划人员的经验确定扩建的线路和电网 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 结构，并确定出满足电力输送要求且耗费较小的一个或多个方案。后者主要是 对己经形成的方案进行评估，包括潮流计算、稳定计算、短路容量计算、可靠 性计算等等，并确定最优方案。由于电力系统潮流计算、稳定计算及短路容量 计算的理论及方法都比较成熟。因此，目前有关电网规划方面的研究般都是 针对方案形成阶段进行的。 一般来说，电网规划应回答下列问题： ( 1 ) 在何处投建新输电线路； ( 2 ) 何时投建新的输电线路； ( 3 ) 投建何种类型的输电线路。 传统的电网规划方法主要是数学规划方法和启发式方法，其共同特点是以 确定的未来环境为基础，建立数学模型，求得最佳规划方案。由于在电网规 划中需要考虑各种不确定性因素对规划结果的影响，而传统的规划方法都无法 满足这种要求，其数学上严格的最优方案对于未来情况而言并非最优，甚至可 能导致由于未来不确定性因素的影响而不得不进行大量的补偿投资，从而降低 甚至失去了“最优”规划的意义，造成巨大的损失。因此，为了克服传统规划 方法的不足，在规划中考虑不确定性因素影响己经得到了国内外学术界和工程 界的广泛关注，而计及不确定性因素影响的电网灵活规划方法己成为电网规划 研究和发展的方向。 目前国内外对电网灵活规划方法的研究主要集中在对不确定性因素进行数 学建模和模型求解等方面“。特别是9 0 年代以来，新理论和新技术对电网规 划的思维方式起着巨大的作用，各种数学工具和最新理论不断引入到电网规划 领域中去。诸如随机规划方法、模糊规划方法、灰色规划方法、遗传算法、进 化规划、专家系统、t a b u 搜索方法等等。然而很多影响电网规划的不确定性因 素( 经济、政治等) 无法用准确的数学模型进行描述，针对这些不确定性因素目 前比较有效的处理方法是采用场景方法“”。从机理上讲，场景方法类似枚 举的方法，即将所有影响电网规划的不确定性因素进行组合分析，因此，该方 法可以较好地考虑各种不确定性因素的影响。同时由于场景方法不是直接对不 确定性因素进行数学建模，从而避免了建立十分复杂的电网规划模型，大大降 低了求解方面的难度“。 1 3 电网规划的意义 一个良好的电网优化方案是构成良好电网结构的基础，而良好的电网结构 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 能便利地实现电量的供需平衡，优化电源结构，保证区域电网之间的互相支 援，提高系统的安全稳定性，并且在此前提下获得最良好的经济效益和社会效 益。同时，做好电网优化设计工作是电网工程建设的关键环节，它对电力工程 建设的工期、质量、投资费用和建成投产后的运行安全可靠性和生产的综合经 济效益，起着决定性的作用。”。随着国民经济的发展，电力负荷不断增长，配 电网络发展迅速，对配电网的供电可靠性和电能质量的要求也越来越高，这使 得现代电网规划遇到的问题日趋复杂。因此，解决电网规划改造设计问题，做 好电网优化是非常有意义的。 1 4 研究课题的提出及意义 按照大庆市建设“特大型城市、区域型中心城市和高科技现代化城市”的 发展目标及东城区实施“东移北扩”的城市发展空间战略，五湖地区将成为大 庆市居住和公共设旌建设的重点地区，是东城区未来的核心区。 根据五湖地区建设发展的需要，2 0 0 4 年进行了大庆市东城区五湖地区分 区规划的编制，对大庆市东城区五湖地区的基础设施建设起到了宏观指导作 用。电力专项规划是五湖地区城市规划的重要组成部分，在五湖地区的建设发 展中，电力专项规划必将为电力设旌建设和管理部门采取相互协调的行动提供 有力的指导，并可据此提出五湖地区的电力专项规划的研究工作。 此次规划“五湖地区”是指以黎明湖、滨洲湖( 东风水库) 、兰德湖( 火炬 泡) 、北湖和萨北湖为核心的东城区北部临湖滨水地区。该地区北至王家围 子，南接东风新村，东到新3 0 1 国道绕行线，西临中兴北街，区内河湖水系发 达，林草生态资源丰富，可进行城市建设的用地广阔，规划总用地7 4 3 4 k i n 2 。 为使未来的电网结构能适应“五潮地区”的发展与进步，满足日益增长的 负荷需求以及提高供电可靠性，鉴于“五湖地区”的电网现存问题，从整体上 着眼，进行。五湖地区”电网优化研究，提出一套合理的电阏优化措施，是十 分必要和及时的。作者在攻读硕士期间，根据国家电力公司和省电力公司的安 排，作为主要管理者参与并组织开展大庆市东城区五湖地区电网规划的分析 与研究的编制工作。此研究项目涉及到输、配电网规划的多项内容，例如： 电网需求现状分析、电力市场预测等。作者将电网规划理论与工程实践相结 合，分析了影响电力市场的主要因素，确定了电网发展规划的指导思想和原 则，并最终制定了大庆市东城区五湖地区电网规划的分析与研究。 通过对上述课题的研究，作者对工作中出现的问题进行了详细探讨，并提 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 供了相应的解决方法，通过科学实践，较好的解决了电网电能损耗高、供电可 靠性低、电能质量差的问题，提出建成网架坚实、布局合理、供电能力强的电 网，实现安全、优质、经济的供电目标，为未来“五湖地区”电力市场运营提 供坚实的基础。 1 5 课题研究的依据及研究内容 ( 一) 规划依据 1 中华人民共和国城市规划法及相关法规 2 城市规划编制办法及实施细则 3 大庆市城市规划标准及实施细则 4 城市电力网规划设计导则 5 大庆市城市总体规划( 2 0 0 2 - 2 0 2 0 1 6 大庆市东城区总体规划( 2 0 0 3 - 2 0 2 0 ) 7 大庆市五湖地区分区规划 8 黑龙江电网“十一五”及2 0 2 0 年电网规划设计及审查意见 ( 二) 规划内容 根据委托任务要求，本项目共进行了以下几方面内容： ( 1 ) 基础资料收集 收集五湖地区社会经济、人口、土地利用、总体规划目标等方面的大量现 状及规划资料，并对电力基础设施进行了收集和整理，主要内容包括：五湖地 区变电所、线路调查、各变电所负荷情况、各线路走向情况、土地利用情况 ( 2 ) 电力设施现状及特征分析 对五湖地区电力设施现状进行了分析，总结了五湖地区电力设施现状优势 和不足，并提出了电力专项规划的方向。 ( 3 ) 电力线路改造方案 为保证五湖地区的开发建设，需对现有线路进行改造，根据五湖地区发展 规划及大庆电网规划，确定了五湖地区线路改造方案。 ( 4 ) 电力负荷预测 利用四种负荷预测方法对五潮地区用电负荷水平进行了分区预测，并结合 大庆市用电负荷特点，应用综合预测法进行对比分析。 根据大庆市城市总体规划( 2 0 0 4 - - 2 0 2 0 ) 所确定的东城区的人口规模为 7 5 万，以及五湖地区所能承载的人口容量，确定五湖地区人口规模为3 0 万 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 人，其中近期人口规模为1 2 万人。 ( 5 ) 确定电力规划目标 根据负荷预测结果进行了电力平衡，确定了变电所建设规模、布局、占 地，以及电力线路走向及架设方式。 ) 电气计算 对电网规划规划目标进行了潮流计算，并根据计算结果提出电网建设整改 意见。 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 第2 章电力规划的理论基础 2 1 电网规划编制的要求 1 电网规划的重点，是研究和制订电网的整体和长远发展目标。 2 城网规划年限应与各市( 县) 国民经济和社会发展规划和城市总体规划年 限一致，与电源规划相适应。近期为五年( 分年) 、中期为十年至十五年、长期 为十五年以上。1 。电网长期规划主要研究电网发展战略性问题；电网中期规划 研究规划水平年电网结构；五年规划研究国民经济和社会发展五年规划及经济 结构调整方案对电网发展的要求，提出五年内需建设( 改造) 项目、进度及顺序 【2 3 【川。 ； 3 城网规划的编制，应从调查研究现有城网入手，分析负荷增长规律，消 除城网薄弱环节，优化城网结构，提高城网供电能力和适应性。做到近期规划 与远期规划相衔接，新建工程和改造项目相结合，逐步实现城网接线规范化和 设备( 施) 标准化。在电网运行安全可靠和保证电能质量的前提下，达到电网发 展、技术领先、装备先进和经济合理的目标。 4 规划应做必要的典型潮流计算和分析论证。城网规划应与城市规划部门 密切配合，确定3 5 k v 及以上变电站站址和线路路径。确定分期建设的工程项 目和投资估算。绘制各规划期末的城网规划地理位置接线图。 2 2 城网电压等级及分类 2 2 1 城网电压的等级 城网标准电压等级如下： 超高压输电网 5 0 0 k v 高压输电网 2 2 0 k v 高压配电网 6 6 、1 1 0 k v 中压配电网l o k v f 2 0 k v ) 低压配电网3 8 0 v ，单相2 2 0 v 高压配电网 1 1 0 k v 。 啥尔滨理工大学工程硕士学位论文 对现有非标准电压6 3 k v 线路应逐步升压改造，新建变电所不再出现非标 准电压等级。 2 2 2 城网电压的分类 ( 一) 城网按规模、区域分为以下四类： 1 特大城市城市2 2 0 k v 电网负荷大于3 0 0 0 m w ； 2 大中城市城市2 2 0 k v 电网负荷大于5 0 0 m w ； 3 边远地区距离黑龙江省2 2 0 k v 电网环行网架或5 0 0k v 变电所超过 1 5 0 k m ，城网负荷小于3 0 0 m w 的地区级城市或工业地区； 4 农村电网- - 7 0 以上电力负荷为农业、林业和农场电网； 5 其他城市上述以外的城网。 ( 二) 城网内部1 1 0 k v 及以下电网供电区按照1 5 年后的大区域的负荷密度 指标将1 1 0 k v 电网分为以下几类地区： 1 a 类供电区负荷密度高于1 5 m w 的地区； 2 b 类供电区负荷密度为5 1 5 m w 的地区； 3 c 类供电区负荷密度为2 巧m w 的地区； 4 d 类供电区负荷密度小于2 m w 的地区。 2 3 电网结构 2 3 1 城网结线要求 1 各级电压电网结线应标准化； 2 高压配电网结线力求简化； 3 在上级电网局部故障及检修情况下，下一级电网应能支持上一级电网。 2 3 2 城网2 2 0 k v 及以上电网 1 特大城市 中、远期在特大城市应建成5 0 0 k v 双环受电网，并作为沟通全市各分区电 网的主干网架与东北电网、大型电源基地等其它电网联系，接受区外来电。 城市2 2 0 k v 电网功能上逐步由输电向配电转化，实现以5 0 0 k v 变电所和大型 电厂为中心，将全市2 2 0 k v 电网划为几个分区，各分区电网之间相对独立，并 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 应在必要时能互相支援，支援能力达1 0 0 0 m w 以上。 2 大中城市 在大中城市的外围应建成2 2 0 k v 架空线双环网或外围2 2 0 k v 变电所与区 域电网形成的2 2 0 k v 架空线双环网。当负荷增长需要新电源接入而使环网短路 电流超过规定值时，应在现有环网外围建设高一级电压的环网，将原有开环分 片以降低短路容量，并避免电磁环网。城市2 2 0 k v 电网负荷或发电容量小于 3 0 0 0 m w ，或2 2 0 k v 短路电流不超过5 0 k a ，2 2 0 k v 电网一般不分区。 3 其他城市 在城市的外围应建成2 2 0 k v 架空线单环网或外围2 2 0 k v 变电所与区域电 网形成的2 2 0k v 架空线单环网或双回路电源。 2 3 3 高压配电网 1 城市3 5 1 1 0 k v 电网一般采用三线三变“t ”接和二线二变“t ”接放 射状形式。 2 对于特大城市、大城市，上一电压等级电网为双回路环网结构的， 3 5 1 1 0 k v 电网宣采用放射状形式；对于上一电压等级电网为放射状结构的， 3 5 1 1 0 k v 电网应采用三“t ”交叉形式，且上一电压等级的2 个变电所电源线 路不得来自同一条输电线路或同一个路径。 3 对于其他城市及县城，3 5 l l o k v 电网宣采用双回放射状形式。 4 城市2 2 0 k v 变电所间一般不设置3 5 1 1 0k v 等下级专用联络线。对重要 地区，供电可靠性有特殊要求的变电所，经论证批准后方可设置3 5 - 1 1 0 k v 或 1 0 l 专用联络线。 5 城网内不应形成2 2 0 k v 与3 5 1 1 0 k v 电磁环网运行。在城网发展过渡阶 段，若需构成电磁环网运行，应作相应的潮流计算和稳定校核。 2 3 4 城网1 0 k v 配电网结线 1 中压公用配电网由1 0 k v 线路、配电所、开关站、箱式配电站、杆架变 压器等组成。中压配电网的规划应符合下列原则： ( 1 ) 中压配电网应根据高压配电变电所的位置和负荷分布分成若干相对独 立的分区。分区配电网应有较明确的供电范围和合理的供电半径，一般不大于 3 k m 。 ( 2 ) 严格控制用户专用线，以节约走廊和提高设备利用率。对于特殊用户 哈尔滨理工大学工程硬士学位论文 需要专线供电的。必须经可研论证。 ( 3 ) 对于相邻的架空线路及电缆线路，应采取措施分别实现拉手环网，逐 步缩小辐射架空线及辐射电缆网的规模。 2 市区中压架空配电网为沿道路架设的格子形布局网络，在道路交叉口连 接，网络在适当地点用具备切断负荷能力的柱上开关分段，形成多区段( 区段 中又分段) 、多联接开式运行网络，各区段电源由架空线或电缆直接馈入。 2 4 电力需求预测 1 城网电力需求预测应以黑龙江省及各市( 地区) 、县国民经济和社会发展 规划为依据，深入电力市场调查，分析研究国民经济和社会发展的各种相关因 素与电力需求之间的关系，预测设计水平年的电量和电力负苟的需求。 2 负荷预测方法 应采用多种方法进行负荷预测，可以根据不同负荷性质采用不同预测方法 ，比如居民采取综合用电水平法，新建城区用电负荷密度法，再结合单耗、 弹性系数法、外推法等综合预测城网负荷水平。 2 5 供电可靠性 1 城网供电的可靠性是指电网设备停运时，对用户连续供电的可靠程度， 应满足以下两个目标中的具体规定： ( 1 ) 电网供电安全准则 ( 2 ) 满足用户用电的程度 2 。电网供电安全准则 电网的供电安全采用n 1 准则，即2 2 0 k v 变电所中失去任何一回进线或 一台主变时，必须保证向下一级电网供电；对于过渡时期仅有单一回进线或单 台主变的供电情况，允许线路或主变故障时，损失部分负荷。 ( 1 ) 3 5 l l o k v 高压配电网中任何回架空线、电缆或一台电力变压器故障 停运时：正常方式下，除故障段外不停电，并不得发生电压过低和设备不允许 的过负荷；计划检修方式下，又发生故障停运对，允许局部停电，但应在规定 时间内恢复供电： ( 2 ) l o k v 配电网中任一条架空线，或任一条电缆，或变电所中一组配电变 压器发生故障停运时，l o k v 应具备转移负荷能力。 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 ( 3 ) 3 8 0 v 配电网中当一台变压器或电网发生故障时，允许部分停电，并尽 快将电网中完好的区段切换至邻近电网恢复供电。 2 6 容载比 变电容载比是城网变电容量( m v a ) 对应的负荷( m w ) 是宏观控制变电总容 量的指标，也是规划设计时安排变电容量的依据。城网变电容载比应按电压 分层计算。不计发电厂的升压变压器容量，直配负荷和同级电压网用户专用变 电所的变压器容量、负荷。 容载比是反映城网供电能力的重要经济技术指标之一。容载比过大，城网 建设早期投资增大，容载比过小，城网适应性差，影响供电，因此在城网规划 中，应因地制宜选取最佳容载比。3 5 - 2 2 0 k v 变电容载比根据不同情况，选取 不同值。 对于城网2 2 0 k v 变电所单台主变比较高或负荷年增长率连续超过1 0 ， 2 2 0 k v 变电容载比应取高值，其它取低值，容载比选取1 “1 9 。3 5 1 1 0 k v 变 电容载比根据不同区域，选取不同值。城市中心区，由于负荷密度大，供电可 靠性要求高，电容载比应取高值，城市规划区及开发区，初期负荷密度小，但 负荷增长迅速，变电所的建设需要考虑远期供电，变压器负载率初期将很低， 容载比选取较大值，其它取低值，容载比选取1 8 2 1 。 2 7 无功补偿及电压调整 电网的无功补偿应按分层分区和就地平衡的原则，采取用户端分散就地补 偿与3 5 2 2 0 k v 变电所集中补偿相结合的方式，以利于降低电网损耗，有效地 保证电压质量。3 5 - 2 2 0 k v 变电所集中补偿容量应通过计算确定，2 2 0 k v 变 电所宜按满负荷配置集中补偿容量，且不应小于其变电容量的1 5 ，否则应先 不予安装。 无功补偿容量应使2 2 0 k v 变电所的一次侧功率因数不低于o 9 8 ，1 1 0 k v 变 电所的一次侧功率因数不低于0 9 5 。进行无功补偿容量计算时，变电所的主变 1 0 k v 侧负荷功率因数按0 9 考虑，2 2 0 k v 主变的3 5 1 1 0 k v 侧负荷功率因数按 o 9 5 考虑。 无功补偿装置主要是配置可手动动态跟踪投切的并联电容器组。电容器 组宜采用密集型电容器组或单台大容量有内放电电阻的电容器，并应具有按功 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 率因数或电压控制的自动投切功能。 变电所应合理配置恰当容量的无功补偿装置，保证2 2 0 k v 及以下变电所在 最大负荷时，高、中压侧出线的功率因数不小于表2 - 1 所示的规定值。 表2 - 1 变电所高、中压侧出线的功率因数 t a b l e2 - 1t h ep o w e rf a c t o r so f s u b s t a t i o na th va n dm vs i d e 变电所高压侧电压 变电所中低压侧出线功率因数c o sr p 2 2 0 k v 0 9 8 3 5 1 1 0 k v0 9 5 1 0 k v0 9 1 0 k v 配电所中安装无功补偿设备时，应安装在低压侧母线上，用以补偿 前段线路及变压器损失的无功，当电容器分散安装在低压用户中，并已达到要 求的功率因数时，则不需在配电所中装电容器，一般公用配电网中的配电所及 箱变变压器低压侧应配置具有自动投切功能的无功补偿装置，容量规定如表2 2 所示。 表2 - 2 变电所无功补偿容量表 t a b l e2 - 2s u b s t a t i o n sr e a c t i v ee o m p e s a t i a nc a p a c i t y 变压器容量 无功容量 8 0 0 量瞄1 6 0 k v a r 5 0 m 石0 0 k 、，a1 4 0 k v a r 2 8 供电电压允许偏差及电压损失 为保证各类用户受电端的电压质量，规划设计中必须对电压水平进行核 算，供电电压允许偏差可参照表2 - 3 。 表2 - 3 供电电压允许偏差表 t a b l e2 - 3a d m i s s i b l ed e v i a t i o no f s u p p l yv o l t a g e 额定电压允许电压偏差范围电压偏差百分数 2 2 0 k v2 1 3 4 之3 5 4 k v一3 计7 高压 3 5 1 1 0 k v6 4 0 l 7 0 6 k v一3 + 7 中压 1 0 k v 9 3 1 0 7 k v 7 电力3 8 0 v 3 5 4 - - 4 0 6 v 土7 低压 照明2 2 0 v 1 9 8 | 2 3 5 v 1 0 - , - + 7 各级电压允许电压损失值的范围，经计算满足表2 - 4 中的要求。 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 表2 - 4 电压损失分配表 t a b l e2 - 4v o l t a g el o s sd i s t r i b u t i o n 电压损失分配值 额定电压 变压器线路 3 5 1 1 0 k v2 54 ，5 - 7 5 l o k v2 4 8 - l o 1 0 k v 线路2 巧 配电变压器 2 4 低压线路( 包括接户线) 耷击 对变电所和配电网中的电压监测点，各级电压用户受电端的电压考核点， 应配置具有连续测量和统计功能的电压监测仪。 2 9 短路容量 为了取得合理的经济效益，城网各级电压的短路容量般应控制在以下水 平，以使各级电压短路器的开断电流以及设备的动热稳定电流得到配合。 1 2 2 0 k v - 枢纽变电所5 0 k a 2 3 5 一1 1 0 k v 2 5 k a 3 1 0 k v 一2 0 k a 城网最高一级电压母线的短路容量在不超过上述规定值的基础上，应维持 一定的短路容量，以减小受端系统的电源阻抗，即使系统发生震荡，也能维持 各级电压不过低。 2 1 0 城网变电所 2 1 0 1 城市2 2 0 k v 变电所 枢纽变电所一般分布在市区边缘，指汇集多个大电源、大容量联络线、高 压母线的交换功率较大，在系统中处于枢纽地位，起到电压支撑控制作用的变 电所，全站停电后将使系统稳定破坏，大面积停电”1 。 中间变电所一般是指“”接入2 2 0 k v 主要环网线路上或“n ”接入干线 上的变电所。该类变电所出线回路比较少，以交换转送功率为主，全站停电后 将使部分地区停电。 终端交电所是指处于电网终端，接受功率并降压供电的变电所。该类交电 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 所一般( 深入市区) 靠近负荷中心，接线简单，全站停电后将使局部地区、个别 用户停电。 ( 一) 变压器型式 1 额定电压 当1 0 k v 无馈电出线时，城网高压配电网采用1 1 0 k v 的，变压器的第三卷 选用3 5 k v ，变电所采用3 5 k v 无功补偿装置；城网高压配电网采用6 6 k v 的， 变压器的第三卷选用1 0 5 k v 且封死，变电所采用6 6 k v 无功补偿装置。如果配 置有载调压开关的降压变压器，额定电压一般采用2 2 0 士8 x 1 2 5 ( 1 5 ) 1 1 5 3 7 ( 1 0 5 1 k v 或2 2 0 ( + 1 6 ) 1 2 5 ( 1 5 y 1 2 1 ( 7 2 5 ) 1 1 k v 。非有载调压降压变压器额定电压 一般采用2 2 0 - a ：2 x 2 5 1 1 5 ( 1 0 5 y l o 5 k v 或2 2 0 ( + 4 - o ) x 2 5 1 2 1 ( 7 2 5 ) 3 8 5 ( 1 1 1 ，l o 5 k v 。 2 主变压器联结组标号 a ) 配置有载调压开关的降压变压器联结组标号为y n ，y n 0 ，d l l b ) 非有载调压降压变压器联结组标号为y n ，y n 0 ，y n 0 + d 3 主变容量 每个城网主变容量不宜规格过多，一般不宜超过2 种，且单台容量不宜小 于1 2 0 m v a 。对于特大城市及a 类地区，单台容量一般宜采用1 8 0 m v a ，一般 每座变电所最终规模为3 台；对于b 类及b 、c 类混合地区单台容量一般宜采 用1 2 0 m v a ，一般每座变电所最终规模为3 台；c 类地区单台容量宜采用采用 1 2 0 m v a 变压器，一般每座变电所最终规模为2 台。对于中小城市及d 类地区 单台容量一般宜采用1 2 0 m v a 。 ( - - ) 变电所结线及回路数 1 2 2 0 k v 侧 ( 1 ) 枢纽变、中间变选用双母线接线，环网中需要分母运行的变电所应双 母线双分段接线。 ( 2 ) 终端交：宜采用线路变压器组结线，可设断路器。如总平面布置困 难，可不设断路器，只设接地闸刀以满足检修安全的需求，并应配置可靠的元 件保护和远方跳闸通道。如受旧城区限制，周围无法建设新的变电所，变压器 负载率超过允许值2 0 以上，线路中电缆长度超过3 k m ，变电所中的2 台变压 器宜采用内桥接线，并不得装设线路保护，第三台仍采用线路变压器组接线。 2 3 5 1 1 0 k v 侧结线 应采用单母线分段接线( 双母线接线) ，三台变压器可采用单母线三分段： 两台主变可采用采用单母线分段接线。1 1 0 k v 出线回路数为1 0 1 2 回，6 6 k v 哈尔滨理工大学工程硕士学位论文 出线回路数为1 2 - - 1 5 回，3 5 k v 出线回路数为5 , - - 6 回。 3 1 0 k v 侧结线 三线三交最终规模可采用单母线四分段两台分段断路器结线，可有2 4 - 3 0 回出线；两台主变宜采用采用单母线分段接线，可有1 6 , - - 2 0 回出线。不应采用 通过3 5 1 1 0 1 0 k v 子变供1 0 k v 负荷。 2 1 0 2 城网1 1 0 k v 变电所 2 1 0 2 1 变压器型式 1 额定电压 均应配置有载调压开关，额