（电力系统及其自动化专业论文）漯河供电区电网“十一五”发展规划的研究.pdf

华北电力大学1 ：程硕士学位论文摘要 摘要 随着国民经济的发展，近年来发电装机容量迅速增长，电力总量紧张的问题 已基本解决，但由于长期以来我国电力工业存在着“重发轻供”的问题，导致电 网投入不足，网架结构薄弱，抵御事故风险的能力不强，难以满足国民经济发展 的需要。为保证今后国民经济的持续发展，电力网络的扩大和改造也就越来越举 足轻重地摆在各级决策者面前。由于电网建设涉及大量投资，决策失误不仅会影响 电力系统本身的安全运行，而且会造成巨大的经济损失。因此，提高电网规划决策 的科学水平是电力工作者所面临的一项十分迫切的任务。 文中作者针对漯河电网的现状、存在问题以及对其改造的目标、原则进行了阐 述，并结合作者的一些工作经验，给出漯河市区电网的实际规划实例。电网规划 的任务是根据规划期间的电源及负荷增长情况，确定技术上安全可靠、经济上费 用最省的最佳电网结构，规划的电网在投运后能否安全可靠地运行，与制定规划 时所采用的潮流计算方法，无功补偿方法密切相关。基于此，根据实际电网情况， 在规划导则的指导下，确定建设和改造方案，然后利用计算机提供的分析算法进 行有关电气计算以及检验规划方案的可行性。对目前正在进行的电网建设、改造 提供建设性参考。 关键词：电网规划，负荷预测，潮流计算 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to f n a t i o n a le c o n o m y , t h e 磬n 蝴c a 脚i r i 凹e a s e sq l l i d d yi nr e c e n t y e a r s a n d t h e p r o b l e m o f h c k i n g e l e c t r i c p o w e r h a s a l r e a d y r e s o l v e d b a s i c a l l y b u t b e c a u s e i t e x i s t s t h ep r o b l e mi ne l e c t r i cp o w e ri n d u s t r yv f i t h i nm a n yy e a r sa n dc a l , x s e st h el a c ko f e l e c m cn e t w o r k , d e v e l o p i n gs l o w l y , t h ef e e b l en e t w o r ks u c h 毗t h ef a i n ta b i l i t yo f r e s i s t i n ga e c i d e n ta n dr i s k a l l t h e s e p h e n o m e n a c m m t m e e t t h e n e e d s o f d e v e l o p m e n t o f n a t i o n a l e c o n o m y i n o r d e r t o e n s u r e t h e e o n t i n o u sd e v e l o p m e n tn a t i o n a le c o n o m yi nf u t u r e ，t h ee n l a r g e m e n ta n dc h a n g eo fe l e c t r i c n e t w o r ki s 锄i m p o r t a n tn l a 慵w i f i c hp r e s e n t st oe v e r yd e e i s i o n - m a k e r b e c a t 】s et h ee l e c t r i c n e t w o r kc o n s l m c l i o nr e f e r st ol m g en t m a b e r so fi n v e s t m e n t ；t h ef a l s ed e c i s i o n - m a k i n gn o to n l y a f f e c t s t h e s a f e n m n i n g o f e l e c t r i c s y s t e m i t s e t f , b u t a l s o b r i n g s e n o r m o u s e c o n o m i c l o s s t k 震南r e h n p r o v m gt h es c i e n c el e v e lo f e l e e t r i cn e t w o r kl a y o u ti st h eu r g e n tt a s kw h i c h t h ee l e c t r i cw o r k e r s w i l i f a c e i nt h i sa r t i c l e ，t h e i t h o re x p i a t e st h ea c t u a l i t y , e x i s t e n tp r o b l e ma n dt h e 联：c o n 墨n x 垃v e t a r g e to fl u oh ee l e c t r i cn e t w o r ka n dg i v e st h el a y o u ti n s t a n c e sc o m b i n i n gh i sw o r ke x p e r i e n c e r n 砖t a s k o f e l e c l r i c n e t w o r k d e s i g n i s t o d e c i d e t h e s a f e a n d c h e a p e l e c t r i c s t r u c t u r e a c c 0 衄t o t h e i n c r e a s i n ge i a 肛n s 由n c eo fe l e c t r i c a ls o u a ea n dl o o d w h e t h e rt h ee l e c t r i cn e t w o r kw i l lc i r c u l a t e s a f e l y o r n o t , i t i s r e l a t e d t o t h e a c c o u n t m e t h o d a n d r e a c t i v e c o m p e f l s a l l o l l t h e r e f o r e , a c c o r d i n g t o t h ep r a c t i c a le l e c 岫cn e t w o r ks i t u a t i o n , o 砌衄访gt h es c h e m eo f c o n s t m e t i o na n dr e c o n s m 娅o n u n d e r 吐l e g u k h n c e o f l a y o u t , 1 l l _ m m i h 五n g 妇c 0 瑚脚t o p r o c e s s e l e c t r i c c a l c u l 啦o n a n d t e s t i n g t h ef e a s i b i l i t yo f l a y o u t f i n a l l ys u p p o r t i n gc o n s l r u e t i v er e f e r e n c ea i m e da tt h ep r e s e n tc o n s t r u c t i o n o f e l e c t r i c n e t w o r k k e y ，0 r d s ：e k 蛐啦n e t w o r k l a y o u l o a d f o m 蚴s t t i d e e a l e u l a l i o n w a n g z h o n g k e ( p o w e r s y s t e m a n d i t s a u t o m a t i o n ) d i r e c t e db yp r o f z h a n gj a n h u a 声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文漯河供电区“十一五”电网发 展规划的研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行 的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特l l ；i i 以标注和致谢之处 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电 力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：星丑生 日期： p l ：；、 。 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩 印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅： 学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方 式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 导师签名： 日 期：乏! ：! ：主：! a 日期：2 1 i 乏：9 华北电力大学工程硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题研究的背景 随着国民经济的迅速发展，近年来发电装机容量迅速增长，电力总量紧张的 问题己基本解决，但出于长期以来我国电力工业存在着“重发轻供”的问题，导致 电网投入不足，发展严重滞后，网架结构薄弱，抵御事故风险的能力不强，难以满 足国民经济发展的需要。为保证今后国民经济的持续发展，电力网络的扩大和改造 也就越来越举足轻重地摆在各级决策者面前。由于电网建设涉及大量投资，决策失 误不仅会影响电力系统本身的安全运行，而且会造成巨大的经济损失。因此，提高 电网规划决策的科学水平是电力工作者所面临的一项十分迫切的任务。 再者，电网担负着将电源与用户连接起来的任务。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。由于电网设备投资 需求大，并且设备寿命长达数十年，从而导致电力系统强烈地受“过去权重”的制 约，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优化发展，是电网 规划工作所要解决的首要问题。 另外，电网的发展归根到底是由用户需求牵动的。因此，探讨用户需求( 即负 荷预测) 就成为探讨电网网中各种相关问题的基础。用户需求集中体现在如下两个 方面，用电负荷需求和对供电质量要求上。负荷的发展需求始终处于一种不确定的 环境中，因此电网规划人员总是在一种不确定的环境下工作。导致不确定的因素很 多，并具有不同的性质，它们可能是由于技术方面( 如科技进步) 或是经济方面的 ( 如总体的经济环境) 。对用户而言，最重要的是在经济的条件下获得可接受的供 电可靠性、电能质量和供电安全性；对供电企业来说，最重要的是选择适应当地的 社会和经济条件的系统设计思想，妥善解决电网中的各种问题。因此电力规划的基 本思路是从本地区的电网实际出发，用系统的、发展的观点进行电网的规划，不同 规划阶段规划的编制程序是从远到近，再从近到远，远、中、近期规划内容逐步校 合环环相扣，使远期规划目标具有现实内容，近期规划项目不失目标方向。 1 2 课题研究的意义 电力网络是一个结构复杂，运行动态变化多端，各组成部分之间相互依赖性较 强，相互作用较大，相互影响显著的大系统；其发展过程实质上是一个不断集成和 完善的过程，计算机技术、通讯技术、网络技术和控制技术等新技术在电力网中的 广泛应用，大大改变了传统电力网的发展模式，增加了集成的难度；随着我国社会 主义市场经济的建立并逐步完善，以及国际上电力市场的自由化，电网规划将面临 许多新的问题，诸如：发电和电网的关系、输电和配电的关系；如何体现“全局最 优”的思路等。上述种种因素告诉我们要建立一个“用最低的成本、足够的可用率 兰韭皇塑查堂三墨堡主堂堡堡苎 输送电能的电力网络”，离不开一体化思考，同时我们的电力网建设改造是一项极 其复杂的系统工程，更离不开系统的周密的思考。电力网规划就是以系统的整体为 背景，综合考虑发、输、配、用之间的关系，关注事物发展的全过程，反映市场需 求，引导投资方向使电力工业在满足市场需求的前提下，实现社会总成本最低。故搞好 电网规划工作意义重大。 1 3 论文研究的内容 本论文从刚刚区划后漯河供电需求出发，针对熬个漯河供电区电力系统为研究 对象，以漯河市城市总体发展规划( 2 0 0 5 2 0 2 0 ) 为基础，以国家有关规划导则 为前提，对漯河市区电网的现状、存在问题以及对其规划的目标、原则进行了阐述， 并结合作者的一些工作经验，给出漯河市区电网的实际规划实例。此外，对用于电网规 划中的一些关键的技术问题进行了探讨，劳论述一些重要的计算方法，电网规划的任务 是根据规划期间的电源及负荷增长情况，确定技术上安全可靠、经济上费用最省的最佳 电网结构，规划的电网在投运后能否安全可靠地运行，与制定规划时所采用的潮流计算 方法，无功补偿方法密切相关。基于此，根据实际电网情况，在规划导则的指导下，确 定建设和改造方案，然后利用计算机提供的分析算法进行有关电气计算以及检验规划方 案的可行性。对目前正在进行的电网建设、改造提供建设性参考。 华北电力大学工程硕士学位论文 第二章漯河供电区电网现状及存在问题分析 2 1 漯河电网现状 漯河供电区处于河南省电网的中南部，目前已形成以市区为核心的统一的电网， 主供漯河新市区、临颍县、舞阳县负荷，转供驻马店强平县部分负荷。 供电区电压等级有5 0 0 k v 、2 2 0 k v 、1 1 0 k v 、3 5k v 。2 0 0 5 年分别有5 0 0k v 变电站 1 座，2 2 0 k v 变电站3 座，1 1 0 k v 公用变电站1 2 座。形成了以5 0 0 k v 变电站为支撑， 城区2 2 0k v 电网为核心、县域1 1 0k v 电网为骨架，覆盖全境的高压送配电网络。 邵陵5 0 0 k v 变电站( 1 7 5 0 m ) 位于河南5 0 0 k v 电网南北通道的东通道上，西 接姚孟电厂，北连祥符5 0 0 k v 变电站，南至湖北。2 2 0 k v 变电站3 座，即漯河变( 2 1 2 0 m v a ) ，英章变( 2 1 5 0 m v a ) ，巨陵变( 1x1 5 0 m v a ) ，主变总容量6 9 0 m v a ：2 2 0 k v 线路9 条，总长1 9 3 公里。 漯河供电区共有1 1 0 k v 公用变电站1 2 座，总容量6 7 8 m v a ，另有临颍电铁牵引站 l 座，容量2 5 0 m v a ，1 1 0 k v 线路长度5 8 6 公里。 漯河电网处于许漯周电网的重要枢纽位置，东部以5 0 0 k v 为支撑，西部紧邻电力 丰富的平顶山供电区，电力输送贯穿东西，承接南北。平顶山电力主要通过计漯线、计 英、英平线送入供电区，5 0 0 k v 邵陵变通过邵陵川汇、邵陵淮阳两回2 2 0 k v 线路 向周口供电区转供电力，通过巨陵薛坡2 2 0 k v 线路与许昌供电区联络。 “十五”期间漯河供电区1 1 0 k v 电网得到了较快发展，漯河市区已形成双环网供 电网架，舞阳县以市区英章2 2 0 k v 变电站为支撑形成单环网供电，临颍县以巨陵2 2 0 k v 变电站为支撑形成单环网供电，同时保持和市区的两回1 1 0 k v 联络线。舞阳县目前有 两座1 1 0 k v 变电站，由英章变主供；临颍县目前有3 座1 1 0 k v 变电站，包括一座1 1 0 k v 电铁牵引站，该牵引站主供电源为许昌供电区。 供电区北部临颍电铁牵引站由许昌薛坡变电站供电，电铁正常负荷约2 0 2 5 m w ； 供电区南部通过英章李庄一回1 1 0 k v 线路供驻马店市西平县部分负荷，正常负荷约 4 0 m w 。 华北电力大学t 程硕士学位论文 漯河供电区l l o k v 及以上变电站一览表 额定容量 序号变电站名称变压器型号 备注 ( m v a ) 5 0 0 k v 部分 l 5 0 0 k v 邵陵变电站 o d f p s z - 7 5 0 0 0 0 5 0 07 5 0 2 2 0 k v 部分 1漯河变电站s f p s z 9 1 2 0 0 0 0 2 2 02 1 2 0 2 英章变电站s f p s z 9 - 1 5 0 0 0 0 2 2 0 2 1 5 0 3 巨陵变电站s f s z 9 - 1 5 0 0 0 0 2 2 0 1 5 0 1 1 0 k v 部分 1 燕山变电站 2 沙北变电站 s f s z 7 3 1 5 0 0 1 1 02 x3 1 5 3 车站变电站 s z 9 4 0 0 0 0 11 04 0 4 干河陈变电站 s z 9 4 0 0 0 0 1l o2 4 0 5 柳江变电站 s z 9 4 0 0 0 0 1 1 04 0 6金盆赵变电站 s z 9 4 0 0 0 0 1 10 2 4 0 7 龙城变电站 s f s z 一3 1 5 0 0 l l o3 1 5 8 刑庄变电站s f s z 9 315 0 0 1 10 2 3 1 5 s f s z 8 3 1 5 0 0 l l o 9 南街变电站 3 1 5 + 2 0 s f s z 8 - 2 0 0 0 0 1l o 1 0蔡庄变电站s f s z 8 3 1 5 0 0 1 1 02 3 1 ，5 1 1 马村变电站s f s z l 0 3 1 5 0 0 1 1 0 3 1 5 1 2 漯河变电站1 1 0 k v 部分 s z 9 3 1 5 0 0 il o 2 3 1 5 2 2 漯河供电区电网存在的主要问题 经过近几年的城乡电网建设改造，漯河电网的状况有了明显改善，各项技术指标 有了很大提高，但由于负荷发展超过“十五”预期，目前漯河供电区仍存在以下问题： 4 华北电力大学工程硕士学位论文 1 ) 随着负荷的快速发展，漯河供电区2 2 0 k v 主变整体容量不足 2 0 0 4 年供电区目前有2 2 0 k v 变电站3 座，主变容量6 9 0 m v a ，如果考虑转供外区 的西平县负荷，2 0 0 4 年最大负荷日时，全区需要2 2 0 k v 变电站供电负荷约4 2 0 m w ， 2 2 0 k v 变电容量为5 4 0 m 、a ，容载比为1 3 。 最大负荷日，英章变、漯河变容载比分别为1 1 、1 7 2 0 0 5 年夏季将持续这一紧张局面，2 0 0 5 年预测供电区负荷将达4 8 0 m w ，除小部 分地方电厂直供，变电容载比将在1 4 左右。2 0 0 6 年问题将更加突出。 2 ) 市区2 2 0 k v 主变容载比偏低 漯河市区负荷预测2 0 0 5 年约3 3 0 m w ，至2 0 1 0 年将有约4 9 0 m w ，目前市区仅有 2 2 0 k v 变电站2 座，主变容量为5 4 0 m v a 。在“十一五”市区出现新2 2 0 k v 布点前，城区 变电容载比持续低于导则下限。 3 ) 漯河2 2 0 k v 变电站3 5 k v 容量紧张 漯河2 2 0 k v 变电站现有2 2 0 k v 主变2 台，电压等级2 2 0 1 1 0 ，3 5 k v 、容量2 1 2 0 m v a ， 三线圈容量比为1 0 0 1 0 0 5 0 ，而漯河变3 5 k v 主供召陵区周边公用3 5 k v 站点及主供银 鸽集团、迎丰化工、兴华轧钢等大型用户3 5 k v 自备电站。2 0 0 5 年漯河变3 5 k v 侧负荷 预测将在8 0 m w 左右。如不进行转移与控制，“十一五”初期负荷更高。 4 ) 供电区某些11 0 k v 变电站容载比偏低 漯河供电区2 0 0 4 年现状1 1 0 k v 变电站1 2 座，变电容量6 7 8 m v a ，需1 1 0 k v 供电 负荷3 1 0 m w ，1 1 0 k v 变电容载比2 1 。但从个体分析，车站变、龙城变、蔡庄变容载比 分别为1 2 、1 3 、1 4 ，且车站变和龙城变都是单台主变运行。 因此“十一五”期间1 1 0 k v 变电站建设除补足现状容量不足问题，还有满足新增负 荷需求，变电站建设压力较大。 5 ) 不能满足新区划后，部分较为活跃区块的1l o k v 供电，供电压力目前已经显现 漯河市新区划后，城市和工业发展方向发生了很大的变化，城市发展框架拉大了， 各新区都根掘区划调整进行了行政办公区和工业发展的布局，其相应的电力需求与现有 供电格局的偏差已逐步显现，如召陵区京珠高速公路以东区域，原为农业区，现己被召 陵区规划发展为召陵工业园区，为漯河市“十一五”乃到今后相当一段时间的工业建设重 点，现供电方式仅仅为从农网3 5 k v 召陵变出线的一公用线末端，已远远不能满足供电 5 华北电力大学工程硕士学位论文 需求。 6 ) 漯供电区电压波动大，调整困难 漯河供电区冬季火电南送时2 2 0 k v 电压较高，夏季水电北送时2 2 0 k v 电压偏低。 冬夏季负荷高峰时，电压较低；负荷低谷时，电压偏高。 7 ) 2 0 0 6 年舞阳变投运前，舞阳变供电区域1 1 0 k v 供电力压大。 舞阳变投运前，马村、蔡庄2 个1 1 0 k v 变电站由英章变供电。2 0 0 5 、2 0 0 6 年预测 舞阳县负荷将达至7 1 m w 与9 8 m w ，1 1 0 k v 变电容载比已很难满足要求。而且，舞阳 县完全依赖英马线和英蔡线两回1 1 0 k v 线路长距离供电( 双回线路均在4 0 公里以上) ， 且英马线英章至t 接点段为l g j 一1 5 0 线路，1 9 7 0 年投运，线路老旧，供电能力十分有 限。 6 华北电力大学工程硕士学位论文 第三章漯河供电区电网规划的目标及技术原则 3 1 规划的指导思想及目标 1 ) 漯河供电网规划应遵循的指导思想 本次漯河供电区规划以1 1 0 k v 及以上主网架为重点，依据国家相关规定进行。 规划进行把握以下两个原则，一是要服从服务于漯河市经济发展大局，做到适度超 前，使电网建设与地方经济同步协调发展；二是要服从河南省电网的发展规划，做 到密切配合、同步实施。 “十一五”规划将基于漯河电网现状情况，着重解决当前电网存在的问题，以 满足电网安全稳定的运行及负荷发展需要。 在规划期末水平年2 0 1 0 年，达到规划电网网架坚强、结构合理、技术先进、 安全可靠、运行灵活性的规划目标。为建设“一强三优”的现代化供电公司做出贡 献。 2 ) 漯河供电区网架规划应达到以下目标 1 ) 漯河电网发展规划应解决电网中现存及规划期中可预见的问题，在规划期 末力求建立一个电网坚强、结构合理、技术先进、安全可靠、运行灵活的规划 网架。 2 ) 电网能满足用电负荷增长的需要，各级电压网络结构合理，2 2 0 k v 送电网 有一定的吞吐能力，城市1 1 0 k v 高压配电网有互通容量。各电压等级的变电总容 量和用电负荷之间，输、变、配电设备容量之间，有功和无功容量之间比例协调， 经济合理。 3 ) 电网的安全稳定性，应满足电力系统安全稳定导则的要求。各级电网 的供电可靠性应符合“供电安全准则”的规定。 4 ) 网内要保证有足够的电源点，满足安全需要，2 2 0 k v 电网要避免一处失电 造成一个或多个负荷失去电源。 5 ) 漯河城区2 2 0 k v 电网在现状实现城区外围环网后，随城市框架拉大，应注 意早安排新城区2 2 0 k v 电源点，远期做到电源点深入负荷中心，完善漯河城市核心 网架；并通过以邵陵5 0 0 k v 变为支撑的城市核心网架向二县2 2 0 k v 网架辐射。 6 ) 城市1 l o k v 电网布局要合理，应提高供电能力，满足负荷增长的需求，并 为远期发展留有余地；漯河城区1 1 0 k v 电网在现状实现双环网双“t ”接线，的基 础上，随1 1 0 k v 站点的新增，设置适合的开断点，插入新的2 2 0 k v 支撑，优化完善， 保持双环双“t ”网架。各郊县ll o k v 变电站视在网络中的位置，及负荷性质，尽 可能实现双电源供电。 华北电力大学工程硕士学位论文 7 ) 电网发展规划所确定的方案实施后，规划水平年漯河市城网结构应满足安 全、稳定、经济运行的要求，使之应达到以下目标： ( 1 ) 城市配电系统供电可靠性r s l 9 9 9 ； ( 2 ) 供电电压合格率达到9 8 以上； ( 3 ) 城网变电容载比满足导则要求。 各郊县电网的安全、经济运行指标应根据当地实际情况制定，以满足当地的电 量、负荷增长需求为根本目标，并应重视供电质量、供电可靠性及降低线损的要求。 8 ) 无功补偿根据国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则进行，由 于漯河属无功匮乏地区，2 2 0 k v 变电站应有较多的无功调节能力，使高峰负荷时功 率因数达到0 9 5 以上；1 1 0 k v 变电站内安装的电容器应使高峰负荷时功率因数达到 0 9 5 以上。 9 ) 采取新技术、新设备，减少占地和建筑面积，控制工程造价。设备选型宜 采用小型化、无油化、自动化、免维护和少维修设备。人口密集地区宜优先选用户 内型设备。要更换、改造高耗能和可靠性低的老、旧设备和线路。 1 0 ) 促进电网建设与环境保护的协调发展，电力设簏应符合漯河市发展规划， 设备嗓音应控制在国家标准之内。满足城市消防的要求。 1 1 ) 依据国标积极采取措施，减少电网的谐波污染，提高电网电能质量。 3 2 漯河供电区电网规划应遵循的技术原则 为把漯河供电区电网建设成为具有充足的电源、坚强的网架、合理的变电站布 点的输变配电网络，进一步提高其供电可靠性和灵活性，特制定以下规划技术原则： 1 ) 漯河供电区与漯河市行政区区域相一致，“十一五”随电网发展，本行政区 内负荷避免由其它供电区主供，本供电区也不再向其它行政区转供电力。 2 ) 为落实厂网分开，加强电网运行可靠灵活性，便于加强电网的调度管理， 漯河供电区的地方小火电与自备电厂的高压母线不能直接串入电网内，须经联络线 送至枢纽变电站内。地方电厂所发电力，就地平衡，自备电厂发电自发自用。地方 电厂及自各电厂与系统并网时，必须在一点上网。 3 ) 根据漯河供电区的实际情况和尽量简化变压层次的原则，供电区为六级电 压5 0 0 2 2 0 1 1 0 3 5 1 0 0 4 k v 。城市公用网采用5 0 0 2 2 0 1 1 0 1 0 0 4 k v 五个电压等级， 各县( 市) 区采用2 2 0 11 0 3 5 1 0 0 4 k v 五个电压等级。 4 ) 现在城网已有的3 5 k v 电压等级要限制发展，新大中工业用户引导使用 1 1 0 k v 和1 0 k v 。 5 ) 根据城网规划设计导则，结合漯河电网实际，考虑漯河城网2 2 0 k v 环 网设计，1 1 0 k v 有较强互通能力，确定漯河2 2 0 k v 变电站容载比在1 6 1 9 的范 围中近下限处理；1 1 0 k v 电网在1 8 2 1 的范围中根据分区的不同，尽量按下限处 理。 8 华北电力大学工程硕上学位论文 各县电网变电容载比可根据实际情况作出调整，变电站布点及变电容量建设应 以满足负荷发展为根本目标。 6 ) 变电站的初级和次级进、出线的总供电容量都应与变电站的全部主变容量 及系统需要转供容量相配合，并满足供电可靠性的要求。 7 ) 每个2 2 0 k v 变电站都要有两个以上的受电电源。 8 ) 在规划中，要遵循“n l ”供电可靠原则，即： ( 1 ) 高压配电所中失去任何一回进线或一台降压变压器时，必须保证向下一 级配电网供电。 ( 2 ) 高压配电网中一条架空线，或一条电缆，或变电站中一台降压变压器发 生故障停运时： a ：在正常情况下，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。 b ：在计划停运情况下，又发生故障停运时，允许部分停电，但应在规定时间 内恢复供电。 9 ) 随着2 2 0 k v 网络的完善及加强，1 1 0 k v 网络可以开环运行，分片供电，以 限制城网的短路容量，尽可能避免高低压电磁环网，应有注意简化和改造1 1 0 k v 网 络，简化保护。 1 0 ) 各级电网短路容量 电力系统短路电流过高将造成电网中的断路器、隔离开关、电流互感器、母线 及支持构架大型化和大量更换，建设费用大大增加，特别是开关设备需要经常大批 更换；使各级电压下断路器的开断电流以及设备的动、热稳定电流得到配合，一般 可采取下列值： 2 2 0 k v5 0 k a 1 1 0 k v4 0 k a 1 1 ) 对1 1 0 k v 用户专用变电所，一般按终端站考虑。对漯河供电区重要的京 广铁路电铁牵引站可以分别从两个2 2 0 k v 系统变电站系统各出一路作电源，一主一 备运行，并装有可靠的备用电源自投装置，防止1 1 0 k v 电磁环网。 1 2 ) 变电站的建设原则应做到：规模一次定，土建一起上，设备分期装，扩建 留余量。 1 3 ) 一个变电站的主变压器台数按2 3 台考虑，单台变压器容量不宜大于下列 数值： 2 2 0 k v ：1 8 0 m v a1 1 0 k v ：5 0 m v a 1 4 ) 在一个城网中，同一级电压的主变压器单台容量不宜超过三种，在同一变 电站中同一级电压的主变压器宜采用相同规格。当变压器的容量已达到规定的最终 容量后，如负荷继续增长，一般不宜采用在原变电站内扩建增容的措旌。 1 5 ) 电网发展规划中设备的选择要坚持技术进步，安全可靠的原则，减少占地 9 华北电力太学工程硕士学位论文 和建筑面积，控制工程造价。设备要小型化、无油化、自动化、免维护和少维修。 城网要优先选用全封闭组合电器( g i s ) 。如可采用封闭组合电器或敞开式s f 6 断路器及真空断路器等。新增设备的短路容量应经计算选择满足较长期电网发展。 1 6 ) 在线路走廊困难的地方，应尽量采用双( 多) 回路同杆( 塔) 架设。 1 7 ) 为节约建设综合投资，线路的导线截面宜按远期规划负荷和系统运行需要 次选定，当今后负荷密度增加到一定程度时，可以插入新的2 2 0 k v 变电站或1 1 0 k v 变电站，而不需改造线路，使网络结构基本不变。 本着以上原则选择架空线路线号：2 2 0 k v 线路型号选l g j ( q ) 一2 3 0 0 ：1 1 0 k v 线路型号选l g j ( q ) 一3 0 0 ，城网核心网架线路可采用耐热导线，以加大传输能 力。 工业大用户自备电站进线线号可跟据其最终负荷选取。 1 8 ) 为节省建设投资，以采用架空线路为主，只有在确实无法建设架空线路时 ( 如市区繁华区段) ，可采用电力电缆。 1 9 ) 无功补偿设备应按照就地平衡和便于调整电压的原则进行配置。根据国 家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则，2 2 0 k v 变电站容性无功补偿容量取 主变容量的1 0 2 5 ，并满足2 2 0 k v 主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不 低于o 9 5 。1 1 0 k v 变电站容性无功补偿容量取主变容量的1 0 3 0 ，并满足1 1 0 k v 主变压器最大负穗时，其高压侧功率因数不低于0 9 5 。鉴于漯河供电区无大容量电 厂，无功电源匮乏，因此建议区内2 2 0 k v 及1 1 0 k v 变电站容性无功补偿按上限配 置。 2 0 ) 无功补偿要采用分散与集中相结合的方式，即补偿设备分散安装在各用户 端使无功就地平衡，集中安装在变电站内有利于控制电压水平。 2 1 ) 在城网中应采用有载调压变压器等调压装置来确保各级电压和用户受端电 压的质量。 2 2 ) 无功补偿装置应遵循与输变电工程同时设计，同时建设，同时投运的“三 同时”原则。 1 0 华北电山大学工程硕士学位论文 第四章漯河供电区电网负荷预测的研究 4 1 引言 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。负荷预测包括两方面的含义：对未来需求量( 功率) 的预 测和未来用电量( 能量) 的预测。电力需求量的预测决定电力网络系统新增容量的大 小；电能预测决定发电设备的类型( 如调峰机组、基荷机组等) 。 负荷预测的目的就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。 4 2 电力负荷预测的一般理论 4 2 1 电力负荷的构成与特点 电力系统负荷一般可以分为城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷以 及其他负荷等，不同类型的负荷具有不同的特点和规律。 城市民用负荷主要是城市居民的家用电器，它具有年年增长的趋势，以及明显 的季节性波动特点而且民用负荷的特点还与居民的日常生活和工作的规律紧密相 关。 商业负荷，主要是指商业部门的照明、空调、动力等用电负荷，覆盖面积大， 且用电增长平稳，商业负荷同样具有季节性波动的特性。虽然商业负荷在电力负荷 中所占比重不及工业负荷和民用负荷，但商业负荷中的照明类负荷占用电力至蕴高 峰时段。此外，商业部门由于商业行为在节假日会增加营业时问，从而成为节假同 中影响电力负荷的重要因素之一。 工业负荷是指用于工业生产的用电，一般工业负荷的比重在用电构成中居于首 位，它不仅取决于工业用户的工作方式( 包括设备利用情况、企业的工作班制等) ， 而且与各行业的行业特点、季节因素都有紧密的联系，一般负荷是比较恒定的。 农村负荷则是指农村居民用电和农业生产用电。此类负荷与工业负荷相比，受 气候、季节等自然条件的影响很大，这是由农业生产的特点所决定的。农业用电负 荷也受农作物种类、耕作习惯的影响，但就电网而言，由于农业用电负荷集中的时 间与城市工业负荷高峰时间有差别，所以对提高电网负荷率有好处。 从以上分析可知电力负荷的特点是经常变化的，不但按小时变、按同变，而且 按周变，按年变，同时负荷又是以天为单位不断起伏的，具有较大的周期性，负荷 变化是连续的过程，一般不会出现大的跃变，但电力负荷对季节、温度、天气等是 敏感的，不同的季节，不同地区的气候，以及温度的变化都会对负荷造成明显的影 敏感的，不同的季节，不同地区的气候，以及温度的变化都会对负荷造成明显的影 响。 华北电力大学工程硕士学位论文 电力负荷的特点决定了电力总负荷由以下四部分组成：基本正常负荷分量、天 气敏感负荷分量、特别事件负荷分量和随机负荷分量。 4 2 2 负荷预测的基本过程 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。其基本过程如下： 1 ) 调查和选择历史负荷数据资料 多方面调查收集资料，包括电力企业内部资料和外部资料，从众多的资料中挑 选出有用的一小部分，即把资料浓缩到最小量。挑选资料时的标准要直接、可靠并 且是最新的资料。如果资料的收集和选择得不好，会直接影响负荷预测的质量。 2 ) 历史资料的整理 一般来说，由于预测的质量不会超过所用资料的质量，所以要对所收集的与负 荷有关的统计资料进行审核和必要的加工整理，来保证资料的质量，从而为保证预 测质量打下基础，即要注意资料的完整无缺，数字准确无误，反映的都是正常状态 下的水平，资料中没有异常的”分离项”，还要注意资料的补缺，并对不可靠的资料 加以核实调整。 3 ) 建立负荷预测模型 负荷预测模型是统计资料轨迹的概括，预测模型是多种多样的，因此，对于具 体资料要选择恰当的预测模型，这是负荷预测过程中至关重要的一步。当由于模型 选择不当而造成预测误差过大时，就需要改换模型，必要时，还可同时采用几种数 学模型进行运算，以便对比、选择。 在选择适当的预测技术后，建立负荷预测数学模型，进行预测工作。由于从已 掌握的发展变化规律，并不能代表将来的变化规律，所以要对影响预测对象的新因 素进行分析，对预测模型进行恰当的修正后确定预测值。 4 2 3 常用的电力负荷预测方法 1 ) 单耗法 按照国家安排的产品产量、产值计划和用电单耗确定需电量。单耗法分”产品单 耗法”和”产值单耗法”两种。采用”单耗法”预测负荷前的关键是确定适当的产品单 耗或产值单耗。从我国的实际情况来看，一般规律是产品单耗逐年上升，产值单耗 逐年下降。单耗法的优点是：方法简单，对短期负荷预测效果较好。缺点是：需做 大量细致的调研工作，比较笼统，很难反映现代经济、政治、气候等条件的影响。 2 ) 趋势外推法 1 2 华北电力大学工程硕士学位论文 当电力负荷依时间变化呈现某种上升或下降的趋势，并且无明显的季节波动， 又能找到一条合适的函数曲线反映这种变化趋势时，就可以用时间t 为自变量，时 序数值y 为因变量，建立趋势模型y = f ( t ) 。当有理由相信这种趋势能够延伸到未 来时，赋予变量t 所需要的值，可以得到相应时刻的时间序列未来值。这就是趋势 外推法。 应用趋势外推法有两个假设条件：假设负荷没有跳跃式变化；假定负荷的 发展因素也决定负荷未来的发展，其条件是不变或变化不大。选择合适的趋势模型 是应用趋势外推法的重要环节，图形识别法和差分法是选择趋势模型的两种基本方 法。 外推法有线性趋势预测法、对数趋势预测法、二次曲线趋势预测法、指数曲线趋势 预测法、生长曲线趋势预测法。趋势外推法的优点是：只需要历史数据、所需的数 据量较少。缺点是：如果负荷出现变动，会引起较大的误差。 3 ) 弹性系数法 弹性系数是电量平均增长率与国内生产总值之间的比值，根据国内生产总值的 增长速度结合弹性系数得到规划期末的总用电量。弹性系数法是从宏观上确定电力 发展同国民经济发展的相对速度，它是衡量国民经济发展和用电需求的重要参数。 该方法的优点是：方法简单，易于计算。缺点是：需做大量细致的调研工作。 4 ) 回归分析法 回归预测是根据负荷过去的历史资料，建立可以进行数学分析的数学模型。用数理 统计中的回归分析方法对变量的观测数据统计分析，从而实现对未来的负荷进行预 测。回归模型有一元线性回归、多元线性回归、非线性回归等回归预测模型。其中， 线性回归用于中期负荷预测。优点是：预测精度较高，适用于在中、短期预测使用。 缺点是：规划水平年的工农业总产值很难详细统计；用回归分析法只能测算出 综合用电负荷的发展水平，无法测算出各供电区的负荷发展水平，也就无法进行具 体的电网建设规划。 5 ) 时间序列法 就是根据负荷的历史资料，设法建立一个数学模型，用这个数学模型一方面来 描述电力负荷这个随机变量变化过程的统计规律性；另一方面在该数学模型的基础 上再确立负荷预测的数学表达式，对未来的负荷进行预测。时间序列法主要有自回 归a r ( p ) 、滑动平均m a ( q ) 和自回归与滑动平均a r m a ( p ，q ) 等。这些方法的优点是： 所需历史数据少、工作量少。缺点是：没有考虑负荷变化的因素，只致力于数据的 拟合，对规律性的处理不足，只适用于负荷变化比较均匀的短期预测的情况。 6 ) 灰色模型法 华北电力大学工程硕士学位论文 灰色预测是一种对含有不确定因素的系统进行预测的方法。以灰色系统理论为 基础的灰色预测技术，可在数据不多的情况下找出某个时期内起作用的规律，建立 负荷预测的模型。分为普通灰色系统模型和最优化灰色模型两种。 普通灰色预测模型是一种指数增长模型，当电力负荷严格按指数规律持续增长 时，此法有预测精度高、所需样本数据少、计算简便、可检验等优点；缺点是对于 具有波动性变化的电力负荷，其预测误差较大，不符合实际需要。而最优化灰色模 型可以把有起伏的原始数据序列变换成规律性增强的成指数递增变化的序列，大大 提高预测精度和灰色模型法的适用范围。灰色模型法适用于短期负荷预测。灰色预 测的优点：要求负荷数据少、不考虑分布规律、不考虑变化趋势、运算方便、短期 预测精度高、易于检验。缺点：一是当数据离散程度越大，即数据灰度越大，预测 精度越差；二是不太适合于电力系统的长期后推若干年的预测。 4 3 漯河供电区负荷预测 在漯河市区电网“十一五”发展规划中我们采用了大用户+ 自然递增法( 外推 法类) 、二次抛物线法( 回归法) 、产值单耗法、以及分区综合等多种方法对漯河供 电区的电力、电量进行预测，相互校验，并推荐出水平年负荷预测值。具体确定2 0 0 4 年为规划基准年，2 0 0 5 、2 0 1 0 、2 0 1 5 年为电量、负荷预测水平年。 4 3 1 总体电量预测 根据漯河市1 9 9 0 2 0 0 4 年国民经济发展指标、用电量等历史资料及漯河市“十 一五”经济发展规划，对漯河市“十一五”逐年、2 0 1 5 水平年全社会用电量进行了 预测。 预测中分第一产业、第二产业、第三产业和居民生活用电4 部分进行，根据各 部分用电量的不同特点，及与国民经济发展的关系，反映不同变化特点，采用以下 方法进行预测，结果互相校核。 二次抛物线回归预测法：由用电量的历史数据，采用二次抛物线预测模型进行 回归分析和预测； 年递增率法：年递增率法先选择各产业分别进行高、中、低方案进行预测，然 后得出供电区高、中、低电量负荷。 各方法用电量预测情况如下： 1 ) 分产业电量预测 a 、第一产业 1 9 9 5 年第一产业用电量为0 9 1 0 8 k w h ，其在全社会用电量中所占的比例为 8 8 ；2 0 0 4 年增至1 0 1 1 0 8 k w h ，其在全社会用电量中所占的比例为4 4 。 第一产业用电量预测方法采用二次抛物线回归预测法、年递增率法( “十一五” 1 4 华北电力大学t 程硕上学位论文 高、中、低递增率分别为4 o 、3 o 、2 o ) 。 b 、第二产业 漯河市第二产业1 9