（电气工程专业论文）周口新农村电气化电网规划研究.pdf

华北电力大学工程硕士学位论文摘要 摘要 电网规划是所在供电区域国民经济和社会发展的重要组成部分，同时也是电力企业 自身长远发展规划的重要基础之一，其对于电网建设、运行和供电保障起先导和决定作 用。国家电网公司紧紧围绕建设社会主义新农村，提出了新农村、新电力、新服务农电 发展战略。针对周口市的具体建设情况，本文选取周口市新农村电网规划作为研究对象， 首先详细分析了周口农村电网现状与主要问题，结合新农村经济发展规划进行了电力负 荷预测，确定了变电站位置及容量，在此基础上对电网的网络结构进行了细致规划，并 进行了新农村电气化整体电网规划的投资估算。实践证明，通过新农村电网的规划建设 与改造，周口市新农村电网的各个方面都已有所加强，供电能力得到了有效的增强，供 电可靠性得到了提高，收到了很好的社会效益和经济效益。 关键词：电网规划，配电网，负荷预测 a b s t r a c t p o w e rn e t w o r kp l a n l l i n gi st l l ei m p o r t a n tp 矾o fd e v e l o p m e n to fn a t i o n a le c o n o m y a n dt h es o c i e t yi nt h ep o w e rs u p p l yr e g i o n i ta l s oi si m p o r t a n tf o u n d a t i o no fo n ee l e c t r i c p o w e re n t e r p r i s i n go w nl o n gt e r md e v e l o p m e n tp l a i m i n g a n di tc 觚d i s p l a ym e d e c i s i o n 如n c t i o no nr e g a r d i n gt h ee l e c t r i c a ln e 觚o d 【c o n s t m c t i o n ，t h em o v e m e n t 觚dt h ep o w e r s u p p l ys a f b g u a r d t h ec o n s t m c t i o ni sp r i m a r ) rf a c t o ro ni m p a c t i n gp o w e rs u p p l yq u a l i t ) r 锄dp o w c rs u p p l yr e l i a b i l i t y ，r e l a t ee n t i r e l yp o w e rd i s t r i b u t i o nn e t w o r kf o ral o n gt i m e d e v e l o p 觚dt h ef o u n d a t i o no ft h ee l e c t r i c a l n e t w o r kd e v e l o p s i nv i e wo fp h y s i c a l c i r c u m s t a n c eo ft h en e w l yd e v e l o p e dz h o u k o ua r e a ，c h o o s i n gp o w e rn e t w o r kp l a l l i l i n go f m en e wc o u n t r y s i d ea st h er e s e a r c ho b j e c t ，f o r e c a s t i n ge l e c t f i c a l l o a d ；c h o o s i n gl o c a t i o n o fh i g hv o l t a g et r a n s f o m l e rs u b s t a t i o na n dc a p a c i t y ；i nm i sf o u n d a t i o n ，t h ep o w c rn e t w o r k i s p l a n n e d ， a l s o a p p r a i s e si n v e s t t l l r o u 曲t h i sa n i c l et o t h ep l a nc o n s t m c t sa n d t r a n s f o n n si nf a c t ，z h o u k o un e w l yd e v e l o p e da r e ae l e c t r i c a ln e t w o r ke a c ha s p e c ta l lh 淞 s t r e n 舀h e n s p o w e ra b i i i t ya n dr e l i a b l i t yh a sb e e ne n h a n c e d i tw i l lb ea b l et or e c e i v et h e v e r yg o o ds o c i a lb e n e f i ta n dt h ee c o n o m i ce f n c i e n c y c h e nx i a n g h o n g ( e l e c t r i cp o w e re n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f l ip e n g k e yw o r d s ： p o w e rn e t w o r kp l a n n i n g ，d i s t r i b u t i o nn e t w o r k ，l o a df o r e c a s t 声明户明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文周口新农村电气化电网规划研究， 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，除了文中特别加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： 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) 导师签名 日期： 华北电力大学工程硕士学位论文 1 1选题目的及意义 第一章引言 电网规划，是所在供电区域国民经济和社会发展的重要组成部分，同时也是电 力企业自身长远发展规划的重要基础之一。电网规划的目标就是使电网的发展适应、 满足并适度超前于供电区域内的经济发展需求，并能发挥其对于电网建设、运行和 供电保障的先导和决定作用。 近年来，电力供求关系已经发生了重大变化，由过去的长期缺电走向了缓和， 某些地区甚至出现了供大于求。但是，我国某些地方电网依然十分脆弱落后，主要 表现在：网络混乱薄弱，装备陈旧落后，供电半径太大，导线截面太小，绝缘水平 低，无功补偿严重不足，变压器容量不足，自动化水平极低。 长期规划( 决策) 用于确定未来的主要投资项目和主网架的结构，网络规划用于处 理近期的各种投资项目，而施工设计用于考虑各个网络元件的结构设计，以及考虑 能否便利地获得各种设备和材料，施工方案是否经济可行等。电力系统的长期规划 是供电企业规划活动中的基本环节。为了获得最大的经济效益，规划的主要目的是： 确定最优的网络接线方式，投资水平以及投资的时间安排。在规划的每一个阶段， 一般需要对供电安全性和协调性等各种情况进行调整，并尽可能地降低系统寿命周 期内的总费用。为了达到这个目标，必须考虑所有的费用因素，不仅要考虑投资额 和投资时间安排，还要考虑每年所需消耗的费用，如系统运行的线损费用和维护费 用等。总体来说，一个优秀的网络规划应做到总投资额最低。 现有的网络对规划系统未来的网络结构提供了一个良好的起点，未来的投资需 求主要在于应付负荷的增长，以及更换网络中已到年限的设备。通过制定规划，可 以有目的、有条理地逐步改造现有电力网络，在以新的和超前意识制定规划的同时， 要充分体现以安全为基础，以效益为中心的规划思路，使规划能真正做到科学合理 地决策电网投资，从而能保证最有效地使用资金。例如：在技术可行的条件下，如 果考虑新线路径的费用或新变电站的占地费用，对现有架空线路和厂站进行升级， 通常比架设新线路或建新站更为经济。在考虑是升级原有设备还是增加新设备时， 还需认真考虑网络发展的长期费用，也许随着时间的推移会修改原有的规划方案。 此外，规划工作者还要考虑由于以下各种因素的变化所造成的影响，如不同区域内 的负荷增长率、材料和能源费用以及越来越多地应用新技术等。 周口市位于河南省东南部，东临安徽阜阳，西接漯河、许昌，南与驻马店相连， 北与开封、商丘接壤。所辖一区( 川汇区) 、九县市( 扶沟、西华、商水、太康、鹿邑、 华北电力大学工程硕士学位论文 郸城、淮阳、沈丘和项城) 及黄泛区农场，总面积1 1 9 5 9 平方公里，入口1 0 6 0 万，其中 市区面积1 4 8 平方公里，人口3 6 7 万。 周口市的发展目标是：将周口建设成为一个以商贸流通、农产品精深加工为主， 中原文化特色浓厚的豫东南中心城市。大力发展区域中心城市，构建以周口、项城、 淮阳“大三角”和“周商一体化为核心的复合中心，增强中心区域的吸纳、辐射 和带动作用。加快农业产业化进程、工业化进程和城镇化进程；加强水利、交通、 能源等基础设施；实施全方位开放，以开放促发展；强化科技进步和科学管理，形 成高效率的产业结构，构造出大批名优产品，积极参与国内外市场竞争。到2 0 2 0 年 国内生产总值达到2 0 3 6 亿元，年均增长1 0 左右，人均国内生产总值达到1 7 0 0 0 元以 上。 ， 为支持周口市的建设和经济发展，使其电网建设更加科学、合理和规范，使电 力系统网架更加合理、优化，企业运行更为经济，本文选择周口供电区新农村电气 化电网规划作为选题内容，将周口供电区新农村电气化电网的近期和远期发展相结 合，统筹规划，使近期电网的建设符合长期发展目标，从而可有效避免重复建设和 浪费，提高电力企业的运营效率，提高供电可靠性，减少用户的停电时间。因此本 选题的研究具有重要的理论意义，能够为供电企业带来重大的经济效益以及社会效 益。 1 2国内外现状及问题 1 2 1 电网规划现状 我国的电网在经历了建国初期的恢复建设到6 0 一7 0 年代的初步发展期后，8 0 年 代起进入一个崭新的发展阶段，9 0 年代以来，随着城市经济高速发展，对电网的供 电能力和质量安全都提出了更高要求。电力系统发展规划编制原则，对电网发展 规划具有重要的指导意义，各省市或重要城市也均出台了相应的电网( 或配网) 改造技 术导则。近年来，随着农网及城市电网改造的不断深入，新产品新设备新技术的不 断应用，国家及各地方又相继出台了相应的规划改造技术原则，有效地指导了电网 的改造，而且在一些科研院所及大学的技术支持推动下，出现了一些很好的电网规 划设计方法及相关软件等。 目前，国内外在电网规划的研究热点主要包括： 一、在电网灵活规划方面，由于需要计及各种不确定因素对电网规划结果的影 响，以最佳的柔性规划方案来适应未来环境的变化，从而使规划方案在总体上达到 最优。研究方法主要可以分为两大类，第一类为多场景技术，主要有基于决策偏好 的场景技术、基于线路被选概率的电网规划方法等等；第二类为基于不确定性信息 2 华北电力大学工程硕士学位论文 的数学描述方法的电网规划算法，这类电网规划模型较为复杂，如基于模糊、随机 数、盲数的电网规划算法。其中盲数法是对多种不确定性信息的综合描述，在很大 程度上包含了其他特性的不确定性，体现了对将来不确定性的良好适应性。 二、在电力市场条件下的电网规划方面，由于电力市场在我国并未完全成熟， 因此相应的符合我国电力市场实际的电网规划制度并未完全建立起来，电网规划的 投资体制在我国仍处于探索阶段，其回报返还机制需要进一步研究，成熟而高效的 电网规划方法还急需进一步发展。电力市场情况下，我国电网规划问题亟待解决的 问题有：( 1 ) 在市场条件下电网规划方案的收益评价，这和相应的电价机制以及投资 返还机制密切相关，特别的，需进一步量化研究单条或部分电网扩展对网络收益总 体的经济性贡献。( 2 ) 在电网规划模型中如何更好地体现造价、利率、环保、负荷、 电源建设( 包括选址和时间) 等多方面的不确定性。( 3 ) 市场条件下，电网规划模型应有 较强的处理不确定性信息的能力，现有的电网规划模型对处理单一不确定性信息研 究得较为充分，而对盲信息的研究还很不够，特别是对盲信息的正确表达以及优化 计算中的简化问题还需做很多工作。( 4 ) 电网规划时需预测将来的潮流分布，除了考 虑负荷本身增长的不确定性，还需考虑d s m 影响下的各类负荷特性，而对d s m 影响 下的负荷特性还需进一步深入研究。( 5 ) 现有的市场情况下的电网规划研究均着重于 应用市场信号的启发式方法，对如何将市场信号与现代启发式方法或数学优化方法 结合的电网规划模型和方法方面的研究并不充分。 1 2 2 目前存在的主要问题 电网规划对于指导电网的建设和改造至关重要，但在实际工作中往往没有引起 足够的重视。同时由于受到地方政治或人为干预，资金不足等因素的影响，电网的 规划缺乏统一性，连续性及可操作性，各地发展的多样性又使得网规划不能有一个 成熟的，标准化的模式，而且经济的发展速度异常迅猛，但相应的电网规划没有及 时超前进行，表现明显的主要有中国中西部地区且经济发展迅速的中小城市，如周 口电网地区，这些地区存在的主要问题有： 1 2 2 0 k v 电网现状及存在问题 ( 1 ) 2 2 0 k v 主变容量不足。 ( 2 ) 2 2 0 k v 变电站布点少且分布不均，供电可靠性难以保证。 2 11 0 k v 电网现状及存在问题 ( 1 ) 1 1 0 k v 电网变电容量不足。 ( 2 ) 1 1 0 k v 变电站布点少，1 1 0 k v 网架结构薄弱。 ( 3 ) 城网l l o k v 电网结构不合理。 ( 4 ) 部分区域供电线路过长，电网运行损耗大，可靠性差。 ( 5 ) 部分线路运行年限长，设备老化，线路截面不能满足负荷要求。 3 华北电力大学工程硕士学位论文 3 3 5 k v 和l o k v 电网存在问题 ( 1 ) 3 5 k v 变电站主变容量与线路的输送能力不匹配，出现瓶颈现象；另外3 5 k v 变电站布点少，造成了部分乡镇的l o k v 线路供电半径长，供电质量差，线损高。 ( 2 ) 城区中低压电网还不具备实现手拉手的条件，离配网自动化的要求相差甚 远；农村中低压电网改造标准偏低，少数线路还在使用方杆和无钢芯裸铝线，线径 偏小，配变容载比偏低，高耗能配变还占一定比例。 ( 3 ) 农村配电台区在农网建设改造时受资金规模限制，台区配变布点少，4 0 0 v 线路供电半径过大，接户线及表箱部分老化，影响农民群众生产生活。 ( 4 ) 农村排灌用电设施馈乏，不能有效解决农民用电浇地问题，远远跟不上社会 主义新农村建设中提出的旱能浇，涝能排的要求。 ( 5 ) 无功补偿容量不足，有载调压主变的比例偏低，出现电压质量满足不了负荷 变化的需要，高峰负荷时电压偏低。 ( 6 ) 部分变电站二次设备老化，需要更换新的综合自动化设备。调度自动化、继 电保护、信息化工程基础设施薄弱，需进一步完善。 总之，电网规划是地区发展规划的重要组成部分，电网必须与该地区建设紧密 配合，同步实施，并要有定的超前意识。科学地制定电网的发展规划，满足地区 经济长远规划的用电需求，是一项战略任务。 1 3 本文的主要工作 本文针对周口地区的具体建设情况，选取周口供电区新农村电气化电网规划作 为研究对象，进行了现状分析以及电力负荷预测，对变电站容量进行了校核，对电 网进行了规划，并据此进行了投资估算。主要包括以下几个方面的内容： ( 1 ) 周口市电网现状分析。介绍周口市的概况和目前电网发展的现状，分析目前 周口市电网存在的主要问题，并对规划区进行负荷预测。 ( 2 ) 周口供电区各县区负荷预测方法采用大用户法和年均增长率法、分区增长率 法，弹性系数法，最大负荷利用小时数法相结合进行电量和负荷预测。大用户法和年 均增长率法预测2 0 0 8 2 0 1 5 年电量增长考虑了高、中、低三个预测方案。根据负荷预 测结果，对变电站容量进行校核，分析其变电容载比。 ( 3 ) 电网规划，根据周口地区社会经济发展情况、区域总体规划确定了各级电网 规划建设目标和技术原则。在此基础上，根据用电负荷发展预测，结合电网现状， 提出规划区电网规划方案，服务于周口市新农村建设发展大局，把新农村电气化建 设纳入地方政府经济发展规划和新农村建设规划，在适度超前的原则下，使电网建 设与地方经济同步协调发展。并服从上级电网发展规划，做到密切配合、同步实施。 ( 4 ) 投资估算，在网络规划的基础上编制2 0 0 8 2 0 1 0 年和2 0 l l 2 0 1 5 年规划区 电网建设改造项目的总体安排，并进行相应的投资估算。 4 华北电力大学工程硕士学位论文 2 1电网概述 第二章周口电网现状 周口供电区供电范围包括市区( 川汇区) 、项城、扶沟、西华、太康、商水、鹿邑、 郸城、淮阳、沈丘。供电区内的电压等级由2 2 0 1 l o 3 5 l o 0 4 l ( v 组成。 周口供电区位于河南电网末端，目前通过2 2 0 k v 薛淮线、邵川线和邵淮线与省 主网相连。 至2 0 0 7 年底，周口供电区2 2 0 l ( v 变电站4 座，分别是淮阳变( 1 2 0 + 1 5 0 m v a ) 、 水寨变( 2 1 5 0 m v a ) 、川汇变( 1 5 0 + 1 8 0 m v a ) 和宁平变( 1 1 5 0 m v a ) ，变电容量总计 1 0 5 0 m v a 。1 1 0 k v 公用变电站2 4 座，总计容量1 2 2 5 5 m v a ，其中系统站2 2 个，县 局站2 个为1 1 0 k v 扶沟变和邝庄变。2 2 0 k v 线路7 条，总长度3 0 8 7 l ，分别是邵川 线、川淮线、薛淮线、淮水线、川水线和邵淮线，其中川汇变“”接于原漯淮线， 邵淮线于2 0 0 4 年1 2 月底投运。 2 0 0 3 年7 月和2 0 0 4 年初2 2 0 k v 川汇变撑1 、撑2 变分别投运，2 0 0 4 年9 月2 2 0 k v 川水线投运，周口供电区实现了以2 2 0 k v 川汇变、淮阳变、水寨变为中心的环网运 行，而且3 个变电站均有2 台主变，因此周口电网的供电稳定性和可靠性得到了提 高，尤其是中南部电网。2 0 0 4 年1 2 月，2 2 0 k v 邵淮线( 5 0 0 k v 邵陵变一一2 2 0 k v 淮 阳变) 投运，增强了周口电网与省网连接的断面输电能力，进一步提高了周口电网的 供电可靠性。 隆达电厂、裕隆电厂( 1 5 0 m w + 2 2 5 m w ) 和2 2 0 k v 川汇变位于川汇区，是周 口城网的主供电源，主供城网1 1 0 k v 北郊变、南郊变、富民变以及商水、西华、扶 沟和太康县的1 1 0 k v 柴坑变、西华变、扶沟变和常营变；2 2 0 k v 淮阳变主供1 1 0 k v 淮阳变、郸城变、太康变、鹿邑变、黄路口变和宋庄变；2 2 0 k v 水寨变主供项城市 和沈丘县的1 1 0 k v 邝庄变、项城变和沈丘变、许庄变。 周口城网及供电区中南部部分1 1 0 k v 变电站已具有双电源供电，但扶沟、太康、 鹿邑等几个县处于供电区的末端，该区域的1 l o k v 变电站均为单电源辐射接线，供 电可靠性有待加强。 2 2 新农村电气化县建设现状及问题分析 2 2 1 新农村电气化建设基本情况 根据国家电网公司关于大力推进新农村电气化建设的意见( 国家电网农 【2 0 0 7 】1 4 8 号) 、关于印发 的 5 华北电力大学工程硕士学位论文 通知( 国家电网农【2 0 0 7 】3 2 6 号) 和关于印发 的通知( 国家电网农【2 0 0 7 】3 7 7 号) 、关于全面推进新农村电气化建设的通知( 豫 电农 2 0 0 7 】5 6 l 号) 等文件精神，周口供电公司于2 0 0 7 年初下发了周口市“十一五 新农村电气化建设规划方案，成立了市级新农村电气化建设工作领导小组并制定了 详细的工作方案，全面推进新农村电气化建设工作。 按照文件要求，九县一区电业局( 公司) 积极主动向县政府汇报，全面推进新农村 电气化建设工作，分别成立了有县领导参加的领导小组，制定了详细的工作方案， 新农村电气化建设工作正式纳入政府经济发展规划和新农村建设规划。2 0 0 6 年九县 一区县年人均g d p 分和年人均用电量，3 5 k v 及以上变电所n 1 准则的比率，1 0 k v 线路手拉手比率，1 0 k v 供电半径合格率，变电站无人值班率等指标尚达不到新农村 电气化标准要求。 2 2 2 新农村电气化建设存在问题分析 对照新农村电气化标准体系分析后，我们认为周口农村电网在电网结构、 电网设施及自动化与信息化方面与标准相比有较大差距。虽然经过近几年的农网建 设改造，周口农村电网的状况有了明显改善，各项技术指标取得了不同程度的提高， 但由于负荷突增、电网改造资金紧张等原因，目前存在以下主要问题： 1 2 2 0 k v 电网现状及存在问题 至2 0 0 5 年底，周口供电区拥有淮阳变、水寨变和川汇变3 座2 2 0 k v 变电站，主 变容量8 7 0 m v a ；有2 2 0 k v 线路6 条，总长度2 6 4 1 k m 。 “十五”期间，周口电网2 2 0 k v 网架发展较快，2 0 0 3 年2 2 0 k v 淮阳变更换 | 1 主变，2 2 0 k v 水寨变新上一台容量1 5 0 m v a 的 | 2 主变，2 0 0 3 年7 月位于城网北部的 2 2 0 k v 川汇变投运，且于2 0 0 4 年初增加一台容量1 8 0 m v a 的# 2 主变。2 0 0 4 年9 月 2 2 0 k v 川水线投运后，目前周口电网已经形成2 2 0 k v 单环网结构，供电区2 2 0 k v 网 架得到了加强，提高了供电可靠性和电压水平，同时2 2 0 k v 川汇变的投运也使得城 网有了较高电压等级的电源支撑，供电可靠性得到了提高，为周口市主网电压等级 由l l o k v 向2 2 0 k v 跨越奠定了基础。 周口2 2 0 k v 电网主要存在的问题： ( 1 ) 2 2 0 k v 主变容量不足。 2 0 0 3 年周口供电区最高负荷6 5 3 m w ，2 2 0 k v 网供负荷约4 6 1 m w ，2 2 0 k v 主变容量 6 9 0 m v a ( 2 0 0 3 年7 月川汇变( 1 1 5 0 m v a ) # l 主变投运) ，容载比约为1 5 ，低于导则 要求下限。2 0 0 4 年周口供电区最高负荷6 9 8 m w ，网供负荷5 2 1 m w 。2 0 0 4 年底为满足 隆达电厂2 1 3 5 m w 机组电力送出，川汇变新增一台容量为1 8 0 m v a 的主变，2 0 0 4 年 2 2 0 k v 淮阳变和水寨变容载比分别为1 3 9 和1 0 3 ，均低于导则要求。 ( 2 ) 2 2 0 k v 变电站布点少且分布不均，供电可靠性难以保证。 6 华北电力大学工程硕士学位论文 虽然周口2 2 0 k v 电网已形成单环网结构，增强了供电区电网的供电可靠性，但 是目前境内仅有三个2 2 0 k v 变电站，而且集中在周口的中西部，周口的北部和东部 目前没有2 2 0 k v 电源点，特别是扶沟、太康、鹿邑三县及郸城的东部均通过1 1 0 k v 电压等级线路远距离供电，部分1 1 0 k v 变电站辐射式单电源供电，造成该区域电网 运行损耗大，供电质量差，供电可靠性难以保证。 ( 3 ) 与省主网联系有待进一步加强。 周口电网处于省网末端，2 0 0 4 年最大负荷时，仅通过两条2 2 0 k v 线路薛淮线和 漯川线与省网相连，隆达电厂2 1 3 5 m w 机组投运后，缓解了部分网供压力，但在隆 达电厂停一机时，不能满足省网联络线n 一1 供电要求，2 0 0 4 年1 2 月2 2 0 k v 邵淮线投 运后加强了周口供电区的受电能力，但2 0 0 7 年若周口燃气电站2 3 5 0 m w ( 2 2 0 k v 接 入系统) 投运，周口供电区2 2 0 k v 线路n 一1 时无法满足周燃电力送出，若2 0 0 7 年周 燃不投运，周口供电区停机断线情况下，仍有2 2 0 k v 线路过载，因此“十一五 期 间应增加周口电网与省主网的第四回联络线建设，以增强周口供电区的供电可靠性。 2 1 l o k v 电网现状及存在问题 至2 0 0 6 年，周口供电区电网拥有1 1 0 k v 变电站1 6 座，总容量9 4 1 m v a ；拥有1 1 0 k v 线路3 2 条，均为架空输电线路，总长度共计7 0 5 4 k m 。 目前周口市区有3 座1 1 0 k v 变电站，其中1 l o k v 南郊变和北郊变主供城网负荷， 1 1 0 k v 富民变主供城网和商水县部分负荷。虽然北郊变、南郊变和富民变均为双回线 路供电，但周口城网1 1 0 k v 并未形成环网结构，南郊变和北郊变缺乏电气联系，因 此城网1 1 0 k v 电网结构有待加强。 周口南部的项城市和沈丘县共有3 座1 1 0 k v 变电站，邝庄变( 2 4 0 m v a ) 、项城 变( 2 3 1 5 m v a ) 和沈丘变( 2 4 0 m v a ) ，其中邝庄变主供项城市东北部的工业负荷用 电，项城变主供项城市中南部用电负荷；沈丘变主供整个沈丘县用电负荷。目前周 口南部电网以2 2 0 k v 水寨变为电源支撑形成了水寨变、项城变和沈丘变的1 1 0 k v 环 网结构。 周口东部和北部1 1 0 k v 电网尚未形成环网，基本为辐射状单电源供电方式。其 中，1 1 0 k v 扶沟变主供扶沟县部分负荷，由1 1 0 k v 西扶线单回线长距离供电；太康县 有2 座1 1 0 k v 变电站，其中太康变主供太康县负荷，由淮太线单电源辐射式供电， 常营变主供太康县西北部和扶沟县部分负荷，由扶沟变提供电源；1 1 0 k v 鹿邑变主供 鹿邑县负荷，由淮鹿线提供主供电源，鹿宋线提供备供电源，其中淮太线长约4 0 k m ， 淮鹿线距离6 1 2 3 k m ；郸城县有2 座1 1 0 k v 变电站，1 1 0 k v 郸城变由淮阳变主供，水 寨变通过水郸线为其提供备供电源，宋庄变由郸城变通过郸宋线提供主供电源。 ( 1 ) 1 l o k v 电网变电容量不足。 周口电网大部分l l o k v 变电站变电容量不足，2 0 0 4 年南郊变、富民变、黄路口 变、鹿邑变、郸城变、太康变、柴坑变、沈丘变、西华变最大负荷时1 1 0 k v 变电容 7 华北电力大学工程硕士学位论文 载比均低于1 5 ，尤其是柴坑变、黄路口变、郸城变达到满载甚至过载，急需增加变 电容量。 ( 2 ) 1 1 0 k v 变电站布点少，1 1 0 k v 网架结构薄弱。 目前除市区、项城、郸城、太康和淮阳外，其余各县均只有1 座1 l o k v 变电站， 且基本为单电源辐射式供电，没有形成环网，1 1 0 k v 电网结构薄弱，供电可靠性差。 由于1 1 0 k v 电源支撑点少，导致较多1 l o l ( v 变电站达到同时带5 个以上3 5 k v 变电 站，且大部分3 5 k v 变电站呈串联形式，一旦线路故障会引起大面积停电，因此l l o k v 变电站布点急需增加。 ( 3 ) 城网1 1 0 l ( v 电网结构不合理。 目前周口市区1 1 0 k v 电网结构比较混乱，还未形成环网，北郊变和南郊变没有 电气联系，不能互供，导致城网供电可靠性比较低，运行方式的灵活性也较差。而 且由于历史原因，市区部分负荷现在还由市电厂供电，对供电管理、调度和计量带 来问题，而且电厂还转供部分县域负荷，使整个城区电网的管理比较混乱，因此周 口城网的1 1 0 k v 电网结构有待改善和加强。 另外由于周口隆达和裕隆电厂( 总装机1 0 0 m w ) 均以1 1 0 k v 电压等级接入川汇 变，造成2 2 0 k v 川汇变下送负荷很小，甚至上翻，同时也影响该区域新的2 2 0 l ( v 变 电站建设，造成市区及周围县区近7 座1 l o k v 变电站均由川汇变供电，1 1 0 k v 电网 结构也非常不合理。 ( 4 ) 部分区域供电线路过长，电网运行损耗大，可靠性差。 由于周口供电区地广站稀，导致部分l l o k v 线路过长，如1 1 0 k v 淮鹿线( 淮阳变 至鹿邑变) 长达6 1 2 3 k m ，西扶线( 西华变至扶沟变) 和淮太线( 淮阳变至太康变) 接近 4 0 k m ：由川汇变至常营变的单电源供电线路长达8 4 k m ，供电可靠性极差。 ( 5 ) 部分线路运行年限长，设备老化，线路截面不能满足负荷要求。 部分1 1 0 k v 线路导线较细，经常出现卡脖子现象，不能满足负荷发展的需要。 如南项线、项沈线、淮太线、淮郸线线路型号为l g j 1 5 0 ，负荷高峰时线路已达到其 极限输送容量。 3 3 5 k v 和l o k v 电网存在问题 ( 1 ) 3 5 k v 变电站主变容量与线路的输送能力不匹配，出现瓶颈现象；另外3 5 k v 变电站布点少，造成了部分乡镇的l o k v 线路供电半径长，供电质量差，线损高。 ( 2 ) 城区中低压电网还不具备实现手拉手的条件，离配网自动化的要求相差甚 远；农村中低压电网改造标准偏低，少数线路还在使用方杆和无钢芯裸铝线，线径 偏小，配变容载比偏低，高耗能配变还占一定比例。随着城乡居民生活水平提高和 工农业生产发展，用电量增长较快，中低压线路供电半径大，线径小，配变容量不 足等问题越来越突出。 ( 3 ) 农村配电台区在农网建设改造时受资会规模限制，台区配变布点少，4 0 0 v 8 华北电力大学工程硕士学位论文 线路供电半径过大，接户线及表箱部分老化，影响农民群众生产生活。 ( 4 ) 农村排灌用电设施馈乏，不能有效解决农民用电浇地问题，远远跟不上社会 主义新农村建设中提出的旱能浇，涝能排的要求。 ( 5 ) 无功补偿容量不足，有载调压主变的比例偏低，出现电压质量满足不了负荷 变化的需要，高峰负荷时电压偏低。 。 ( 6 ) 部分变电站二次设备老化，需要更换新的综自设备。调度自动化、继电保护、 信息化工程基础设施薄弱，需迸一步完善。 9 华北电力大学工程硕士学位论文 妫 校餐较 螺螺螺 媳 髅 1 l l l 1 l l 饰镁 趣鼎0 ooo ooo 稚囊害 ooo 。 唧 督求考 限咖 nnh 暑j ：! i回回 回 习匿 ono 旺厘 ll j 正 oo 。 谁 餐匿叵回 j | 窿 n 寸 忙厘 l_l ooo 寓 制! 翔踩 旧 n 卜 n o c q o o o 删稻吐 n n ooo oo 制l 繇 呻a ，n甘 o o ooo 十“j | 缸 ot _ 卜oa ) ooo o 餐丑no 脚柩 p ii 一 ii n i 制谗 f - ，_ 霪蓑量 c o 甘 ii lil，_n 8 斗 旺厘 _lj lj c ooooo 斑 餐 回回回回 回 丑窿 c r ) n 忙星 _l_ll oo ooo 爵d 卜 a ， 制卿鼷 o - 一n o o卜 h f - _ - n oooo + h 辎皿中 - 吲o呻 o o aa c q oooo o 楸l 暴 o寸n - 呻 曲n oo o r - o ， o，_o + h 丑叮 叫 ，- _ 吲o ，_ n弋一 o西ooooo 蕊翌 o i n 脚销 ii iillii ll c a - - ld 制谁 彗襄蓦 o li o iiiliiiii o 略稼 c 。 囹 h 攥 - _ _ n代 n c 、ic qnnn nn + |刊 l c ， 长 n 球 州 剞制刊+ i制 剞制 、 一 鞑，制 旧h ， u 求 o o 蒌墨 a p a ，h f ，h 詈垂耋詈 越，、 2 dd 22 嚣 长 更 幽妻 、 器门n 曲 孚 n 长n 水 脚v 旧 + i o ，- 披 式 雯式 h ，一，一。 hnhn 艾“ 雯式 h o 。_ r 一 鞲 n xnn代 囊 + l n n + io + l+ l+ i+ l + 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l f hu ，l f ) h 式 h 鼬 n + l + io+ i oo l f ， o f 。t 甘n n - o o - _ o 4 - _ h - 叫 ，- _ o o o o o o f - _ o a t _ o l 寸 l n 卜 n n 皿 匕 也 啸 制 制制 榴 爆蜓h n眍 制女 h 司 辎 辎 # 谜 # 寸 +n n 琳q 然 华北电力大学工程硕士学位论文 3 1引言 第三章电力负荷预测 电力负荷预测是电网规划的基础，它直接影响电网的技术经济指标。负荷预测 越接近未来实际，输、变、配电设备及网架结构建设就愈加安全、可靠、实用，资 金使用就更加经济合理，既能适应国民经济发展的用电需求，又能获得预期的经济 效益。 任何生产活动都需要首先作好计划，并在实几种不断地对计划进行调整，这些 计划都是基于对未来的了解，提前做好预测工作。电力生产也不例外，由于电能的 特殊性，即生产、输送、分配、消费是同时进行的，电力难以贮存，或者说贮存能 力极小而代价高昂，相比于系统总负荷微乎其微。在正常运行情况下，系统内的可 用发电容量，应该在任何时候都能满足系统内负荷的需求，应该是用多少就生产多 少。用电负荷随时都在变化，而且我国多数电网在日、周、年的周期内负荷的峰谷 差是逐年增加的，即将每年的最大负荷增长曲线和最小负荷增长曲线放在同一个坐 标系下，呈喇叭状，如图3 1 所示。 年 图3 1 负荷峰谷差变化 针对这种负荷变化情况，电力生产的调节能力也要增加，当负荷变化范围较小 时，调节发电机的出力即可；当负荷变化范围较大时，只有启停机组才行。当然对 于负荷的逐年增长，要适时地新增新的发电机组才不至于拉闸限电。电力系统负荷 预测是实时控制、运行计划和发展规划的前提，可以说要掌握电力生产的主动权必 先做好负荷预测。在进行负荷预测之前，首先要对所预测地区的负荷的变化规律、 特性以及影响因素进行分析。只有充分了解掌握负荷的特点、变化规律，才能建立 符合实际情况的预测模型。 负荷模型有两方面的涵义：一是指负荷的电压及频率特性，一般可以表示成频 率和电压的非线性函数，在潮流计算分析中大多考虑这种模型；另一种是指负荷的 时空特性，负荷随时间和空阳j 的分布，即在不同时