电力系统规划整理

1、.第一章绪论1、 电力工业发展历程、趋势历史：基本概况2009 年我国发电装机容量已达到8.74 亿 kW。1987 年我国发电装机容量达到第一个1 亿 kW。2003 2007 年发电装机的增速也达到历史最高水平。改革开放30 年来，我国电力工业发展迅猛。到 2010 年底，中国发电总装机容量预计为8.18亿千瓦， “十一五”年均增长9.8%；到 2020 年，中国大陆发电总装机容量预计达到11.86 亿千瓦。电源、电网发展情况：电源发展：我国发电厂发展水平（2006 年）：最大火电厂：北仑港电厂，装机容量300 万 KW， 5 台 60 万 KW机组；最大水电厂：三峡水电站，装机容量182

2、0 万 KW，26 台 70 万 KW机组（ 2009 年底）；计划安装32 台 70 万千瓦机组，装机总容量为2240 万千瓦，包括左岸电站14 台，右岸电站12 台和地下电站台。最大核电厂：岭澳核电厂，装机容量200 万 KW， 2 台 100 万 KW机组；最大抽水蓄能水电厂：抽水蓄能水电厂，装机容量240 万 KW， 8 台 30 万 KW机组；最大火电机组：90 万 KW（外高桥第二发电厂） ；最大水电机组：70 万 KW（三峡工程） ；最大核电机组：100 万 KW（岭澳核电厂） ；“大力发展水电，优化发展火电，适当发展核电，因地制宜发展新能源发电，开发与节约并重”2009 年，全

3、国发电量36506 亿 kWh。电网的发展：电网系统运行电压等级不断提高，网络规模也不断扩大；已经形成了东北电网、华北电网、华中电网、华东电网、西北电网和南方电网 6 个跨省的大型区域电网，并基本形成了完整的长距离输电电网网架；近年来，我国加快了特高压电网的建设力度；1000kV 晋东南特高压交流试验示工程起点在金山江畔的溪洛渡电站，终点在增城，全程一千多公里。溪洛渡电站位于金沙江下游省永善县与省雷波县相接壤处，是总装机容量1260万千瓦的特大型工程，仅次于我国三峡水电站和巴西的伊泰普水电站。“十一五”期间，我国电网建设总投资将超过1 万亿元；到 2010 年，随着国家电网特高压及 500 千

4、伏跨区、 跨国电网联网的建成， 跨区输电容量将达到 7000 万千瓦；政策、法规：2006 年 8 月 19 日，国家电网公司 1000 千伏晋东南特高压交流试验示工程已经在开工，这是我国首个特高压试验工程；特高压工程技术() 国家工程实验室2009 年 5 月 29 日启动；2002 年电力体制改革，厂网分离；“电价市场化”，破除垄断？2、 电力系统规划的基本要求.1） 输、边、配电比例适当，容量充裕。2） 电压支撑点多。3） 保证用户供电的可靠性。4） 系统运行的灵活性。5） 系统运行的经济性。6） 便于运行，在变动运行方式或检修时操作简便、安全，对通信线路影响小等。3、 电力系统规划的任

5、务及分类电力系统负荷预测： 1）市民用负荷 2）商业负荷 3）工业负荷 4）农村负荷 5）其他负荷可分为：调度电力负荷预测和规划电力负荷预测；电力负荷预测工作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。其基本过程：-1-）确定预测容；-2-）收集相关资料；-3-）分析基础资料；-4-）预测经济发展；-5-）选择预测模型；-6-）应用预测模型；-7-）评价预测结果；-8-）评价预测精度；电源规划：划分为短期电源规划和中长期电源规划两类；短期电源规划 ( 考虑未来1 5 年的发展情况) ，具体：-1-制定发电设备的维修计划；-2-分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益；-

6、3-分析与相邻电力系统互联的效益及互连方案；-4-确定燃料需求量及购买、运输、储存计划。中长期电源规划( 考虑 10 30 年的发展情况) ，应解决：-1-何时、何地扩建新发电机组；-2-扩建什么类型及多大容量的发电机组；-3-现有发电机组的退役及更新计划；-4-燃料的需求量及解决燃料问题的策略；-5-采用新发电技术的可能性；-6-采用负荷管理对系统电力、电量平衡的影响；-7-与相邻电力系统进行电力交换的可能性。电网规划：电网规划是根据电力系统负荷及电源发展规划对输电系统的主要网架做出的发展规划。按时间长短分为：短期规划(1-5年 ) 、中长期规划(5-15年 ) 、远景规划(15-30年 )

7、按规划容划分为输电网规划( 主网规划 ) 和配电网规划电网规划着重解决下列问题：-1-在何处投建新输电线路；-2-何时投建新输电线路；-3- 投建何种类型的输电线路；.第二章、电力负荷预测的理论与方法1、电力负荷预测的基本概念负荷预测是根据系统的运行特性、 增容决策、 自然条件与社会影响等诸多因数，在满足一定精度要求的条件下，确定未来某特定时刻的负荷数据，其中负荷是指电力需求量（功率）或用电量；负荷预测是电力系统经济调度中的一项重要容，是能量管理系统 (EMS)的一个重要模块。2、电力负荷预测的意义负荷预测是电力系统规划、 运行不可缺少的重要环节， 负荷预测的准确程度将直接影响到投资、网络布局

8、和运行的合理性，电力负荷预测是实时控制、运行计划和发展规划的前提和重要依据。4、 电力负荷预测的分类按行业分类? 城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷、其他负荷按时间分类? 超短期、短期、中期、长期按特性分类? 最高负荷、最低负荷、平均负荷、负荷峰谷差、高峰负荷平均、低谷负荷平均、平峰负荷平均、全网负荷、母线负荷、负荷率短期负荷预测是指未来 1h 以的负荷预测 短期负荷预测是指日负荷预测和周负荷预测中期负荷预测是指月至年的负荷预测长期负荷预测是指未来 35 年甚至更长时间段的负荷预测5、 电力负荷预测的基本步骤1、预测容的确定 2、相关资料的收集 3、基础资料的分析 4、经济发展的预测

9、5、预测模型的选择 6、预测模型的应用 7、预测结果的评价 8、预测精度的评价6、 预测的方法经典：趋势外推法、时间序列法、回归分析法现代：灰色系统理论、专家系统法、神经网络理论、模糊预测方法7、影响电力负荷预测因数? 短期负荷预测 ：负荷构成；负荷随时间的变化规律；气象变化的影响、负荷的随机波动及不可预测的突发性事件；? 中长期负荷预测 ：国家的宏观经济形势；宏观产业结构调整及能源市场变化?8、数据处理的必要性?电力负荷预测依赖于大量历史数据以及气象、日期类型、 经济等多种相关因素。 预测者所掌握资料的真实、 可靠程度对任何方法的预测结果均会产生很大影响。?原始数据的选择与采集是进行负荷预测

10、的前期准备工作,样本选择.的好坏直接影响到预测准确率9、数据处理基本容1、数据补全? 忽略空缺部分的数据；人工填补空缺值；使用常量补缺空值；使用平均值；使用最可能的值进行填补2、数据噪声处理?平滑处理；聚类；回归；人工+智能；数据处理方法? 空缺数据的处理? 级比生成法? 最大负荷利用小时法? 跳跃性数据处理9、电力负荷预测方法? 单耗法、 平均增长率法 、综合用电水平法 、弹性系数法 、负荷密度法 、时间序列法 、回归分析法 、灰色模型法10、电力负荷预测的评价负荷预测合格指标（误差）? 短期： 3%；? 中期： 5%；? 长期： 15%；误差产生原因? 预测模型误差? 负荷所受的影响因素是

11、千变万化的， 进行预测的目的和要求又各种各样， 因而就存在着如何从众多的预测方法中正确选择一个合适的预测方法的问题。? 资料的准确可靠性? 突发事件误差分析指标? 绝对误差；相对误差；均方根误差；后验差检验负荷预测模型的最终选取负荷预测模型的校正第三章工程经济分析基础电力系统规划的经济评价方法? 经济评价的意义通过技术经济比较对方案进行筛选；对优选方案进行国民经济评价、财务评价、不确定分析；.应用最为广泛的是方案经济比较；是可行性研究的重要容；确定方案的重要依据；? 经济评价的原则技术上可行；客观性；符合国家能源和电力建设方针政策；按市场经济规律办事；? 经济评价的注意事项从实际出发， 方案有

12、可比性， 评价的容应完整， 采用的数据资料应准确无误；投资渠道多，考虑贷款利率等? 经济评价方法静态评价法；动态评价法；不确定的评价法；单利 I=Pni复利I=P(1+i )n 1? 资金时间价值的计算现值 (Present value) ：是指未来某一时点上的一定量现金折合到现在的价值，俗称“本金”。通常记作 P。终值 (Future value): 又称将来值或本利和，是指现在一定量的资金在未来某一时点上的价值。通常记作 F。由现值计算终值( 复利终值 ) ：F P(1 i)n由终值计算现值 ( 复利现值 ) ：P=F/(1 i)n费用现值比较法的计算公式? 式中：I 表示全部投资，包括固

13、定资产投资和流动资金；C表示年经营总成本；Sv表示计算期末回收固定资产残值；W表示计算期末回收流动资金；COt各年净现金流出额；n计算期。ic 表示财务评价时为基准收益率，国民经济评价时为社会折现率。? 净现值计算公式净现值 =未来报酬总现值- 建设投资总额。NPV(ic)= (CI-Co)t (1+ic)-tNPVR=NPV/Ip? (CI-CO)t -第 t 年的净现金流量；? NPV- 净现值；? NPVR- 净现值率；? CI- 现金流入量；.? Co- 现金流出量；? Ip- 投资净现值。静态差额投资回收期法? 公式： Pa=(I2- I1)/(C2- C1)Pa静态差额投资回收期；

14、I1 方案1 的总投资，I2 方案2 的总投资；C1方案1 的年经营总成本，C2方案2 的年经营总成本。财务评价方法? 主要财务评价指标财务部收益率FIRR； (CI-Co)tX(1+FIRR)-t=0 (t=1-n)投资回收期；可分为静态投资回收期和动态投资回收期固定资产投资借款偿还期；计算公式：借款偿还期 =（借款偿还后开始出现盈余期数 - 开始借款期数） +（上期偿还借款额 / 当期可用于还款的资金额）国民经济评价的方法影响法 ;有无法和前后法;费用效益分析法;净现值率ENPVR；第四章电源规划短期电源规划? 时间 1-5 年制定发电设备的维修计划；? 分析推迟或提前新发电机组投产计划的

15、效益；? 分析与相邻电力系统互联的效益及互联方案；? 确定燃料需求量及购买、运输、贮存计划；长期电源规划? 扩建新发电机组的时间、地点；? 扩建发电机组的类型、容量；? 现有发电机组的退役及更新计划；? 燃料需求量及解决燃料问题的策略；? 其他等。4.2电源结构火力发电厂? 安全问题：采矿和运输中的安全性灾难等；? 环境问题：酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等；? 效率问题：凝气式火电厂效率为 40%，热电厂为 6070%；今后火电建设的重点? 采用高参数、大容量、高效率的设备；? 开发清洁煤燃烧发电，天然气蒸汽联合循环发电；? 鼓励热电联产水力发电厂? 水电发电厂的优点.是最干净的能源之一；是最

16、廉价的能源之一：无需燃料、无环境污染、生产效率、发电成本低、运行维护简单；综合水利工程：可同时解决发电、防洪、灌溉、航运、水产养殖等问题；可作为黑启动电源；水力发电存在的问题? 建设问题：投资大、工期长；? 社会问题：淹没耕地、存在库区移民；? 生态环境问题：破坏人文景观、破坏自然生态平衡等问题；? 运行问题：发电量受气象、水文、季节水量变化的影响较大，分丰水期和枯水期，出力不稳定，增加电力系统运行的复杂性。核电厂核电厂迅速发展的原因：? 核电是一种新型的巨大能源；? 煤、石油等火电燃料储能有限，不可再生；? 发达国家的水资源已基本殆尽；? 一些资源贫乏国家“能源危机”，不得不发展核电。第五章

17、电力系统规划的可靠性评价方法可靠性 (reliability)的基本概念一个元件、一台设备或一个系统在规定时间和规定条件下完成其规定功能的能力(概率)。电力系统可靠性的基本概念指电力系统可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户提供电能的能力的量度。电力系统可靠性包括充裕度和安全性两方面。充裕度又称静态可靠性，也就是在静态条件下电力系统满足用户电力和电能能量的能力。安全性也称动态可靠性，即在动态条件下电力系统经受住突然扰动并不间断地向用户提供电力和电能量的能力。研究电力可靠性的目的1. 保证系统的充裕度2.保证系统的安全性3.保持系统的完整性4. 保证停电后系统迅速恢复运行第六章电网规划方法

18、电网规划做咩？以负荷预测和电源规划为基础，确定何时、何地投建何种类型的线路及其回路数；为此，达到规划周期所需的输电能力；在满足各项技术指标的前提下；使输电系统的投资费用最小。2. 电网规划主要容确定输电方式选择电网电压确定变电站布局和规模确定网络结构3. 目前我国电网规划要解决的问题.大型水、火电厂( 群 ) 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；大区之间、省级电网之间联网规划；城市电网规划；大型工矿企业的供电网规划。电网规划分类按电压等级或电网功能输电网规划、配电网规划。按规划期长短短期电网规划1 5 年中期电网规划5 10 年长期电网规划1530 年电网规划的研究容

19、现状网分析负荷预测网架规划无功规划稳定性分析短路电流分析变配电站种类变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。变电站电气主接线选择变压器线路单元接线、桥形接线、 35 角形接线、单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线、旁路隔离开关接线、一个半断路器接线等主变压器容量和台数选择容量大小和台数多少的选择往往取决于：? 区域负荷的现状和增长速度；? 一次性建设投资的大小；? 周围上一级电网或电厂提供负载的能力；? 与之相联结的配电装置技术和性能指标；? 负荷本身的性质和对供电可靠性要求的高低；? 变压器单位容量造价、系统短路容量和运输安装条件等等站址选择的基本要

20、求靠近负荷中心节约用地地质条件的要求线路走廊交通运输尽量避开污秽地段.环境保护电力电量平衡中的容量组成：装机容量、工作容量、备用容量、必需容量、重复容量、受阻容量、水电空闲容量。第十章配电网规划概述配电网规划的特点1）接线模式多样，呈辐射状结构运行；2）电源供应相对自由选择，具有不确定性，考虑因素更杂多；3）环境要求高；4）受政策法规的变化影响大。配电网规划的流程1）原始资料的收集准备（p207）2）确定可能的配电规划方案；3）经济性评价；4）确定最佳配电规划方案。第十一章电力系统无功规划电压电流同相位，电源向负载供电，负载把电能转换成其他能量，叫有功。电压电流不同相位部分，电源与负载之间交换电能，这部分（除线路损耗外） 电能不转换 （电磁以外的）成其他能量，叫无功。为何要进行无功补偿？无功功率决不是无用功率，它的用处很大。 电动机需要建立和维持旋转磁场， 使转子转动， 从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。 变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率， 电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。.无功功率与