电力系统规划与可靠性-配电网规划-

多类型新能源发电综合消纳的关键技术电力系统规划与可靠性配电网规划课程承担：华北电力大学输配电研究所任课教师：刘文霞电子邮件：liuwenxia001@163.com本节提纲1.配电网规划任务、导则、流程2.现状电网分析指标体系2.1高压配电网分析2.2中压配电网分析3.变电容量电力电量平衡4.变电站优化规划5.配电网结构规划5.1高压配电网接线模式5.2地区主网规划5.2中压配电网接线模式5.配电自动化规划

第一节配电网规划任务、导则、流程1.配电网规划的任务：满足负荷增长的需要，容载比合理。解决目前配电网存在的问题。确定合理的电网目标网架；梳理配电网的网架结构。确定符合本地特点的技术原则和实施细则；提高配电网运行的各项指标。将电力规划纳入城市规划，确定变电站、开关站位置与面积、确定电力线路走廊；10kv应侧重完善和优化网架结构、上级电网的协调配合，提高负荷转供能力。将电网建设的成果（供电能力、可靠性）、资金投入、企业运营等存在问题等情况与社会沟通，取得公众的理解和支持。。

第一节配电网规划任务、导则、流程2.配电网规划导则：见南方电网110KV以下技术导则。

主要考核指标：

容载比：因素---电力电量平衡、负荷预测、分布负荷。

网损：电压等级、无功补偿、导线截面、变压器选择、高耗能设备。

电压合格率：无功、线路长度、供电半径。

可靠性：设备可靠、网络结构、分段、自动化水平。。

第一节配电网规划任务、导则、流程3.配电网规划流程：。数据搜集整理现状网分析确定技术原则负荷预测变电站选址定容确定供电范围编制文本投资估算配电网规划

----高压配电网

第二节现状电网分析电源规划状况—退役的、新增的、区外联络的。高压容载比分析-分等级、分区域。电网薄弱环节分析（变电站、线路）其他—走廊、技术装备水平NorthChinaElectricPowerUniversity

----中压电网

第二节现状电网分析NorthChinaElectricPowerUniversity

----中压电网1.开闭站的情况2.线路长度截面3.线路接线模式4.线路所带配变容量5.线路负载情况6.配变利用率7.供电能力综合分析8.转供能力综合分析9.电网运行经济性分析10.线路电压情况分析11.供电可靠性分析12.总结存在的问题技术手段:潮流计算,可靠性计算,短路计算,统计分析

第二节现状电网分析NorthChinaElectricPowerUniversity1.电源情况2.负荷情况3.出线间隔利用率4.供电范围开闭站

第一节现状电网分析-中压NorthChinaElectricPowerUniversity1.线路长度分析（主要指主干网的线路长度;线路总长度）2.线型分析（主网架、电缆/架空线情况、导线截面）线路长度截面

第一节现状电网分析-中压NorthChinaElectricPowerUniversity1.统计当前线路的接线模型的种类2.各种种类所占的比例3.根据用户负荷情况及可靠性要求，分析当前接线模式的合理性线路接线模式

第一节现状电网分析-中压NorthChinaElectricPowerUniversity1.统计配变个数，配变总容量，计算平均配变容量.2.统计线路所带配变容量情况.3.根据用户性质，分析线路所带配变容量的合理性.线路配变容量

第二节现状电网分析-中压NorthChinaElectricPowerUniversity1.利用率计算公式分子：线路典型日的日峰值分母：线路上所有配变变压器容量之和2.分析线路配变容量合理性配变利用率

第一节现状电网分析-中压NorthChinaElectricPowerUniversity1.由于配电网络络量测的限制，一般采用简化计算.2.计算各条线路的潮流.3.根据计算结果和线路的接线模式及线路容量，统计线路过载情况及负载率分布情况。线路负载率

第一节现状电网分析-中压NorthChinaElectricPowerUniversity1.变电容载比:反映城市电网供电能力.2.线路负载率和配变利用率反映现状电网运行情况的指标.3.线路负载率和配变利用率相匹配从上述三个方面对各个配网高压变电站进行分析.综合供电能力

第一节现状电网分析NorthChinaElectricPowerUniversity1.线路N-1分析2.变电站主变N-1分析3.变电站全站停电负荷转带能力分析转供能力分析

第二节现状电网分析NorthChinaElectricPowerUniversity主要是线损分析:10kv主网架：电流，导线型号分支线路估算：根据线路配变容量进行估算，但有一定的偏差。经济性分析

第二节现状电网分析-中压NorthChinaElectricPowerUniversity1.一般也只分析主网架的各个节点的电压.

电压偏差计算公式：其中u为节点电压计算值2.统计所有线路的电压合格率线路电压分析

第二节现状电网分析-中压NorthChinaElectricPowerUniversity

根据供电系统供电可靠性评价规程,供电系统用户可靠性主要指标为：用户平均停电时间：供电可靠率：用户平均停电次数：用户平均故障停电次数：用户平均预安排停电次数：系统停电等效小时数供电可靠性分析

第二节现状电网分析-中压NorthChinaElectricPowerUniversity1.

根据上述对现状网各个方面的分析，找出现状网存在的主要问题，以便在以后配电网络规划和改造的过程中重点考虑这些问题。

2.重点区域分析

3.问题线路分析

供电可靠性分析

第二节现状电网分析-中压NorthChinaElectricPowerUniversity（1）网络结构薄弱，存在单辐射线路；（2）主干线供电距离偏长；（3）主干线线径偏小；（4）主干线线路绝缘化率偏低；（5）路配变容量过大；（6）线路负载过重，不满足“N-1”要求；（7）线路电压偏低；（8）线路线损偏大。现状网常见问题

第一节现状电网分析-中压NorthChinaElectricPowerUniversity【前提条件】：已知负荷预测（分区和总量）、目前变电容量、各级直供用户负荷、容载比的合理范围。第三节变电容量的电力电量平衡描述电源现状和发展现状，并开展地区电力平衡，依据现有和规划期内能实现的电网情况对本区电网与系统之间的送受电能力进行分析，为电网规划提供依据。内容包括：1电源现状和发展规划：描述本地区220千伏及以下电厂现状，同时对规划期内国家投资主管部门允许开展前期工作的规划电源以及接入系统方案予以简述。

2电力平衡电力平衡的目的就是依据地区电网电源投产情况，分析地区在恶劣情况下电力盈亏情况以及联络线送受电情况，为电网规划提供依据，由于不同地区恶劣情况有所不同，因此地区做电力平衡时根据地区电网特点选择不同的方式。

若地区在规划期内出现送端及受端转换情况（如阜阳、马鞍山），可能影响规划电网结构，则需要分别进行送端以及受端平衡方式。（1）规划期内逐年以及规划展望年电力平衡对于受端地区，平衡是应注意：考虑枯水年份电力平衡；考虑5%的负荷备用；考虑事故备用：年最大负荷10%，一般不小于当地一台最大的单机容量。地区电网一般负荷规模较小，对于受端地区事故备用可仅考虑停最大单机。对于送端地区，平衡是应注意：可不考虑负荷备用；考虑平均高峰方式下电源满发的外送方式；对于抽水蓄能地区，平衡是应注意：考虑枯水年份电力平衡；考虑5%的负荷备用；考虑夏季低谷抽蓄机组满抽情况下的电力平衡。110kv变电容量平衡全市2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年2020年全社会用电最高负荷350041004700530059006800740010400220kV/10kV直供负荷290370415445465555580815110kV直供负荷216216216216216216216216220kV直供负荷120120120160160440440440110kV以下电厂出力4141414141414141110kV网供负荷28333353390844385018554861238888110kV规划容载比2.12.12.12.12.12.12.12.1需110kV变电容量594970418206931910537116501285818664

惠城区2009年2010年2011年2012年2013年2014年2015年2020年全社会用电最高负荷11001300150016701850204022003000220kV/10kV直供负荷100120140140160180180230110kV直供负荷2121212121212121110kV以下电厂出力22222222110kV网供负荷9771157133715071667183719972747110kV规划容载比2.12.12.12.12.12.12.12.1需110kV变电容量20512429280731643500385741935768

1.变电站选址定容的作用与意义2.高压配电变电站规划原则3.高压配电变电站站址和容量自动优化规划理论4.高压变电站选址定容

第四节变电站的优化规划NorthChinaElectricPowerUniversity

作用:变电站是电网中变换电压、汇集、分配电能的设施，它的站址布局直接影响着网架结构的优劣，对配电网络的可靠性、经济性和电能质量有着直接的影响。要求:根据未来电源的布置和负荷增长变化情况，以现有电网为基础，在满足负荷需求的条件下，确定今后若干阶段内的变电站建设方案，使其既安全可靠又经济合理。-作用与意义第四节变电站的优化规划NorthChinaElectricPowerUniversity

现状问题:传统的变电站选址是电力部门规划工作人员根据近期负荷报装，结合征地的难易情况，通过“拍脑袋”的方法确定的。这种方法简单实用，但是也存在明显的缺点：1.基于短期负荷发展要求，不能满足长期负荷发展需求，即从长远来看，站址不是最优的；2.不了解负荷分布情况，站址不在负荷中心，造成下一级电网主干线长度偏长，投资及线损都增大。因此，这种方法产生出的可能是一个不尽合理的变电站布点方式。--作用与意义第四节变电站的优化规划NorthChinaElectricPowerUniversity

-选址及定容原则变电站布点变电站站址条件变电站建设规模变电站最终出线规模第四节变电站的优化规划NorthChinaElectricPowerUniversity

--选址及定容原则变电站布点:（1）根据负荷分布、网络优化、分层分区的原则进行统一规划。（2）符合电网规划要求，尽量靠近负荷中心，交通便利，进出线方便。（3）变电站之间的距离应考虑中压线路的供电半径，城区范围内主干长度一般不超过3km。

第四节变电站的优化规划NorthChinaElectricPowerUniversity

--选址及定容原则变电站站址条件:（1）占地面积应满足最终规模要求。（2）符合城市总体规划用地布局要求，在满足建站条件前提下，应根据节约土地、降低工程造价原则合理选择建设用地。（3）对周围环境的干扰和影响应符合有关规定。（4）要避开易燃、易爆及污染严重地区，避开地质、地形、环境、人文条件不适建站地区。（5）满足防洪、防震要求。第四节变电站的优化规划NorthChinaElectricPowerUniversity

--选址及定容原则变电站建设规模:（1）一个变电站的主变台数（三相）一般不宜少于2台或多于4台，单台变压器（三相）容量不宜大于下列数值：180MVA(220kV),63MVA(110kV),31.5MVA(66kV),20MVA(35kV);网络中同一电压等级的主变单台容量一般不超过3种，在同一变电站中同一电压等级的主变一般采用相同规格。 （2）变电站首期投产主变台数应满足3年内不需扩建主变；在负荷密度较高区域，变电站首期投产主变台数不应少于2台。（3）实际工程中为保证供电可靠性要求，当一个变电站中配置2台主变时，正常情况下主变平均负载率一般不超过65%，主变低压侧系统接线方式要求能在一台主变停运时由另一台主变转带全部负荷；当一个变电站中配置3台主变时，正常情况下主变平均负载率一般不超过86%，主变低压侧系统接线方式要求能在一台主变停运时由另两台主变转带全部负荷。第四节变电站的优化规划NorthChinaElectricPowerUniversity

--选址及定容原则变电站最终出线规模（1）110kV变电站110kV进线：2～4回。有电厂接入的变电站可根据需要增加到6回。

10kV出线：每台50、63MVA主变配12～15回出线；每台31.5、40MVA主变配10～12回出线。（2）66kV变电站66kV进线：2～4回。10kV出线：每台31.5MVA主变配8~10回出线；每台20MVA主变配6～8回出线。（3）35kV变电站35kV进线：2～4回。10kV出线：每台20MVA主变配6～8回出线；每台10MVA主变配4～5回出线。

第四节变电站的优化规划NorthChinaElectricPowerUniversity---优化规划理论

（1）动态的优化过程

（2）采用水平年法：分解成水平年（即目标年）和中间年变电站规划

中间年目标函数值最小目标函数同上各阶段的变电站容量应不大于其后一阶段所确定的容量各新建变电站的位置与远期所确定的位置相同

第四节变电站的优化规划NorthChinaElectricPowerUniversity----高压变电站规划流程

1.电力平衡(负荷的空间分布预测结果,容载比)

分电压等级电力平衡，按照各电压等级的容载比规定要求，估算需要的变电容量。远景饱和状态下的容载比要略低于近中期的容载比大小

2.变电站选址定容3.供电范围和负载率计算

没有交叉供电区域，各变电站所带负荷分配均匀

4.容载比分析:各电压等级、各分区的容载比5.变电站选址结果敏感性分析负荷发展到高、中、低三个水平的变电站规划方案，并对方案可行性进行综合分析

第四节变电站的优化规划NorthChinaElectricPowerUniversity某区110kV变电站各规划年份负载率情况NorthChinaElectricPowerUniversityNorthChinaElectricPowerUniversity第二篇配电网规划的方法与关键技术NorthChinaElectricPowerUniversityNorthChinaElectricPowerUniversityNorthChinaElectricPowerUniversityNorthChinaElectricPowerUniversity第五节.电网结构规划5.1高压配电网接线模式分析目前国内外城市高压配电网的主要接线模式主要分为以下几类：双“T”接线双回辐射双回辐射+T接双“π”接线三“T”接线三“π”接线链式接线NorthChinaElectricPowerUniversity双回辐射

同侧电源的两线一变（单侧电源的双回辐射）

双侧电源的两线一变（双侧电源的双回辐射）1.线路的备用容量为50%，每条线路正常运行时的最大负荷只能达到线路允许载流量的1/2。2.满足线路N-13.站内采用内桥接线，适用于终端站。4.不防变电站全停解决了单侧电源的双回辐射中若220kV电源停电，将造成所带66kV变电站全部停电的问题。因此可靠性更高。常适用于负荷密度较低、可靠性要求较高的供电区域。可作为地方网架规划时的初始方案。第五节.电网结构规划NorthChinaElectricPowerUniversity双回辐射

拉手结构的四线两变

拉手结构的四线两变常用于网架过渡方案，当地方负荷增长时，可由早期的两线一变（单电源、双电源）扩建致四线两变，以满足负荷的要求。该接线方式经济性好，可靠性高，当一条线路出现开关故障、检修或其中任一220kV变电站(或母线)停电时,停电线路通过联络开关的操作可实现在短时间内恢复供电，即使发生两电源同一手拉手出线故障、最多该出线所带负荷断电，不会造成全部负荷断电。接线简单、调度运行灵活、方便，继电保护整定简单。各地区初期均存在双回辐射接线方式南方电网导则：过渡期内，在110kV主干线路尚未完全建成时，新建的110kV变电站可先以双回路辐射的形式接入220kV变电站；B、C类区域可采用该种接线方式。华北电网导则：B、C、D类区域均可采用该种接线方式第五节.电网结构规划NorthChinaElectricPowerUniversity双回路辐射+T接三线两变接线方式

与拉手结构的四线两变接线方式相比，省去一台断路器等开关设备投资，所需T接的输电线路