《电力负荷分析》PPT课件.ppt

第三章 电力负荷分析、计算与预 测,电力负荷的含义:一方面:指电力工业的服务对象，包括使用电力的部门、机关、企事业单位、工厂、农村、车间、学校以及各种各样的用电设备。另一方面:指上述各用电单位、部门或设备使用电力和电量的具体数量。在电力规划中:指国民经济整体或部门对电力电量的消耗量的历史情况及未来的变化发展趋势 所以电力负荷是电力规划的基础,第一节 电力负荷的分类及其特 点,一、按用电的部门属性划分 1、工业用电 可分为：重工业用电、轻工业用电 用电特点：a.用电量大（75%）b.用电比较稳定 2、农业用电可分为：排灌用电、农副加工用电、农村照明 用电等 用电特点：a.用电量小 b.季节性强,3、交通运输业用电 可分为：电气化铁路用电、城市电车交通用电等 用电特点：a.用电比重较小4、市政生活用电 可分为：商业用电、街道照明用电、家庭生活用电 及城市公共娱乐场所用电等 用电特点：a.日负荷率较低，但月不均衡率较高,二、按负荷的大小划分1、最大负荷（也称最高负荷或尖峰负荷）可分为：a.日最大负荷 b.月最大负荷 c.年最大负荷 2、最小负荷（又称为最低负荷或低谷负荷）可分为：a.日最小负荷 b.月最小负荷 c.年最小负荷,3、平均负荷：即一定观察统计时段内，出现 的负荷的平均值 可分为：a.日平均负荷 b.月平均负荷 c.年平均负荷,三、按使用电力的目的划分1、动力用电2、照明用电3、电热用电4、操作控制用电5、通讯用电（注：这种分类方法主要用于能源平衡分析）,四、按电用户的重要性划分1、一类负荷（或一级负荷）这类用户是必须保证高度供电可靠性的 2、二类负荷（或二级负荷）对这类用户电力系统至少要提供中等程度的供电可靠性 3、三类用户（或三级负荷）这类用户的供电可靠性是最低的。注：a.这三类负荷的划分，在不同历史时期，有不同的内容 和要求 b.这类负荷的分类方法，主要用在电力系统的调度管 理上，特别用于用电管理上,五、按负荷预测期的时间长短划分 1、电网规划设计部门对电力负荷预测的时间分类：1）短期负荷（5年以内）2）中期负荷（10-15年）3）长期负荷（15-30年）（注：电力规划中的负荷预测一般是指对年最大负荷的预测）2、电网调度部门对电力负荷预测的时间分类：1）超短期负荷预测（1h之内）2）短期负荷预测（24h-48h内的负荷预测）3）中期负荷预测（一周至一月的负荷预测）4）长期负荷预测（以年为单位的负荷预测）,六、电力负荷按电能的生产和销售过程分类1、发电负荷（或称系统综合发电最大负荷）为一个系统中各发电厂同一时间的实际发电出力合计值 2、供电负荷 发电负荷厂用负荷=供电负荷3、用电负荷 供电负荷网损负荷=用电负荷,厂用电率：厂用电负荷占本厂发电负荷的百分数 即厂用电率=厂用电负荷/本厂发电负100%下列发电厂厂用电率可供参考用：热电厂 12%小型凝汽式电厂 11%左右（单机容量小于2.5万kW）中型凝汽式电厂 810%大型凝汽式电厂 48%水电厂 0.11%核电厂 58%,七、电力负荷按所属行业分类1、城乡居民生活用电 2、国民经济行业用电，又可分为：1）农、林、牧、渔、水利业2）工业3）地质普查和勘探业4）建筑业5）交通运输、邮电通信业6）商业、公共饮食业、宾馆、广告、物资供销和仓储业的用电7）其他事业,第二节电力负荷预测的的基本程序及影响因素,一、基本程序,调查和选择历史负荷数据资料,历史资料的整理,对负荷数据的预处理,建立负荷预测模型,应用预测模型,评价预测的结果,评价预测精度,编写预测分析报告,二、影响电力负荷预测的因素,1、经济发展水平及经济结构的影响2、收入水平、生活水平和消费观念的影响3、电力消费结构变化的影响4、气候气温的影响,5、电价的影响6、需求侧管理的影响7、电力供应侧的影响8、政策因素的影响,第三节 常用的电力负荷计算、预测方法,电力负荷的预测目标包括:1、规划期内的年发电量 2、规划期内的年用电量 3、系统的年最大负荷 长期负荷预测：用于电力系统规划中期负荷预测：用于电力系统设计近期负荷预测：年度计划和生产调度,常用负荷预测方法：,一、经验技术预测法 专家会议法1、专家预测法 专家小组法2、类比法：将类似事物进行类比分析，通过已知事物对未知事物或新事物作出预测。,二、经典技术预测方法1、用电单耗法 这个方法是根据预测期的产品产量（或产值）和用电单耗计算需要的用电量，即：式中 Ah某行业预测期的需电量；Ui各种产品（产值）用电单耗；Qi各种产品产量（或产值）。分别算出各行业的需用电量之后，把它们相加，就可以得到全部行业的需用电量。,AhQiUi,在已知某规划年的需电量后，可用年最大负荷利用小时数来预测年最大负荷，即 Pnmax=An/Tmax式中 Pnmax 年最大负荷（MW）；An年需用电量（kWh）；Tmax年最大负荷利用小时数（h）。各电力系统的年最大负荷利用小时数，可根据历史统计资料及今后用电结构变化情况分析确定。,2、弹性系数法 电力弹性系数kt是指用电量的年平均增长率kzch与国民生产总值年平均增长率kgzch的比值，即 kt=kzch/kgzch（宏观指标）有了弹性系数及国民生产总值的年平均增长率，就可以计算规划年份所需用的电量，即 Am=A0(l ktkgzch)n式中 Am 预测期末的需用电量；A0-预测期初的需用电量 kt 电力弹性系数；kgzch国民生产总产值的年平均增长率；n 计算期的年数。,3、回归分析法 即利用数理统计原理，对大量的统计数据进行数学处理，并确定用电量或用电负荷与某些自变量例如人口、国民经济产值等之间的相关关系，建立一个相关性较好的数学模式即回归方程，并加以外推，用来预测今后的用电量。方法：找曲线函数，然后用最小二乘法使其间的偏差之平方和为最小，求解出回归系数，并建立回归方程。,最小二乘法：把数据序列的发展趋势用方程式表示出来，进而利用趋势方程按最小平方法来确定发展趋势曲线，就是要求时间序列实际值对趋势的偏差平方和为最小条件：1）原数列数值与对应趋势的偏差平方和为最小 2）偏差总和等于零，求解出回归系数，并建立回归方程,4、时间序列法方法:根据历史统计资料，总结出电力负荷发展水平或负荷的年增长率或负荷的多年平均增长率（5年或10年)与时间先后顺序的关系。如：简单平均法、加权平均法 5、商业用电预测方法 归纳起来主要有两种方法：1）直接外推法：即将商业用电的历史数据，拟合出商业总用电量增长曲线，外推到所需预测的时刻，得到商业总用电量预测值,2）比例法：即根据统计数据找出商业用电与居民生活用电之间的比例关系，外推这个比例关系，乘以居民用电量求得 6、居民生活用电预测方法 即城镇居民生活用电与人均收入情况、家庭人口多少及居民住房条件有关。方法：一般用综合用电水平法预测 居民总用电量=人均耗电量居民人数,7、负荷密度法 所谓负荷密度是指单位面积的用电负荷数（kW/km2）方法：根据对不同规模城市的调查，参照城市发展规划、人口规划、居民收入水平增长情况等，用每平方公里面积用电负荷，来测算城镇负荷水平。8、农业用电预测方法 方法：可按每亩地的平均用电量来测算，也可按分项计算，例如排灌、农、牧、林、渔业的生产用电和农村照明等。,三、不确定性负荷预测方法 1、灰色预测方法：在灰色系统理论的研究中，将各类系统分为白色、黑色、和灰色系统。”白”指信息完全已知；”黑”指信息完全未知；”灰”指信息部分已知、部分未知，或者说信息不完全，这是”灰”的基本含义。,灰色系统理论认为对既含有已知信息又含有未知或非确定信息的系统进行预测，就是对在一定方位内变化的、与时间有关的灰色过程的预测。尽管过程中所显示的现象是随机的、杂乱无章的，但毕竟是有序的、有界的，因此这一数据集合具备潜在的规律，灰色预测就是利用这种规律建立灰色模型对灰色系统进行预测。,2、模糊预测法：以模糊数学为工具，针对不确定或不完整、模糊性较大的数据进行分析、处理，其核心在与以隶属函数描述事物间的从属、相关关系，不再将事物间的关系简单地视为仅有“是”或“不是”的二值逻辑，从而能更客观的对电力负荷及其相关因素作出计算和推断。3、神经网络预测法：模拟人脑信息处理、存储的检索机制而构造的，是由大量人工神经元密集连接而成的网络。根据人工神经元结构以及互连方式的不同，可以获得各种不同的人工神经网络模型。,第三节 综合最大负荷的计算,一、综合最大用电负荷 各变电所、各省、地区及全网的综合用电最大荷，不是等于各用户最大负荷值的直接相加，而应乘以一个小于1的同时率K：同时率K定义为：K=Pmax/Pi.max Pmax综合最大用电负荷按下式计算；Pmax=KPi.max Pimax变电所各用户最大负荷；K同时率。每个系统应根据实际统计资料确定，当无实际统计资料时，可参考下列数值：各用户之间 K=0.85l.0 用户少或有特大用电负荷时 K=0.951.0 用户特别多时 K=0.60.85 地区或系统之间 K=0.90.95,二、全网供电负荷的计算 供电负荷=用电负荷+线损线损率（网损率）：式中：Pgmax全网最大供电负荷；P网损负荷；Pg供电负荷；Kxs线损率（网损率），依调查而定，一般为510%。,三、全网最大发电负荷的计算厂用电率式中：Pfmax全网最大发电负荷；Pf发电负荷；Pcy厂用负荷；kcy厂用电率。全网最大发电负荷也可按下式直接计算：,发电负荷=供电负荷+厂用电,第四节 电力负荷曲线的种类及特性指标,一、电力负荷曲线的种类 日负荷曲线:表示一天内每小时负荷的变化情况 年负荷曲线:一年内各月最大负荷的变化情况 周负荷曲线:表示一周内每日最大负荷的变化情况 年持续负荷曲线:将全年负荷按大小排队，并作出对应的累计持续运行小时数，从最小负荷开始，依次将各点负荷连成曲线,二、电力负荷曲线特性指标 负荷曲线特性指标是进行负荷分析、掌握负荷随时间变化的规律和特性，初步确定各类电厂的运行方式和装机容量的参数。（一）日负荷曲线特性指标 1、日负荷率 指日平均负荷与日最大负荷的比值，即 Pav/Pmax Pav 日平均负荷 Pmax 日最大负荷 表示负荷的平均程度，其值越高，说明负荷在一天内的变化越小,2、日最小负荷率 指日最小负荷率是日最小负荷与同日最大负荷之比，即：=Pmin/Pmax Pmin 日最小负荷 Pmax 日最大负荷 日最小负荷率表明一天内负荷变化的幅度，其值越高，说明负荷在一天内大小的变化越小（二）年负荷曲线特性指标 1、月不均衡系数 指该月的平均负荷与月内最大负荷日平均负荷的比值，它表示月内负荷变化的不均衡性，亦称月负荷率，公式为：,Pyav/Pyzav式中 Pyav月平均负荷；Pyzav月内最大负荷日的平均负由于各月的不同，一年的平均值可用下式计算，即：av=y/12式中 y各月的月不均衡系数；av年的月不均衡系数平均值2、季不均衡系数=Pymax/12 Pnmax式中 Pymax全年各月的最大负荷值 Pnmax年最大负荷值。,3、负荷静态下降系数Kj 指不考虑负荷在一个年度内增长时，负荷由于季节性自然下降的情况。Kj=Py.max/Pn.max式中 Py.max 静态最小负荷月的月最大负荷；Pn.max静态年最大负荷。4、负荷的年平均增长率指所计算年度的年最大负荷或电量与前一年度最大负荷或电量的比值 Kzzh=（）100%式中 Kzzh 负荷的年平均增长率；,KA所计算年度的负荷或电量与上一年的负荷或电量的比值 n两个水平年相隔年数，一般与国民经济计划相适应（5年或10年）5、年最大负荷利用小时数 年发电量除以年最大负荷Pnmax即得年最大负荷利用小时数 T=式中 AF 年发电量；Pnmax年最大负荷。,6、年最大负荷利用率年最大负荷利用率等于该年最大负荷利用小时数除以全年小时数，按下式计算=,第五节 电力负荷曲线的编制,一、日负荷曲线编制1、各行业典型负荷曲线叠加法2、历史负荷曲线修改法 这种方法是在掌握历史统计资料的基础上，结合远景负荷结构的变化修改而成，其步骤如下：1）分析近几年的实际负荷曲线，挑选出人为调整负荷情况少的曲线作为典型日负荷曲线。2）将规划年份各类用户负荷结构百分数与所选用的典型日负荷曲线的实际负荷结构进行对比。3）将负荷比重变化较大的用户，按规划年所改变的比重代入相应的典型负荷曲线，再进行典型日负荷曲线的修正（以百分数表示）。4）将规划年份各季的最大负荷值代入综合典型负荷曲线，即可得到用有名值表示的冬季或夏季典型日负荷曲线。3、典型系统法,二、年负荷曲线的编制 一般有两种方法：1、现有曲线修改法。2、运用负荷曲线特性指标计算法。,第四章 电力电量平衡,第一节 电力电量平衡的目的和方法,定义:电力电量平衡是电力电量供应与需求之间的平衡。电力电量平衡分为：电力平衡 电量平衡 注：电力电量平衡电力规划和系统设计中的重要环节，是电力规划的主要成果之一。此项工作的好坏，直接关系到规划编制的科学性和可靠性，关系到规划工作的质量,一、电力电量平衡的目的1、电力平衡的目的 1）根据系统预测的负荷水平，必要的备用容量以及厂用网损容量确定系统所需的装机容量水平。2）确定各类发电厂的建设规模（或装机规模）及建设进度。3）研究电力系统可能的供电地区及范围，同时，还应研究与相邻电力网（或地区）联网的可能性和合理性。4）确定电力系统（或地区）之间主干线的电力潮流，即确定可能的交换容量。,2、电量平衡的目的 1）确定系统需要的发电量。2）研究系统现有发电机组的可能发电量，从而确定出系统需新增加的发电量。3）根据选择的代表水平年，确定水电厂的年发电量，从而确定火电厂的年发电量，并根据火电厂的年发电量进行必要的燃料平衡。4）根据系统的火电装机容量及年发电量，确定出火电机组的平均利用小时数，以便校核火电装机规模是否满足系统需要。所以：电量平衡是全国（或地区）能源平衡的基础资料之一。电量平衡的好坏，也关系到全国（或地区）能源平衡的质量，并影响能源工业的发展。,二、电力电量平衡的方法 方法即电力电量平衡表的编制过程。电力电量平衡表的编制方法如下：1、根据规划期的负荷预测结果，确定相应年份的系统最高负荷水平及相应的年需电量2、根据系统的规模、结构及可靠性要求等条件，确定必要的备用容量。3、根据系统所需发电容量和所需备用容量，确定系统所需装机容量。4、确定系统规划期及逐年需新增的装机容量及年电量。,5、论证水电厂的装机容量、工作容量及年电量。6、确定所需的新增火电容量（及年发电量）。7、根据系统所需新增的火电容量及年火力发电量，求出火电机组的年利用小时数,第二节 电力系统的备用容量,一、负荷备用容量的确定原因：实际负荷是瞬时变化的，再加上常常出现计划外的短时负荷，因此需要设置负荷备用容量，以保证系统维持在标准频率运行 负荷备用容量为：最大负荷的25%，低值适用 于大系统，高值适用于小系统 调频电厂：担任负荷备用任务的电厂，它应具有 立即带上负荷的能力，所以一般都采用旋转备用,二、事故备用容量的确定原因：当运行中部分机组因异常或事故而强迫停运时，为了保证在规定的时间内不间断地向用户供电，需要设置事故备用容量 水电厂：应有专用的备用库容作保证，其大小宜满足事故备用连续工作10天 火电厂：宜使机组长期在经济出力范围内运行。在事故消除后的10天内，应保证恢复水电厂所消落的备用库容注：一般考虑事故备用容量为最大发电负荷的10%左右，并且不小于系统1台最大单机容量,三、检修备用容量的确定原因：为了保证发电设备安全经济的运行，发电设备必须有计划的定期进行检修 时间：一般首先考虑尽可能利用负荷下降的季节安排检修。（有局限性）所以需设置专门的检修备用容量按最大发电负荷的815%考虑 注：设计规程规定：大中系统一般只考虑前三种备用，总备用容量不少于20%。专州系统由于季节性强，可靠性要求低，可只考虑计及负荷备用,第三节 水电厂出力和代表水文年的选择,一、水电厂的保证率与保证出力 水电厂的设计保证率：指电厂正常发电的保证程度。将电厂各时段的出力计算按大小排队，大于或等于某一出力的频率，称为该平均出力的保证率，以百分数表示。保证出力：相应于设计保证率的枯水时段的发电平均出力保证率参照下列数值采用：,二、电力电量平衡中的代表水文年的选择 在水、火电联合运行的电力系统中，一般要考虑下列四种有代表性的水文年的电力电量平衡，以概括系统全部运行的情况。1、设计枯水年：设计枯水年是水电厂正常运行中遇到的相应于设计保证率的水文年，这是水电厂正常运行中最不利的情况。2、平水年：保证率为50%的水文年为平水年。3、丰水年：保证率不大于10%的水文年谓之丰水年。,4、特枯水年：水电厂设计保证率以外的水文年 设计规程：一般按枯水年进行电力平衡，按平水年进行电量平衡，按丰水年校验线路的送电能力，按特枯水年校验系统的适应能力。,第五章 电源规划,第一节电源规划的内容及一般步 骤,一、电源规划的重要性：电力系统规划设计的核心，它不但对整个国民经济，特别是电力工业的发展有重大影响，而且也涉及到有关部门巨额的投资支出，因此，电源规划受到日益广泛的重视。二、电源规划的任务：是根据某一时期预测的负荷需要量，在满足一定可靠性水平的条件下，寻求一个最经济的电源建设方案。,三、其具体内容及一般步骤为：1、确定所需新增发电设备的总容量 2、确定新增电源的布点方案 3、根据确定的电源布点方案，再进行逐年的电力平衡，最后确定各电厂的建设规模及装机进度 4、最后是确定机组容量 最大机组容量一般取为系统总容量的（810）%也可取为系统总容量的15%。,第二节 电源规划的一般原则,电源方案设计同样应遵循可靠性、灵活性和经济性的原则。具体地说，电源方案设计一般应注意：l、全面分析各项因素，根据国民经济的总体利益确定电源的合理结构，亦即各类发电厂及由大系统供电的合理关系。2、每个电力系统要重点设计建设若干个骨干电厂或电源基地，以保证本区内国民经济发展对电力供应的需要。3、电厂的规模、单机容量应与电力系统容量相适应。,4、应优先推荐建设条件优越、经济指标好的水力发电厂。5、扩建电厂与新建电厂的比例应适度，以便规划期以后的年份内电力系统中有必要的接续电厂。6、各电源方案技术经济指标相差不大时，宜优先考虑能提高电力系统稳定水平的电源方案。7、电能流向应与发电燃料的运输方向相一致，电源规划中不应产生煤电倒流现象。8、在规划电源方案考虑系统总装机总量时，应具有足够的备用容量，以保持系统经常在额定频率下运行。,9、在经济基础好能源缺乏交通运输紧张的地区可考虑建核电站。10、专州供电电源规划原则,第三节 变电所布局与规划,规划中，对变电所的布局应考虑以下几方面:1、接近负荷中心 2、节省投资，便于维护 3、合理组合负荷，提高设备利用率 4、地质地形条件适宜（1）变电所应有适宜的地质条件（2）35kV变电所的所址宜在50年一遇的洪水位之上。110kV变电所的所址标高宜在百年一遇的洪水位之上，否则应有防护设施。,（3）山区变电所须踏勘所址附近山洪口冲刷及排洪情况（4）所址尽量不设在空气污秽地区 5、近期和远期的关系（l）发展规模，包括各级电压的出线回路数、无功补偿、配电装置、今后可能出现的新电压等级等（2）系统联接要考虑能满足远景逐年增加出线或主变增容，以及与系统联接方式改变时，对进出线方向的影响。6、其他条件,第四节 电厂厂址、变电所所址及输电线路径选择,一、火电厂厂址选择（一）厂址选择的基本要求 1、正确处理电源建设与其他经济部门的关系 2、厂址条件必须落实 3、应对各可行方案进行全面的技术经济比较 4、厂址规模应与电力系统发展规划相适应 5、应充分考虑环保和生态方面的要求 6、签订文字（书面）协议,（二）火电厂厂址条件1、电厂场地条件(1)厂址用地应在满足施工和生产需要的条件下，注意节约用地，尽量利用荒地、空地和 劣质地。(2)占地面积大小与厂址的规划容量和单机容量及机组台数有关(3)要有足够的施工用地(4)厂址地形应尽量平坦,(5)厂址应考虑防洪要求(6)充分考虑电厂的出线条件，留有足够的出线走廊(7)火电厂排放的大量灰渣、废水、烟尘和噪音，对周围环境采取必要的防护措施(8)电厂厂址应尽量远离城市、风景区、旅游区和重点文物保护区，同时，厂址也不应选在有开采价值的矿藏之上,2、供水(1)电厂可采用直流供水系统或混合供水系统或循环供水系统(2)选择厂址时，水源必须落实(3)水源地应尽量靠近厂区，以减少供水系统的投资，同时方便维护管理(4)电厂用水量包括凝汽器用水量，除灰用水量，冷却设备补充用水量及其他生产生活和消防用水量等,3、交通运输4、燃料5、灰场(1)火电厂的排灰量约占燃煤量的1520%(2)灰场不宜离电厂太远，一般以510km为宜(3)灰场的总容积应能存放电厂20年左右按规划容量计算的灰渣排放量6、地质7、职工生活条件,二、变电所的所址选择的要求1、接近负荷中心 2、使地区电源布局合理3、高低压各侧进出线方便 4、所区地形、地貌及土地面积应满足近期建设和发展要求 5、所址不能被洪水淹没及受山洪冲刷，而且地质条件应适宜（l）110500kV变电所的标高宜在100年一遇的高水位以上，35kV变电所的标高宜在50年一遇的高水位以上，否则应设防护设施。,（3）所选所址应避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞等地质条件地带，也不宜选在有矿藏地区6、确定所址时，应考虑其与邻近设施的相互影响7、交通运输方便 8、具有可靠水源，排水方便（l）对给水水源的要求，随变电所性质不同而异（2）变电所的排水，主要是生活下水，变压器事故排油和调相机冷却用水的排水或排污。9、施工条件方便,三、送电线路的路径选择 送电线路路径选择的目的:是在线路的起、迄点间，综合考虑各种因素，选出一条投资造价最省，技术条件最好，能符合全面经济合理条件的路径。选出的路径，既要满足送电线路对周围建筑物间的距离要求，又要满足对通信线干扰影响等要求,送电线路的路径选择一般分两个阶段进行:初勘选线:用在电力系统规划设计的方案比较中 终勘选线:用在作精确的计算或工程设计时（一）初勘选线 分为三个阶段:1、图上选线,2、收集资料 3、初勘 初勘工作一般包括如下内容：（1）根据地形、地貌找出图上选线的实地位置并沿线勘察；对特殊大跨越，应进行实地选线、定线，进行平断面图草测及地质水文勘察；在某些复杂地段，需用仪器测量落实或测绘有关平断面图。（2）由收资、协议人员到沿线的县、乡及有关厂、矿收集沿线有影响的障碍、设施资料，并办理初步协议。,（3）做好拆迁、砍树、修桥补路所需建筑材料产地、材料站设置及运距调查工作（二）终勘选线 1、终勘选线的基本原则（1）尽可能选择长度短、特殊跨越少、水文和地质条件较好的路径方案（2）尽可能避开森林、绿化区、果木林、公园、防护林带等。,（3）尽可能少拆迁房屋及其他建筑物，尽量少占农田。（4）选线中要对运行安全、经济合理、施工方便等因素进行全面考虑、综合比较。2、终勘选线的一般技术要求（l）山区路径选择（2）跨河段路径选择（3）转角点选择,第六章 电网设计,第一节 概 述,一、电网设计的一般内容 电网设计的任务:是根据设计期内的负荷需求及电源建设方案，确定相应的电网接线，以满足可靠、经济地输送电力的要求。电网设计内容如下：l、确定输电方式；2、选择电网电压；3、确定网络结构；4、确定变电所布局和规模。,电网设计要解决的主要课题大致为：1、大型水、火电厂（群）及核电厂接入系统设计，因为这类电厂出线较多，距离也长，如何与电网连接的问题比较复杂，一般需要作专题研究；2、各大区电网或省级电网的受端主干电网设计；3、大区之间或省级电网之间联网设计；4、城市电网设计；5、大型工矿企业的供电网络设计。,二、电网设计的总要求电网设计的总要求是：从全网实际出发，合理布局，消除薄弱环节，加强受端主干网络，增强抗事故干扰能力，贯彻“分层分区”原则，简化网络结构，降低网损，满足可靠、优质、灵活、经济、安全诸方面的基本要求。,三、电网设计的具体要求和规定（一）电力系统运行的可靠性 1、应保证用户供电的可靠性。一级负荷：要求有两个或以上的独立电源供电。二级负荷：可用两个独立电源或两条线路、一条 线路供电。三级负荷：用一条线路供电。2、网络结构必须满足电力系统安全稳定导则中保持稳定标准。（见课本p21页）3、网络的过电压应不超过允许值。,4、短路电流应不超过允许值。5、网络干线应避免“T”接。（二）保证电力系统的电能质量，主要是保证电压质量“电力系统设计规程”对220kV及以上网络电压，有以下要求：1、枢纽变二次侧电压应不低于（11.1）UN，最大最小负荷电压波动不大于10%，事故时电压不低于0.95。2、枢纽变一次侧正常时电压不低于（0.951.0）UN，网络任何一点电压不能高于1.05UN。,（三）灵活性 1、网络结构要与电源发展配套，上下两级电网要协调发展。2、电网要能适应各种运行方式即正常、检修、事故及负荷变化、水文变化等运行方式 3、电网要考虑510年的负荷发展。4、事故运行方式根据规程应满足以下要求：（1）同级电压网络任一元件故障，其它元件不超过事故过负荷规定。（2）向无电源或电源较小的受端地区供电的两回或两回以上线路中，任何一回事故，应保证地区负荷7080%,（3）事故后输电容量应满足静稳水平和电压质量的要求。（4）装有两台及两台以上变压器的变电站，当一台事故时，其余应能保证全部负荷70%以上。（四）电力系统运行的经济性 在满足上述要求的条件下，设计方案要节约电网建设费（包括节约钢材、水泥、木材和设备）和年运行费，使年计算费用达到最小,四、电网规划应执行的技术原则如下:(1)电网是电力市场的载体，电网规划必须满足电力市场发展的需要并适当超前。(2)电网规划必须坚持统一规划，以安全可靠为基础，突出整体经济效益，满足环境保护要求，加强电网结构，提出合理的电网方案。(3)电网规划应重点研究目标网架，论证目标网架的最高电压、输电方式、供电规模、优化结构，进行稳定评价，目标网架应达到如下要求：,1)安全可靠、运行灵活、经济合理，具有一定的应变能力；2)潮流流向合理，避免网内环流；3）网络结构简单，层次清晰，贯彻“分层分区”的原则：4)适应大型电厂接入电网。(4）应重视受端网络规划，建成坚强的受端网架。(5)送端网络规划应根据送端电源所能达到的最终规模，远近结合统筹考虑。对于大型电源基地，路口、港口电厂集中的地区应作出战略性安排。,第二节 电力网的电压等级选择,一、电力网电压选择的原则 1、选定的电压等级应符合国家电压标准，即送电网电压为1000、750、500、330、220KV；高压配电电压为220、110、66、35KV；中压配电电压为35、20、10KV；低压配电电压为380V/220V。2、电压等级不宜过多，以减少变电重复容量，同一地区、同一电力网内，应尽可能简化电压等级。3、选定的电压等级要能满足近期过渡的可能性，同时也要能适应远景系统规划发展的需要。4、在确定电压系列时应考虑到与主系统及地区系统联网的可能性，故电压等级应服从于主系统及地区系统。,5、如果是跨省电网之间的联络线，则应考虑适应大工业区与经济体系的要求，进一步建成一个统一的联合系统，最好采用单一的合理的电压系列。6、大容量发电厂向系统送电，考虑出现高一级电压一回线还是低一级电压多回线向系统送电，与该电厂在系统中的重要性有关。7、对于单回线供电系统，在输电电压确定后的一回线送电容量与电力系统总容量应保持合适的比例，以保证在事故情况下电力系统的安全。8、是否发展新的高一级电压，应根据工程现实要求、目前电网的基础、科研和设备供应的可能性等因素综合考虑。,二、电力网电压等级选择1、直接查表法 这种方法比较粗糙一些。它是根据设计和运行的经验，总结电压等级与输送容量和输送距离的关系而得来的。一般可用于初选。各种电压相应的输送容量和输送距离范围见下表：注：用的时候不能两个都用极端，即最大输送容量对应最大输送距离。,2、根据负荷矩查表法 所谓负荷矩就是线路传输的功率与传输距离的乘积，即P(传输功率)L(距离)=PL 根据:U=0.1UN PL=f(UN)选择方法：PL为424037000 kWkm，选10kV；91000720000 kWkm，选35kV；126000015100000 kWkm，选110kV。,负荷矩法也可用来选择导线截面:10kV架空线路在电压降10%时的负荷矩,3、详细比较法 根据输送功率及距离的要求，列出各种可能的不同电压输电方案，计算各方案的全部投资及年运行费。用，列出费用流程进行折现计算，比较费用现值后对方案进行综合评价，确定所选择的电压方案。,第三节 电网接线方式的选择,一、电网接线方式选择的步骤1、根据电源和变电站的布点列出各种可能的接线方案。2、根据电网结构主要要求和规定，用直观分析的方法去掉一些明显不合理的接线。3、进行各方案的初步比较，只保留23个方案。4、进行详细的经济技术比较，最后选定一个最佳方案。,二、电网接线方式1、无备用接线 无备用接线指网络中任何一段线路因发生故障或检修而断开时，就要中断对某些用户的供电的接线方式。它可能有以下三种基本形式（l）放射形 从电源点直接连到各负荷点。（2）干线形 从电源出发将位于同侧的负荷分别串联起来。（3）树枝形 在串联干线上，用分支线连接附近的负荷点。,2、有备用接线 网络内任何一段线路因发生故障或检修而断开时，不会对用户中断供电的网络接线为有备用接线方式。它有以下几种基本形式：（1）双回路 将上面无备用接线中每一线段均增加成双回路，即双回放射形、双回干线形和双回树枝形。（2）环形 单电源环形和多电源环形。（3）两端供电网。,网络接线方式的选择可按下述几点进行考虑：（1）根据负荷对可靠性的要求，确定选择无备用或有备用接线。（2）根据电源和负荷点的相对位置，选择其间的连接方式，一般应使线路愈短愈好。（3）网络中可能包含以上多种接线方式，而较少单一的接线形式。（4）应结合所选择电压等级，拟定多种满足负荷可靠性要求的接线方案，进行初步比较，择优选出23个方案进行技术经济详细比较。,三、方案初步比较的指标 1、线路长度（公里）：它反映架设线路的直接费用，对全网建设投资的多少起很大作用。2、路径长度（公里）：它主要反映架设线路的间接费用，如修路、通讯等。3、负荷矩（kW公里或兆瓦公里）：为线段上通过的有功功率与输送距离（即线段长度）的乘积。全网负荷矩等于各线段负荷矩之和，即PiLi。,4、高压开关台数：高压开关价格昂贵，在网络投资中占较大比例，故应统计各方案的高压开关台数以进行比较，高压开关台数取决于网络接线和所选用的厂、站主接线。高压开关数估算方法：1）降压变电站：2）发电厂升压站 只比较出线回路多少。因内部的认为各个方案相同，所以不作比较。,