德国配电网的规划与评估Chinareisech.ppt

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1、Planung und Bewertungvon Verteilungsnetzen in Deutschland,德国配电网的规划与评估,Univ.-Prof.Dr.-Ing.H.-J.Haubrich亚琛工业大学 H.-J.Haubrich教授,Struktur der deutschen Stromversorgung 德国电力系统的结构,P 1 MW,500.000 Netze,Mittelspannung中压10/20 kV,P10-20 MW,5.000 Netze,Hochspannung高压 110 kV,P100 MW,100 Netze,Ausland,Hchstspann

2、ung超高压 380/220 kV,1 Netz,P 1000 MW,Niederspannung低压 0,4 kV,Zuverlssigkeitskriterien 可靠性标准,Reparatur 维修,Umschaltung vor Ort 站内手动分合闸操作,Umschaltung fernbedient 遥控分合闸操作,automatische Umschaltung 自动分合闸操作,Ausfall-Leistung 损失功率,0,01,0,1,1,10,100,10000,24 h,10 h,1 h,10 min,1 min,10 s,1 s,Unterbrechungsdauer

3、恢复供电时间,MVA,Nieder-spannung低压,Mittel-spannung中压,Hoch-spannung高压,Hchst-spannung超高压,Netzzuverlssigkeit 电网的可靠性,beeinflusst durch 受以下因素影响：Netzstruktur 网架结构(Topologie und Anlagendimensionierung 拓扑及设备容量)Netzfhrung 网络运行(berwachung监视,Steuerung控制,Entstrung排出故障)Instandhaltung 系统维护(inkl.Erneuerung包括系统更新)bisher

4、nur qualitative Vorgaben 目前只有确定性的标准(n-1)-Kriterium电网安全(n-1)准则zuknftig auch quantitative Vorgaben 将来还会引入定量标准TuUnterbrechungsdauer 恢复供电时间HuUnterbrechungshufigkeit 供电中断频率Qu=Tu Hu Unterbrechungswahrscheinlichkeit(Nichtverfgbarkeit)供电中断概率(不可用率),Deutschland德国,Niederlande荷兰,Frankreich法国,Grobritannien英国,Ita

5、lien意大利,Spanien西班牙,Irland爱尔兰,Norwegen挪威,Finnland芬兰,Portugal葡萄牙,0,500,22,34,59,70,171,179,197,218,456,500,Nichtverfgbarkeit 不可用率,min/a,300,200,100,Europaweiter Zuverlssigkeitsvergleich 欧洲各国可靠性比较,Nichtverfgbarkeit in Deutschland(2006)2006年德国电网的不可用率,Erzeugung und Vertrieb发电成本及销售,36%,38%,26%,Strompreis-

6、Komponenten bei Haushaltskunden居民用户的电价构成,GesetzlicheAbgaben赋税,Netz网架费用,380 kV,110 kV,10/20 kV,400 V,50%,25%,15%,10%,Verteilung配电网90%,Netzoptimierung 网架优化,Anlagen-MengeVerluste设备及损耗,Kalkulations-parameter计算参数,Versorgungs-aufgabe供电区域情况,techn.Planungs-vorgaben,Spezifische Anlagen-und Verlustkosten单位损耗及

7、设备费用,Netz-konzept网架结构,Netzoptimierung网架优化,Zielfunktion目标:minimale Errichtungs-und Betriebskosten 建造及运行维护费用最小化Nebenbedingung约束条件:angemessene Zuverlssigkeit 适当的可靠性,Kalkulations-parameter计算参数,Kalkulations-parameter计算参数,110-kV-Netzoptimierung 网架优化,5000 km lndliches Gebiet28 Stationen 电站800 MW Lastspitze

8、 最高负荷,380-kV-Station,110-kV-Station,Einfach-oder Doppelfreileitung380/110-kV-TransformatorenSchaltanlagenkonzepteTrassenwahl,Versorgungsaufgabe 供电区域情况,Freiheitsgrade 自由度,Fixpunkte 固定点,Kostengnstigstes(n-1)-Konzept 遵守(n-1)准则的成本最低电网,0,4,12,Mio./a,Verluste损耗,Leitungen 线路,Stationen(110 kV)变电站,(2x300),(2

9、x300),(2x300),groe Zuverlssigkeitsunterschiede 相当大的可靠性差异,Einspeisung(380 kV)馈电部分,(n-1)-sicheres Netz满足(n-1)的网络,8,Qu 3 min/a im gesamten Netz 不可用率小于 3 分钟/年,(2x300),(2x300),(2x300),Exemplarische Ergebnisse 结果示例,V,L,S,V,L,S,Andere Netztopologie,mehr Einfachleitungen,aufwndigere Stationskonzepte网架拓扑改变，更

10、多的单回路线路，更昂贵的变电站技术,E,E,(n-1),3 min/a,0,4,12,Mio./a,8,+6,6%,Effizienzvergleich von 110-kV-Netzen 网架效率比较,60,80,%,100,110-kV-Netze110千伏电网,0,5,10,15,20,20,40,Netzkosten 电网成本,Istnetz 现有电网,Zielnetz优化后电网,OST,WEST,110-kV-Station(2),10-kV-Station(265),10-kV-Kabel 电缆,10-kV-Netzoptimierung 电网优化,Ist-Netz 现有电网,10

11、-kV-Zielnetz 优化后电网,Leitungslnge:162 km 73%线路总长Leistungsschalter:26 34%断路器数量,Ist现有电网,Ziel优化电网,0%,50%,100%,Kosten费用,Kostenvergleich 费用比较,-24%,Ist现有电网,0,0,25,0,5,1/a,0,36,0,05,Ist现有电网,0,120,240,min,230,25,Ziel优化电网l,Ziel优化电网,Zuverlssigkeitsvergleich 可靠性比较,HU,TU,Zusammenfassung 总结,Verteilungsnetze bestim

12、men zu ber 90%配电网决定着90%以上的die Netzkosten und 网架费用和die Versorgungszuverlssigkeit 供电可靠性Optimierung der Netzstruktur durch Minimierung 通过优化网架结构可以降低der Errichtungskosten und 设备成本der Betriebskosten(Instandhaltung,Verluste)运行成本(维护，损耗)Erfolgreich eingesetzte Optimierungsverfahren sind 已成功运用的优化算法有Genetischer Algorithmus fr Grundsatzplanung 基因算法(110 kV)Ameisen Algorithmus fr Ausbauplanung 蚁群算法(110 kV)Travelling Salesman Prozedur fr Grundsatzplanung旅行商问题算法(10/20 kV)Quantifizierung der Versorgungszuverlssigkeit mit 量化电力系统的可靠性Simulationsverfahren仿真方法(Monte Carlo)analytischen Verfahren解析法(Markov),