電力網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì).doc

第一章 概述1、1 電力規(guī)劃的基本概念l 電力規(guī)劃電力規(guī)劃是一種電力工業(yè)發(fā)展計(jì)劃，是為了實(shí)現(xiàn)“電力先行”，保障和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重要工作。電力工業(yè)的任務(wù)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域和人民生活等各個(gè)方面提供充足、可靠、合格、廉價(jià)的電能，因此，電力工業(yè)的發(fā)展和建設(shè)，必須超前于工農(nóng)業(yè)等其他領(lǐng)域的發(fā)展，必須根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從總體的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的和發(fā)展的觀點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)不是對(duì)電力工業(yè)的建設(shè)項(xiàng)目（如發(fā)電廠、變電站和輸電線）進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，而是從國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、地區(qū)和環(huán)境、電力系統(tǒng)整體出發(fā)，在規(guī)劃期的整個(gè)時(shí)間序列上來研究滿足負(fù)荷增長(zhǎng)需求和適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)合理的電力系統(tǒng)發(fā)展建設(shè)方案（包括應(yīng)建設(shè)那些項(xiàng)目、項(xiàng)目規(guī)模的大小、各項(xiàng)目的基本參數(shù)、它們的建設(shè)及投入運(yùn)行的順序、某些重大的技術(shù)措施等等）。所以，電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究的是整個(gè)電力系統(tǒng)在規(guī)劃期內(nèi)的戰(zhàn)略決策。l 電力規(guī)劃分類按規(guī)劃期可以分為 長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃（規(guī)劃期一般為十五至三十年），中期規(guī)劃（規(guī)劃期一般為十至十五年），和近期規(guī)劃（規(guī)劃期一般為五年）。按電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)分類，分為發(fā)電（電源）規(guī)劃，供電（電網(wǎng)）規(guī)劃等。l 電力規(guī)劃原則1）從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，綜合平衡。正確處理需要與可能、近期與遠(yuǎn)期、大型與中小型、水電與火電，環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)等各方面的關(guān)系。2） 電力規(guī)劃包括負(fù)荷分析、電力電量平衡、電源布點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)布局、規(guī)劃選廠和流域規(guī)劃等內(nèi)容。應(yīng)根據(jù)地區(qū)發(fā)展要求、動(dòng)力資源情況及自然條件等，提出電力系統(tǒng)規(guī)劃方案和水、火電廠及送變電工程項(xiàng)目的建設(shè)意見。3） 火電廠廠址選擇應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，盡可能靠近煤礦（坑口電廠）或靠近負(fù)荷集中地區(qū)，節(jié)約用地，減少土石方量。對(duì)可能方案進(jìn)行分析比較，推薦出優(yōu)選方案。4） 流域規(guī)劃要綜合考慮發(fā)電、防洪、灌溉、航運(yùn)、漁業(yè)、工業(yè)及生活用水等各種要求。l 電力規(guī)劃的基本任務(wù)1） 確定規(guī)劃范圍和規(guī)劃期限2） 負(fù)荷預(yù)測(cè)：負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，包括電量預(yù)測(cè)和電力預(yù)測(cè)兩方面，主要有：規(guī)劃期每年的年電量及月電量預(yù)測(cè)；規(guī)劃期每年的年最大負(fù)荷及月最大負(fù)荷預(yù)測(cè)；規(guī)劃期每年的典型日負(fù)荷曲線預(yù)測(cè)等。3） 電源規(guī)劃：根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果，考慮到本地區(qū)能源開發(fā)及燃料供應(yīng)等諸方面的因素，經(jīng)過多個(gè)方案的論證比較和優(yōu)化，提出能滿足負(fù)荷需要的規(guī)劃期內(nèi)最優(yōu)電源建設(shè)方案（包括在何時(shí)、何地、建何種類型、容量多大的電廠及各電廠的各臺(tái)機(jī)組投入系統(tǒng)的順序等）。4） 電網(wǎng)規(guī)劃：根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果，電源規(guī)劃方案以及現(xiàn)有系統(tǒng)的情況，結(jié)合電壓等級(jí)的選擇，進(jìn)行輸電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，選出滿足安全、技術(shù)何經(jīng)濟(jì)約束條件的最優(yōu)方案。5） 無功補(bǔ)償規(guī)劃：電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，除了用戶需要大量的無功功率之外，電力系統(tǒng)本身的許多元件（變壓器、換流站等）需要大量的無功功率。僅靠發(fā)電機(jī)很難提供足夠的無功功率，同時(shí)，大量無功功率通過輸電系統(tǒng)傳輸，也將惡化電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，如運(yùn)行電壓水平下降、功率損耗增大、運(yùn)行穩(wěn)定性下降等。因此，應(yīng)根據(jù)前面幾項(xiàng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，作出電力系統(tǒng)無功平衡，進(jìn)行無功功率補(bǔ)償最優(yōu)規(guī)劃。6） 聯(lián)網(wǎng)效益研究和聯(lián)絡(luò)輸電線規(guī)劃7） 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)行必要的計(jì)算（如調(diào)壓計(jì)算、穩(wěn)定計(jì)算等），提出保證可靠性和供電質(zhì)量的重大措施。1、2 本次規(guī)劃設(shè)計(jì)的目的和要求l 目的 通過本設(shè)計(jì)，鞏固和加深和對(duì)課程所學(xué)理論知識(shí)的理解；培養(yǎng)分析問題和獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力，理論聯(lián)系實(shí)際的能力，技術(shù)與經(jīng)濟(jì)全面考慮問題的觀點(diǎn)；l 基本內(nèi)容：本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是，在規(guī)劃范圍及規(guī)劃期限已經(jīng)確定、負(fù)荷預(yù)測(cè)和電源規(guī)劃均已完成的前提下，完成一個(gè)地方電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容包括：1） 通過電力電量平衡確定新增電源容量及臺(tái)數(shù)；2） 制定電力網(wǎng)絡(luò)的接線方案；3） 選擇電壓等級(jí)；4） 選擇導(dǎo)線截面積；5） 確定各各廠站電氣主接線；6） 計(jì)算全網(wǎng)潮流分布及輸電效率；第二章 電力平衡、確定系統(tǒng)裝機(jī)容量2 1 系統(tǒng)用電、發(fā)電負(fù)荷的計(jì)算 211 計(jì)算方法和公式l 最大綜合負(fù)荷計(jì)算Pzhmax = KtsPimax （2-1）Pzhmax ：系統(tǒng)最大綜合負(fù)荷；Pimax :各用戶最大負(fù)荷之和；Kts:同時(shí)系數(shù)，反映各用戶最大負(fù)荷出現(xiàn)時(shí)間的差異，與用戶數(shù)量、用戶用電特點(diǎn)等有關(guān)，一般可參考下列數(shù)值：用戶較少或特大用戶時(shí)，Kts = 0.95 ;用戶特別多時(shí)， Kts = 0.7 - 0.85 ;變電站、地區(qū)或系統(tǒng)之間，Kts = 0.9 - 0.95 ; （本次取0.91）l 供電負(fù)荷計(jì)算系統(tǒng)供電負(fù)荷是指各發(fā)電廠應(yīng)該供給的功率，它等于系統(tǒng)綜合負(fù)荷加電網(wǎng)損耗： Pgd = Pzh + Pws = Pzh + KwsPgd;或 Pgd = Pzh/(1-Kws);Pgd ：系統(tǒng)供電負(fù)荷；Pws：網(wǎng)絡(luò)中的有功損耗，包括線路和變壓器中的有功損耗；Kws：網(wǎng)損系數(shù)，用供電負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)表示，一般取（510）%，本次設(shè)計(jì)取8%。l 發(fā)電負(fù)荷計(jì)算Pfd = Pgd + Pcy , Pcy = Kcy Pfd,Pfd = Pgd /(1-Kcy);Kcy : 廠用電率，表示廠用電負(fù)荷占發(fā)電廠發(fā)電負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)，一般?。簾犭姀S Kcy = 12%；凝汽式電廠 Kcy = （810）%；取9%。小型凝汽式電廠 Kcy = （810）%；水電廠 Kcy = （0.11）%；取0.5%。系統(tǒng)廠用電率 Kcy =( Kh.cyPh + Ks.cyPs)/ (Ph + Ps)212 計(jì)算結(jié)果根據(jù)上節(jié)介紹的計(jì)算方法、計(jì)算公式和任務(wù)中給定的負(fù)荷數(shù)據(jù)，求出系統(tǒng)系統(tǒng)綜合用電負(fù)荷、供電負(fù)荷見表一、表二。表一：中心變電站綜合負(fù)荷計(jì)算表 單位：MW負(fù)荷編號(hào)7-17-27-37-47-57-67-77-87-97-107-117-127-13PimaxKtsPmax2015年1.2 2.0 1.51.0 2.0 1.5 2.01.5 2.0 2.0 10.0 10.0 10.0 46.70.91 42.497表二：系統(tǒng)綜合負(fù)荷，供電負(fù)荷計(jì)算表 單位：MW1234567ABCPimaxKtsPzhmaxKwsPgd2015 1040 15 30 20 12 42.497 03 5 177.4670.91161.495 0.08175.538發(fā)電負(fù)荷計(jì)算： 中心變電站綜合負(fù)荷計(jì)算： Pzhmax = KtsPimax = 0.91*46.7 = 42.497MW 系統(tǒng)綜合負(fù)荷計(jì)算:Pzhmax = KtsPimax= 0.91*177.467=161.495MW 供電負(fù)荷計(jì)算: Pgd = Pzh/(1-Kws)=161.495/(1-0.08)= 175.538 MW 發(fā)電負(fù)荷計(jì)算: 系統(tǒng)廠用電率 Kcy =( Kh.cyPh + Ks.cyPs)/ (Ph + Ps) = (0.09*74+0.005*45)/(74+45) =0.06Pfd = Pgd /(1-Kcy)=175.538/(1-0.06) =186.74MW 22 備用容量的確定221備用容量的概念及確定備用容量的原則 備用容量概念：系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分稱系統(tǒng)的備用容量 系統(tǒng)備用容量可分熱備用和冷備用或負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用和國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用等。 熱備用指運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率于系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷之差，因而也稱運(yùn)轉(zhuǎn)備用或旋轉(zhuǎn)備用。冷備用則之未運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率。檢修中的發(fā)電設(shè)備不屬于冷備用，因他們不能聽命于調(diào)度的隨時(shí)動(dòng)用。 所謂負(fù)荷備用指調(diào)整系統(tǒng)中短時(shí)的負(fù)荷波動(dòng)并擔(dān)負(fù)計(jì)劃外的負(fù)荷增加而設(shè)置的備用。事故備用是使電力用戶在發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然性事故時(shí)不受嚴(yán)重影響，維持系統(tǒng)正常供電所需的備用。檢修備用是使系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備能定期檢修而設(shè)置的備用。 國(guó)名經(jīng)濟(jì)備用為負(fù)荷的超計(jì)劃增長(zhǎng)而設(shè)置一定的備用。 熱備用中至少應(yīng)包括全部負(fù)荷備用和一部分事故備用。 確定備用容量的原則： 負(fù)荷備用容量的大小應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的大小、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)并考慮系統(tǒng)中各類用電的比重確定。一般為最大負(fù)荷的2%5%，大系統(tǒng)采用較小數(shù)值，小系統(tǒng)采用較大數(shù)值。 事故備用容量大大小應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)容量、發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)、單位機(jī)組容量、機(jī)組的事故概率、系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)等確定，一般約為最大負(fù)荷的5%-10%，但不得小于系統(tǒng)中最大機(jī)組的容量。 檢修備用，它和系統(tǒng)負(fù)荷大小關(guān)系不密切，之和負(fù)荷性質(zhì)、發(fā)電機(jī)臺(tái)數(shù)、檢修時(shí)間的長(zhǎng)短、設(shè)備的新舊程度等有關(guān)。只有在系統(tǒng)負(fù)荷季節(jié)性低落期間和節(jié)假日安排不下所有設(shè)備的大小修時(shí)，才需設(shè)置專門的檢修備用容量。222 備用計(jì)算結(jié)果備用容量計(jì)算表 單位：MW最大負(fù)荷(最大發(fā)電負(fù)荷)負(fù)荷備用事故備用檢修備用系數(shù)備用容量系數(shù)備用容量最大機(jī)組容量備用容量2015 186.740.047.470.1 25 說明：1） 水電機(jī)組可利用枯水期進(jìn)行檢修，不需單設(shè)檢修備用；火電廠可安排在豐水期進(jìn)行檢修，當(dāng)檢修容量最大的機(jī)組（同時(shí)考慮最大一臺(tái)故障）時(shí)，系統(tǒng)的可用容量為： 3 電力平衡231 電力平衡的原則裝機(jī)容量 廠用電- 網(wǎng)損 全網(wǎng)負(fù)荷 = 備用容量 0 在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，一般用設(shè)計(jì)枯水年進(jìn)行電力平衡，用平水年計(jì)算潮流分布，按水電裝機(jī)容量滿發(fā)校核輸電線路的輸送能力。232電力平衡計(jì)算結(jié)果 單位：MW序號(hào)一二三四五項(xiàng)目系統(tǒng)最大發(fā)電負(fù)荷系統(tǒng)需要備用容量系統(tǒng)需要容量（一 + 二）系統(tǒng)已有可利用容量（考慮在枯水期時(shí)）系統(tǒng)需新增容量（三 四）負(fù)荷備用事故備用 186.74 7.4725 219.21 119 100.2125 新增機(jī)組容量、臺(tái)數(shù)251 確定機(jī)組容量的原則發(fā)電廠的機(jī)組容量應(yīng)根據(jù)負(fù)荷增加速度、系統(tǒng)的備用容量和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行選擇，最大機(jī)組容量一般為系統(tǒng)總?cè)萘康?-10%，對(duì)形成中的電網(wǎng)，若負(fù)荷增加迅速，最大機(jī)組容量宜取為系統(tǒng)總?cè)萘康?5%由以上計(jì)算結(jié)果可知，系統(tǒng)需新增容量為100.21MW，故A廠待建的機(jī)組的總?cè)萘繎?yīng)該在110MW左右。方案一：5*25MW或4*25+15MW。方案二：125MW。由確定機(jī)組容量的原則可知，最大機(jī)組容量一般為系統(tǒng)總?cè)萘康?-10%，而系統(tǒng)總?cè)萘繛?MW，所選最大機(jī)組容量為在 MW范圍，所以最大機(jī)組容量取 MW。結(jié)合以上原則，選取方案一中的 MW機(jī)組的方案。對(duì)待建火電廠A進(jìn)行是否設(shè)檢修備用的校驗(yàn)：火電廠可安排在豐水期進(jìn)行檢修，當(dāng)檢修容量最大的機(jī)組（同時(shí)考慮最大一臺(tái)故障）時(shí)，系統(tǒng)的可用容量為： 24電量平衡計(jì)算設(shè)火電廠Tmax=5500（小時(shí)），cos=0.85，水電廠Tmax=3500（小時(shí)），cos=0.85，四臺(tái)機(jī)組滿發(fā)。所謂電量平衡就是發(fā)電機(jī)全年總發(fā)電量要與系統(tǒng)全年消耗的總電量（KW