基于PSASP的电网规划课程设计(共21页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 基于PSASP的电网规划课程设计1 设计任务本次电力系统规划设计是根据给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计：1.1 确定供电电压等级；1.2 初步拟定若干待选的电力网接线方案；1.3 发电厂、变电所主变压器选择；1.4 电力网接线方案的技术、经济比较；1.5 输电线路导线截面选择；1.6 调压计算。2 原始资料2.1 发电厂、变电所相对地理位置及距离557550805045457040453412CAB4545 2.2 发电厂技术参数发电厂ABC装机台数、容量（MW）4×254×254×50额定电压（kV）10.510.510.5额定功率因数0.80.80.82.3 负荷数据及有关要求 厂 项 站 目发电厂变电所ABC1234最大负荷（MW）30202050906050最小负荷（MW）20151525503530功率因数0.850.850.850.90.90.90.9(h)5000500050005000600055006000低压母线电压(kV)10101010101010调压要求最大负荷(%)52.52.52.55255最小负荷(%)07.57.57.50250各类负荷(%)I类35252535353040II类303030303030303 课程设计任务说明及注意事项3.1 确定电网供电电压等级应考虑变电所负荷大小、变电所与发电厂的距离。3.2 初步拟定若干待选的电力网接线方案需考虑发电厂、变电所的相对地理位置、距离，变电所负荷的大小、对供电可靠性的要求。3.3 选择发电厂、变电所主变压器台数、容量及电气主接线形式应注意：（1）发电厂主变压器至少两台，变电所主变压器一般按两台考虑。（2）发电厂电气主接线可采用有母线接线、单元接线或扩大单元接线；变电所电气主接线一般采用有母线接线或桥形接线。（3）选择发电厂主变压器容量时，应注意：发电厂低压母线负荷直接从发电机出口供电（没有经过主变压器），具体按如下方式考虑： 若采用单元接线、且没有发电机电压负荷，主变压器容量只需与发电机容量配套； 若采用单元接线、但有发电机电压负荷，主变压器容量应满足：扣除机端最小负荷、厂用电后，保证将全部剩余功率送入系统； 若采用有母线接线，当机端母线上最大一台发电机故障或检修时，主变压器应能从系统倒送功率保证机端负荷的需要； 若发电机端母线上接有多台主变压器，当其中容量最大一台主变压器因故退出运行时，其它主变压器应在允许的过负荷范围内保证输送全部剩余功率的70以上。（4）变电所主变压器容量按容载比等于1.6考虑，即：3.4 电力网接线方案的技术性比较内容包括：供电可靠性、电压质量、运行灵活性、电网将来发展的适应性等，此次课程设计只要求作定性分析。电力网接线方案的经济性比较内容包括：投资、运行维护费、电能损失费。经技术、经济比较后，从各待选方案中选出最佳方案作为推荐方案。在进行电力网接线方案技术、经济比较时，需要进行初步潮流计算。由于此时输电线路导线截面尚未确定，因此，可首先按某一种导线截面计算线路电阻、电抗等参数，然后进行初步潮流计算。3.5选择输电线路导线截面根据初步潮流计算结果，按经济电流密度选择输电线路导线截面，按技术条件(如电晕、机械强度、发热条件等)进行校验。3.6 调压计算对于经过技术、经济性比较后得到的推荐方案，根据调压要求进行调压计算。调压计算方法是：通过选择合适的主变压器分接头，满足10KV调压要求。若通过选择主变压器分接头不能满足调压要求，则应考虑采用有载调压变压器，或采用并联无功补偿装置调压（计算所需要的并联无功补偿容量）。4 附录4.1 架空输电线路导线经济电流密度架空输电线路导线经济电流密度（A / mm2）年最大负荷利用小时数Tmax3000以下300050005000以上铝1.651.150.90铜3.002.251.754.2 规划方案的经济性比较方法本次电网规划课程设计要求按年费用最小法进行规划方案的经济性比较，年费用最小的规划方案为经济性最好的方案。规划方案年费用的计算范围包括：（1）输电线路的投资；（2）输电线路的年运行费用；（3）网络电能损失费。4.2.1 规划方案的年费用计算方法其中：规划方案的年费用折算至基准年（规划水平年）的总投资电力工程经济使用年限（取25年）电力工业投资回收系数（取 0.1）基准年的年运行费用（取投资的5）4.2.2 输电线路的投资指标110KV架空输电线路单位投资指标类 别单位造价指标LGJ40045万元公里LGJ30040万元公里LGJ24032万元公里LGJ18530万元公里LGJ15028万元公里LGJ12025万元公里4.2.3 电能损失费计算方法（1）由潮流计算结果得出全网最大损耗功率；（2）根据附录中给出的年最大负荷利用小时数、负荷功率因数，根据下表查出年最大负荷损耗时间；（3）计算整个电网全年电能损耗（Kwh年）；（4）按电力系统综合成本电价（取0.35元Kwh）计算电能损失费。最大负荷损耗小时与最大负荷利用小时、功率因数之间的关系 0.800.850.900.951.0020001500120010008007002500170015001250110095030002000180016001400125035002350215020001800160040002750260024002200200045003150300029002700250050003600350034003200300055004100400039503750360060004650460045004350420065005250520051005000485070005950590058005700560075006650660065506500640080007400735072505 参考资料（1）于永源 主编 电力系统分析 湖南师范大学出版社 1992年7月（2）陈珩 编 电力系统稳态分析 水利电力出版社 1995年11月第二版（3）陆敏政 主编 电力系统习题集 水利电力出版社 1990年一 供电电压等级确定及变压器选择1.1 功率平衡分析发电厂总容量,发电厂和各发电所最大负荷总和为,，所以发电可以满足负荷要求。1.2供电电压等级确定从地理接线图上看到该电网输送距离在40-80KM之间；考虑最大负荷时的输送功率，最大的可能输送功率为90MW，综合输送距离和输送功率，根据表1，确定110KV为最佳供电电压。表1额定电压（KV）输送功率（KW）输送距离（KM）31001000136100120041510200200062035200010000205060350030000301001101000050000501502201003001.3变压器选择发电厂A：=87.5MW所以使用容量为90MW的变压器两台，按同样的方法选择发电厂B，发电厂C的变压器。变电所1： =63MW所以选择容量为63MW的变压器两台，按同样的方法选择其余变电所的变压器。将变压器选择结果列于表2 。表2 厂 项 站 目发电厂变电所ABC1234变压器容量（MW）909090631209063变压器台数2232222为方便后续潮流计算，先将各变压器的阻抗及导纳参数进行计算。各容量变压器技术数据变压器容容量（MW）负载损耗(KW)空载损耗(KW)空载电流（%）阻抗电抗（%）63260650.610.590340850.610.51204221060.510.5利用公式,计算的阻抗导纳参数，并将计算结果列于表3。表3 变压器容量（MW）（） （） （） （） 630.7920.17 5.3731.24900.5114.127.0244.631200.3510.598.7649.59二 电力网接线方案初步拟定2.1初步拟定接线方案由于该电网中一类和二类负荷占了很大比例，对可靠性要求高，所以在拟定接线方案时采用有备用接线方式以保证供电可靠性，初步拟定五个待选方案，如下。 2.2初步方案的粗略潮流计算及输电线路选择设发电厂C为平衡节点，发电厂A和B设为PV节点，给定功率为其满发状态下的功率,此时A和B给定功率分别为,其余节点为PQ节点，其负荷功率取最大负荷时的功率，分别为，。根据功率平衡，发电厂C应发功率,由此就可计算出整个网络上各条线路上的功率分布。方案一1.初步潮流计算线路：A-1 A-3 B-3 B-4 C-4 C-2 2.输电线路导线选择统一用LGJ系列导线，导线经济电流密度取J=0.9A / mm2，按公式确定导线截面积进而确定导线型号,计算结果如下。线路：A-1 =324 选择LGJ-185 双回A-3 =199.4 选择LGJ-240 单回B-3 =233.4 选择LGJ-240 单回B-4 =414.1 选择LGJ-400 单回C-4 =209.1 选择LGJ-240单回C-2 =583.1 选择LGJ-300 双回方案二1.初步潮流计算该方案为一个环网，在节点C处将此环网解开，利用力矩法： ,可计算出流经线路C-1和C-2的功率，进而求出全网潮流分布。假设各条线路参数相同，即可用均一网对其进行潮流计算。计算时各节点运算功率如下：， 计算结果： 2. 输电线路导线选择线路：C-1 选择LGJ-120单回C-2 选择LGJ-300双回4-2 选择LGJ-150单回 B-4 选择LGJ-240双回B-3 选择LGJ-150单回A-3 选择LGJ-240单回A-1 选择LGJ-300单回方案三：1. 初步潮流计算2.输电线路导线选择线路：B-4 选择LGJ-185双回A-1 选择LGJ-185双回A-3 选择LGJ-240单回B-2 选择LGJ-300单回C-2 选择LGJ-300双回2-3 选择LGJ-240单回方案四1.初步潮流计算该方案也是个环网，潮流计算方法与方案二类似。2.输电线路导线选择C-1 选择LGJ-120单回 C-4 选择LGJ-120单回 C-2 选择LGJ-300双回 A-1 选择LGJ-400单回 A-3 选择LGJ-185单回 B-3 选择LGJ-240单回 B-4 选择LGJ-400单回 方案五1.初步潮流计算2.输电线路导线选择C-2 选择LGJ-300双回 A-1 选择LGJ-185双回 A-3 选择LGJ-240单回 2-3 选择LGJ-240单回 2-4 选择LGJ-185双回 B-2 选择LGJ-300双回 2.3初步方案的改进根据初步潮流计算后导线选择情况，方案二，方案三和方案五的接线方式要做进一步的改进，改进后的方案如下：2.4初步方案比较主要针对线路投资和潮流分布合理性两方面进行比较，各方案比较如下表。表4方案名方案一方案二方案三方案四方案五线路投资（万元）1302514355133601373514100供电可靠性较可靠较可靠较可靠较可靠较可靠潮流分布合理性合理性一般线路4-2轻载，无功损耗大，功率因素小。比较合理线路C-1轻载，流过线路的功率很小。比较合理 通过上表可以看出方案二和四潮流分布不合理且线路投资相对较高，所以舍弃方案二和方案四，取方案一、三、五进行精确潮流计算。三 精确潮流计算使用软件PSASP计算方案一、三、五最大最小负荷时的精确潮流，计算结果如下：方案一 1.潮流分布图（最大负荷时）1. 潮流结果统计（I代表低压侧，J代表高压侧）最大负荷时潮流计算结果综述：单位：kAkVMWMvar总有功发电总无功发电cosg总有功负荷总无功负荷cosl总有功损耗总无功损耗全网328.16220.310.83320166.470.8878.1453.86 最大负荷时的各母线电压（折算到110KV侧）：单位：kAkVMWMvar母线名称电压幅值电压相角* 1I98.04025-8.7408* 1J105.9839-5.5881* 2I97.50906-8.4163* 2J105.34744-5.3973* 3I98.51094-7.2755* 3J105.90283-4.6342* 4I100.28722-6.4324* 4J108.25749-3.4154AI121.00121-1.0902* AJ111.55595-3.4426BI1212.6467* BJ112.8083-0.0448CI1210* CJ111.78343-2.4219最小负荷时各母线电压（折算到110KV侧）：单位：kAkVMWMvar母线名称电压幅值电压相角* 1I105.0449424.1673* 1J111.5220725.5637* 2I102.75441-2.7684* 2J109.23275-1.2328* 3I103.6740119.5987* 3J110.0797521.0061* 4I103.669176.1591* 4J110.423397.8752AI121.0036329.268* AJ114.030426.5846BI12121.0203* BJ113.3818418.1619CI1210* CJ112.427150.384方案三1. 潮流分布图（最大负荷时）2. 潮流结果统计（I代表低压侧，J代表高压侧）最大负荷时潮流计算结果综述：单位：kAkVMWMvar总有功发电总无功发电cosg总有功负荷总无功负荷cosl总有功损耗总无功损耗全网329.51222.720.828320166.470.8879.556.28最大负荷时的各母线电压（折算到110KV侧）：单位：kAkVMWMvar母线名称电压幅值电压相角* 1I105.04017.6546* 1J111.108258.4499* 2I103.50340.2666* 2J110.372571.8916* 3I101.969122.8597* 3J108.262334.0367* 4I104.406065.3219* 4J110.623046.2863AI12112.1728* AJ113.591179.4858BI12110.2297* BJ113.680717.3731CI1210* CJ113.599640.4841最小负荷时的各母线电压（折算到110KV侧）：单位：kAkVMWMvar母线名称电压幅值电压相角* 1I109.9896.81241J115.938577.4741* 2I109.834120.3529* 2J111.350251.7985* 3I105.180462.6626* 3J111.243773.6722* 4I104.984445.3616* 4J110.888036.2313AI12111.1194AJ118.308968.4287BI12110.1695* BJ113.932397.3147CI1210* CJ113.93360.4817方案五.潮流分布图（最大负荷时）2.潮流结果统计（I代表低压侧，J代表高压侧）最大负荷时潮流计算结果综述：单位：kAkVMWMvar厂站总有功发电总无功发电cosg总有功负荷总无功负荷cosl总有功损耗总无功损耗全网335.51259.480.791320166.470.88715.4942.35最大负荷时的各母线电压（折算到110KV侧）：单位：kAkVMWMvar母线名称电压幅值电压相角* 1I90.25995-29.0558* 1J98.73479-25.0112* 2I82.09366-23.8112* 2J91.5123-16.5281* 3I76.40787-28.4563* 3J89.62712-21.9582* 4I76.03156-24.6914* 4J82.23765-21.658AI121-19.051* AJ104.85255-22.5885BI121-4.2707* BJ108.36881-8.2498CI1210* CJ109.68771-4.1997最小负荷时的各母线电压（折算到110KV侧）：单位：kAkVMWMvar母线名称电压幅值电压相角* 1I102.634628.6235* 1J109.4287710.2273* 2I99.610834.2674* 2J106.536875.1863* 3I96.596722.1759* 3J105.145375.8707* 4I96.746762.3678* 4J102.683023.5129AI12115.1809* AJ111.9988111.2842BI12117.9603* BJ113.2414813.8467CI1210* CJ112.632851.0684四技术经济比较技术上主要从供电可靠性，潮流分布合理性，最大电压偏移等进行比较。经济上按年费用最小法比较。（i=0.1,n=25）（取输电线路投资）（取各负荷的最大负荷损耗小时加权平均值）由第三步精确潮流计算的结果中可知，。则，。各方案技术经济比较如下表表5方案名方案一方案三方案五年费用NF（万元）2998.43240.64208.2供电可靠性较高较高较高11.4%7.3%30.9%潮流分布合理性一般较合理较合理 方案一最经济，但技术指标一般。 方案三相对方案一经济性略差，但技术指标是这三个中最好的。 方案五经济性差且电压电压偏移大。 综上，选择方案三为最优方案。 五调压计算 1.变电所1采用顺调压 由第三步精确潮流计算的结果可知： 最大和最小负荷时，折算到高压侧的低压母线电压分别为：,。 实际要求电压为：=10.25KV,=10.75KV。 =112.7KV =108.5KV =110.6KV 所以选择主抽头即110KV的分接头。 校验： 最大负荷时，=10.45KV>10.25KV 最小负荷时，=10.55KV<10.75KV 满足调压要求。 2.发电厂2采用逆调压 由第三步精确潮流计算的结果可知： 最大和最小负荷时，折算到高压侧的低压母线电压分别为：,。 实际要求电压为：=10.5KV,=10 KV。 =108.43KV =120.8KV =114.6KV 所以选择110+5%即115.5KV的分接头。 校验： 最大负荷时，= 9.86KV 最小负荷时，=10.46KV<10.5KV 最大负荷时电压偏移 满足调压要求。 3.发电厂3采用常调压 由第三步精确潮流计算的结果可知： 最大和最小负荷时，折算到高压侧的低压母线电压分别为：,。 实际要求电压为：=10.2KV,=10 .5KV。 =116.75KV =116.5KV =116.6KV 所以选择110+5%即115.5KV的分接头。 校验： 最大负荷时，=10.31KV 最小负荷时，=10.59KV 最小负荷时低压偏移： 满足调压要求。 4.变电所4采用逆调压 由第三步精确潮流计算的结果可知： 最大和最小负荷时，折算到高压侧的低压母线电压分别为：,。 实际要求电压为：=10.5KV,=10 KV。 =109.37KV =115.39KV =112.38KV 所以选择 110+2.5%KV，即112.75KV的分接头。 校验： 最大负荷时，=10.19KV>10KV 最小负荷时，=10.23KV<10.5KV 满足调压要求。 专心-专注-专业