电力系统规划与可靠性-7输电网规划与可靠性(-11).ppt
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1、LOGO电网规划与可靠性电网规划与可靠性电网规划与可靠性电网规划与可靠性内容安排v概述概述v电网的电网的电压等级电压等级选择选择v变电站的站址变电站的站址选择及选择及容量容量选择选择v网络结构网络结构规划的常规方法规划的常规方法v架空送电线路导线的架空送电线路导线的截面选择截面选择v电网规划的可靠性电网规划的可靠性2021/9/212电网规划的内容v输电网规划输电网规划和和配电网规划配电网规划v以负荷预测和电源规划为基础以负荷预测和电源规划为基础v确定在确定在何时何时、何地何地投建投建何种类型何种类型的的线路及其回数线路及其回数v达到规划周期内所需要的达到规划周期内所需要的输电能力输电能力v在
2、满足各项技术指标的前提下使在满足各项技术指标的前提下使系统费用系统费用最小最小v(1)确定输电方式)确定输电方式v(2)选择电网电压)选择电网电压v(3)确定变电站布局和规模)确定变电站布局和规模v(4)确定网络结构)确定网络结构2021/9/213电网规划的内容v在在输电方式输电方式上,我国仍以交流输电为主,只有在上,我国仍以交流输电为主,只有在500kV及以上电压才考虑直流输电的必要性及以上电压才考虑直流输电的必要性v重点是对重点是对主网网架主网网架进行规划,加强主网网架是电网规划最进行规划,加强主网网架是电网规划最重要的内容,近年来,重要的内容,近年来,城市电网城市电网也逐渐成为规划的重
3、点问也逐渐成为规划的重点问题题v目前,我国电网规划主要的解决问题为:目前,我国电网规划主要的解决问题为:v(1)大型水、火电厂及核电厂接入系统规划)大型水、火电厂及核电厂接入系统规划v(2)各大区电网或省级电网的受端主干电网规划)各大区电网或省级电网的受端主干电网规划v(3)大区电网或省级电网之间联网规划)大区电网或省级电网之间联网规划v(4)城市电网规划)城市电网规划v(5)大型工矿企业的供电网规划)大型工矿企业的供电网规划2021/9/214电网规划应具备的条件v电网规划的最终结果取决于电网规划的最终结果取决于原始资料原始资料和和规划方法规划方法v原始资料包括:原始资料包括:v(1)规划年
4、度用电)规划年度用电负荷负荷的电力、电量资料的电力、电量资料v(2)规划年度)规划年度电源电源(现有和新增)的情况(现有和新增)的情况v(3)现有)现有电网电网(包括在建设和已列入基建计划的(包括在建设和已列入基建计划的线路和变电站)的基础资料线路和变电站)的基础资料v城网规划需要掌握与城网规划需要掌握与城市发展城市发展相关的资料相关的资料2021/9/215电网规划方法v传统的规划方法传统的规划方法和和数学方法数学方法并用并用v传统规划方法以传统规划方法以方案比较方案比较为基础,参与比较的方为基础,参与比较的方案由规划人员根据经验提出案由规划人员根据经验提出v数学方法以计算机、系统工程、运筹
5、学理论为基数学方法以计算机、系统工程、运筹学理论为基础,并应用础,并应用优化理论优化理论v电网规划的数学方法:电网规划的数学方法:v启发式方法启发式方法v数学优化方法数学优化方法2021/9/216电网规划流程v输电网规划流程输电网规划流程v(1)原始资料的收集)原始资料的收集和论证和论证v(2)制定连接系统规)制定连接系统规划划v(3)环境条件分析)环境条件分析v(4)制定规划方案)制定规划方案v(5)技术经济评价)技术经济评价2021/9/217LOGO电网的电压等级选择电网的电压等级选择电网的电压等级选择电网的电压等级选择电网的电压等级选择原则v国家电压标准国家电压标准v1000、750
6、、500、330、220、110、66、35、20、10、6、0.4v电压等级不宜过多,电压等级不宜过多,110kV以下电压级差在以下电压级差在3倍倍以上;以上;110kV以上电压级差在以上电压级差在2倍左右。倍左右。v我国电力系统的电压配置大致分为两类我国电力系统的电压配置大致分为两类v非西北地区非西北地区110/220/500v西北地区西北地区110/330/750 kVv在在220kV以下又有以下又有v10/60/220kVv10/35/110/220kV2021/9/219v我国城市电网的电压等级配置基本分我国城市电网的电压等级配置基本分5级,级,v电压等级的划分基本上以电压等级的划分
7、基本上以500,330,220kV为为输电电压输电电压等级,等级,v以以110,35 kV为为高压配电电压高压配电电压等级,等级,v以以20.10 kV为为中压配电电压中压配电电压等级,等级,v以以0.4 kV为为低压配电电压低压配电电压等级。等级。2021/9/2110v目前各省会城市和沿海发达城市先后建立了目前各省会城市和沿海发达城市先后建立了500 kV或或220 kV的超高压外环网、双环网,进的超高压外环网、双环网,进 一一步简化了输配电电压等级,一些城市以步简化了输配电电压等级,一些城市以220 kV高压变电站深入市区供电,北京、上海更计划以高压变电站深入市区供电,北京、上海更计划以
8、500kV超高压变电站深入市区供电。超高压变电站深入市区供电。v全国大部分城市主要以全国大部分城市主要以10 kV为中压配电电压。为中压配电电压。值得注意的是,苏州的新加坡工业园区和辽宁本值得注意的是,苏州的新加坡工业园区和辽宁本溪的少部分地区以溪的少部分地区以20 kV为中压配电电压,还有为中压配电电压,还有少部分城市以少部分城市以35 kV为中压配电电压。为中压配电电压。2021/9/2111部分发达国家城市电网电压等级配置情况部分发达国家城市电网电压等级配置情况2021/9/2112电网的电压等级选择v根据根据线路送电容量线路送电容量和和送电距离送电距离选择选择电网电压电网电压,我,我国
9、各级电压输送能力统计国各级电压输送能力统计2021/9/2113电网电压等级选择v电压等级与网损有密切的关系电压等级与网损有密切的关系v一般情况下,送电线路采用铝导线,电流密度为一般情况下,送电线路采用铝导线,电流密度为0.9A/mm2、受端功率因素为、受端功率因素为0.95的条件下,的条件下,各级电压线路每公里电力损失的相对值近似为各级电压线路每公里电力损失的相对值近似为v 每公里电力损失相对值每公里电力损失相对值v 线路的额定电压线路的额定电压kVv 线路长度线路长度v送电线路的电力损失正常不宜超过送电线路的电力损失正常不宜超过5%2021/9/2114电网规划中电源和负荷的相对关系v电源
10、和负荷是相对变化的电源和负荷是相对变化的v220kV电网规划中,发电厂和上级电网规划中,发电厂和上级500kV的变的变电站作为电源,电站作为电源,220kV的降压变电站则承担负荷的降压变电站则承担负荷v110kV电网规划中,电网规划中,220kV变电站作为电源,变电站作为电源,110kV降压变电站则承担负荷降压变电站则承担负荷v其他电压等级电网类推其他电压等级电网类推2021/9/2115LOGO变电站的站址及容量选择变电站的站址及容量选择变电站的站址及容量选择变电站的站址及容量选择v变电站的容量与供电半径变电站的容量与供电半径v变电站布点变电站布点2021/9/2117变电站数量的一般计算v
11、在对规划区域负荷预测的基础上,区域所需的在对规划区域负荷预测的基础上,区域所需的变变电站个数电站个数Ns由下式确定由下式确定区域负荷预测值;区域负荷预测值;容载比;容载比;规划单座变电站的总容量;规划单座变电站的总容量;为向上取整为向上取整2021/9/2118容载比v容载比容载比是某一供电区域,变电设备总容量是某一供电区域,变电设备总容量(kVA)与对应的总负荷与对应的总负荷(kW)的比值。的比值。v分电压等级分区计算分电压等级分区计算v不考虑升压变电站、直供负荷、专变不考虑升压变电站、直供负荷、专变v容载比是保障电网发生故障时,负荷能否顺利转容载比是保障电网发生故障时,负荷能否顺利转移的重
12、要宏观控制指标移的重要宏观控制指标。v负荷增长率低,网络结构联系紧密负荷增长率低,网络结构联系紧密容载比可适度降低容载比可适度降低v负荷增长率高,网络结构联系不强负荷增长率高,网络结构联系不强容载比应适当提高容载比应适当提高v容载比是规划过程中宏观控制变电总容量,满足电力平衡,容载比是规划过程中宏观控制变电总容量,满足电力平衡,合理安排变电站布点和变电容量的重要依据。合理安排变电站布点和变电容量的重要依据。容载比,容载比,kVA/kW;该电压等级变电设备的总容量;该电压等级变电设备的总容量;该电压等级的全网最大预测负荷;该电压等级的全网最大预测负荷;2021/9/2119容载比v实际应用中,根
13、据经济增长和城市社会发展的不同阶段,实际应用中,根据经济增长和城市社会发展的不同阶段,对应的城网负荷增长速度可分为对应的城网负荷增长速度可分为较慢、中等、较快较慢、中等、较快三种情三种情况况v城市电网规划设计导则城市电网规划设计导则中推荐的相应各电压等级城网中推荐的相应各电压等级城网的容载比如下表所示,宜控制在的容载比如下表所示,宜控制在1.52.2范围之间。范围之间。城网负荷增长情况城网负荷增长情况较慢增长较慢增长中等增长中等增长较快增长较快增长年负荷平均增长率年负荷平均增长率小于小于7%7%12%大于大于12%500kV及以上及以上1.51.81.61.91.72.0220330kV1.6
14、1.91.72.01.82.135110kV1.82.01.92.12.02.22021/9/2120变电站容量v变电站的容量是变电站各台主变压器容量之和。变电站的容量是变电站各台主变压器容量之和。v一个变电站的主变压器台数最终规模一个变电站的主变压器台数最终规模不宜少于不宜少于2台或多于台或多于4台台。v城市电网规划设计导则城市电网规划设计导则中推荐的单台变压器容量:中推荐的单台变压器容量:主变压器电压比主变压器电压比(kV/kV)单台主变压器容单台主变压器容量量(MVA)主变压器电压比主变压器电压比(kV/kV)单台主变压器容单台主变压器容量量(MVA)500/2201500110/208
15、0、63330/110360110/1063220/11024066/1063220/6624035/1031.5220/352402021/9/2121v在同一个城网中,同一级电压的主变压器单台容在同一个城网中,同一级电压的主变压器单台容量不宜超过量不宜超过23种,在同一变电站中同一级电压种,在同一变电站中同一级电压的主变压器宜采用相同规格。的主变压器宜采用相同规格。v当变电站内变压器的台数和容量已达到规定的台当变电站内变压器的台数和容量已达到规定的台数和容量以后,如负荷继续增长,一般应采用增数和容量以后,如负荷继续增长,一般应采用增建新的变电站的方式提高电网供电能力,而不宜建新的变电站的方
16、式提高电网供电能力,而不宜采用在原变电站内继续扩建增容的措施。采用在原变电站内继续扩建增容的措施。2021/9/2122v例题:以某地区例题:以某地区220kV电网为对象,若预测电网为对象,若预测2015年最大负荷为年最大负荷为3940MW,该地区已有变,该地区已有变电容量为电容量为3360MW,试计算该地区最少需要新,试计算该地区最少需要新建多少建多少220kV变电站。变电站。2021/9/2123变电站选址v分为规划选址和工程选址两个阶段分为规划选址和工程选址两个阶段v规划选址规划选址是在编制电网发展规划时进行,对规划是在编制电网发展规划时进行,对规划电网内可能布置变电站的点进行预先选择,
17、规划电网内可能布置变电站的点进行预先选择,规划出新建变电站的地址或范围。出新建变电站的地址或范围。v工程选址工程选址根据规划中确定的地点或范围进行根据规划中确定的地点或范围进行v结合一定的变电站模式及基本平面布置,充分考虑规划时结合一定的变电站模式及基本平面布置,充分考虑规划时间的设备发展方向和变电站建设模式选定电气布置方案,间的设备发展方向和变电站建设模式选定电气布置方案,然后据此进行选址。然后据此进行选址。2021/9/2124v站址选址的一般要求:站址选址的一般要求:v站址靠近供电负荷区域中心站址靠近供电负荷区域中心v使地区电源分布合理使地区电源分布合理v高低各侧进出线方便高低各侧进出线
18、方便v交通运输方便交通运输方便v应贯彻节约用地的精神应贯彻节约用地的精神v合理选择、充分利用地形,注意防洪地形要求合理选择、充分利用地形,注意防洪地形要求v考虑其邻近设施的相互影响考虑其邻近设施的相互影响2021/9/21252021/9/21262021/9/2127LOGO网络结构规划的常规方法网络结构规划的常规方法网络结构规划的常规方法网络结构规划的常规方法方案形成方案形成-输电容量和距离输电容量和距离v根据输电容量和输电距离,拟定几个可比的网络根据输电容量和输电距离,拟定几个可比的网络方案方案v(1)送电距离的确定)送电距离的确定v在有关的地形图上量得长度,再乘以曲折系数在有关的地形图
19、上量得长度,再乘以曲折系数1.11.15v(2)送电容量的确定)送电容量的确定v划分若干区域,分别进行电力电量平衡,判断电划分若干区域,分别进行电力电量平衡,判断电力余缺力余缺2021/9/2129方案形成-网络连接方式v现代电网的结构一般根据现代电网的结构一般根据规划年份内的负荷分布、规划年份内的负荷分布、数量大小、用电特性及其数量大小、用电特性及其供电距离等进行考虑。供电距离等进行考虑。v从可靠性角度,电网接线从可靠性角度,电网接线分为有备用网络和无备用分为有备用网络和无备用网络网络2021/9/2130逐步实现以逐步实现以500kV 变电站为中心,实现分变电站为中心,实现分片供电的模式,
20、片供电的模式,各分区间正常方式下相对独立,各区之间各分区间正常方式下相对独立,各区之间具备线路检修或方式调整情况下一定的相具备线路检修或方式调整情况下一定的相互支援能力。互支援能力。一般采用双回路链式结构或一般采用双回路链式结构或双回路环网结构。双回路环网结构。每一回路或每一链中每一回路或每一链中220kV 变电站数量不应超变电站数量不应超过过4 座。座。不允许不允许“T”接线方式构网。接线方式构网。一般要求变电站有来自两个一般要求变电站有来自两个不同方向的独立电源。不同方向的独立电源。220kV电网典型电网典型接线方式接线方式2021/9/2131特大城市中心区的特大城市中心区的110kV电
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