《电力系统规划》第10章

电力系统规划•负荷预测•电力电量平衡•电源规划•输电网规划•配电网规划配电网规划(主要内容)配电网的作用及其特点中压配电网的常用接线方式 配电网规划模型及算法配电网的作用及其特点(定义及分类)定义：在电力网中主要起分配电能作用的网络称为配电网络。

分类：按电压等级分为高压配电网(35、63、110 kV)、中压配电网(3、6、10kV)和低压配电网(380V、220V)；按供电区的功能来分类，可分为城市配电网、农村配电网和工厂配电网。

配电网电压等级的选择及应用范围额定电压/kV线路结构输送功率/MW输送距离/km0.22架空线≤0.05≤0.15低压配网电缆≤0.1≤0.20.38架空线≤0.1≤0.25电缆≤0.175≤0.356架空线≤25~10中压配网电缆≤3≤810架空线≤38~15电缆≤5≤1035架空线2~1020~50高压配网110架空线10~5050~150配电网的作用及其特点(电压等级)配电网的作用及其特点配电网的作用及其特点RBTS系统配电网的作用及其特点RBTS系统配电网的作用及其特点BUS6的配电网为一复杂配电网，有83个节点，40个负荷点，2938户用户。

配电网的作用及其特点配电网的作用及其特点(中压配网与输电网的比较)中压配电网区别于输电网的主要技术特点：•配电网通常采用闭环设计、开环运行；•为提高供电可靠性，每条出线设置了若干分段开关；•配电网的支路电阻r和电抗x之比r/x一般比较大，而并联电导和容纳很小，常规的潮流计算方法不易收敛；•配电网常处于不平衡多相运行状态；•配电网中配电设备沿线配置，并且配电网的网络接线方式经常发生变化，检修更新频繁。

中压配电网常用接线方式(架空线路—放射式)一、架空线路1、放射式特点：呈放射状树枝形，线路末端没有其它能够联络的电源。

优点：结构简单、投资较少、维护方便。

缺点：可靠性较低，只适合农村、乡镇和小城市。

中压配电网常用接线方式(架空线路—普通环式) 2、普通环式●正常运行时呈闭合状态的分段开关○正常运行时呈断开状态的联络开关特点：将中压变电站不同的两回中压配电线路的末端或中部连接起来构成环式网络。

一、什么是电力系统，以及电力系统的重要性是什么？1. 由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统2．电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济建设中占据十分重要的地位，是实现国家经济发展现代化的战略重点，要满足国民经济发展的需求，电力工业必须超前发展，因此，做好电力规划，加强电网建设，尤为重要。

二、电力负荷预测的基本程序：①调查和选择历史负荷数据资料②历史资料的整理③对负荷数据的预处理④建立负荷预测模型⑤预测模型的应用⑥预测结果的评价⑦预测精度的评价⑧编写预测分析报告三、电力负荷等级的划分：分为三类，即一类负荷是关系到国民经济命脉以及人民生命财产安全的用户，此类负荷必须保证高度的供电可靠性；二类负荷是在国民经济中占有一定地位（一般工业用户），需保证中等程度的供电可靠性；三类负荷在国民经济中的地位更低，供电可靠性比较低四、电力系统负荷预测的内容包括最大负荷功率、负荷电量及负荷曲线的预测五、负荷预测中数据预处理的必要性：实际系统中由于各种原因引起原始数据偏差或数据缺失将可能导致预测模型和预测结果与负荷实际水平间的差距超出系统所能接受的范围，从而使得预测工作失去实际意义，因此，欲提高预测结果的可信度，对预测数据进行分析处理就显得非常必要六、电源规划的任务：是确定在何时、何地兴建何种类型和何种规模的发电厂，在满足负荷需求和达到各种技术经济指标的条件下，使规划期内电力系统能够安全运行且投资经济合理七、电网电压等级划分：3、6、10、35、63、110、220、330、500、750、1000KV。

其中110KV及以下为配电电压等级，电压级一般在3倍以上；100KV以上为输电电压等级，电压级一般在2倍左右。

八、市场环境下电源规划与传统规划有何区别：在电力市场环境下，强制性、统一性的电源规划和投资决策已不可能实现，电源规划很大程度上取决于未来市场的电价波动情况、国家政策的变化、能源的价格以及负荷的变化等因素。

第十章电力系统电磁暂态过程分析第一节概述电力系统电磁暂态过程分析的主要目的是分析和计算故障或操作后可能出现的暂态过电压或过电流，以便对电力设备进行合理设计，确定已有设备能否安全运行，并研究相应的限制和保护措施。

此外，研究新型快速继电保护装置的动作原理、故障点探测原理以及电磁干扰等问题，也需要进行电磁暂态分析。

由于电磁暂态过程变化很快，一般需要分析和计算持续时间在毫秒级以内的电压、电流瞬时值变化情况。

因此，分析中需要考虑元件的电磁耦合，计及输电线路分布参数所引起的波过程，甚至要考虑线路三相结构的不对称、线路参数的频率特性以及电晕等因素的影响。

电磁暂态过程的分析方法分为两类。

一类是应用暂态网络分析仪TNA （Transient Network Analyzer）的物理模拟方法；另一类是数值计算（或称数字仿真）方法，即列写描述各元件的全系统暂态过程的微分方程，应用数值方法进行求解。

数值计算方法具有代表性的成熟产品是H.W.Dommel 创建的电磁暂态程序EMTP （Electromagnetic Transient Program），它具有很强的计算功能和良好的计算精度，并包括了发电机、轴系和控制系统动态过程模拟，除了用于电磁暂态过程分析外，还可用于分析次同步振荡及轴系扭振等。

该程序已在世界上得到普遍承认和广泛应用，并仍在继续发展。

本章主要介绍EMTP 的基本数学模型和计算方法，重点阐述其基本原理，为读者使用和进一步深入了解这一程序和其他有关程序，乃至研究和开发新程序打下基础。

第二节电磁暂态过程数值计算的基本方法对描述电力系统元件和全系统暂态过程的微分方程进行求解，采用的是数值积分方法。

隐式梯形积分法比较简单且具有相当好的精度和良好的数值稳定性，并能较好适应刚性微分方程组，因此EMTP 和其他一些电磁暂态程序大多采用这种积分方法。

对于常微分方程)(d d x f t x =（10-1）隐式梯形积分公式为{})]([)]([2)()(t t x f t x f t t t x t x ∆-+∆+∆-=（10-2）式中：t ∆为积分步长。

电力系统的规划引言：在新形势下进行电力系统规划工作,其难度更大,对规划工作者提出了更高的要求。

规划工作者应该加强电力市场调查研究工作,分析经济结构优化、电力体制改革和电力市场开拓等对电力需求的影响,收集各行业的发展信息,充分研究本地区用电量和负荷的历史数据及其发展趋势,做好规划的基础性工作。

然后,在综合考虑资源开发利用、人类生存环境和社会经济等方面协调发展的基础上,对规划方案从多方面进行综合权衡分析,确定使经济效益、环境效益和社会效益均达到最佳的方案,从而切实做到以市场需求为导向、以经济效益为中心、以资源优化配置为重点、实现以人为本全面协调可持续的发展。

在这里把电力系统的规划分成两大块儿，一是有形资产规划，二是无形资产规划。

1有形资产规划它主要指可以通过模型的建立，有效的制定我们的规划方式，就目前现阶段便可以预测并得出的经济收益最大化的方式。

它主要包括实体项目规划和非实体规划两部分1.1实体项目规划1.1.1电源规划随着我国电力市场不断发展,在满足外部环境约束和充分利用内部资源的前提下,使公司的利润水平最大化,使投资回报最大化。

因此,未来电源规划,例如新的机组(或电厂)的类型、位置、容量和投运时间,以及旧机组和旧电厂的退役或停运等,基本上由发电公司自行确定,以电厂投资者的利益最大化为前提,很大程度上取决于未来市场的电价波动情况、国家政策的变化、能源的价格以及负荷的变化等因素。

1.1.2分布式电源的规划随着我国经济的蓬勃发展,分布式电源的应用越来越广泛。

分布式电源也称分散电源或嵌入式电源,是指直接连接于配电系统的电源,例如小型风力发电、小型太阳能发电、燃料电池等。

但是,由于分布式电源的出现,电力系统的很多方面都将发生变化:①对发电的影响,即对电业宏观规划的影响;②对输变电的影响,即接入公共电网对电力系统运行的影响;③对电能质量的影响,即对受电质量和用户的影响;④对售电的影响,即对电力市场和电力经济的影响。

电力规划最终版电力系统规划复习提纲考试时间：2013年12月17 日题型：填空20分20题、选择30分15题、简答题20分5题、计算论述题30分3题一、概念题第一章绪论1.电力系统规划包含的主要内容（三项）。

电力负荷预测、电源规划、电网规划2.电网规划的基本要求。

电力系统规划的基本要求：1）输、边、配电比例适当，容量充裕。

2）电压支撑点多。

3）保证用户供电的可靠性。

4）系统运行的灵活性。

5）系统运行的经济性。

6）便于运行，在变动运行方式或检修时操作简便、安全，对通信线路影响小等。

3.按时间划分，电力系统规划的分类。

短期、中长期、中期、长期4.电源规划和电网规划的流程（主观题）。

1）电源规划：划分为短期电源规划和中长期电源规划两类；短期电源规划(考虑未来1～5年的发展情况)，具体内容：①制定发电设备的维修计划；②分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益；③分析与相邻电力系统互联的效益及互连方案；④确定燃料需求量及购买、运输、储存计划。

中长期电源规划(考虑10～30年的发展情况)，应解决：①何时、何地扩建新发电机组；②扩建什么类型及多大容量的发电机组；③现有发电机组的退役及更新计划；④燃料的需求量及解决燃料问题的策略；⑤采用新发电技术的可能性；⑥采用负荷管理对系统电力、电量平衡的影响；⑦与相邻电力系统进行电力交换的可能性。

2）电网规划是根据电力系统负荷及电源发展规划对输电系统的主要网架做出的发展规划。

按时间长短分为：短期规划(1-5年)、中长期规划(5-15年)、远景规划(15-30年)按规划内容划分为输电网规划(主网规划)和配电网规划电网规划着重解决下列问题：①在何处投建新输电线路；②何时投建新输电线路；③投建何种类型的输电线路；5.负荷预测的流程。

1)确定预测内容。

2)收集相关资料。

3)分析基础资料。

4)预测经济发展。

5)选择预测模型。

6)应用预测模型。

7)评价预测模型。

8)评价预测精度。

6.电网规划短期（中长期）的规划时间。

电力系统分析习题集华北电力大学前言本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。

电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学好这门课程非常重要，但有很大的难度。

根据国家教委关于国家重点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本《电力系统分析习题集》。

力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。

全书内容共分十五章，第一至第六章是《电力系统稳态分析》的习题，第七至第十四章是《电力系统暂态分析》的习题，第十五章是研究生入学考试试题。

本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同时也可作为报考研究生的学习资料。

由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳地希望读者提出批评指正。

目录第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的元件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第六章电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。

第一章电力系统的基本概念1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？1-2 为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？1-3 我国电网的电压等级有哪些？1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。

《电力系统分析》教学大纲课程编号：课程名称：电力系统分析英文名称：power system analysis学时：64学分：4适用专业：电气工程及其自动化等先修课程：电路分析、电机学一、课程的性质和任务本课程是电气工程及其自动化专业和电气信息专业的学位课，是电力系统及其自动化专业方向的核心课程。

本课程介绍了电力系统的组成和基本概念、电力系统各元件的数学模型、电力系统静态和暂态稳定分析、电力系统潮流计算。

通过本课程的学习，学生将掌握电力系统静态分析和暂态分析的基本概念、基本模型和基本计算方法，为后续的电力系统系列课程的学习和今后从事电力系统的相关工作打下坚实的基础。

二、课程教学内容和学时分配第1章：电力系统基本概念内容：介绍电力系统的组成、运行特点和基本要求，介绍额定电压、额定电流、额定容量和额定频率等电气设备额定参数和变压器分接头的基本概念，特别是发电机、输电线路、升压变压器、降压变压器和用电设备额定电压的确定。

最后，还介绍电力系统常见的几种接线方式及其特点。

重点：电力系统的组成、运行特点和基本要求；发电机、输电线路、变压器和用电设备额定电压的确定；电力系统的接线方式。

难点：发电机、输电线路、变压器和用电设备额定电压的确定。

讲授学时：2学时第2章：电力系统各元件的参数和等值电路内容：介绍电力系统中同步发电机、变压器、电力线路、电力负荷的等值电路模型及其等值参数的含义和计算公式。

引入了标幺制的概念，介绍电力系统中各元件电抗标幺值的计算公式，以及多电压等级电力系统中基准值的选取方法。

重点：发电机、变压器、电力线路的等值电路及其参数计算；标么值的概念。

难点：多电压等级电力系统中标么值的计算；电力系统各元件的等值电路讲授学时：6学时第3章：电力系统的潮流计算内容：在介绍潮流计算、电压降落和功率损耗等基本概念的基础上，详细介绍各种情况下开式电力网的潮流计算。

以两端供电网络和简单环形供电网络为例，介绍简单闭式电力网的潮流计算，最后介绍节点导纳矩阵、统一潮流方程等复杂电力系统潮流计算的基本概念，潮流计算的计算机解法，以及它们在实际电力系统运行中的应用。

电力系统规划1.问题的提出所谓电力系统规划,实质是指对电力系统未来发展进行重新设计。

这个重新设计,实际就是解决从一种平衡关系如何合理地实现到另一种平衡关系问题,而在这个过程中，负荷增长是原因，而改变的结果是电源规模和网架结构,如图1-1虚线部分所示。

由此也引出了在规划设计中需要解决的以下几个问题。

1.1.电力负荷预测它是规划设计的基础和前提，具体涉及如何估计系统未来的需用电量、峰值负荷以及负荷分布的形态等。

图 1-1电力系统图1.2.电源容量确定这需要明确系统未来何时何地增加多少容量问题，既包括建设新电厂也包括旧电厂扩建增容，涉及机组类型选择、装机进度安排、整个电源布局等内容。

1.3.电力电量平衡这个供求平衡实际是规划设计的基本约束条件，但是合理实现这种平关系，还需要考虑备用容量设置、运行方式确定、计划检修安排、水文条件影响等。

1.4.输电途径选择即解决系统未来何时何地架设何种线路问题。

包括确定架设新线路的路径、连接方式，并明确这些路径上新建线路的电压等级和导线截面。

1.5.规划设计方案经济比较通常规划设计的方案往往不是唯一的，那么在满足一定技术条件下，那一个更经济以及如何选择，或者说给出方案的经济评价，这涉及工程经济分析的有关内容。

总之，上述问题便构成了电力系统规划的基本内容。

如果用较完整的话来概括，所谓电力系统规划：就是以负荷需求为条件，电力平衡为约束，制定电力系统所处地区未来电源建设和电网结构的规划方案，并使之安全可靠和经济合理。

2.教学目的学习这门课程,主要要求大家熟悉和掌握电力系统规划的基本原理和主要方法，了解电力系统规划设计流程、计算模型和主要技术原则，为以后从事电力系统规划设计和改造，电力系统运行及调度等工作奠定必要的理论基础。

电力系统规划是一门具有综合性知识的边缘学科，除了掌握电力系统专业知识外，还涉及到数理统计、可靠性、运筹学（规划理论）工程经济学、计算机科学等相关学科。

特别是随着我国经济的快速发展，在提倡节约型社会的形势下，对未来的电力系统进行合理的规划设计已成为一个重要的研究领域。