电力系统规划设计
--国网规划总院丁功扬一．电力系统规划设计的任务
1．为国民经济和社会发展提供充足的电力
2．要经济合理
3．安全可靠性
4．不危害人民的身体健康
二．电力规划设计阶段的划分（不同阶段、内容深度不同）1．电力规划侧重于战略方面
（1）国民经济和社会发展的战略目标；
（2）能源资源的开发和利用；
（3）电源利用；
（4）电力需求预测与战略目标；
（5）能源的流向；
（6）电力发展的总规模，输、电、综合平衡，水，火电的比重，核电及其新能源的开发；
（7）电网主要网架建设以及供电电压和供电方式的选择；
（8）对设备开发以及新技术的开发和应用；
（9）各项经济指标。
2．电力系统设计：侧重于发、轨、变电项目的实施和技术经济方面的问题。
为：
（1）社会经济状况的分析；
（2）电力需求预测；
（3）动力资源的开发和利用；
（4）电力建设项目，规模，水，火，核的比重以及新能源的开发和利用；
（5）电力流以及电网的网架建设；
（6）输电电压选择和输电方式的确定；
（7）技术可行性分析和技术措施
主要进行的电气计算有：
1）电力系统稳定计算；
2）电力系统调相调压计算；—确定无功补偿的规模、形式和分布；3）工频过电压计算—确定高压电抗器容量安装地点，中性点（1）电抗的规模和低压电抗的安装台数；
4）短路电流计算。
为发、变电设备选择提供依据。
50KA,63KA （8）经济可行性分析
发、输变电的总规模，总投资，总费用和电价水平。
三．电力系统设计的方法和内容：
1．电力系统现状调查。
（1）历年国民经济发展状况。
一、二、三产情况
（2）GDP增长与用电增长的相关关系。
（3）用电情况和用电特性的调查
1）各类发电厂的装配规模，发电量，水、火电比重
2）各级电压输变电设备规模。
3）用电特性。
包括年负荷，月负荷，周负荷，日负荷变化特性； 4）发电厂和各级电压电网存在的主要问题。
2．电力需求预测 （1）电力需求预测的方法
1）用电单耗法：按各行业产品产量乘以各行业的产品单耗 2）电力弹性系数法：电力平均增长速度除以GDP 平均增长速度 3）回归分析法 4）人均用电量法 5）负荷密度法 等等
上述方法很难反映国民经济的发展实际。
法国人，日本人提示的方法是：想定法加专家分析法。
实际上我国的电力需求预测都是为此。
例如：2020年提出，是否按一人一KW ，到2020年我国人口大约15亿，那么2020年的装机规模是否可以达到15亿KW 。
只是大家取得共识即可作为依据 （2）电力最大负荷的预测
根据历史资料的分析，发电最大负荷利用（1）时为5500—6300H.不同的用电结构差异很大，各地区可以参考各自的历史资料分析提供最大负荷小时数。
即：
Pmax=
E m ax
i
T
3、电力电量平衡 （1） 电力电量平衡的目的 1）
确定电力系规划期需要的发电设备总规模
2）确定合理的电力结构
3）确定规划年燃料的需求量
（2）电力平衡中常用的有关术语
1）工作容量。
即水，火，核等电站承担的负荷容量。
2）备用容量。
为了保证电力系统正常运行，必须设置三种备用容量。
即：
负荷备用：3—5%
事故备用：8—10%
检修备用：10—12%
3)必须容量：即各类电站承担的工作容量加上各自电站承担的各
自备用容量即称为各类电站的需求容量。
4）重复容量：在电力平衡某一时段，不能发挥作用的容量，为水，电厂，装机容量在汛期可以充分发挥作用，到了枯水期，天然来水减少。
工作容量下降，有一部分容量不能发挥作用。
该容量称为重复容量，还有太阳能，风能等。
5）受阻容量：主要指水电站（实际上水，电都有）
P=9.8H*Gy=5 *H*Q为100米水头100秒公方流量，发电动力为：h
P=8.5*100*100=85000KW=8.5万KW
h
在电力平衡中有两种情况。
其一：水量受阻；其二：水头受阻
3．电力平衡中水文代表年的选取
纯火电系统没有这个问题
水，火电联合系统有个水文年的选取问题
一般从发生的概率分，取三个代表年
风水年：发生的概率一般为5%
平水年：发生的概率一般为50%左右
枯水年：发生的概率一般为90%—98% 大电站取高值
电力平衡取枯水年
电量平衡取平水年
4.电力平衡
（1）纯火电系统：（控制）选择年最大负荷出现月份为控制月份。
为华东，取12月或8月
（2）水火电联合系统选择两个月份，即汛期7—8月份和枯水期12月份。
往往12月份为控制火电装机的月份。
由于现在用软件，所以可以逐月进行电力平衡。
电力平衡表
2010年2015年
5.电量平衡
6．电源规划。
电源规划的任务是根据某一时期的电力需求，确定一个技术上可行。
经济上合理的电源建设方案，包括水电开发的顺序，电源机构，建设项目，电源布局以及建设进度不同的建设方案，要进行技术经济比较。
进行方案优化，为输送电比较，水火电比较等。
7.电网规划：确定输变电工程建设项目，各级电压线路长度，变电容量。
（1）确定输电电压选择
（2）确定输电方式AC,DC，要进行方案比较。
（3）确定变电所的布局
1）电网要分层（电压等级）分区（分供电地区），逐步形成以受端电网为核心的区域电网。
2) 远离负荷中心的大型发电厂分散接入受端电网。
3）优先建设负荷中心发电厂，接入相应主网。
4）防止大功率转移。
（大功率负荷转移是电力系统设计比较忌讳的）
（4）确定电网结构形成结构简单，层次清晰，安全可靠，调度
灵活，经济合理的电网结构。
8.电气计算
为什么要进行电气计算，因为：
（1）电力系统有三大特点
1）全网周波只有一个50周或60周
2）电压问题是局部问题（500kV不采用有载调压，220kV 及以下可采用有载调压）。
3）电力设备事故是不可避免的
（2）电力系统需要三大支柱
1）合理的电网结构是电网安全稳定的物质基础（第一位）2）需要安全自动装置协调配合（第二位）
3）技术管理水平是安全稳定运行的保证
（3）电网需要三道防线
1）单一故障不损失负荷
2）允许局部地区发生稳定破坏
3）严重故障可以采取一切措施，电网不能崩溃瓦解、大面积停电（解列点设置）
9、电力系统稳定计算
什么是电力系统稳定问题
（1）电力系统的功率特性
○--○○—1----------P---------------1-○
输电线受端电网
功率特性：P=i
x u 'E sin 12δ
注：E ’—发电厂的内电势 U--受端母线电压
X i --发电机、变压器、输电线的电抗
12
δ--内电势，E ＇与受端母线电压方向的夹角
当12δ=90时，功率极限达到最大值 Pmax=i
x u 'E
P
Pmax 为最大功率极限预留20％储备就是输电系统的静态送电能力。
（2）电力系统有三种稳定运行状态
1）静态稳定 所谓静态稳定一般指电力系统在很小扰动下，能否独立地恢复到它起始状态所具有的能力。
2).暂态稳定（1s到2s）当电网受到大的扰动时，发生故障，为某一区线发生故障就用断路器切除切除。
当加速面积小于减速面积电网是稳定
当加速面积大于减速面积电网是不稳定的
（3）动态稳定暂态计算中假定调速器，励磁调节器来不及动作（0.08~0.1）s，按不动作考虑而动态稳定持续时间一般在2s以上，
至几分钟，动作的后稳定称为动态稳定。
10．潮流计标：确定名点电压和无功补偿的安装地点和规模。
变压器为三线圈，第三线圈的容量一般选变压器容量的1/3，为758kVA，第三线圈的容量为258kV A，第三线圈装置的容量器容量？能小于25万KV/天。
11..过电压计算控制发电厂母线电压1.3ϕμ线段为1.4ϕμ计算的目的是确定电抗器的容量和位置以及低压电抗器的组装。
Ic
引起工频电压外高主要有三个因素
1）
正常运引得内电势 甩负电荷引起 2）
软电线的电容电流 空？线路充电功率 3） 不对称短路 三相跳开？全相电压升高
12．短路电流计算 U=ϕχk 22
k k 13+++控制50 63
当前短路电流超标，主要原因是电网结构不合理，环套环，大环套小环等。
13.导线截面选择
S=c o s P
.ϕj 1
P ——输送功率
Φ——额定电压
cosφ——负荷功率因素
j——电流密度
计标结果选择接近的标准截面为二分裂1/2四分1/4。
