電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題第一講

1、 電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題主講：劉君Tel：80798477Email： liujun-第一講第一講 緒論緒論n時(shí)間：2004年10月9日n1.什么是電力系統(tǒng)?電力系統(tǒng)有何特點(diǎn)?為什么電力系統(tǒng)是、 的？n2.潮流計(jì)算的目的是什么？潮流計(jì)算的假設(shè)條件是什么？短路計(jì)算的目的是什么？短路計(jì)算的假設(shè)條件是什么？問(wèn)題問(wèn)題授課內(nèi)容授課內(nèi)容n1）電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)及發(fā)電廠變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)的基本方法；n2）電源規(guī)劃設(shè)計(jì)，介紹電力電量平衡計(jì)算、電源規(guī)劃方法、發(fā)電廠變電站地址及路徑的選擇；n3）電力網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)電力網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)，主要介紹電網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、發(fā)電廠接入系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、主變

2、壓器的選擇、發(fā)電廠變電站電氣主接線設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)；n4）發(fā)電廠變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)電廠變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要介紹導(dǎo)體發(fā)熱與短路電動(dòng)力問(wèn)題、電器設(shè)備選擇的一般原則和選擇方法、廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配電裝置設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題。 圖1-1 電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與廠站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)系示意圖國(guó)家計(jì)劃及能源政策國(guó)家計(jì)劃及能源政策能源規(guī)劃能源規(guī)劃電力負(fù)荷預(yù)測(cè)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)電源規(guī)劃電源規(guī)劃電網(wǎng)規(guī)劃電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)電廠、變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)電廠、變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)規(guī)劃劃設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)一、電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則一、電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則n為了保證電力系統(tǒng)向用戶提供充足、可靠、優(yōu)質(zhì)的為了保證電力系統(tǒng)向用戶提供充足、可

3、靠、優(yōu)質(zhì)的電能，電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)性、可靠性和電能，電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)性、可靠性和靈活性的要求。靈活性的要求。n 電力系統(tǒng)可靠性的要求包括兩方面內(nèi)容，一是對(duì)用戶供電的充足性，二是對(duì)用戶供電的安全性n“N-1”N-1”原則原則: :正常運(yùn)行方式下的電力系統(tǒng)中任一元件（如線路、發(fā)電機(jī)、變壓器等）無(wú)故障或因故障斷開，電力系統(tǒng)應(yīng)能保持穩(wěn)定運(yùn)行和正常供電，其他元件不過(guò)負(fù)荷，電壓和頻率均在允許范圍內(nèi)。 二、電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容 n電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)習(xí)慣上稱為電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)，分為電力系統(tǒng)規(guī)劃電力系統(tǒng)規(guī)劃和電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，其任務(wù)是從國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展

4、、地區(qū)和環(huán)境、電力系統(tǒng)的整體出發(fā)，在整個(gè)規(guī)劃期內(nèi)研究滿足負(fù)荷增長(zhǎng)需求、適應(yīng)技術(shù)發(fā)展、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)哪些項(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、采用某些重大的技術(shù)措施等，即電力系統(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。 n1. 電力系統(tǒng)規(guī)劃電力系統(tǒng)規(guī)劃 主要研究電力系統(tǒng)發(fā)展的全局性的問(wèn)題。根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃和現(xiàn)有電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，結(jié)合能源和交通條件，分析負(fù)荷及其增長(zhǎng)速度，預(yù)計(jì)電力電量的發(fā)展，提出電源建設(shè)和系統(tǒng)網(wǎng)架的設(shè)想，擬定科研、勘測(cè)、設(shè)計(jì)及新設(shè)備的試制任務(wù)等。電力系統(tǒng)規(guī)劃的成果是電力發(fā)展決策部門批準(zhǔn)電力建設(shè)方案的依據(jù)或重要

5、參考資料。n電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在審議后的電力系統(tǒng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，為電力系統(tǒng)的發(fā)展制定具體的方案。電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括電廠接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電力系統(tǒng)專題設(shè)計(jì)（如系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)高一級(jí)電壓等級(jí)論證、交直流輸電方式選擇、電源開發(fā)方案優(yōu)化論證、輸煤輸電方案比較、特殊負(fù)荷的供電方案、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式論證、新技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用等），發(fā)電、輸電、變電工程可行性研究及電力系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)。 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的內(nèi)容 n1. 1. 確定規(guī)劃范圍和規(guī)劃期限確定規(guī)劃范圍和規(guī)劃期限 n2.2. 負(fù)荷預(yù)測(cè)負(fù)荷預(yù)測(cè)n 負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力系統(tǒng)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，用于進(jìn)行規(guī)劃期內(nèi)各年的年電量和月電量預(yù)測(cè)、規(guī)劃期各年

6、的年最大負(fù)荷和月最大負(fù)荷預(yù)測(cè)、規(guī)劃期各年的典型日負(fù)荷曲線預(yù)測(cè)等。n3.3. 電源規(guī)劃電源規(guī)劃n 根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果，結(jié)合規(guī)劃地區(qū)能源開發(fā)及燃料供應(yīng)等方面因素，進(jìn)行電力電量平衡，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 。n4. 電網(wǎng)規(guī)劃電網(wǎng)規(guī)劃 根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)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，提出輸電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化建設(shè)方案。5.5. 無(wú)功補(bǔ)償規(guī)劃和電氣計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償規(guī)劃和電氣計(jì)算 在上述幾項(xiàng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，進(jìn)行無(wú)功平衡和必要的電氣計(jì)算，如潮流計(jì)算、短路電流計(jì)算、系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算、內(nèi)過(guò)電壓和潛供電流計(jì)算等，提出保證可靠性和供電質(zhì)量的重大措施如無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、調(diào)壓裝置及其它特殊措施。

7、三、發(fā)電廠、變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容三、發(fā)電廠、變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容n發(fā)、變電工程設(shè)計(jì)是在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)發(fā)、變電工程設(shè)計(jì)是在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，主要包括初步可行計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，主要包括初步可行性研究階段、可行性研究階段、初步設(shè)性研究階段、可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段。計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段。n在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段中，電氣專業(yè)始終都在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段中，電氣專業(yè)始終都是主體專業(yè)，尤其是在變電站的設(shè)計(jì)中。是主體專業(yè)，尤其是在變電站的設(shè)計(jì)中。 初步可行性研究階段的電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容 n設(shè)計(jì)任務(wù)是進(jìn)行地區(qū)性的規(guī)劃選廠，就設(shè)計(jì)任務(wù)是進(jìn)行地區(qū)性的規(guī)劃選廠，就電力系統(tǒng)、燃料

8、供應(yīng)、建廠條件與規(guī)模、電力系統(tǒng)、燃料供應(yīng)、建廠條件與規(guī)模、環(huán)境保護(hù)、廠址方案等進(jìn)行調(diào)查和論證。環(huán)境保護(hù)、廠址方案等進(jìn)行調(diào)查和論證。n電氣專業(yè)的工作主要是針對(duì)出線條件、電氣專業(yè)的工作主要是針對(duì)出線條件、總體布置設(shè)想提出意見?？傮w布置設(shè)想提出意見。 可行性研究階段的電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容可行性研究階段的電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容n進(jìn)行定點(diǎn)選廠和必要的論證計(jì)算，提出進(jìn)行定點(diǎn)選廠和必要的論證計(jì)算，提出主要的設(shè)計(jì)圖紙。電氣專業(yè)需進(jìn)行電廠主要的設(shè)計(jì)圖紙。電氣專業(yè)需進(jìn)行電廠主接線方案的比較和選擇，說(shuō)明各電壓主接線方案的比較和選擇，說(shuō)明各電壓等級(jí)出線回路數(shù)和方向，進(jìn)行主要設(shè)備等級(jí)出線回路數(shù)和方向，進(jìn)行主要設(shè)備的選擇和布置，提出廠用電

9、率等主要經(jīng)的選擇和布置，提出廠用電率等主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，完成電氣主接線圖、配合其它濟(jì)指標(biāo)，完成電氣主接線圖、配合其它專業(yè)完成廠區(qū)總平面布置圖、主廠房平專業(yè)完成廠區(qū)總平面布置圖、主廠房平面布置圖等。面布置圖等。 初步設(shè)計(jì)階段的電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容初步設(shè)計(jì)階段的電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容 n1）根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)和基礎(chǔ)資料，分析系統(tǒng)現(xiàn)有負(fù)荷水平、根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)和基礎(chǔ)資料，分析系統(tǒng)現(xiàn)有負(fù)荷水平、裝機(jī)容量、主要電源和電網(wǎng)情況，明確電廠在系統(tǒng)中裝機(jī)容量、主要電源和電網(wǎng)情況，明確電廠在系統(tǒng)中的地位、工程本期及遠(yuǎn)期與系統(tǒng)的連接方式以及對(duì)出的地位、工程本期及遠(yuǎn)期與系統(tǒng)的連接方式以及對(duì)出線的要求；線的要求；n 2）電氣主接線設(shè)計(jì)。通過(guò)主接線方案

10、的比較，確）電氣主接線設(shè)計(jì)。通過(guò)主接線方案的比較，確定最佳方案，明確各級(jí)電壓母線接線方式、各級(jí)電壓定最佳方案，明確各級(jí)電壓母線接線方式、各級(jí)電壓負(fù)荷大小及出線回路數(shù)，確定主變壓器的規(guī)范、容量、負(fù)荷大小及出線回路數(shù)，確定主變壓器的規(guī)范、容量、阻抗、分接頭、臺(tái)數(shù)等，確定各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方阻抗、分接頭、臺(tái)數(shù)等，確定各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式和無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)置方案式和無(wú)功補(bǔ)償裝置的設(shè)置方案；n 3）根據(jù)有關(guān)計(jì)算依據(jù)、系統(tǒng)運(yùn)行方式、系統(tǒng)接線、）根據(jù)有關(guān)計(jì)算依據(jù)、系統(tǒng)運(yùn)行方式、系統(tǒng)接線、系統(tǒng)容量和短路計(jì)算結(jié)果，選擇主要的電器設(shè)備，并系統(tǒng)容量和短路計(jì)算結(jié)果，選擇主要的電器設(shè)備，并對(duì)擴(kuò)建工程中原有的設(shè)備進(jìn)行校

11、驗(yàn)；對(duì)擴(kuò)建工程中原有的設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)； n 4）廠用電接線的設(shè)計(jì)和布置。比較廠用電接線方案，）廠用電接線的設(shè)計(jì)和布置。比較廠用電接線方案，選擇廠用變壓器及中性點(diǎn)接地方式，明確高低壓廠用工選擇廠用變壓器及中性點(diǎn)接地方式，明確高低壓廠用工作、備用（啟動(dòng)）、保安電源的連接方式，確定設(shè)備容作、備用（啟動(dòng)）、保安電源的連接方式，確定設(shè)備容量，選擇分接頭和阻抗，驗(yàn)算各種正常運(yùn)行方式下廠用量，選擇分接頭和阻抗，驗(yàn)算各種正常運(yùn)行方式下廠用母線電壓水平、電動(dòng)機(jī)單獨(dú)自啟動(dòng)和事故情況下成組電母線電壓水平、電動(dòng)機(jī)單獨(dú)自啟動(dòng)和事故情況下成組電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)廠用高低壓母線電壓水平，對(duì)廠用配電裝動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)廠用高低壓母線電壓水

12、平，對(duì)廠用配電裝置及設(shè)備進(jìn)行選型；置及設(shè)備進(jìn)行選型；n 5）直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)。計(jì)算直流負(fù)荷，設(shè)計(jì)直流系統(tǒng)接線）直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)。計(jì)算直流負(fù)荷，設(shè)計(jì)直流系統(tǒng)接線方式，選擇和布置蓄電池和充電設(shè)備，確定發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式，選擇和布置蓄電池和充電設(shè)備，確定發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)及備用勵(lì)磁方式和容量；系統(tǒng)及備用勵(lì)磁方式和容量；n 6）設(shè)計(jì)二次系統(tǒng)，選擇繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置。確定主）設(shè)計(jì)二次系統(tǒng)，選擇繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置。確定主控制樓（網(wǎng)絡(luò)控制樓）、機(jī)爐電集中控制室的布置和元控制樓（網(wǎng)絡(luò)控制樓）、機(jī)爐電集中控制室的布置和元件的控制地點(diǎn)，選擇強(qiáng)電或弱電控制方式，選擇信號(hào)、件的控制地點(diǎn)，選擇強(qiáng)電或弱電控制方式，選擇信號(hào)、測(cè)量、連鎖和

13、同期方式，對(duì)元件保護(hù)和自動(dòng)裝置進(jìn)行選測(cè)量、連鎖和同期方式，對(duì)元件保護(hù)和自動(dòng)裝置進(jìn)行選型，對(duì)系統(tǒng)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置進(jìn)行整定計(jì)算，選擇遠(yuǎn)型，對(duì)系統(tǒng)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置進(jìn)行整定計(jì)算，選擇遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)施；動(dòng)設(shè)施； n7）電氣設(shè)備和電纜設(shè)施布置。明確電氣出線走廊及電氣建筑物）電氣設(shè)備和電纜設(shè)施布置。明確電氣出線走廊及電氣建筑物的布置，選擇高壓配電裝置的型式和間隔配置，布置主變壓器、的布置，選擇高壓配電裝置的型式和間隔配置，布置主變壓器、高壓廠用變壓器和消弧線圈等，進(jìn)行發(fā)電機(jī)小室及引出線的布置，高壓廠用變壓器和消弧線圈等，進(jìn)行發(fā)電機(jī)小室及引出線的布置，對(duì)廠區(qū)、主廠房電纜隧道、溝道路徑及型式進(jìn)行選擇；對(duì)廠區(qū)、主廠房

14、電纜隧道、溝道路徑及型式進(jìn)行選擇；n 8）過(guò)電壓保護(hù)與接地設(shè)計(jì)。確定電氣設(shè)備防止過(guò)電壓的保護(hù)）過(guò)電壓保護(hù)與接地設(shè)計(jì)。確定電氣設(shè)備防止過(guò)電壓的保護(hù)措施，設(shè)計(jì)電廠主、輔建筑物的防雷保護(hù)裝置，明確土壤電阻率措施，設(shè)計(jì)電廠主、輔建筑物的防雷保護(hù)裝置，明確土壤電阻率及接地裝置；及接地裝置；n 9）照明和檢修網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作、安全、事故照明供電電）照明和檢修網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作、安全、事故照明供電電壓、照明和電焊網(wǎng)絡(luò)供電方式，進(jìn)行主控制室（網(wǎng)絡(luò)控制室）、壓、照明和電焊網(wǎng)絡(luò)供電方式，進(jìn)行主控制室（網(wǎng)絡(luò)控制室）、機(jī)爐電集中控制室的照明布置和選擇；機(jī)爐電集中控制室的照明布置和選擇；n 10）通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)系

15、統(tǒng)通信對(duì)本廠的要求，對(duì)廠內(nèi)或）通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)通信對(duì)本廠的要求，對(duì)廠內(nèi)或廠外的通信型式及電源進(jìn)行選擇，布置全廠的通信設(shè)施；廠外的通信型式及電源進(jìn)行選擇，布置全廠的通信設(shè)施；n 11）輔助車間設(shè)計(jì)。電氣檢修間的布置、起吊設(shè)施的布置，）輔助車間設(shè)計(jì)。電氣檢修間的布置、起吊設(shè)施的布置，明確電氣試驗(yàn)室的規(guī)模、地點(diǎn)、主要試驗(yàn)設(shè)備配置原則，配電裝明確電氣試驗(yàn)室的規(guī)模、地點(diǎn)、主要試驗(yàn)設(shè)備配置原則，配電裝置用壓縮空氣系統(tǒng)主要設(shè)備規(guī)范、數(shù)量和布置。置用壓縮空氣系統(tǒng)主要設(shè)備規(guī)范、數(shù)量和布置。 n初步設(shè)計(jì)階段應(yīng)完成的圖紙初步設(shè)計(jì)階段應(yīng)完成的圖紙n地區(qū)電力系統(tǒng)地理接線圖，地區(qū)電力系地區(qū)電力系統(tǒng)地理接線圖，地區(qū)電

16、力系統(tǒng)單線圖，電廠接入系統(tǒng)方案比較圖，統(tǒng)單線圖，電廠接入系統(tǒng)方案比較圖，電氣主接線及方案比較圖，短路電流計(jì)電氣主接線及方案比較圖，短路電流計(jì)算接線及等值阻抗圖，高低壓廠用電接算接線及等值阻抗圖，高低壓廠用電接線圖，廠區(qū)電氣建筑物平面布置圖，各線圖，廠區(qū)電氣建筑物平面布置圖，各級(jí)電壓配電裝置平斷面圖，主控制樓級(jí)電壓配電裝置平斷面圖，主控制樓（或網(wǎng)絡(luò)控制樓）各層平面布置圖，機(jī)（或網(wǎng)絡(luò)控制樓）各層平面布置圖，機(jī)爐電集中控制室布置圖，發(fā)電機(jī)出線小爐電集中控制室布置圖，發(fā)電機(jī)出線小室布置圖，發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配室布置圖，發(fā)電機(jī)變壓器組繼電保護(hù)配置圖，設(shè)備材料清單。置圖，設(shè)備材料清單。 施工圖設(shè)計(jì)階段

17、的電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容 n根據(jù)初步設(shè)計(jì)審查結(jié)果和主要設(shè)備落實(shí)根據(jù)初步設(shè)計(jì)審查結(jié)果和主要設(shè)備落實(shí)情況，開展施工圖設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確無(wú)誤地表情況，開展施工圖設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確無(wú)誤地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，按期提出符合質(zhì)量和深度達(dá)設(shè)計(jì)意圖，按期提出符合質(zhì)量和深度要求的設(shè)計(jì)圖紙、說(shuō)明書、計(jì)算書和設(shè)要求的設(shè)計(jì)圖紙、說(shuō)明書、計(jì)算書和設(shè)備材料清單，滿足設(shè)備定貨需要，以保備材料清單，滿足設(shè)備定貨需要，以保證施工的順利進(jìn)行。證施工的順利進(jìn)行。 四、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)（四、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)（load forecasting ） n電力負(fù)荷是指電力系統(tǒng)中所有用戶的用電設(shè)備所消耗的電功率總和，也稱為電力系統(tǒng)綜合用電負(fù)荷綜合用電負(fù)荷。n綜合用電負(fù)荷加上電力網(wǎng)的功

18、率損耗就是各發(fā)電廠應(yīng)該供給的功率，稱為電力系統(tǒng)供電負(fù)荷供電負(fù)荷。n供電負(fù)荷再加上發(fā)電廠廠用電消耗的功率就是發(fā)電廠應(yīng)發(fā)出的功率，稱為電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷發(fā)電負(fù)荷。 n電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行調(diào)度所需重要數(shù)據(jù)之一，也是基建計(jì)劃、供電計(jì)劃和燃料計(jì)劃的基礎(chǔ)。 電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)目標(biāo)電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)目標(biāo)n包括預(yù)測(cè)期內(nèi)的年發(fā)電量年發(fā)電量和用電量用電量，以及系統(tǒng)的年最大負(fù)荷年最大負(fù)荷。n最大負(fù)荷的預(yù)測(cè)用來(lái)確定發(fā)電和輸變電系統(tǒng)所需的容量，進(jìn)而確定規(guī)劃期內(nèi)逐年應(yīng)新增的發(fā)電和輸變電系統(tǒng)的容量。n發(fā)電量預(yù)測(cè)用來(lái)確定合理的電源結(jié)構(gòu)、發(fā)電設(shè)備的類型和確定燃料計(jì)劃。n在制定電力系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)度計(jì)劃時(shí)，特別需要了解電力負(fù)荷隨

19、時(shí)間的變化情況，為研究電力系統(tǒng)的調(diào)峰問(wèn)題、抽水蓄能電站的容量以及發(fā)輸變電設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)行提供原始資料，因此，負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線的預(yù)測(cè)也是負(fù)荷預(yù)測(cè)的重要內(nèi)容。 負(fù)荷預(yù)測(cè)的分類負(fù)荷預(yù)測(cè)的分類 n1長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè) n 周期為15-30年或更長(zhǎng)，主要用于研究電力系統(tǒng)在規(guī)劃期內(nèi)將要出現(xiàn)的重大的帶有戰(zhàn)略性決策的問(wèn)題，提出電力系統(tǒng)在規(guī)劃期末和分階段的發(fā)展目標(biāo)、方向及戰(zhàn)略性原則等，以指導(dǎo)電力系統(tǒng)今后的發(fā)展，并為系統(tǒng)中期發(fā)展規(guī)劃提供編制依據(jù)。內(nèi)容包括總需電量、最大負(fù)荷、日負(fù)荷特性和分區(qū)的負(fù)荷分布預(yù)測(cè)。 n2中期負(fù)荷預(yù)測(cè)中期負(fù)荷預(yù)測(cè) n 在我國(guó)電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為配合國(guó)家的五年計(jì)劃或十年計(jì)劃，中期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)

20、周期通常為5-15年，是發(fā)、輸、配 電建設(shè)計(jì)劃和經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)。預(yù)測(cè)內(nèi)容包括：逐年冬季、夏季的最大和最小負(fù)荷和年需電量；代表日、年和年持續(xù)負(fù)荷曲線，冬季、夏季日負(fù)荷率，日最小負(fù)荷率和月不平衡率；各分地區(qū)負(fù)荷，用以考慮不同的負(fù)荷水平對(duì)電源和電力系統(tǒng)規(guī)劃的影響。 n3短期負(fù)荷預(yù)測(cè)短期負(fù)荷預(yù)測(cè) n 時(shí)間是指幾個(gè)月、幾周、幾天甚至更短，主要用于制定現(xiàn)有電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式和開停機(jī)計(jì)劃等。n由于未來(lái)負(fù)荷的不確定因素很多，因此很難實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。一般對(duì)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)要求的準(zhǔn)確度較高，而對(duì)中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)只需要也只能做到大致相當(dāng)。 負(fù)荷特性的主要指標(biāo)負(fù)荷特性的主要指標(biāo) n1最高負(fù)荷最高負(fù)荷 n2最低負(fù)荷最低

21、負(fù)荷 n3平均負(fù)荷平均負(fù)荷 報(bào)告期內(nèi)瞬間負(fù)荷的平均值。 n4負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線 n5負(fù)荷率負(fù)荷率 平均負(fù)荷與最高負(fù)荷的比值。 n6平均日負(fù)荷率平均日負(fù)荷率 n7最小負(fù)荷率最小負(fù)荷率 報(bào)告期最低負(fù)荷與當(dāng)日最高負(fù)荷的比率。 n8峰谷差峰谷差 最高負(fù)荷與最低負(fù)荷之差。n9 9峰谷差率峰谷差率 報(bào)告期日峰谷差最大值與當(dāng)日最高負(fù)荷的比率。 n1010月生產(chǎn)均衡率月生產(chǎn)均衡率 報(bào)告月平均日電量與最大日電量的比率。 n11年生產(chǎn)均衡率年生產(chǎn)均衡率 各月最高負(fù)荷之和與最大一個(gè)月最高負(fù)荷與12乘積的比率。n1212最高負(fù)荷利用小時(shí)最高負(fù)荷利用小時(shí) 發(fā)（供、用）電量與它們的最高負(fù)荷的比率。n1313同時(shí)率同時(shí)率 綜

22、合最高負(fù)荷與各組成單位絕對(duì)最高負(fù)荷之和的比率。 n 14 14不同時(shí)率不同時(shí)率 負(fù)荷曲線各組成用戶最高負(fù)荷的總和與電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷曲線最高負(fù)荷的比率。 n1515尖峰負(fù)荷率尖峰負(fù)荷率 某一用戶（或地區(qū)）的平均負(fù)荷與電力系統(tǒng)最高負(fù)荷時(shí)該用戶（或地區(qū)）最高負(fù)荷的比率。 負(fù)荷預(yù)測(cè)方法負(fù)荷預(yù)測(cè)方法n為了預(yù)測(cè)負(fù)荷，首先要對(duì)電力系統(tǒng)負(fù)荷的現(xiàn)狀及歷史統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行調(diào)查，收集規(guī)劃期內(nèi)各行業(yè)用戶的發(fā)展資料，研究各電力負(fù)荷所代表的國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的發(fā)展規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上，著重分析能源變化的情況與電力負(fù)荷的關(guān)系、國(guó)民生產(chǎn)總值增長(zhǎng)率與電力負(fù)荷增長(zhǎng)率的關(guān)系、工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展速度與電力負(fù)荷增長(zhǎng)速度的關(guān)系、設(shè)備投資及人口增長(zhǎng)與電力

23、負(fù)荷增長(zhǎng)速度的關(guān)系、電力負(fù)荷的時(shí)間序列發(fā)展過(guò)程等。 n目前負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法很多，各有其特點(diǎn)和適用范圍，絕對(duì)準(zhǔn)確和適用于任何情況的預(yù)測(cè)方法是不存在的。n電力負(fù)荷預(yù)測(cè)主要運(yùn)用相關(guān)理論和外推理論來(lái)預(yù)測(cè)電力用戶的需電量和最大負(fù)荷。n需電量的主要預(yù)測(cè)方法有用電單耗法、電力彈性系數(shù)法、回歸分析法、時(shí)間序列法、綜合用電水平法和負(fù)荷密度法等。n最大負(fù)荷預(yù)測(cè)方法主要有最大負(fù)荷利用小時(shí)法、同時(shí)率法等。 需電量的預(yù)測(cè)方法需電量的預(yù)測(cè)方法n n 用電單耗法用電單耗法n 將預(yù)測(cè)期的產(chǎn)品產(chǎn)量乘以用電單耗，即可得所需要的用電量：n （1-1）n式中，E為某行業(yè)預(yù)測(cè)期的需電量；i為各產(chǎn)品產(chǎn)量的用電單耗；mi為各種產(chǎn)品產(chǎn)量；n為

24、計(jì)算的行業(yè)的企業(yè)系數(shù)。 niiimE1需電量的預(yù)測(cè)方法需電量的預(yù)測(cè)方法n電力彈性系數(shù)法電力彈性系數(shù)法n電力彈性系數(shù)是用電量的平均增長(zhǎng)率與國(guó)民生產(chǎn)總值平均增長(zhǎng)率的比值，該系數(shù)從客觀上反映電力發(fā)展速度與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相對(duì)關(guān)系，一般可根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)規(guī)劃期的彈性系數(shù)并預(yù)測(cè)未來(lái)的需電量：n n （1-2）n式中，En為預(yù)測(cè)期末需電量；E0為預(yù)測(cè)初期需用電量；K為規(guī)劃期電力彈性系數(shù)；n為計(jì)算期年數(shù)；為國(guó)民生產(chǎn)總值平均年增長(zhǎng)率。 nnKEE)1 (0 需電量的預(yù)測(cè)方法需電量的預(yù)測(cè)方法n回歸分析法回歸分析法 n 回歸分析法在統(tǒng)計(jì)上又稱相關(guān)分析法。它是利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，對(duì)大量的歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)

25、學(xué)處理，并確定用電量與某些自變量之間的關(guān)系，選擇最接近的曲線函數(shù)，然后用最小二乘法使其偏差之平方和為最小，求解出回歸系數(shù)，建立一個(gè)相關(guān)性較好的數(shù)學(xué)模型即回歸方程，并加以外推，用以預(yù)測(cè)今后的用電量?；貧w法包括一元線性、多元線性和非線性回歸法。 需電量的預(yù)測(cè)方法需電量的預(yù)測(cè)方法n 時(shí)間序列法時(shí)間序列法n 根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)資料，總結(jié)出電力負(fù)荷發(fā)展水平與時(shí)間先后順序的關(guān)系，把時(shí)間序列作為一個(gè)隨機(jī)變量序列，用概率統(tǒng)計(jì)的方法，盡可能減少偶然因素的影響，得出電力負(fù)荷隨時(shí)間序列所反映出來(lái)的發(fā)展方向與趨勢(shì)，并加以外推，以預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷發(fā)展的水平。時(shí)間序列法包括簡(jiǎn)單平均法、加權(quán)平均法、滑動(dòng)平均法等。 最大負(fù)荷預(yù)測(cè)法最大

26、負(fù)荷預(yù)測(cè)法 n 最大負(fù)荷利用小時(shí)法n n式中，Pmax為預(yù)測(cè)期最大負(fù)荷；E為預(yù)測(cè)期需用電量；Tmax為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。各系統(tǒng)的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)可根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)資料分析確定。 maxmaxTEP最大負(fù)荷預(yù)測(cè)法最大負(fù)荷預(yù)測(cè)法n同時(shí)率法同時(shí)率法n 根據(jù)獲得的各行業(yè)或地區(qū)最大負(fù)荷的數(shù)據(jù)，利用各行業(yè)或地區(qū)最大負(fù)荷的同時(shí)率可測(cè)算出年最大負(fù)荷。n 負(fù)荷系數(shù)法負(fù)荷系數(shù)法n 先預(yù)測(cè)需電量，然后用負(fù)荷系數(shù)來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷。 電力負(fù)荷曲線的編制電力負(fù)荷曲線的編制 n常用的負(fù)荷曲線有日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線。n日負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線描述了一天24小時(shí)負(fù)荷的變化情況，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行非常重要，是安排日發(fā)電計(jì)劃和確定運(yùn)

27、行方式的重要依據(jù)。n年負(fù)荷曲線中最常用的是年最大負(fù)荷曲線和年持續(xù)負(fù)荷曲線。年最大負(fù)荷曲線年最大負(fù)荷曲線描述一年內(nèi)每月（日）最大有功功率負(fù)荷變化的情況，主要用來(lái)安排發(fā)電設(shè)備的檢修，同時(shí)也為制定發(fā)電機(jī)組或發(fā)電廠的擴(kuò)建提供依據(jù)。年持續(xù)負(fù)荷曲線年持續(xù)負(fù)荷曲線是按一年中系統(tǒng)負(fù)荷的數(shù)值大小及其持續(xù)小時(shí)數(shù)順序排列繪制而成。在安排發(fā)電計(jì)劃和進(jìn)行可靠性估算時(shí)，常用到該種曲線。 電力負(fù)荷曲線的編制電力負(fù)荷曲線的編制n日負(fù)荷曲線的編制日負(fù)荷曲線的編制n 首先分析調(diào)查資料，做出現(xiàn)有典型日負(fù)荷曲線。根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)的情況和研究問(wèn)題的重點(diǎn)選擇代表月，對(duì)具有水、火電廠及核電站聯(lián)合運(yùn)行的電力系統(tǒng)，往往需要分析冬、夏兩個(gè)代表月的日

28、負(fù)荷曲線。冬季代表月常取年負(fù)荷為最大或較大、水電處于枯水而火電或核電出力為最高的月份，夏季代表月常取水電處于豐水而火電出力最低的月份。選定代表月后，即可針對(duì)該月出現(xiàn)概率大的日負(fù)荷曲線的幾個(gè)特性指標(biāo)如最大負(fù)荷率、最小負(fù)荷率進(jìn)行計(jì)算。選擇選擇35個(gè)最大負(fù)荷發(fā)生時(shí)間相同，最小負(fù)荷發(fā)生時(shí)間盡可個(gè)最大負(fù)荷發(fā)生時(shí)間相同，最小負(fù)荷發(fā)生時(shí)間盡可能一致的代表日負(fù)荷曲線作為典型負(fù)荷曲線的基礎(chǔ)資料。能一致的代表日負(fù)荷曲線作為典型負(fù)荷曲線的基礎(chǔ)資料。日負(fù)荷曲線的編制方法日負(fù)荷曲線的編制方法 n典型負(fù)荷曲線疊加法典型負(fù)荷曲線疊加法n 把各行業(yè)用電的典型負(fù)荷曲線疊加而成，使用于新電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工作量大，目前在實(shí)際工作中

29、應(yīng)用不多。n歷史負(fù)荷曲線修改法歷史負(fù)荷曲線修改法 n 在掌握歷史統(tǒng)計(jì)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合遠(yuǎn)景負(fù)荷結(jié)構(gòu)的變化修改而成 。n典型系統(tǒng)法典型系統(tǒng)法n 將電力系統(tǒng)分成若干類型，相應(yīng)每個(gè)類型有一定的、和下降系數(shù)，套用負(fù)荷結(jié)構(gòu)相近的典型負(fù)荷曲線，適當(dāng)修正后即可得到所需的典型日負(fù)荷曲線。 年負(fù)荷曲線的編制年負(fù)荷曲線的編制n 分析收集的多年負(fù)荷曲線，找出年最大和最小負(fù)荷發(fā)生的月份，計(jì)算出負(fù)荷年平均增長(zhǎng)率，季不均衡系數(shù)。然后從多年的年負(fù)荷曲線中選取35個(gè)比較有代表性的年份進(jìn)行平均，并用百分?jǐn)?shù)折算，經(jīng)調(diào)整后即可得出現(xiàn)有典型的年負(fù)荷曲線。n現(xiàn)有曲線修改法現(xiàn)有曲線修改法：對(duì)季節(jié)性生產(chǎn)用電比重較小的系統(tǒng)，可利用地區(qū)現(xiàn)有年

30、負(fù)荷曲線，分析規(guī)劃年份季節(jié)性用電的構(gòu)成關(guān)系，若沒(méi)有特別大的變化，可以仍然采用現(xiàn)有年負(fù)荷曲線的形狀，對(duì)季節(jié)性生產(chǎn)用電比重較大的系統(tǒng)應(yīng)分別做出連續(xù)性生產(chǎn)用電和季節(jié)性生產(chǎn)用電的年負(fù)荷逐月變化曲線，然后疊加成系統(tǒng)年負(fù)荷曲線。n運(yùn)用負(fù)荷曲線特性指標(biāo)計(jì)算法運(yùn)用負(fù)荷曲線特性指標(biāo)計(jì)算法：利用年平均增長(zhǎng)率K和負(fù)荷靜態(tài)下降系數(shù)Kj，計(jì)算出規(guī)劃設(shè)計(jì)年的年初、年末及年中的最大負(fù)荷，然后再用補(bǔ)插法計(jì)算其它各個(gè)月份的最大負(fù)荷。電源規(guī)劃n電源規(guī)劃電源規(guī)劃用以研究規(guī)劃期內(nèi)各種電源的開發(fā)順序，確定電源建設(shè)的項(xiàng)目、布局、容量及進(jìn)度，滿足規(guī)劃期內(nèi)的電力負(fù)荷需要，并使電力系統(tǒng)獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。n電源規(guī)劃的內(nèi)容電源規(guī)劃的內(nèi)容：確定規(guī)

31、劃年份發(fā)電設(shè)備總?cè)萘浚淮_定規(guī)劃期內(nèi)逐年建設(shè)的發(fā)電量；選擇電源結(jié)構(gòu)，確定新擴(kuò)建發(fā)電容量的安裝地點(diǎn)、調(diào)查電廠建設(shè)條件；根據(jù)用電負(fù)荷性質(zhì)和需求，提出逐年建設(shè)電源的組成類型，電源建設(shè)方案優(yōu)化、提出電源建設(shè)項(xiàng)目表等。此外，環(huán)境問(wèn)題也是電源規(guī)劃不容忽視的問(wèn)題。 一、電力電量平衡（一、電力電量平衡（power and energy balance of electric power system） n電力電量平衡是電力電量供應(yīng)與需求之間的平衡。電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要編制從當(dāng)前到設(shè)計(jì)水平年的逐年電力電量平衡，以及遠(yuǎn)景水平年系統(tǒng)和地區(qū)的電力電量平衡，必要時(shí)還應(yīng)作地區(qū)最小負(fù)荷時(shí)的電力平衡，用來(lái)確定系統(tǒng)發(fā)電容量，檢驗(yàn)系

32、統(tǒng)發(fā)電量及電源結(jié)構(gòu)的合理性，并根據(jù)電量平衡的結(jié)果來(lái)調(diào)整發(fā)電容量及電源結(jié)構(gòu)。 1 1、電力電量平衡的內(nèi)容、電力電量平衡的內(nèi)容 n電力平衡電力平衡(power balance) 用來(lái)研究電力系統(tǒng)中電源和負(fù)荷的平衡問(wèn)題。n內(nèi)容包括：根據(jù)預(yù)測(cè)的電力系統(tǒng)負(fù)荷來(lái)確定電力系統(tǒng)的發(fā)電容量，包括確定水電、火電或核電廠的新建、續(xù)建和擴(kuò)建項(xiàng)目等，并確定規(guī)劃設(shè)計(jì)年度內(nèi)逐年新增的裝機(jī)容量和退役機(jī)組容量；確定系統(tǒng)需要的備用容量，研究在水、火電廠之間的分配；確定系統(tǒng)需要的調(diào)峰容量，使之能滿足設(shè)計(jì)年不同季節(jié)的系統(tǒng)調(diào)峰需要，并提出典型日的調(diào)峰方式和系統(tǒng)調(diào)峰方案。電力平衡計(jì)算結(jié)果可用電力平衡表或電力平衡圖表示。 1 1、電力電量

33、平衡的內(nèi)容、電力電量平衡的內(nèi)容 n電量平衡（電量平衡（energy balance） 指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)電力系統(tǒng)所需電量與電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠可發(fā)電量的平衡。n當(dāng)電力系統(tǒng)中有水電廠時(shí)，一般要進(jìn)行不同代表水文年（即枯水年、平水年、豐水年、必要時(shí)的特枯水年）的電量平衡。內(nèi)容包括：通過(guò)電量平衡確定各代表水文年各類型電廠的發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)；在滿足電力系統(tǒng)負(fù)荷及電量需求的前提下，合理安排水火電廠的運(yùn)行方式，充分利用水電，使燃料消耗最經(jīng)濟(jì)，并計(jì)算系統(tǒng)需要的燃料消耗量；確定水電廠發(fā)電量的利用程度及需要新增機(jī)組和其投產(chǎn)時(shí)間，以論證水電裝機(jī)容量的合理性；分析計(jì)算系統(tǒng)與系統(tǒng)之間、地區(qū)與地區(qū)之間聯(lián)絡(luò)線的交換電量的數(shù)值，

34、以確定聯(lián)網(wǎng)的合理性。 2 2、電力平衡代表月的選擇、電力平衡代表月的選擇n 電力平衡需要逐年進(jìn)行。在電力平衡時(shí)，可選擇水電廠在枯水季節(jié)中最大負(fù)荷月來(lái)代表該年參加電力平衡。但還應(yīng)根據(jù)水電廠逐月發(fā)電出力及系統(tǒng)負(fù)荷的變化情況,具體分析確定。必要時(shí)可選擇代表年進(jìn)行逐月電力平衡，以便找出其中起控制作用的月份，然后按該代表月進(jìn)行逐年平衡。 3 3、電力平衡中的容量組成、電力平衡中的容量組成 n1 1裝機(jī)容量裝機(jī)容量：指系統(tǒng)中各類電廠發(fā)電機(jī)組額定容量的總和。n2必需容量必需容量：指維持電力系統(tǒng)正常供電所必需有的裝機(jī)總?cè)萘?，即工作容量和備用容量之和。n3 3工作容量工作容量：指發(fā)電機(jī)擔(dān)任電力系統(tǒng)正常負(fù)荷的容量

35、。在電力平衡計(jì)算中的工作容量是指電力系統(tǒng)最大負(fù)荷時(shí)的工作容量。其中擔(dān)任基荷的電廠出力就是工作容量，擔(dān)任峰荷和腰荷的發(fā)電廠以日負(fù)荷最大時(shí)刻的出力作為工作容量。水電廠的工作容量是指按保證出力運(yùn)行時(shí)所能提供的發(fā)電容量，其大小與其保證出力及其在電力系統(tǒng)日負(fù)荷曲線上的工作位置有關(guān)。 n4 4重復(fù)容量重復(fù)容量：指水電廠為了多發(fā)季節(jié)性電能，節(jié)省火電燃料而增設(shè)的發(fā)電容量。重復(fù)容量是在一定的設(shè)計(jì)供電范圍、負(fù)荷水平和設(shè)計(jì)保證率條件下選定的，當(dāng)任一條件變化時(shí)，就有可能部分或全部轉(zhuǎn)化為必需容量。n5 5受阻容量受阻容量：指由于各種原因，發(fā)電設(shè)備不能按額定容量發(fā)電時(shí)的容量稱受阻容量。機(jī)組受阻的原因很多，火電機(jī)組有設(shè)備缺

36、陷、燃料發(fā)熱量過(guò)低、循環(huán)水溫過(guò)高等原因。水電機(jī)組由于運(yùn)行水頭低于設(shè)計(jì)水頭而受阻的稱為水頭受阻容量；由于水量不足而受阻的稱為水量受阻容量，主要發(fā)生在徑流式電廠中。對(duì)一個(gè)水電廠來(lái)說(shuō)，水頭受阻平均分配在每臺(tái)機(jī)上；水量受阻可調(diào)度集中于一臺(tái)或幾臺(tái)機(jī)組，這些機(jī)組可替代本廠的檢修備用和其他機(jī)組的事故備用。n6水電空閑容量水電空閑容量：指電力平衡中未能得到利用的那部分水電裝機(jī)容量。其大小隨著各水電廠工作容量的大小而變化。 n7 7備用容量備用容量：指為了保證系統(tǒng)不間斷供電、并保持在額定頻率下運(yùn)行而設(shè)置的裝機(jī)容量。它包括有負(fù)荷備用、事故備用和檢修備用容量三部分。n 負(fù)荷備用容量負(fù)荷備用容量 指為擔(dān)負(fù)電力系統(tǒng)一天

37、內(nèi)瞬時(shí)的負(fù)荷波動(dòng)和計(jì)劃外的負(fù)荷增長(zhǎng)所需要的發(fā)電容量。一般負(fù)荷備用容量為最大負(fù)荷的25，低值適用于大系統(tǒng)，高值適用于小系統(tǒng)。n 事故備用容量事故備用容量 指電力系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備發(fā)生事故時(shí)為保證正常供電所需要的發(fā)電容量。事故備用容量中應(yīng)有一部分機(jī)組在頻率偏離正常時(shí)能自動(dòng)投入，另一部分應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)投入運(yùn)行。在電力電量平衡計(jì)算中，事故備用容量在系統(tǒng)中水火電廠之間的初步分配，可按其擔(dān)負(fù)工作容量的比例求得。在電力平衡計(jì)算中常用傳統(tǒng)的百分率法，即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般考慮事故備用容量為最大發(fā)電負(fù)荷的10左右，并且不小于系統(tǒng)1臺(tái)最大單機(jī)容量。n 檢修備用容量檢修備用容量 指在電力系統(tǒng)一年內(nèi)的低負(fù)荷季節(jié)，不能滿足全部機(jī)組

38、按年計(jì)劃?rùn)z修而必須增設(shè)的發(fā)電容量。電力平衡中檢修備用容量可按最大發(fā)電負(fù)荷的815考慮。在實(shí)際運(yùn)行中檢修備用應(yīng)按有關(guān)規(guī)程要求及系統(tǒng)情況，在年負(fù)荷曲線圖上安排年檢修計(jì)劃。 4 4、電力電量平衡中代表水文年的選擇、電力電量平衡中代表水文年的選擇 n電力系統(tǒng)按發(fā)電機(jī)組動(dòng)力來(lái)源的不同可分為純水電、純火電和水火電聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)。n在水火電聯(lián)合系統(tǒng)中，一般考慮4種有代表性的水文年的電力電量平衡，用以概括系統(tǒng)全部運(yùn)行情況。在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，通常按設(shè)計(jì)枯水年進(jìn)行電力平衡，按平水年進(jìn)行電量平衡，并按平水年計(jì)算潮流分布，確定電氣主接線和送電線路導(dǎo)線截面積，按豐水年水電機(jī)組滿發(fā)來(lái)校驗(yàn)電氣主接線和線路的輸送能力。 5

39、 5、電力平衡計(jì)算、電力平衡計(jì)算 電力平衡計(jì)算電力平衡計(jì)算n1 1最大發(fā)電負(fù)荷最大發(fā)電負(fù)荷最大發(fā)電負(fù)荷全系統(tǒng)計(jì)及同時(shí)率后的用電負(fù)荷線損廠用電n2 2水電工作容量水電工作容量n水電廠工作容量的計(jì)算常采用圖解法n （a）日負(fù)荷曲線；(b)日電量累計(jì)曲線n2）找出電力平衡代表月相應(yīng)的各水電廠的月平均出力，乘以水庫(kù)調(diào)節(jié)系數(shù)，便得水電廠可調(diào)節(jié)的日保證電量。n通常，水電廠受下游水運(yùn)、農(nóng)灌、養(yǎng)殖、環(huán)保、市政等用水部門的要求而必須放流，水電廠為利用這部分水能所發(fā)出的功率稱為強(qiáng)制出力強(qiáng)制出力，這一出力擔(dān)負(fù)系統(tǒng)的基荷，是不可調(diào)節(jié)的。因此水電廠的發(fā)電量分為兩部分，即擔(dān)任峰荷的電量AP 和擔(dān)任基荷的電量Ab， n式中

40、 Pa -保證出力；P b -強(qiáng)制出力；K-水庫(kù)調(diào)節(jié)系數(shù)，如無(wú)調(diào)節(jié)及日調(diào)節(jié)水庫(kù)，K=1.0；季調(diào)節(jié)及年調(diào)節(jié) 水庫(kù)，K=1.1bbbaPPAPPKA24)(24n在電量累積曲線圖上的電量A坐標(biāo)軸上找到Ap ，作垂線交于電量累積曲線于點(diǎn)1；再作水平線交于日負(fù)荷曲線縱坐標(biāo)的點(diǎn)2，則從負(fù)荷最大值至點(diǎn)2的距離為調(diào)峰容量Pp 。這時(shí)水電廠的日保證容量Ap大于峰荷電量，其調(diào)峰容量Pp將可擔(dān)負(fù)峰荷和一部分基荷，此時(shí)工作容量Pw可表示為：n bbaWPPPPKP)1 ()(maxn當(dāng)水電廠的日保證電量Ap 等于峰荷電量時(shí)，此時(shí)調(diào)峰容量Pp 恰好可擔(dān)負(fù)峰荷。n當(dāng)水電廠的日保證電量Ap 小于峰荷電量時(shí)，此時(shí)調(diào)峰容量

41、Pp 只好擔(dān)負(fù)部分峰荷。n當(dāng)系統(tǒng)含有多個(gè)水電廠的情況下，計(jì)算時(shí)根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)水火電廠的比例，將參加電力平衡的水電廠當(dāng)作一個(gè)整體，取同一保證率，求出各水電廠的日保證電量，相加后，利用負(fù)荷曲線圖和電量累積曲線圖，求出整個(gè)工作容量，最后參照各水電廠的具體情況，確定各水電廠在日負(fù)荷曲線上的運(yùn)行位置和出力大小。 n3 3火電工作容量火電工作容量n 火電工作容量最大發(fā)電負(fù)荷水電工作容量n4 4備用容量備用容量n 備用容量最大發(fā)電負(fù)荷的20n備用容量在水火電廠之間分配的原則是：負(fù)荷備用一般由水電承擔(dān)，事故備用一般按水火電廠擔(dān)負(fù)系統(tǒng)工作容量的比例分配，檢修備用由具體情況而定。n5 5需要裝機(jī)容量需要裝機(jī)容量n需要

42、裝機(jī)容量工作容量備用容量n6 6可能裝機(jī)容量可能裝機(jī)容量n 根據(jù)施工情況、投資分配以及設(shè)備供應(yīng)等情況在系統(tǒng)中實(shí)際可能的裝機(jī)安排容量。n7. 7. 火電電力盈虧火電電力盈虧n 火電電力盈虧火電需要容量火電實(shí)際可能裝機(jī)容量 系統(tǒng)電量平衡表系統(tǒng)電量平衡表 1系統(tǒng)月平均負(fù)荷系統(tǒng)月平均負(fù)荷 yyyYPPPmax式中 Py p- -某月平均負(fù)荷 ； Py.max-某月最大負(fù)荷； y-某月月不均衡系數(shù)； y-日負(fù)荷率。月平均負(fù)荷乘以相應(yīng)的月小時(shí)數(shù)，12個(gè)月相加后即得全年的需電量。 2 2系統(tǒng)月平均出力系統(tǒng)月平均出力n 系統(tǒng)月平均出力可按以下順序計(jì)算：(1)列出水電廠可被利用的月平均出力；(2)列出熱電廠的供

43、熱強(qiáng)制出力；(3)計(jì)算凝汽式電廠的月平均出力，為系統(tǒng)月平均負(fù)荷減去水電廠月平均出力及供熱強(qiáng)制出力；(4)將各月平均出力乘以相應(yīng)的月小時(shí)數(shù)后相加即可得到各類電廠的年發(fā)電量，并據(jù)此校驗(yàn)各類電廠的利用小時(shí)數(shù)，檢驗(yàn)電量是否平衡。一般在電量平衡中火電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)按不大于5000h考慮。n當(dāng)水電比重較大，或遇豐水期，有可能發(fā)生水電電量得不到充分利用的情況時(shí)，則應(yīng)計(jì)算棄水電量。 6 6、各類電廠的運(yùn)行方式、各類電廠的運(yùn)行方式 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在通過(guò)電源方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證和電力平衡確定了逐年的發(fā)電容量后，為進(jìn)行電力網(wǎng)的潮流分布及調(diào)相調(diào)壓計(jì)算，制定網(wǎng)絡(luò)方案，選擇送電線路導(dǎo)線截面、各種電氣設(shè)備及無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備等，必須

44、確定有關(guān)年份各種水文年不同運(yùn)行方式時(shí)各發(fā)電廠的出力。 確定電廠運(yùn)行方式的總原則確定電廠運(yùn)行方式的總原則 確定運(yùn)行方式的總原則是要貫徹安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)供電的方針。具體要求如下：(1)總的發(fā)電容量(出力)要滿足系統(tǒng)負(fù)荷的要求。各地區(qū)電廠的發(fā)電出力要滿足當(dāng)?shù)乇０藏?fù)荷的要求，并應(yīng)預(yù)留適當(dāng)?shù)臒醾溆萌萘俊?2)最充分地利用水電廠的發(fā)電量和裝機(jī)容量。對(duì)具有綜合利用效能的水電廠,應(yīng)首先滿足各綜合利用部門用水的最低要求(強(qiáng)制出力)。(3)充分利用熱電廠按熱負(fù)荷運(yùn)行的強(qiáng)制出力及發(fā)電量。(4)各機(jī)組運(yùn)行應(yīng)不小于最小技術(shù)出力。(5)注意火電廠、核電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，節(jié)約燃料。 (6)監(jiān)督主干線潮流變動(dòng)幅度應(yīng)在技術(shù)條件的允許范

45、圍內(nèi)(例如穩(wěn)定水平、電壓水平等)。 7 7、無(wú)功功率平衡與補(bǔ)償、無(wú)功功率平衡與補(bǔ)償n 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡是電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量的保證。由于系統(tǒng)的自然無(wú)功負(fù)荷總是大于原有的無(wú)功電源，因此必須進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。電力系統(tǒng)的無(wú)功電源與無(wú)功負(fù)荷在正常及事故運(yùn)行時(shí)，都應(yīng)實(shí)行分層分區(qū)、就地平衡的原則實(shí)行分層分區(qū)、就地平衡的原則，并且無(wú)功電源應(yīng)具有靈活的調(diào)節(jié)能力和一定的檢修備用、事故備用。 n自然無(wú)功負(fù)荷包括電力用戶補(bǔ)償前的無(wú)功負(fù)荷、各級(jí)變壓器及送電線路的無(wú)功損耗、發(fā)電廠自用無(wú)功負(fù)荷、各種電抗器的無(wú)功損耗等。n 無(wú)功電源包括發(fā)電機(jī)實(shí)際可調(diào)節(jié)無(wú)功容量、線路充電功率、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的容性無(wú)功功率容量等。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備包

46、括系統(tǒng)中的并聯(lián)電容器、串聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、同步調(diào)相機(jī)和靜止無(wú)功補(bǔ)償器等。 二、電源規(guī)劃方法電源規(guī)劃方法 n電源規(guī)劃的一般原則電源規(guī)劃的一般原則n電源方案設(shè)計(jì)應(yīng)遵循可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的原則。n1.每個(gè)大區(qū)電力系統(tǒng)要重點(diǎn)建設(shè)若干個(gè)大型骨干電廠和能源基地。n2.電廠的規(guī)模、單機(jī)容量應(yīng)與電力系統(tǒng)容量相適應(yīng)。n3.應(yīng)優(yōu)先推薦建設(shè)條件優(yōu)越、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好的水力發(fā)電廠。n4. 擴(kuò)建電廠與新電廠的比例應(yīng)適度。n5.各電源方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相差不大時(shí)，宜優(yōu)先考慮能提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平的電源方案。n6.電量流向應(yīng)與發(fā)電燃料的運(yùn)輸方向一致。n7.系統(tǒng)應(yīng)有足夠的備用容量。 電源規(guī)劃的一般方法電源規(guī)劃的一般方法 1電

47、源方案常規(guī)設(shè)計(jì)電源方案常規(guī)設(shè)計(jì)n “常規(guī)設(shè)計(jì)方法”是根據(jù)各年度電力系統(tǒng)的需要，擬出幾個(gè)電源組合方案，進(jìn)行多方案比較。在比較時(shí)，要明確各方案相應(yīng)的發(fā)電煤源、運(yùn)輸方案和輸電網(wǎng)絡(luò)，然后計(jì)算煤、電、運(yùn)以及綜合的投資和年運(yùn)行費(fèi)，并把其折算成使用期內(nèi)的年費(fèi)用或某一年的總費(fèi)用，進(jìn)行綜合比較后，提出各年度的電源建設(shè)方案。 2按發(fā)電機(jī)組類型優(yōu)化的電源規(guī)劃按發(fā)電機(jī)組類型優(yōu)化的電源規(guī)劃n 按發(fā)電機(jī)組類型優(yōu)化的電源規(guī)劃模型又稱為單節(jié)點(diǎn)電源規(guī)劃模型，其特點(diǎn)是忽略系統(tǒng)中負(fù)荷及發(fā)電廠地理分布對(duì)電源規(guī)劃的影響，把所有負(fù)荷和發(fā)電廠集中在同一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電力電量平衡。這種模型只考慮電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組類型（根據(jù)燃料種類和機(jī)組容量劃分）

48、的差異對(duì)電源規(guī)劃的影響，只能回答系統(tǒng)在什么時(shí)候擴(kuò)建什么類型機(jī)組的問(wèn)題，而不能確定在什么地方擴(kuò)建這些機(jī)組。目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)的電源規(guī)劃模型都按發(fā)電機(jī)組類型進(jìn)行優(yōu)化。3按發(fā)電廠優(yōu)化的電源規(guī)劃按發(fā)電廠優(yōu)化的電源規(guī)劃n 在電源規(guī)劃中，電力系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用與新建發(fā)電廠的地址密切相關(guān)。為了既能回答“何時(shí)擴(kuò)建新機(jī)組” 、“擴(kuò)建哪種類型和多大容量機(jī)組” ，又能回答“在何處擴(kuò)建”的問(wèn)題，應(yīng)采用按發(fā)電廠優(yōu)化的電源規(guī)劃模型，如JASP，其特點(diǎn)是能夠考慮不同廠址對(duì)投資和運(yùn)行費(fèi)用的影響，便于進(jìn)行區(qū)域電力電量平衡，從而諧調(diào)省地區(qū)間各層次的關(guān)系，反映各方面的效益。按發(fā)電廠優(yōu)化的電源規(guī)劃模型更適合于我國(guó)的能源分布和工業(yè)分布

49、情況。 三、三、發(fā)電廠、變電站地址及送電路徑選擇發(fā)電廠、變電站地址及送電路徑選擇 火力發(fā)電廠廠址的選擇火力發(fā)電廠廠址的選擇 n1 按國(guó)家能源政策，火電廠應(yīng)以煤炭為主要燃料。n2 大型火電廠可建在煤礦附近，也可建在靠近負(fù)荷中心的鐵路和水路運(yùn)輸方便的地方，須作論證。n3 廠址應(yīng)靠近水源，且供水可靠。n4 交通運(yùn)輸方便。n5 燃煤發(fā)電廠的貯灰場(chǎng)容量應(yīng)能儲(chǔ)存20年左右按規(guī)劃容量排放的灰渣量。n6 應(yīng)留有足夠的出線走廊。n7 發(fā)電廠廠址不應(yīng)設(shè)在滑坡、巖溶發(fā)育或發(fā)震斷裂地帶以及9度以上地震區(qū)，大型火力發(fā)電廠不宜建在9度地震區(qū)。n8山區(qū)發(fā)電廠的廠址，宜在較平坦的坡地或丘陵地上。應(yīng)注意盡量不破壞自然地勢(shì)，避開有危巖、滾石和泥石流的地段。n9當(dāng)廠址選在江