城市供電工程系統(tǒng)規(guī)劃課件

1、城市供電工程系統(tǒng)規(guī)劃重要知識點城市用電負荷與用電量的預測與計算電源設(shè)施布局規(guī)劃要點城市供配電設(shè)施的規(guī)劃布局要點城網(wǎng)的結(jié)線方式城市供電線路規(guī)劃要點電力線路的保護一、基本概念 1.城市電力系統(tǒng)：發(fā)電廠、各級變電站（所）、電力網(wǎng)和用電設(shè)備等組成。包含：供配電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)。 2.供配電系統(tǒng)：接受電源輸入的電能，進行檢測、計量、變壓，向用戶和用電設(shè)備分配電能的系統(tǒng)。用電系統(tǒng):動力用電系統(tǒng)、照明用電系統(tǒng)以及其他用電系統(tǒng)。 3.具體詳見p115. 4.城市電力工程規(guī)劃的基本任務就是構(gòu)建安全、經(jīng)濟、方便、優(yōu)質(zhì)、技術(shù)先進的城市供電網(wǎng)絡體系，滿足國民經(jīng)濟各部門用電增長的要求，為國民經(jīng)濟和人民生活提供電力。 4.

2、電壓等級：一類、二類、三類。(P116) 送電電壓(用架空線路向用戶送電，該線路的電壓就叫送電電壓)為550kv、330kv、220kv、110kv。高壓配電電壓（配電電壓是指電力向終端用戶進行傳輸時的電壓）為110kv和35kv,中壓配電為10kv,低壓配電為380v/220v。選擇電壓等級時，應避免重復降壓。我國對短距離配電電壓規(guī)定為10KV。一個小區(qū)內(nèi)的配電，高壓側(cè)為10KV，低壓側(cè)為220V或380V. 一般來講在城區(qū)變電站內(nèi)將110KV降至10KV后送至用電終端。 5.電壓質(zhì)量標準：電壓偏移、電壓波動、頻率、電壓平衡、容載比。（P117）容載比：是城市網(wǎng)內(nèi)同一電壓等級的主變壓器總?cè)萘?/p>

3、（kva)與對應的供電總負荷（kw)之比。p117 電力負荷預測一、電力負荷：也稱用電負荷。指城市內(nèi)或城市某一局部片區(qū)內(nèi)所有用戶在某一時刻實際耗用的有功功率的總和。 城市的供電規(guī)模、變電站（所）的容量、輸電線路的輸電能力等均依據(jù)電力負荷預測結(jié)果來定。P119.2.電力負荷分級：一級、二級、三級。P120.3.電力負荷的供電要求： 1）一次負荷應由兩個電源供電，當一電源故障時，另一電源不應同時受到損壞。 2）一次負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，應增設(shè)應急電源，并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統(tǒng)。 3）二次負荷供電要求：要求由兩回線路供電（兩臺變壓器并聯(lián)運行），應做到不致中斷供電，或中斷后

4、能迅速恢復供電。供電條件困難或負荷較小地區(qū)，二級負荷可由一回6kv及以上專用的架空線路或電纜供電。4.電力負荷計算的參數(shù)： 1）用電量An:表示規(guī)劃區(qū)內(nèi)各種用電器消耗電量的多少，單位為千瓦時。 2）設(shè)備額定容量Pn:銘牌上的數(shù)據(jù)，單位為千瓦。多臺設(shè)備，總設(shè)備額定容量為各個設(shè)備容量總和，不管有沒在工作。 3）計算負荷P：各類用電實際的最大負荷值。單位為千瓦。 4）同時系數(shù)K:實際最大負荷值與各類最大負荷值之和的比值。 5）年最大負荷利用小時T:是一個假想的時間，在此時間內(nèi)，電力負荷按最大負荷持續(xù)運行所消耗的電能。恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能。6）需用系數(shù)K：反映某一時間電器設(shè)備的用電程度

5、。把同類用戶的用電最大負荷與同類用戶的設(shè)備定額容量的總和之比。7）平均負荷率：電力負荷在一年時間t內(nèi)平均消耗的功率。8）負荷系數(shù)：平均負荷與最大負荷的比值。 第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算一、電力負荷預測：規(guī)劃時段期末的需用負荷預測，其值是電氣設(shè)備和導線截面選擇的依據(jù)。電力負荷預測一般先從用電量入手，然后由用電量轉(zhuǎn)化為市內(nèi)各分區(qū)的負荷。也可從計算市內(nèi)各分區(qū)現(xiàn)有的負荷密度入手。二、電量預測的主要方法： 1.單耗法：根據(jù)單位產(chǎn)品（或產(chǎn)值）用電平均耗電指標和產(chǎn)品數(shù)(或產(chǎn)值）來推算用電量。P122 2.綜合用電水平法：根據(jù)預測人口及每人平均用電量來推算城市總電量。 3.年平均增長率法： 4.彈性系數(shù)法

6、：地區(qū)總用電平均增長率與工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值平均增長率的比值。 第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算其數(shù)學模型為：E=E0(1+)N X 其中，E為預測年用電量，E0 為基準年用電量， 為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值年平均增長率（%）,n為預測年限，X為電量彈性系數(shù)。 X=XpXc, Xp為電力消耗年增長率，Xc為國內(nèi)生產(chǎn)總值增長率。注意事項p122.三、城市用電量預測：分為工業(yè)用戶、市政用戶、農(nóng)業(yè)用戶三類別。 1.工業(yè)用電主要用于動力、照明、電解、電熱和控制?？捎靡韵路椒A測。 1）產(chǎn)量單耗法：年用電量An=WiDi 最大負荷P= AnT Wi產(chǎn)量單耗是某種產(chǎn)品的用電單耗，kwh/相同實用單位。Di某種產(chǎn)品的產(chǎn)量（實用

7、單位，如噸、臺、件）。2).產(chǎn)值單耗法：年用電量An= wiMi 最大負荷P= An/T Mi用電某種產(chǎn)品或全部產(chǎn)品的產(chǎn)值（萬元），wi某種產(chǎn)品相應產(chǎn)品單位產(chǎn)值的單耗（kwh/萬元）3).需用系數(shù)法：各類工業(yè)用電負荷的需用系數(shù)K就是實際用電最大負荷P與用電設(shè)備總功率Pn的比值。 K=P/ Pn.P123.4).年平均增長率法:E=E0(1+a)n E為預測年的用電量，E0為基準年用電量，a為年用電量平均增長率（%），n為預測年限。5).按部門分項分析疊加法：P124.2.市政生活用電量預測： 1）綜合用電水平法 一般是以人口或建筑面積或功能分區(qū)面積進行計算。是指當以人口計算時，所得的用電水平相

8、當于人均電耗，當以功能分區(qū)面積進行計算時，所得的用電水平即相當于負荷密度。年用電量 An=Sd S是指計算范圍內(nèi)的人口數(shù)或建筑面積或土地面積。d為用電水平指標。P124.2) 按部門分項分析疊加法：3.農(nóng)業(yè)用電預測：按農(nóng)村小康水平設(shè)想，人均用電可達200-300kwh/(人年）四、負荷預測 1）負荷密度法：以城市各負荷區(qū)或負荷小區(qū)目前負荷密度已經(jīng)達到的每平方公里千瓦數(shù)（kw/km2),參考城市規(guī)劃中有關(guān)的經(jīng)濟發(fā)展、人口、居民收入水平等規(guī)劃指標，再與類似城市相比，推算出各負荷區(qū)或負荷小區(qū)的負荷密度預測指標，乘以各自的面積，就可得規(guī)劃區(qū)的負荷預測值。 2）綜合需用系數(shù)法p125 3）最大負荷年利用

9、小時數(shù)p125二、城市電力規(guī)劃各階段的電力負荷預測 1.總體規(guī)劃 2.分區(qū)規(guī)劃 3.控制性詳細規(guī)劃 4.修建性詳細規(guī)劃第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算總體規(guī)劃階段（1）預測內(nèi)容：應以規(guī)范制定的各項用電指標作為遠期用電負荷的控制指標。（2）規(guī)范制定的各項用電指標包括人均城市用電量指標、單項建設(shè)用地負荷密度指標和城市建筑單位建筑面積負荷密度指標三部分。 1）人均生活用電指標應根據(jù)城市性質(zhì)、人口規(guī)模、地理位置、經(jīng)濟基礎(chǔ)、居民生活消耗水平等，調(diào)研的基礎(chǔ)上，因地制宜確定。詳見表4-3 表4-4 表4-5.第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算總體規(guī)劃階段第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算彈性系數(shù)法 p123在某一時期

10、內(nèi)電力總消費量年平均增長率與同一時期國民生產(chǎn)總值(或國內(nèi)生產(chǎn)總值)年平均增長率的比值彈性系數(shù)法是反映電力發(fā)展速度與國民經(jīng)濟發(fā)展速度關(guān)系的一項綜合指標，被各國廣泛用于分析、權(quán)衡電力發(fā)展速度是否與國民經(jīng)濟發(fā)展速度相適應總體規(guī)劃階段第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算彈性系數(shù)法i% n% = (電力相對于國民經(jīng)濟的彈性) 2019 2019 12% 增長 = 0.6 電力增長7.2% 2019 2019 10% 增長 = 0.5 電力增長 5%2019 2020 8% 增長 = 0.4 電力增長3.2% 由2019年現(xiàn)值推出2019、2019、2020的用電量總體規(guī)劃階段第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算彈性

11、系數(shù)法 預測年份的用電量 電量彈性系數(shù) 基準年份用電量 預測年限 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值年增長率 當彈性系數(shù)等于1時，兩種數(shù)學模型預測結(jié)果相同 前一公式彈性系數(shù)與遞增率大于1，預測結(jié)果偏大。由于彈性 系數(shù)本身已是遞增產(chǎn)物，因此實際應用中，多采用后一數(shù)學模型回歸系數(shù)法 預測年份的用電量 基準年份用電量 電量回歸系數(shù) 預測期末年份 基準年份回歸系數(shù)表明變量間數(shù)量增減關(guān)系用時間作為自變量，以上述數(shù)學模型計算預測年份城市年用電量總體規(guī)劃階段第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算回歸系數(shù)法以時間作為自變量，以用電量作為因變量，通常為非線性發(fā)展掌握的數(shù)據(jù)越多，結(jié)論越準確總體規(guī)劃階段第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算x 年份Y

12、用電量第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算年平均增長率法 預測年份的用電量 基準年份用電量 基準年份 預測年限 用電量年增長率 修正系數(shù)依據(jù)：用電量與年度之間有著明顯的穩(wěn)定增長趨勢總體規(guī)劃階段總體規(guī)劃階段負荷密度法：主要用于中小城鎮(zhèn)單耗法：針對用電大戶（電鍍、鋼鐵廠等）橫向比較法：在一些特殊情況下，特別是在城市總體規(guī)劃階段（其他階段基本不使用），用于提供參照與比較，以對前4種方法進行校核，比如在廣州市高壓電網(wǎng)規(guī)劃中的使用第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算分區(qū)規(guī)劃階段預測內(nèi)容分區(qū)規(guī)劃最大負荷分區(qū)規(guī)劃年用電量宜采用負荷密度法進行預測居住、公共設(shè)施、工業(yè)三大類主要用地用電則可選用規(guī)劃單相建設(shè)用地供電負荷密度指

13、標。第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算分區(qū)規(guī)劃階段人口用電水平法單位人口人均用電量指標 x 人口數(shù) = 總用電量。其局限在于規(guī)范中用電指標是一個范圍，在該范圍內(nèi)數(shù)值表化較大，主觀性強，客觀性差建設(shè)用地負荷密度法R：100 400 居住用地C：300 1200 商業(yè)設(shè)施用地 取值過程中同樣主觀性強M：200 800 工業(yè)用地要求得準確數(shù)值難度較大第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算詳細規(guī)劃階段預測內(nèi)容詳細規(guī)劃區(qū)內(nèi)各類建筑的規(guī)劃單位建筑面積負荷指標詳細規(guī)劃區(qū)規(guī)劃最大負荷詳細規(guī)劃區(qū)規(guī)劃年用電量以上三種為城市規(guī)劃電力規(guī)范中定義第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算控詳規(guī)劃階段控制性：對每塊地預測用電負荷第一節(jié) 城市電力

14、負荷預測與計算C1C2M1R2200060009000300015000kw必須建設(shè)開關(guān)房（地塊中）廣州一般為 6000 8000詳細規(guī)劃階段預測方法一般負荷用單位建筑面積負荷指標法（控規(guī)）R： 20 60w/m2 M： 20 80w/m2C： 30 120w/m2第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算詳規(guī)規(guī)劃階段R；廣州一般用40 50M：廣東玩具、鞋、衣、皮具等輕工業(yè)標準廠房可用到50，主要負荷為照明及動力C：C1、C2、C3、C4、C5、C6第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算用較大數(shù)值特別高檔建筑小 100高校 80詳規(guī)規(guī)劃階段控規(guī)：由用地面積 x 容積率 = 建筑面積（推算）詳規(guī)：建筑已有初步設(shè)計

15、 層面積 x 層數(shù) 修正面積 = 建筑面積（較確定）第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算地塊編號性質(zhì)面積容積率密度建筑編號性質(zhì)標準層面積層數(shù)修正建筑密集控規(guī)祥規(guī)詳規(guī)規(guī)劃階段點負荷用單耗法（不普通）用電大戶 特殊用電單位時使用第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算鋁廠規(guī)劃區(qū)域?qū)嵗?總體規(guī)劃新會雙水鎮(zhèn)（小型、達到分區(qū)規(guī)劃深度）彈性分析法 15% 10% 經(jīng)濟發(fā)展增長率（據(jù)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃）新會市十五電網(wǎng)規(guī)劃 彈性系數(shù) 0.652019 2020年用電預測第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算實例一 總體規(guī)劃新會雙水鎮(zhèn)（小型、達到分區(qū)規(guī)劃深度）回歸分析法調(diào)查得來10年數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)不正確，不能得出任何方程式不能起到校核作用

16、第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算實例一 總體規(guī)劃新會雙水鎮(zhèn)（小型、達到分區(qū)規(guī)劃深度）人口用電水平法參照國家中等發(fā)達城市 雙水鎮(zhèn)50萬規(guī)劃人口接近大中型城市 人口越多，能控制的用地越大，人口規(guī)模過于超前得到的值比方法多很多第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算實例一 總體規(guī)劃新會雙水鎮(zhèn)（小型、達到分區(qū)規(guī)劃深度）用地負荷密度（一般情況下總規(guī)不采用，因為用地規(guī)劃已到分區(qū)規(guī)劃的水平）得出的結(jié)論與方法 較吻合因其工業(yè)用電發(fā)展較快第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算實例一 總體規(guī)劃原則一定使用多方法比較不能湊數(shù)200 800 要按照實際情況選取數(shù)值300 1200 而不能得出數(shù)值后為湊數(shù)而選取100 400 第一節(jié) 城市

17、電力負荷預測與計算實例二 分區(qū)規(guī)劃南京青龍片區(qū)（介于分區(qū)與控詳規(guī)劃之間）第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算青龍（居?。┐髮W城人口用電水平法 因為是高檔居住區(qū)，人口很確定，因此結(jié)果比較正確實例二 分區(qū)規(guī)劃南京青龍片區(qū)（介于分區(qū)與控詳規(guī)劃之間）用地負荷密度法第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算R面積比例R1：150R2：400R3：100MC用地平衡表對每一種用地性質(zhì)確定負荷密度（例如國家規(guī)范R100400）分區(qū)規(guī)及控規(guī)中采用中類指標總規(guī)中采用大類指標實例二 分區(qū)規(guī)劃南京青龍片區(qū)（介于分區(qū)與控詳規(guī)劃之間）如果兩種結(jié)果有較大差別，應進行分析，分析為何數(shù)值偏大或偏小，看主觀選擇的數(shù)據(jù)是否正確。找出差距的原因，最

18、后取：平均值（差距在10%以內(nèi)）最大值或最小值（找出預測結(jié)果偏大偏小的原因）合適值（將有問題的方法得出的結(jié)果去掉）第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算實例三 控詳規(guī)劃云埔工業(yè)區(qū)（控制性詳細規(guī)劃）M2 M3為主 臺塑國家規(guī)范 M3 1000kw/ha與現(xiàn)狀差距很大300ha 計算 30萬(需建110kv變電站) 實際1.5 2.5萬現(xiàn)狀調(diào)查原因：因用地便宜，多買了地預留，同樣的產(chǎn)能卻用了過大的地第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算實例三 控詳規(guī)劃云埔工業(yè)區(qū)（控制性詳細規(guī)劃）調(diào)查當?shù)?到8個廠的數(shù)據(jù)a.用地面積 b.用地面積使用率 c.現(xiàn)狀用電負荷用地負荷密度 = 用電負荷 / 用地使用面積結(jié)合國家的節(jié)能政策

19、，采用現(xiàn)狀負荷密度計算，得出M2：200 M3：300實事求是的做規(guī)劃，不能機械完全地套用書本第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算實例四 修詳規(guī)劃保利帝景（修建性詳細規(guī)劃）4050ha 純住宅區(qū)，除必要公建配套性質(zhì)單一 負荷較易預測 也較為準確單位建筑面積用電負荷密度 x 每幢樓建筑面積 = 建筑用電負荷第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算規(guī)劃用電指標（對照規(guī)范）規(guī)劃人均綜合用電量指標規(guī)劃人均居民生活用電量指標較高 2500 1500kwh/人.年 現(xiàn)狀400200中上 1500 800kwh/人.年 現(xiàn)狀200100中等 800 400低 400 250夏季 5 9月份第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算規(guī)劃

20、用電指標（對照規(guī)范）規(guī)劃單位建設(shè)用地負荷指標R：100 400C：300 1200M：200 800道路廣場S 對外交通T 市政設(shè)施UM3：高耗能 高污染工業(yè)第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算規(guī)劃用電指標（對照規(guī)范）規(guī)劃單位建設(shè)面積負荷指標 居住 2060 w/m2規(guī)范 工業(yè) 2080 （經(jīng)常大不到容積率1） 公建 30120（只有容積率為1時才正確） 居住 200600 kw/ha規(guī)范 工業(yè) 200800 kw/ha 公建 3001200 kw/ha第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算規(guī)劃用電指標（對照規(guī)范）規(guī)劃單位建設(shè)面積負荷指標故采用建筑電氣指標，分類較細（居?。┱彰?空調(diào) 電視 冰箱 音響考慮每

21、戶每m2的用電指標，數(shù)據(jù)很準確（工業(yè)）性質(zhì)不同，用電指標的選取有很大區(qū)別第一節(jié) 城市電力負荷預測與計算解決場站問題流的流出：比如雨水、污水流的流入：電、水、氣、熱流入與流出：通信第二節(jié) 城市供電電源規(guī)劃一、城市供電電源種類與特點城市電源通常分為城市電廠和變電所兩種基本類型城市電源由城市發(fā)電廠直接提供，或由城市地域外的發(fā)電廠經(jīng)高壓送電線路長距離輸送到變電所，接入城市電網(wǎng)對某些無發(fā)電廠的城市，直接接受外來電源（發(fā)電廠或大電網(wǎng)），起著集中電力和分配電力作用的變電所，也可成為城市電源第二節(jié) 城市供電電源規(guī)劃對于現(xiàn)代化的城市，一般使用變電站作為城市電源發(fā)電廠與變電站第二節(jié) 城市供電電源規(guī)劃落差電廠220

22、v380v問題：離用電距離影響電壓 需要使用穩(wěn)壓器發(fā)電廠與變電站第二節(jié) 城市供電電源規(guī)劃220kv變電站開壓110kv配電房用戶0.61元/度電廠所有城市的電源都是變電站發(fā)電廠與變電站第二節(jié) 城市供電電源規(guī)劃梅山電廠（110kv）需找220kv變電站珠江電廠（220kv）南沙電廠（110kv）南沙地區(qū)電廠分布發(fā)電廠與變電站預測 kw功率 kVA 千伏安 變電容量 MVA 兆伏安 1MVA=1千千瓦第二節(jié) 城市供電電源規(guī)劃電廠電廠變電站變電站發(fā)電廠與變電站計算時一般不考慮有無電廠（除10kv直接供給用戶）有預測值后，配220kv變電容量容載比 10000MVA x 1.6 1.8(容載比) = 16000 18000MVA(變電容量) 主電壓總?cè)萘?對應的供電總負荷第二節(jié) 城市供電電源規(guī)劃需要多少220kv變電站發(fā)電廠與變電站第二節(jié) 城市供電電源規(guī)劃240MVA1.61.8= kVA有功功率無功功率中途消耗及不能滿負荷運行發(fā)電廠與變電站第二節(jié) 城市供電電源規(guī)劃220kv變電站一般情況下將變電站置于負荷中心，節(jié)約電損，節(jié)約電纜用量比如需要