电力系统规划复习资料

一、电力系统规划概论
1、电力系统规划的定义。

电力系统规划工作应在（国家产业（计划））和（能源政策）指导下，在（国民经济综合平衡）的基础上进行，首先进行（长期）电力规划，经审议后在此基础上从电力系统整体出发进一步研究并提出电力系统具体大发展方案及（电源）和（电网）建设的主要技术指标。

2、阐述电力系统规划的结构，并说明其与国家计划及能源政策的关系？
3、说明电力系统规划设计的基本要求？
经济性、可靠性和灵活性
6、电力系统规划包括哪几个主要部分？简述各部分之间的关系。

2 电力系统规划的方法和标准
1、电力系统规划基本方法有哪几种？
2、电力系统规划的评价标准有哪几条？
综合性标准、灵活性(弹性)标准、经济性标准、科学性标准
3、从基本条件分析的角度，试根据所学知识说明，电力规划设计前应该进行哪些方面的调查、收集和整理工作？
【基本条件分析】
电力工业发展的基本条件有3个，即电力负荷需要、动力资源开发及运输条件许可、发变电设备的制造及供应及时。

【基本功能分析】
分析电网的各部分以及某些大电源及主要网架的作用。

分析全网供电范围、电源建设地点、电源的作用、分区电网之间的送受电关系等；
分析主力电源的合理送电范围、功率流向及相应的网架；
分析地区电网的情况
3 电厂选址、变电所选址及输电线路径选址
1
2、变电所选址在技术要求上有哪些原则？
接近负荷中心，使地区电源布局合理，高低压各侧进出线方便，所区地形、地貌及土地面积应满足近期建设和发展要求，所址不能被洪水淹没及受山洪冲刷，而且地质条件应适宜，确定所址时，应考虑其与邻近设施的相互影响，交通运输方便具有可靠水源，排水方便，施工条件方便
3、从电力系统经济性和可靠性的角度谈谈变电所选址的要求？
➢高低压各侧进出线方便、
➢所区地形、地貌及土地面积应满足近期建设和发展要求、
➢所址不能被洪水淹没及受山洪冲刷，而且地质条件应适宜、
➢确定所址时，应考虑其与邻近设施的相互影响、
➢交通运输方便
➢具有可靠水源，排水方便
➢施工条件方便
4、线路路径选址的一般原则？
【地形、地质、自然条件】选线人员必须对线路通过地区的地形、地质、自然经济条件等作详细的调查研究工作，本着统筹兼顾、全面安排的原则，与沿线地区各有关单位充分协商，以便选出最合宜的线路路径。

【路径短】所选线路的路径应尽可能短，线路转角要少，而且转角角度要小，特殊跨超要少。

水文和地质条件要好。

【维护和施工方便】应考虑线路有良好的维护和施工条件，沿线交通要比较方便，应尽量接近铁路，公路或通航河流。

【少占田】应不占或少占农田。

【不影响通信】应与主呼通讯线路、机场、电台等设施保待足够的距离。

【不影响生产和生活】线路应尽量避开居民区，工厂区及其他需拆迁较多建筑物和构筑物的地区、不应引起交通和机耕的困难。

【地质条件合适】应尽量避开不良地质地带，可能塌陷的矿区，沼泽地带、林区，绿化区、果园、重冰区、污秽区、爆炸危脸区、强地震区及农村固定场院等地区。

【厂、所出线统一规划】发电厂、变电所的出线走廊，应根据系统发展规划，统一考虑，在线路拥挤地区宜采用回路或多回路塔。

【避燃、避爆、避碰】配电线路应尽量避开有爆炸物、易燃物和可燃物的厂房、仓库、贮罐等，并避开易被车辆碰掩等处。

【与城镇规划协调】配电线应与城镇规划协调。

4 电力负荷预测
1、简述何谓电力负荷、发电负荷、供电负荷、用电负荷？并述其间关系
电力负荷：在电力系统中，电气设备所需用的电功率。

.
用电负荷=系统内各用户在某一时刻所耗用电力的总和
供电负荷=用电负荷+网损(线路和变压器损耗)
发电负荷=供电负荷+发电厂厂用负荷
=用电负荷+网损(线路和变压器损耗)+厂用电
2、负荷曲线有哪些类型，分别有什么作用。

说明最大负荷利用时间的物理意义。

什么是等
效持续负荷曲线？
日负荷曲线: 一天内每小时(整点时刻)负荷的变化情况、
周负荷曲线:一周内每天最大负荷的变化情况。

年持续负荷曲线:将全年(8760)每小时负荷按大小排队,并作出的曲线。

年最大负荷利用小时数=年发(用)电量/年最大负荷;
3、负荷预测的定义。

负荷预测是根据系统的运行特性、增容决策、自然条件与社会影响等诸多因素，在满足一定精度要求的条件下，确定未来某特定时刻的负荷数据，其中负荷是指电力需求量（功率）或用电量。

4、负荷预测有哪些作用？它用于哪些方面？请举一例说明
【用途】基于准确的负荷预测可以：
经济合理的安排电力系统内部发电机组的启停
保持电网运行的安全稳定性
减少不必要的旋转储备容量
合理安排机组检修计划
保持社会的正常生产和生活
有效降低发电成本
提高经济效益和社会效益。

5、电力负荷预测如何分类，以表格形式列出其适用范围、时效等相关比较。

按时间分类：
长期负荷预测（10——30年）：用于战略规划，包括对发电能源资源的长远需求的估计，确定电力工业的战略目标
•中期负荷预测（5——10年）：与电力工程项目的建设周期相适应，对电网的规划、增容和改建工作至关重要
•短期负荷预测（1——5年）：对电力系统规划，特别是配电网的规划服务
按行业分类
•城市民用负荷预测
•商业负荷预测
•工业负荷预测
•农村负荷预测
•其他负荷预测
按特性分类
•最高负荷、最低负荷
•平均负荷
•全网负荷
•负荷峰谷差
•母线负荷
6、简述负荷预测的基本程序。

•确定负荷预测的目的(紧密联系实际需要)
•收集负荷预测需要的资料
•资料整理
•对收集资料的初步分析
•建立预测模型
•综合分析，确定预测结果
•编写预测说明
7、进行一项预测之前要进行哪些准备工作？
收集大量的历史数据，建立科学有效的预测模型，采用有效的算法，以历史数据为基础，进行大量试验性研究，总结经验，不断修正模型和算法，以真正反映负荷变化规律。

8、负荷预测为什么要进行数据处理？
【必要性】历史数据的正确性直接影响到预测精度的高低。

因此需要对历史数据进行合理性分析，去伪存真。

【意义】数据的前置处理可使原始数据得到优化，降低算法的时间和空间复杂性，利于算法的最终实现。

9、如何确定一组负荷是确定性负荷还是非确定性负荷？
10、说说在什么情况下使用用电单耗法和电力弹性系数法可以得到相对准确的预测值。

11．负荷预测模型形成误差的原因是什么，一般情况下，各种预测允许的误差范围是多少？
预测误差用以衡量一个预测模型的应用效果，务必使其处于可接受的范围内。

一般来说，短期预测误差不应超过±3%，中期预测误差不应超过±5%，长期预测误差不应超过±15%。

【预测误差形成的原因】
1）数学模型大多数只包括一些主要因素，次要因素往往被忽略了，与实际负荷之间存在误差。

（2）负荷所受的影响是千变万化的，进行预测的目的和要求也是多种多样的，预测方法若选择不当，也会造成误差。

（3）预测需用到大量资料，各项资料并不能都保证可靠。

（4）某种意外事件的发生也会造成预测误差
12、一元线性回归预测负荷的方法。

13、将专家预测法用流程图表示出来。

14、灰色预测模型为什么需要改进，如何改进，请就一种改进法谈谈自己的见解。

15、比较负荷预测不同方法的优劣点，使用范围。

确定性预测方法
预测方法优点缺点适用范围
自身外推法需要数据少负荷本身无外推的本
质即不能自解释时会
导致误预测
周期较短的负荷预测
相关分析法可清楚得到负荷增长趋
势与其他可测量因素之
间的关系需较多相关社会经济
发展指数，实际预测
困难
负荷模式变化较大，
预测周期较长
指数平滑法简单、快速精度差预测量大、周期短
时间序列法考虑了负荷行为及主要相
关因素的随机影响依靠人的经验识别
比较困难
短期负荷预测
回归分析法预测过程简单，技术成熟线性回归预测精度
低，非线性过程复杂，
开销大
中期负荷预测
不确定性预测方法
16、每种预测方法都有自己的局限性，请就一种预测方法谈谈可以如何改进（灰色预测模型除外）。

17、请谈谈预测技术的发展前景与趋势。

理论、模糊数学等为代表的新兴交叉学科理论的出现，也为负荷预测的飞速发展提供了坚实的理论依据和数学基础。

相信负荷预测的理论会越来越成熟，预测的精度越来越高。

随着电力市场的发展，负荷预测的重要性日益显现，并且对负荷预测精度的要求越来越高。

传统的预测方法比较成熟，预测结果具有一定的参考价值，但要进一步提高预测精度，就需要对传统方法进行一些改进，同时随着现代科学技术的不断进步，理论研究的逐步深入，以灰色理论、专家系统
18、各种预测法并不是孤立的，在一次预测中可能需要使用好几种预测方法才能得到相对准备的预测，请举一例说明之。

19、说明预测偏差大可能造成的危害。

20、电力弹性系数法预测负荷的方法。

电力弹性系数k dt:在某一时期内用电量的平均年增长率k zch与同时期国内生产总值(GDP)平均年增长率k gzch的比值
优点：计算简单。

缺点：预测结果准确度不高，可用作远期规划粗线条的负荷预测。

5 电力电量平衡
1、电力电量平衡的定义。

电力电量供应与需求之间的平衡
2、电力电量平衡的主要内容。

①电力电量平衡研究的问题
②电力电量平衡中的容量组成
3、电力电量平衡中的容量组成？试列举其中几个。

【装机容量】系统中各类电厂安装的发电机组额定容量的总和。

【必需容量】维持电力系统正常供电所必需的装机总容量，即工作容量和备用容量之和。

【工作容量】发电机承担电力系统正常负荷的容量。

在电力平衡表中的工作容量是指电力系统最大负荷的工作容量
【备用容量】备用容量是指为了保证系统不间断供电并保持在额定频率下运行而设置的装机容量。

【重复容量】水电厂为了多发季节性电能，节省火电燃料而增设的发电容量
受阻容量】由于各种原因，发电设备不能按装机额定容量发电的容量
4、试说明各类电厂应根据其自身特性承担何种类型的负荷？
5、结合实际谈一谈影响电源结构规划的一些因素？
动力资源的种类、贮量和分布制约电源结构布局；
地区或电力系统电、热负荷的需求量，特性及分布影响电源结构布局；
电源本身的技术经济特性影响电源结构布局；
国家发电能源政策影响电源结构布局；
国家资金、物资、器材及劳动技术力量的供应能力等影响电源结构布局
6、确定合理电源结构的方法。

根据负荷预测的结果，确定规划期内各个规划时段及逐年应增加的装机容量(包括备用容量在内)。

根据地区（或电力系统）内动力资源的情况和电厂厂址条件，选择一批可能的厂址，并根据负荷增长需要合理确定电厂容量。

下列电厂需优先确定：以防洪、灌溉为主要目的的水利工程的发电容量、具有重大政治或国防意义的某些发电厂、大型工矿企业的自备电厂、因热负荷需要确定建设的热电厂的容量。

剩余新增能量在各类电厂间的经济合理分配。

剩余新增能量是指系统所得新增的发电容量扣除优先确定的电厂容量后的剩余不足部分。

7、已知某电网年度数据为：检修容量3200千瓦，总装机容量40000千瓦，厂用电2800千瓦，备用容量1900千瓦，受阻容量1200千瓦，网损4400千瓦，输出负荷9000千瓦，购入容量12000千瓦，该年度最大负荷为30000千瓦。

试进行电力平衡计算与分析。

6 电源规划
1、电源规划的任务是什么？
对电力系统电源布局进行策略研究，其任务是根据规划期内预测的负荷需要量，通过电力电量平衡得到需新增的发电容量，在满足负荷需要求并达到各种技术指标的条件下，确定在何时、何地新建（或新增）何种类型、何种规模的发电厂（或机组），使规划期内电力系统能安全运行且投资经济合理
2、影响电厂容量选择的因素有哪些？
规划地区（即电厂供电地区）负荷的影响
动力资源条件的影响
厂址条件的影响
系统规模的影响
设备规模及供应条件的影响
3、水电站备用容量确定要考虑哪些因素？水电站所担负备用容量的大小与系统结构及水电站本身水力资源利用情况有关
4、电源规划的目标函数一般为系统总投资费用最小，总投资费用包括两个部分：（发电厂的）投资费用）和（发电厂的）运行费用），实际上规划目标不仅仅是这两部分费用，因此电源规划是一个（多目标）问题。

5、随机生产模拟在电源规划中用于：（计算发电量）
6、等效持续负荷曲线主要用于计算（机组发电量）
7、试说明随机生产模拟的解决步骤或流程。

7、市场环境下电源规划与传统的电源规划有什么区别？
在电力市场环境下，强制性的、统一性的电源规划和投资决策已不可能实现。

电源规划中，无论是考虑新增发电机组还是退役旧机组，都是发电企业的内部决策问题，新增发电机组将以电厂投资的利益最大化为前提
7 电网规划
1、试简要说明电网规划的任务是什么？
根据设计期内的负荷需求及电源建设方案，确定相应的电网接线，以满足可靠、经济地输送电力的要求。

2、电网规划解决问题的流程。

分为输电网规划流程和配电网规划流程。

3、影响线路输送能力的主要因素是：（电压与距离）
4、电网规划的方案检验阶段要进行哪些方面的检验？
5、一定输电距离下，线路输送容量与电压等级之间呈（平方关系）
6、为什么说确定合理的变压器的容量，是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证？在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务，同时兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5～10年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。

如果主变压器容量造的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给
运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷中运行，影响主变压器的寿命和电力系统的稳定性。

因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。

7、电网规划的最终结果主要取决于（原始资料和规划方法），电网规划根据数学方法分类可分为（启发式方法）方法（数学优化方法）方法。

8、直流潮流方程主要的特点是（线性）电路和（实数）运算
9、什么是电网规划中的逐步扩展法？简述电网规划采用逐步扩展法形成方案的实现过程。

【逐步扩展法】根据各待选线路对过负荷支路过负荷量消除的有效度，即以减轻其他支路过负荷的多少来衡量待选线路的作用，从而选择最合适的待选线路加到网络上，逐步扩展直到网络无过负荷问题为止。

我们可将整个网架规划分成两个阶段来实现。

第一阶段是实现正常状态下无过负荷线路，第二个阶段是实现N-1校验原则下无过负荷线路。

10、试画出逐步倒推法网络规划模型的计算流程图。

11、电网启发式规划方法和数学优化方法各有什么优缺点？试查阅相关文献举出一结合上面两种方法的电网规划方法。

12、何谓电网规划中的逐步倒推法？对于启发式规划方法中给出的逐步倒推法网络规划实例，试计算其下一步将要去掉的线路是哪一条？
13、有效性指标的大小主要反映了加入网络线路的（载流量多少）
14、配网变电站选址可分为单源和多源连续选址两种，其目标函数基于四种不同的目标建模，它们分别是基于（等负荷；）原则、（初投资最小）原则、（负荷矩最小）原则和（网络运行费最小）原则建模。

8 无功规划
1为什么要对电网进行无功补偿？
电力系统的无功补偿与无功平衡是保证电压质量的基本条件。

低压及配电网络（1）调整电压
（2）提高功率因数，降低网络损耗
高压输电系统（1）提高系统的稳定性
（2）调整受端电压
（3）抑制线路电压升高
（4）降低有功损耗
（5）补偿换流装置需要的无功功率
2无功补偿原则有哪些？各有何优缺点？
【按电压补偿原则】满足负荷对无功电力的基本需要，使电压运行在规定的范围内，以保证电力系统运行安全和可靠。

【优点】从利用发电机无功容量考虑，按电压允许偏差进行无功补偿，可以让线路多输送些无功电力给受端。

这一原则适用于无功补偿容量少，尚不能按经济补偿原则来要求的电力系统。

【缺点】按电压原则补偿，使电网中无功流动量加大和流动距离增加，电网有功损耗也相应提高。

按经济原则进行补偿
3谈谈你对无功补偿优化的理解。

概念：根据各规划年的负荷水平，通过优化计算求出电网逐年补偿电容量及有载调压变压器的最优配置方案。

最优配置的目标：
经济目标：系统的有功损耗最小，补偿电容量最小，补偿效果最好。

电压质量：各节点电压幅值偏离期望值差之和最小。

电压稳定：考虑系统的电压稳定性，提高系统的电压稳定裕度。

作用：通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿，不仅可以维持电压水平和提高系统运行的稳定性，而且可以降低有功网损和无功网损，使电力系统能够安全经济运行。

4为何要对电缆线路作电抗器补偿？如何补偿较合理？
电缆线路特点：电缆线路与架空线路相比，其单位长度的电抗小，一般为架空线路的30%～40%；正序电容大，一般为架空线路的20～50倍；由于散热条件不同，同样截面的导体，电缆长期允许通过的电流值一般只有架空线路的50%。

故其运行特点是损耗小、充电功率多、负荷轻。

补偿原则：由于35kV和63kV电缆线路的充电功率小且距负荷的电气距离近，一般情况下，即作为无功电源参与无功平衡，不进行电抗补偿。

对110kV和220kV电缆线路的充电功率则需根据电缆线路长度和电网的具体情况而定。

电缆充电功率利用越多，无功电源的调节容量越小。

为更好地减少电缆线路产生的无功功率对电网运行的影响，应考虑装设定容量的电抗器，以补偿在小负荷运行方式时电缆线路多余的充电功率
5低压电网的无功补偿有哪些方式？各有何有点？
补偿方式：集中补偿、分散补偿和随机补偿、随器补偿
集中补偿：将低压电容器组集中安装在配电房变压器低压侧，进行无功补偿。

分散补偿：将低压电容器组分散安装在各负荷点（车间或负荷较集中点），进行无功补偿。

随机补偿：将低压电容器组与电动机并联，通过控制、保护装置与电动机同时投切。

其优点是用电设备运行时无功补偿投入，用电设备停运时补偿设备退出；不需要频繁调整补偿容量，具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点
6 对配电网无功补偿容量的确定一节中给出的实例，试计算相关指标说明无功补偿对电网有哪些好处？
9 自动化规划
1电力系统自动化系统由那些部分组成？
由电厂自动化、电网调度自动化、变电站自动化、配电自动化等部分组成
2简要介绍SPDnet数据网络的基本组网技术。

SPDnet数据网络的基本组网技术：数字数据网(Digital Data Network，DDN)采用标准
G.703接口和动态带宽分配（可选）；分组交换采用标准x.25和帧中继技术；路由器采
用OSPF和IP路由协议
3配电网通信可采用那些通信方式？
载波通信、光纤通信、脉动控制技术、工频控制、电缆通信、电话专线、现场总线、RS485串行总线、无线通信
4 变电站自动化系统应具备哪些功能？
变电站自动化系统的功能归纳起来可分为控制、监视功能，自动控制功能，测量表计功能，继电保护功能，与继电保护有关的功能，接口功能，系统功能七大功能，主要体现在下述五个子系统：
5 配电自动化系统应具备哪些功能
配电自动化系统的主要功能应包括：调度自动化系统，变电站、配电所自动化，馈线自动化（FA ），自动制图/设备管理/地理信息系统（AM/FM/GIS ）,用电管理自动化，配电系统运行管理自动化，配电网分析软件（DPAS ），与其它系统的接口等八个部分。

10 电力系统规划的经济评价方法
1 某工程投资为80亿元，施工期为10年，每年分摊投资为8亿元，如果全部投资由银行贷款，贷款利率为10%，问工程投产时欠银行多少债务？
2 为了在未来20年后购买一台设备，预计当时的价格为2万元，若银行的年利率为7%且维持不变，每年应储蓄多少钱（计划每年存入相同金额储蓄 ）？
3 某水电站投资为5千万，使用寿命为50年，年运行费用为100万，若每年综合效益为700万元，贴现率为l0％，试计算其净现值。

4 不确定性的经济评价方法分为哪几种？
不确定的经济评价方法又分为以下三种：盈亏平衡分析、灵敏度分析、概率分析
5. 试根据静态差额投资收益率计算式及其评价原则分析如何抉择经济上占优的方案，并说明理由。

6. 简述财务评价和国民经济评价的概念和之间差别。

【财务评价】：从企业角度根据国家现行财税制度和现行价格，分析测算项目的效益和费用，考察项目的获利能力、清偿能力及外汇效果等财务状况，以判别建设项目财务土的可行性。

【国民经济评价】：从国家整体角度考察项目的效益和费用，计算分析项目给国民经济带来的净效益，评价项目经济上的合理性
差异：
分析角度不同。

财务评价是从财务角度考察货币收支和盈利状况及借款偿还能力，以确定投资行为的财务可行性，国民经济评价是从国家整体的角度考察项目需要国家付出的代价和对国家的贡献
效益与费用的含义和划分范围不同。

财务评价是根据项目的实际收支确定项目的效益和费用，税金、利息等均计为费用。

国民经济评价着眼于项目为社会提供的有用产品和服务及项目所耗费的全社会有用资源，考察其项目的效益和费用，税金、国内借款利息和补贴不计人项目的效益和费用。

财务评价只计项目的直接效益和费用，国民经济评价要计入间接费用和效益
使用价格不同。

财务评价用现行价格，国民经济评价用影子价格。

主要参数不同。

财务评价用官方汇率。

并按行业的基准收益率作为折现率，国民经济评价用统一的影子汇率和社会折现率。

7. 工程经济分析主要研究工程项目的（经济效果 ）
8．最小费用法的计算原理?
若规定贴现率i 为5%，问哪个方案更经济。

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