华广13级电力系统规划复习内容模板

电力系统规划复习内容
【第一章绪论】
1.了解电力工业的发展状况，能够列举实际的特高压交流工程\特高压直流工程。

P1-P4
（1）目前，南方电网西电东送已形成“八回交流、八回直流”共16条500千伏及以上大通道，500千伏及以上电压等级输电线路超过2万公里，送电规模超过3500万千瓦。

具体六直:[8直]
±500kV天广直流Ⅰ回(天生桥--广州北郊)(1800MVA)；
±500kV贵广直流Ⅰ回(安顺--肇庆)(3000MVA)；
±500kV贵广直流Ⅱ回(兴仁--深圳)(3000MVA) ；
±500kV三广直流 (三峡--惠州)(3000MVA)
±800kV云广直流I 回(楚雄--穗东)(5000MVA)
±800kV云广直流Ⅱ回(楚雄--穗东)(5000MVA)
‘±800kV糯扎渡电站送电广东特高压直流工程、±500千伏溪洛渡右岸电站送电广东同塔双回直流工程’
具体八交: 500kV线路极限容量是1000MVA
500kV天广交流一、二、三、四回
500kV贵广交流一、二、三、四回
（2）十三五规划期间计划建设：
±800千伏滇西北至广东特高压直流工程
±500千伏云南金沙江中游电站送电广西直流工程（即金中直流）
±500千伏云南观音岩电站送出直流工程
2.电网规划的基本要求是什么？（电网规划的目的是力求在规划期末使电网达到一个较理想的结构，请简述一个理想的网架结构应满足的基本要求？）P7
（1）输电，配电，变电比例适当，容量充裕。

（2）电压支撑点多
（3）保证用户供电可靠性
（4）系统运行的灵活性
（5）系统运行的经济性。

潮流分布合理，线损小，投资运行费用少
（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.电力规划的主要内容？各部分之间的关系？P9-P13
（1）电力系统负荷预测（2）电源规划（3）电网规划
电力规划负荷预测是电源规划和电网规划的基础，并和它们同属电力系统规划，其结构与国家计划及能源计划及能源之间的关系如图所示
4.电网规划按时间长短划分，可分为几类，年限如何？P11
（1）短期规划，1-5年
（2）中长期规划，6-15年
（3）远景规划，16-30年
【第二章电力负荷预测的理论与方法】
1.什么是电力负荷？综合用电负荷？供电负荷？发电负荷？
（1）电力负荷包括以下两方面含义a)用以指安装在国家机关，企业，居民等用电户外的设备。

b)用以描述上述用电设备所消耗的电力或电量数值
（2）综合用电负荷：系统中所有用电设备消耗总功率的总和
（3）供电负荷：综合用电负荷+网络消耗功率
（4）发电负荷：供电负荷+厂用电
2.什么是电力负荷预测？其预测对象包括哪些？P14
（1）电力负荷预测是以电力负荷为对象进行一系列的预测工作。

（2）对象包括：对未来电力需求量（功率）的预测，对未来用电量（能量）的预测，对负荷曲线的预测。

3.电力负荷按用电单位或部门的重要性划分，可分为几类？P15
分为三类：
（1）一类负荷：关系到国民经济的命脉以及人民的生命财产安全的用户，必须保证高度的供电可靠性。

（2）二类负荷：在国民经济的地位不如一类负荷，对其停电造成的经济损失也不小，
但不是不可挽回。

要至少有中等程度的供电可靠性。

（3）三类负荷：与人民的生命财产安全关系不大，中断供电损失小，供电可靠性低。

4.对电网调度和电网规划部门而言，电力负荷预测按时间来分类，一般可分为几类？P16-17
答：（1）电网规划设计部门对电力负荷预测的时间范围划分界定如下：P16
1）长期负荷预测一般指预测期限为10~30年并以年为单位的预测。

2）中期负荷预测值预测期限为5~10年并以年为单位的预测。

3）短期负荷预测的预测期限为1~5年，主要是为电力系统规划，特别是配电网规划服务的，对配电网的增容、规划极为重要。

（2）电网调度部门对电力负荷预测的时间范围划分界定如下：P17
1）超短期负荷预测实质时间跨度在1h之内的负荷预测，其中用于电能质量控制需5~10s 的负荷预测值用于安全监视需要1~5min的负荷值，而用于预防控制和紧急状态处理需10~60min的负荷值。

2）短期负荷预测是指时间跨度在24~48h内的负荷预测，主要用于水火电分配、水火协调、经济调度和功率交换。

3）中期负荷预测是指时间跨度在一周至一月内的负荷预测，主要用于水库调度、机组检修、交换计划和燃料计划。

4）长期负荷预测则指以年为单位的负荷预测，主要用于电源和电网的发展规划，需数年至数十年的负荷值。

5.电力负荷预测的基本程序？P17
答：电力负荷预测基本过程如下：
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)应用预测模型；
6)评价预测结果；
7)评价预测精度；
8)编写预测分析报告。

6.说出几种你知道的确定性负荷预测方法？P24-32
答：确定性负荷预测方法是把电力负荷（含电力与电量）预测用一个或一组方程来描述，电力负荷与变量之间有明确的一一对应关系。

可分为：
（1）经验技术预测法：专家预测法、类比法、主观概率法。

（2）经典技术预测法：分产业产值（产量）单耗法、电力消费弹性系数法、负荷密度法人均电量指标换算法、分部门法。

（3）回归预测法：一元线性回归模型、多元线性回归模型、非线性回归模型
（4）时间序列预测法：一阶自回归AR（1）、n阶自回归 AR（n）、自回归与移动平均ARMA （n，m）。

（5）趋势外推预测法：水平趋势外推、线性趋势外推、多项式趋势外推、增长趋势外推。

（6） 经济模型预测法、相关系数预测法和饱和曲线预测法等。

7. 说出几种你知道的不确定性负荷预测方法？P32-44
答：
（1） 电力系统负荷预测的灰色预测法。

（2） 模糊预测法：模糊时间序列预测法、模糊线性回归预测法、模糊聚类预测法、模糊相似
优先比预测法。

（3） 电力负荷预测的神经网络预测法。

（4） 其他方法：专家系统法、优选组合法。

8.预测模型分析评价的必要性是什么？P51-52
答：研究产生误差的原因，计算并分析误差的大小，不但可以认识预测结果的准确程度，从而在利用预测资料做决策时具有重要的参考价值；同时，对于改进负荷预测工作，检验和选用恰当的预测方法等方面也有很大帮助。

（1） 预测误差形成原因
（2） 预测误差分析指标：
1） 绝对误差。

设Y 表示电力负荷实际值，Y ∧表示预测值，则E Y Y ∧=-为绝对误差。

2） 相对误差。

Y Y
E Y ∧-=
3）
均方根误差。

RMSE =
4） 后验差检验。

9.负荷预测误差产生的原因以及允许范围P51
（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。

短期预测的误差不应超过±3%，中期预测的允许误差为±5%，长期预测的误差不应超过±15%
10.负荷预测的具体计算（计算题）
【第四章 电源规划的理论与方法】
1、电源规划的任务 P73
确定在何时、何地新建何种类型、何种规模的发电厂，在满足负荷需求并达到各种技术经济指标的条件下，使规划期内电力系统能安全运行且投资经济合理。

2、电源规划数学模型表述为哪几部分 P74
（1）目标函数：一般为系统总投资费用最小。

（2）约束条件 ：对于不同系统，约束条件不同；使用不同的优化算法，约束条件也有差异。

通常规划中都需要考虑的条件有：电源建设施工约束、系统运行约束、备用容量或可靠性约束。

3、电力平衡考虑的三类备用。

P75
负荷备用、事故备用和检修备用
4、何谓电力不足概率。

电量不足期望值？P77
电力不足概率LOLF 定义为：研究期间内，电网在不同负荷水平下由于电网结构不合理或设备检修及故障停运而引起供电不足造成用户停电的平均次数。

LOLf 不仅与负荷水平和设备状态有关，还与电网各状态之间的转移有关，
()L t t LOLP f C T
== 详细公式推导见课本69 电量不足期望值EENS 定义为：研究期间内，由于电网结构不合理或部分电器设备停运造成电网供电不足，而使用户得不到供电的缺电量均值。

max max
()()t t x x C C EENS F x dx T f x =
=⎰⎰
【第六章 电网规划方法】
1 电网规划的目的及主要内容是什么？其规划的重点是什么？P121
答：电网规划是确定在何时、何地投建何种类型的线路及其回路数，以达到规划周期内所需要的输电能力，在满足各项技术指标的前提下使系统的费用最小。

主要内容是确定输电方式、选择电网电压、确定变电站布局和规模、确定网络规模。

电网规划的重点是对主网网架进行规划。

2 我国电网规划要解决的主要问题是什么？P121
答：（1）大型水、火电厂（群）及核电厂接入系统规划。

这类电厂出线较多，距离较长，如何与电网连接的问题比较复杂，一般需要做专题研究。

（2）各大区电网或省级电网的受端主干电网规划。

（3）大区之间或省级电网之间联网规划。

（4）城市电网规划
（5）大型工矿企业的供电网规划
3 电网规划应具备的条件是什么？（电网规划的前期工作搜集整理资料，具体包括哪些内容？）P121-122
答：电网规划的最终结果主要取决于原始资料及规划方法。

没有足够的和可靠的原始资料，任何优秀的规划方法也不可能取得切合实际的电力负荷资料，一个优秀的电网规划必须以见识
的前期工作为基础，包括搜集整理系统的电力负荷资料，当地的社会经济发展状况，电源点和输电线路方面的原始资料等，具体如下：
（1）规划年度用电负荷的电力、电量资料，其中包括总水平，分省、分区及分变电站的电力、电量值以及必要的负荷特性参数。

（2）规划年度电源（现有和新增）的情况，其中包括电厂位置（厂址）、装机容量、单机容量和机型等；对于水电厂，除上诉参数以外，还应有不同水文年发电量、保证输出功率受阻容量、重复容量调节特性等参数。

（3）现有电网（包括在建设和以列入基建计划的线路和变电站）的基础资料，其中包括电压等级，网络接线，线路长度，导线型号，变电站主变压器容量、型式、台数等主要规范资料，一般应有系统现况图（地理接线及单线接线图）。

对未来网络规划的发展情况，包括可能架设新线路的路径、长度以及扩建和待建变电站站址资料，以便能够形成足够数量的网络方案。

进行城网规划时，应掌握城市发展规划、地区用电负荷的增长及其城市道路、隧道、桥梁的发展规划、变电站可能布点位置、架空线电缆线走廊。

4.根据数学方法分类，电网规划方案方法分为几类？并对每一类做出相应解释？P122-123
答：可分为启发式方法和数学优化法。

启发式方法以直观分析为依据，通常基于系统某一性能指标对可行路径上一些线路参数的灵敏度，根据一定原则，逐步迭代直到满足要求为止。

这种方法直观、灵活、计算时间短，便于人工参与决策且能给出符合工程实际的较优解；缺点是难以选择既容易计算又能真正反映规划问题实质的性能指标，并且当网络规模大时，指标对于一组方案差别都不大，难以优化选择。

常用的启发式方法可分为基于线路性能指标（如线路过负荷）的启发式方法和基于系统性能指标（如系统年缺电量）的启发式方法。

计算过程可归纳为过负荷校验、灵敏度分析、方案形成。

数学优化方法是将电网规划的要求归纳为运筹学中的数学规划模型，然后通过一定的优化算法求解，从而获得满足约束条件的最优规划方案。

电网规划数学优化模型主要包含变量、约束条件和目标函数。

5.电网电压等级选择的原则P125
（1）选定的电压等级应符合国家电压标准，交流：3、6、10、35、63、110、220、330、500、750、1000kV,直流：正负500 kV、正负800 kV。

（2）同一地区、同一电网内，应尽可能简化电压等级。

（3）按经验110 kV及以下电压级差一般在3倍以上；110 kV以上电压级差一般在2倍。

6.电量平衡的主要目的。

P126-127
1）确定电力系统需要的发电设备、各级变电设备容量；
2）确定各类发电厂的建设规模及装机进度；
3）确定系统需要的备用容量、调峰容量。

4）合理安排水、火电厂的运行方式；
5）确定各代表水文年各类电厂的发电量或发电设备利用小时数；
6）确定电厂电量的利用程度，论证电厂装机容量的合理性；
7）确定与其他电力系统交换电量的情况，与其它电力系统联网的理性。

7.电力电量平衡容量由哪几部分组成？P126-127
（1）装机容量：指系统中各类电厂发电机组额定容量的总和。

（2）工作容量：发电机担任电力系统正常负荷的容量，指电力系统最大负荷时的工作容量。

（3）备用容量：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，包括负荷备用、事故备用和检修备用
（4）必需容量：维持电力系统正常供电所必须达到的装机总容量，即工作容量和备用容量之和。

（5）重复容量：指水电厂为了多发季节性电能，节约火电燃料而增设的发电容量。

（6）受阻容量：由于各种原因，发电设备不能按额定容量发电时的容量
（7）水电空闲容量：电力平衡中未能得到利用的那部分水电装机容量。

8.变电站的电气主接线及容量的选择步骤?P131
（1）变电站的电气主接线
a)110kV变电站主接线常采用单母线、单母线分段(或带旁路)等型式。

b)220kV变电站主接线常采用双母线、双母线分段(或带旁路、旁路带隔离开关)
等型式。

c)500kV变电站主接线常采用双母分段增设旁路、一台半断路器接线等型式。

（2）变电站主变压器容量的确定
a)35kV电力变压器，容量一般使用16、20、31.5MVA等规格。

b)110kV电力变压器，容量一般使用40、50、63MVA等规格。

c)220kV电力变压器，容量一般使用120、150、180、240MVA等规格。

d)500kV电力变压器，容量一般使用500、750、1000、1500MVA等规格。

（3）主变压器台（组）数及型式的选择
初期装设2台为宜，远期3台，也在研究采用4台变压器的可行性。

9. 变电站的站址选择应符合什么要求？P131
（1）接近负荷中心；
（2）使地区电源布局合理；
（3）高低压各侧进出线方便；
（4）站址地形、地貌及土地面积应满足近期建设和发展要求；
（5）确定站址时，应考虑其与邻近设施的相互影响；
（6）交通运输方便；
10.架空送电线路导线截面及输电能力（计算题,具体看例题）P135
（1）按经济电流密度选择导线截面；
（2）按电晕条件校验导线截面；
（3）按导线长期容许电流校验导线截面；
（4）按机械强度校验导线截面
【第十章配电网规划】
1.配网规划的特点。

P214
1）接线模式多样，呈辐射状结构运行
2）电源供应的不确定性
3）环境对配电网络的影响
4）政策法规的变化的影响
2.配电网规划的电压等级。

高压配电网：35~110kV
中压配电网：6~10kV（含20kV）
低压配电网：220/380V
3.对于居民生活区内的10kV配电变压器，其容量一般统一规范为250、400、500、630、
800、1000kVA，以天河供电局辖区范围内，90%以上的配变容量为630、800、1000kVA 三种规格。

P217
4.“N-1”技术检验原则
答：N-1正常运行方式下，电力系统任一元件无故障或因故障断开，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其他元件不过负荷。

包括：
（1）主变“N－1”校验；对变电站的校验主要考虑一台主变停运时的负荷转带情况。

（2）线路“N－1”校验；当一条线路故障时，与之相联的线路均能够转带全部负荷且不会出现过负载的问题。

5.进行电力平衡分析的主要参数是变电容载比，容载比过大将使投资增大，降低电力企业的运行经济性。

容载比过小则会使电网适应性降低，影响供电安全性和可靠性。

容载比＝K1*K2*Se/P=K1*K2/(T*功率因素）
其中， K1：负荷分散系数，为同时率的倒数;
K2：储备系数（包括事故备用和负荷发展储备系数）
Se为变压器额定视在容量（KVA）P为变压器实际最大有功负荷（KW）根据《城市电网规划设计导则》，220kV容载比一般为1.6-1.9；35kV- 110kV容载比：1.8-2.1 6.中低压配电网接线模式（详见附录1和附录2），书上不用看。

【第十一章电力系统无功规划】
1.发电厂和变电站母线电压允许偏差值P230
（1）500（330）kV母线：正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10％最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压调节。

（2）发电厂和500kV变电站的220kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0～+10%，事故运行方式时为系统额定电压的-5％～+10％。

（3）发电厂和220kV变电站的110～35kV母线：正常运行方式时，电压允许偏筹为相应系统额定电压的-3％～+7％，事故后为系统额定电压的±10％。

（4）带地区供电负荷的变电站和发电厂(直属)的10（6）kV母线：正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0～+7%。

2. 用户受电端供电电压允许偏差值P230
（1） 35kV 及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10％。

（2） 10kV 及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7％。

（3） 220V 单相供电电压允许偏差为额定电压的-10%～+7%。

3. 无功补偿按国家电网《电力系统电压质量和无功电力管理规定》执行，其主要内容？P231
答：无功补偿的大致主要内容简述如下：
1）应能保证在系统有功负荷高峰和低谷运行方式下，分层(电压)和分区(供电)的无功平衡；
2）各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力；
3）受端系统应有足够的无功备用容量；
4）各电压等级的变电站，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置；
5）‘城网’根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。

6）35kV 及以上电压等级的变电站，主变高压侧应具备双向有功功率和无功功率(功率因素)等运行参数的采集、测量功能。

7）事故备用无功容量…电厂侧可考虑安装一定容量的并联电抗器；
8）用户不应向电网反送无功电力；
9）并联电容器组和并联电抗器组采用自动投切方式。

4. 无功补偿容量的配置？P242-244
（1） 500(330)kV 电压等级变电站容性无功补偿的主要作用是补偿主变压器无功损耗以及输电线路输送容量较大时电网的无功缺额。

容性无功补偿应按照主变压器容量的10%～20%配置。

（2） 220kV 变电站的容性无功补偿以补偿主变压器无功损耗为主，并适当补偿部分线路的无功损耗。

补偿容量按照主变压器容量的10%～25％配置，并满足220kV 主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95。

（3） 35～110kV 变电站的容性无功补偿装置以补偿变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿。

容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10%～30%配置，井满足35～110kV 主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95。

（4） 配电网的无功补偿以配电变压器低压侧集中补偿为主，以高压侧补偿为辅。

配电变压器的无功补偿装置可按变压器最大负载率为75%，负荷自然功率因数为0.85考虑，补偿到变压器最大负荷时其高压侧功率因数不低于0.95，或按照变压器容量的20%～40%进行配置。

5. 配电网无功补偿容量的确定（计算题，具体见算例）P244
确定补偿容量的几种方法：从提高功率因数需要确定补偿容量；从降低有功线损来确
定补偿容量；从提高运行电压水平来确定补偿容量；用补偿当量确定补偿容量
一、按功率因子补偿：
12φφ功率因子从提高到时
21
tan (1)tan C av Q Q φφ=-
123φφφ功率因子从提高到和之间时
3211
tan tan (1)(1)tan tan av C av Q Q Q φφφφ-≤≤- 二、按电压补偿：P246
线路两端的电压差满足关系(假定两端的相位差为0)，
122
PR QX U U U +≈+ 进一步可以得到补偿容量为QC 时电压变化之间的关系如下，
()()()12222
22
222222
2221211,分别为站端和负荷端电压。

+-+'≈+=+'+-+'⇒∆=-=-'⎛⎫=+-+≈ ⎪'''⎝⎭'∆⇒=C C C C C PR Q Q X PR QX U U U U U PR Q Q X PR QX U U U U U Q X Q X PR QX U U U U U U Q X
U U 6. 常用的低压电网无功补偿方法有哪三种。

P247
随机补偿，随器补偿，跟踪补偿
【第十二章 电力系统自动化规划】
1. 电力系统自动化的组成P249
为了保障电力系统的安全与经济运行，需要从发电厂、输电网、变电站、配电网等各个环节对电力系统进行实时监视并加以控制，使得电力系统始终处于正常状态运行。

其中，在发电环节有电厂自动化系统，在输电环节有电网调度自动化系统，在变电环节有变电站自动化系统，在配电、用电环节有配电自动化系统。

电网调度自动化系统的功能：对输电网进行数据采集和实行远程控制，对电网的运行状态进行安全分析、负荷预测以及自动发电控制、经济调度控制、调度员模拟培训系统等。

变电站自动化系统完成的功能：变电站的电气设备数字化采集处理、变电站电气设备的遥控与遥调、计算机继电保护、电压无功控制、故障信息处理及“五防”闭锁操作功能等。

配电自动化系统完成的功能：配电网数据采集和监控、馈线自动化、配电站自动化、配电管理系统等。

2. 电力系统自动化包括的四个内容P249（同上题）
电厂自动化、电网调度自动化、变电站自动化、配电自动化
3. 电力系统自动化规划的步骤P250
（1）调研当地电力自动化现状并进行一次系统发展需求分析。

（2）确定电力自动化系统的建设目标。

（3）开展电力通信系统规划。

（4）开展电力系统自动化结构规划。

（5）开展电力自动化终端规划。

（6）开展电力系统主站系统规划。

（7）电力自动化方案预算与经济性评估
4.电力系统的基础通信网络P251+255表12-2
输电网的通信规划主要纳入现有的国家电力数据网络（state power data network，SPDnet）建设规划和体系中。

目前电力系统的基础通信网络有主要有光纤网络、微波网络、数字载波和无线网络等，其中主要以光纤通信为基础。

5.电网调度自动化系统规划P257
我国电网调度体系采取统一调度和分级管理模式：
国家调度机构
跨省、自治区、直辖市调度机构
省、自治区、直辖市级调度机构
省辖市级调度机构
县级调度机构
南方电网包括南网总调，5个省级调度中心（广东、海南、广西、贵州、云南），63个地级调度中心，338县级电网调度中心。

6.电网调度自动化系统规划主要分为监视控制与数据采集(SCADA)系统规划和能量管理系统
（EMS）两个部分。

P257
SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）：监视控制与数据采集系统规划包括：SCADA的终端设备配置与规划和SCADA主站系统配置与规划。

终端设备主要有厂站的RTU、PMU（Phasor Measurement Unit）以及变电站自动化系统中的测控单元。

EMS（Energy manage system）：能量管理系统，分为能量管理、网络分析、调度员培训模拟。

7.变电站自动化的主要内容P260
变电站自动化（变电）：数据采集、“6遥”(见书)、继电保护、无功调节、故障信息采集8.数字化变电站的分层结构包括了哪三层？P261
变电站层、间隔层和过程层（设备层）。

9.变电站自动化主要配置哪些功能？P262
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。

10.配电自动化中配电监控终端主要包括哪些？P264
配电自动化系统远方终端有馈线自动化终端装置FTU、配电变压器终端装置TTU、配电所/开闭所远方终端DTU三种类型。

11.EMS（DMS配电自动化）中的主要应用，它们之间的主要区别。