电网规划

2. 暂态稳定计算
另外，下述故障时允许损失部分负荷以保持系统稳定运行。 单回线输电网中发生单相永久接地故障重合不成功。 同级电压多回线、环网及网络低一级电压线路方式三相短 路不重合。 电力系统规划中一般可仅对推荐方案和少数主干网络比较 方案进行静态和暂态稳定计算，并可仅对起控制作用的稳 定方式进行计算。 应注意分析过渡年份接线及某些系统最小运行方式的稳定 性。 当系统稳定水平较低时，应根据具体情况初步分析并推荐 一种或几种提高稳定措施，为下阶段进行设计提供依据。 配电网规划中一般不用进行电网稳定计算分析。
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三、方案检验
2. 暂态稳定计算：检验各方案在 SDJ161-1985《电力 系统设计技术规程》稳定标准下是否保持稳定。
单回线输电网中发生单相瞬时接地故障重合成功。 同级电压多回线和环网发生单相永久接地故障重合不成功 及无故障断开不重合。 主干线路各侧变电站同级电压的相邻线路发生单相永久接 地故障重合不成功及无故障断开不重合。 核电厂送出线出口及已形成回路网络结构的受端主干网络 方式三相短路不重合。 任一台发电机（占系统容量比重过大者外）调闸或失磁。 系统中任一大负荷突然变化(冲击负荷或大负荷突然退出)。 ——上述故障时必须满足系统稳定运行和正常供电。 _CEEE
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二、方案拟定
根据输电容量和输电距离，拟订几个可比方案。
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送电距离：一般采用中国电子地图测量，在直线 测量的基础上乘以1.1～1.2的系数(经验值)。也可 参考同路径已运行线路的实际长度，或取送电线 路可行性研究后的设计长度。
送电容量：将待规划电网分为若干区域 ( 行政或 供电 ) ，对每个区进行电力电量平衡分析，观察 各区域的电力余缺，明确各区域电力交换情况。
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二、电网电压等级选择
输电电压/kV 0.38 3 输送容量/MW ≤0.1 0.1～1 输电距离/km ≤0.6 3～ 1 适应范围 低压配电网
6
10 35
0.1～1.2
0.2～2 2～10
15～4
20～6 50～20
中压配电网
63
110 220 330 500 1000
3.5～30
10～50 100～500 200～1000 600～1500 5000～10000
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三、方案检验
5. 经济比较。综合考虑 经济性和下述因素后 选择电网规划方案。
骨干网架结构。 厂内或变电站内接线。 运行灵活性。 是否便于过渡。 电源、负荷变化的适应性。 对国民经济其他部门的影 响。
国家资源（土地、劳力、 矿藏等）利用政策。 国家物质、设备平衡。 环境保护和生态平衡。 工程规模和措施是否与现 有技术水平相适应。 缩短工期和改善技术经济 指标的可能性和必要性。 建设条件和运行条件。 对人民生活条件的影响。 对远景发展的适应性等。 _CEEE
各大区电网或省级电网主干电网规划； 大区之间或省级电网之间联网规划；
城市电网规划；
大型工矿企业供电网规划。 _CEEE
二、电网规划应具备条件
规划年度用电负荷的电力、电量资料，包括总水平，分省、 分区及分变电站电力、电量值及必要负荷特性参数； 规划年度电源 ( 现有和新增 ) 情况，包括厂址、装机容量、 单机容量和类型等，水电站不同水文年水文数据(预想、平 均、强迫出力)、水库调节性能等参数； 现有电网 ( 含再建和已列入基建计划的线路和变电站 ) 资料， 包括电压等级，网络接线，线路长度，导线型号，变电站 主变容量、型式、台数等； 未来网络发展情况，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。 对城网规划，应掌握城市发展规划、地区用电负荷增长 及其城市道路、隧道、桥梁的发展规划、变电站可能布点 位置、架空线及电缆线走廊等。 _CEEE
三、方案检验
4. 调相、调压计算。无功补偿应满足系统各种 正常及事故运行方式下电压水平需要，达到 经济运行效果，原则上应使无功功率就地、 分层、分区基本平衡。
无功补偿一般选用分组投切的电容器和电抗器，当对 系统稳定有特殊要求时应研究装设调相机或静止无功 补偿器。 经调相、调压计算并增加无功补偿设备后仍不能满足 电压质量标准时，可选用有载调压变压器。除此以外， 有载调压变压器一般应装设在供、配电网中。
三、约束条件
1. 正常及N－1故障时节点功率平衡
j 1, j i
P
N
ij
PGi PLi ， i N
2. 正常及N－1故障时直流潮流方程
(0) ' Pij (bij x ij bij ) ij ， ( i , j )
3. 正常及N－1故障时线路输电容量约 束
确定输电方式
选择电压等级 确定变电站布局和规模
确定网络结构
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一、电网规划内容
我国现阶段以交流输电方式为主，仅在 500kV 及以上电压时才考虑直流输电的必要性。 电网规划重点：主网网架规划，针对电网发展 中需解决的问题确定具体内容，主要包括：
大型水、火电厂(群)及核电厂接入系统规划；
第五章 电网规划
5.1 概述
5.2 电网电压等级选择
5.3 变电站站址及容量选择
5.4 电网规划常规方法
5.5 电网规划优化模型
5.6 湖北电网十二五规划简介
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5.1 概述
一、电网规划内容
二、电网规划应具备条件
三、电网规划方法
四、电网规划流程
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一、电网规划内容
以负荷预测和电源规划为基础，确定在何时、 何地投建何种类型的线路及其回路数，以达到 规划期内的输电能力要求，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
四、优化方法——GA算法
① 输入原始数据。 ② 二进制编码生成染色体，随机生成初始种群。
③ 对每个染色体进行连通性检验、 N-1 事故检验、 直流潮流计算和适应度函数值计算。
④ 收敛判断。若收敛则执行⑥；否则，执行⑤。
5.4 电网规划常规方法
一、常规电网规划的基本步骤
确定负荷水平及电源装机计划。 进行电力电量平衡明确送电容量及送电方向。 核定送电距离 拟定网架方案 进行必要的电气计算 进行技术经济比较 综合分析，提出推荐方案 显然，常规电网规划过程可分为电网规划方案 拟定和检验两个阶段。
三、电网规划方法
传统规划方法：以方案比较为基础 。从几个 （一般 2～ 5个）给定的可行方案中，通过技术 经济比较选择出推荐方案。 最终推荐方案取决于规划人员的经验，包含 相当主观因素，不一定是客观上的最优方案。
数学优化方法：建立电网规划数学模型，应用 优化方法求解，获得满足约束条件的最优电网 规划方案。电网规划的数学模型主要包括变量、 目标函数和约束条件三个要素。
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三、方案检验
3. 短路电流计算。确定各水平年网络短路容量能 否被网络中所以断路器所承受，提出今后新型 断路器的额定断流容量以及研究限制短路电流 水平的措施。
按远景水平年计算短路电流，选择新增断路器时应按投 运后10年左右的系统发展容量进行计算，更换现有断路 器时还应按过渡年计算。 应计算三相短路和单相短路，如单相短路大于三相短路 时，更应研究电网的接地方式以及接地点的多少等。 当短路水平过大而需要大量更换现有断路器时，首先应 研究限制短路电流的措施。 _CEEE
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二、变电站容量选择
既可按系统5～10年发展规划需要确定，也可由上下级电 网间潮流交换容量确定；同时考虑 N－ 1情况下负荷安全 送入送出，满足负荷率规定。 500/220kV变电站第三绕组容量应不小于变压器容量的 15 ％，不大于变压器容量的(1－1/K12)。 对大城市郊区一次变电站，在中、低压侧已构成环网时， 已装设 2 台主变为宜。考虑征地难度增加，大量采用 3 台 主变，甚至4台主变。 地区性孤立一次变电站或大型工业企业专用变电站，设 计时应考虑装设3台主变的可能性。 200kV及以下变电站，一般采用三相变压器。 一般选用双绕组变压器，具有三个电压等级变电站宜选 用三绕组变压器，高压电网中宜优先采用自耦变压器。 _CEEE
5.5 电网规划优化模型
一、变量
决策变量：表示构成电网规划方案的线 路集合，整数型变量，确定了规划网络 拓扑结构。 状态变量：表示系统的运行状态，如线 路潮流、节点电压等，实数型变量。
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二、目标函数
min F ( k1 k2 )
( i , j )1
cij xij k3
各级电压级差不易太小。配电网 (110kV 及以下 ) 级差3倍以上，输电(110kV以上)2倍左右。
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一、电压等级选择原则
不应选用非标准电压，要能满足近期过渡的可能 性，也要能适应远景系统规划发展的需要。 应考虑到主系统及地区系统联络的可能性。 跨省电网之间的联络线，应考虑适应大工业区与 经济体系的要求，进一步建立统一的联合系统的 可能性。 大容量发电厂向系统送电电压等级，应考虑其在 系统中的重要性。 单回线供电系统，送电容量应与系统总容量保持 合适比例，以保证事故时系统的安全。
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四、输电网规划流程
原始资料的收集和论证； 变电站布点和规模研究； 变电站及电源接入系统方案研究； 网架结构研究。通过环境条件分析，确定供电 薄弱环节、不经济设备、因社会环境条件变化 必须改建或迁建送变电项目，制定规划方案。 技术经济评价，确定最佳输电网规划方案。
通过潮流、短路、稳定计算和电磁环网研究以及经 济效果指标计算，评价各方案的社会环境适应性、供 电可靠性、运行维护条件、供电质量和经济性指标， 得出最佳输电网规划方案。 _CEEE
5.2 电网电压等级选择
一、电压等级选择原则
应符合国家电压标准： 3 、 6、 10 、 35、 63 、 110 、 220、330、500、750、1000kV。 电压等级不易过多，以减少变电重复容量。
非西北地区： 西北地区： 220kV以下： 110/220/500/1000kV 110/330/750kV 10/63/220kV 或 10/35/110/220kV
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三、方案检验
对已形成的方案进行技术经济比较。包括 电力系统潮流、调相、电压计算，稳定计算， 短路计算及技术经济比较等。
1. 潮流计算分析。分析各方案是否满足正常与 事故运行方式下送电能力需求。
正常运行方式下，不应存在潮流迂回、线路潮 流过重以及主变下网功率过重等情况。
N－1事故运行方式下，线路潮流不应超过热稳 定容量，主变应没有长时间过负荷现象。
100～30
150～50 300～100 600～200 1000～400 2000～1000
高压配电网
省内送电
省、网际输电
网际输电
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5.3 变电站站址及容量选择
一、变电站站址选择
接近负荷中心，减少电网投资与网损。 使地区电源布局合理，减少二次电网投资与网损， 达到安全供电目的。 高低压各侧进出线方便，减少交叉跨越和转角。 地形地貌及土地面积应满足近期建设发展要求。 应考虑对邻近设施（无线干扰、危险设施、腐蚀 气体排放等）的相互影响。 交通运输方便。 其他：水源可靠、排水方便、施工方便等。
( i , j )
2 r P ij ij
其中，cij为单回线路投资；xij为新建线路回路数；k1、 k2 分别为电网投资回收系数和年固定运行费用率； Pij 为正常情况下线路传输功率； rij 为线路电阻； k3 为年网损费用系数； Ω1 、 Ω 分别为待选新线路 集合和电网全部线路集合。
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(0) ' | Pij | (bij x ij bij ) ij . max ， ( i , j )
4. 输电走廊约束 0 x ij x ij . max ，x ij 为整数， ( i , j )
其中， bij(0) 、 bij 分别为支路 ij 原有、每回新建线路电纳； ij为节点ij电压相角差。 _CEEE