电力系统规划与可靠性第3专题—电力电量平衡
电力系统规划与可靠性讲座3_电力电量平衡(2015_05_12)
电力系统规划与可靠性讲座3_电力电量平衡(2015_05_12)一、概述电力电量平衡是指电力系统中电力的供求关系达到平衡状态，保证电力系统的安全、稳定、可靠运行的一项基本要求。
在电力工业得到广泛应用的现代计量论中，电量平衡原则已是一条不可违背的基本定律。
二、电量平衡的意义电量平衡对于电力系统的运行至关重要。
电力系统供电必须与用电平衡，否则，供电过剩则造成电力损失增加及运行费用、资源的浪费；供电不足，则影响正常生产和生活，甚至会造成停电事故。
保持电量平衡可确保整个系统的稳定和可靠运行。
三、电量平衡管理电力系统的电量平衡管理是指通过现代化自动化供需平衡调节系统、电量计量、统计分析等手段对系统中各级电力供求关系进行监控、调节，确保全系统的电量平衡。
其基本要求为：1.电量计量准确无误电量计量系统应精准、准确、可靠。
2.电量监测及调节电力系统中，应设立电量监测和调节中心，实时监测系统内各电厂的发电量及各电力负荷的用电量，进行统一调控。
3.合理分配电力资源电力系统在电量管理上，还应根据站点的电力供求状况，合理优化分配电力，提高电量利用率。
4.计划化控制应动态评估电力系统内各站点的电量供应能力，根据这一评估结果，合理核定各站点的电量计划。
同时，需严格执行电力计划，确保各站点实现电量平衡。
四、电量平衡措施电量平衡的主要应对措施有两个方面：一是保障电力供应，保证电力系统电量平衡；二是提高电力用效，降低电力消耗总量。
1.保障电力供应电力供应的保障需要考虑以下四个方面：（1）电力机组的建设和改造，增加发电效率及使用寿命；（2）电力变电站建设，扩大电力线路，增强电力输送能力；（3）电力负荷优化分配，降低系统外送电力即电力能源的消耗；（4）系统备件的合理配置，确保电力设备的可靠性以及防范电力系统内的不合时停电。
2.提高电力用效提高电力用效措施主要包括：（1）加强电力节约意识，提高用户的电力管理意识；（2）发挥电力管理信息化作用，通过信息系统提升管理效益；（3）各级电力设施设备的维护，降低电力资源的损耗；（4）电力更新改造，改进电力设备的使用效率，减少电力损耗。
电力系统规划与可靠性讲座电力电量平衡
电力系统规划与可靠性讲座：电力电量平衡一、电力系统规划1. 电力系统概述电力系统是由各类电源、输电、配电和用电设备及其互相联结的控制、保护、通讯等系统构成的一个相互关联的整体。
在电力系统中，电源和负荷是两个最基本的要素。
电源包括火力发电、核电、水电、风电、光伏等。
负荷是指各种用电设备，如家庭用电、工厂用电、城市用电等。
2. 电力规划电力规划是指对电力系统进行全面的技术、经济、环境等方面的研究和分析，确定电源、负荷和输变电工程等具体建设目标，以及路线、方案和政策等，为发展电力事业提供科学依据和决策支持。
3. 电力规划的内容电力规划主要包括：- 电源规划：确定各种电源的类型、数量、分布和时限等。
- 负荷预测：包括对未来的经济、社会和技术因素进行认真分析和预测，提出合理的负荷增长数值和负荷特性要求。
- 输电、配电网规划：确定配电、变电站的类型、数量、分布和时限，确立输变电线路的路线、电压等级和容量等。
二、电力系统可靠性1. 可靠性概述电力系统的可靠性是指电力系统以正常运行为基础，对各种可能的异常和故障动态发生时，具有快速恢复、可在最短时间内恢复服务和避免损失的能力。
2. 可靠性评估指标电力系统的可靠性评估主要从以下几方面来进行： - 电源的可靠性 - 输电、配电系统的可靠性 - 运行管理的可靠性 - 对电力系统干扰的能力（抗干扰能力）3. 提高电力系统可靠性的方法•提高电源的可靠性：采用多种电源互备的方式，提高电源的可靠性。
•提高输电、配电系统的可靠性：采用双回路输电线路、双电源供电等方式，提高输电、配电系统的可靠性。
•加强电网运行和管理：健全电力调度、保护、巡视、检修等方面的管理制度，确保电网的稳定运行。
三、电力电量平衡1. 电力电量平衡的意义电力电量平衡是指在一定时间范围内，电源和负荷的总量相等。
电力电量平衡的达成，可以确保电网的稳定运行和用户用电的正常供应。
2. 电力电量平衡的计算方法电力电量平衡的计算主要通过电力调度和电力市场运营来实现。
供用电平衡
供用电平衡答案：在电力系统中，电力电量平衡是指发电、输电和用电三个环节之间的电量平衡，即发电的电量等于输电和用电的电量之和。
电力电量平衡是电力系统安全稳定运行的基本要求。
本文将从电力电量平衡的条件以及电力电量平衡的原则两个方面进行详细介绍。
1.电力电量平衡的条件电力电量平衡需要满足以下几个条件：1.1 发电的电量等于负荷的电量发电的电量应该等于负荷的电量，即发出的电力应该与用电的电量相等。
1.2 输电的损耗不能忽略输电线路的电阻会产生一定的电能损耗，因此在考虑电力电量平衡时必须考虑输电损耗。
1.3 发电和负荷的波动应该平衡发电和负荷存在周期性的波动，因此在电力电量平衡过程中需要考虑到这种波动对电量平衡的影响。
1.4 储能设备的作用储能设备可以用来储存电能，以便在需要时释放。
因此，在考虑电力电量平衡时需考虑到储能设备的作用。
2.电力电量平衡的原则为了保证电力电量平衡，需要遵循以下几个原则：2.1 负荷预测原则通过对负荷进行预测，可以根据负荷变化情况及时调整发电和输电策略，以保证电量的平衡。
2.2 发电规划原则合理的发电规划可以有效地控制电力供应，避免电力过剩或不足的现象，从而实现电力电量平衡。
2.3 输电损耗控制原则控制输电线路的电阻和导体材料，降低输电损耗，以保证电力电量平衡。
2.4 储能设备利用原则利用储能设备可以在负荷波动和电力供应不足时提供备用电源，以保证电力电量平衡。
电力电量平衡是电力系统安全稳定运行的基本要求。
只有通过负荷预测、发电规划、输电损耗控制和储能设备利用等原则，才能确保电力系统在任何情况下都能够保持电量平衡。
扩展：01、电力电量平衡的目标和方法（一）电力（负荷）平衡电力（负荷）平衡是瞬时平衡，电力平衡预测本区域内可用装机能否满足电力尖峰负荷需求。
测算原则：风电95%受阻，光伏100%受阻（晚高峰无法出力），水电按丰枯季、调节能力考虑受阻比例，供热机组15%受阻，不供热火电、核电、抽蓄不受阻。
电网规划中负荷预测和电力电量平衡的基本理论
电网规划中负荷预测和电力电量平衡的基本理论电网规划是根据电力系统的负荷及电源发展规划对输电系统的主要网架做出的发展规划，它是电力系统规划的一个重要组成部分。
在日常生产中，正确合理的电力系统规划实施后可以最大限度地节约国家基建投资，促进国民经济其他行业的健康发展，提高其他行业的经济效益和社会效益。
其中，电力电量平衡是很重要的考虑因素，其分为电力平衡和电量平衡，它是电力电量供应与需求之间的平衡。
因为电能不能大量存储，在电源规划与变电站布点规划中应根据电量和最大负荷预测结果进行电力和电量平衡。
一、负荷预测基本理论负荷是指电力需求量或者用电量，即广义负荷，而需求量是指能量的时间变化率，即功率。
也可以说，负荷是发电厂、供电区域或电网在某一瞬间所承担的工作负荷。
对用户来说，用电负荷是的用户所有用电设备在某一瞬间所消耗的功率之和。
负荷预测工作是根据电力负荷的发展规律，判断和预计负荷未来发展趋势和状况的活动，虽然电网规划中的负荷预测和一般的负荷预测有所不同，但它们都主要基于以下原理：1/ 9（1）可知性原理：人类可以认识过去、现在，也可以据此预测未来。
预测的可靠性取决于掌握事物发展规律的程度。
（2）可能性原理：事物未来的发展，存在各种可能性，而不是单一可能，因此，只能对于进行可能性预测。
（3）可控性原理：事物未来的发展是可以控制和干预的。
预测的动机在于将所预测的未来信息反馈至现在，从而作出决策，以调整和控制未来的行动。
（4）系统性原理：预测对象在时间上是连续的，预测将来必须已知过去和现在。
由于电力不能大量储存，发电、输电、供电和用电都必须同时进行，所以用电负荷的变化与人们的生活规律、生产活动同时变化。
这为用电负荷预测提供了依据。
例如：生活用电的变化总是与作息时间、天气变化、节假日活动等相对应；工厂用电负荷的变化总是与上下班时间、产品产量、产品类型等相对应，因此，用电负荷可以根据历史数据和未来的社会经济发展情况进行预测。
电力电量平衡计算的方法和要求
电力电量平衡计算的方法和要求1 电力电量平衡的目的与要求1.1 一般要求电力电量平衡是指电力电量供需之间的平衡，是电力系统规划和系统设计中的重要基础及环节,在电源项目和输变电项目可研、接入系统和初设阶段也都需要进行电力电量平衡计算。
1．电力平衡的目的1 ) 根据系统预测的负荷水平，必要的备用容量以及厂用电网损容量确定系统所需的装机容量水平.系统需要的发电设备容量应该是系统综合最大负荷与系统综合备用容量及系统中厂用电和网损所需的容量之和。
确定电力系统的备用容量，研究水、火电之间的合理比例.2) 确定电力系统需要的调峰容量，使之能够满足设计水平年不同季节的调峰需要，并提出典型日的调峰方式和系统调峰方案。
3）确定规划设计年限内电力系统所需发电设备和变电设备的容量和建设进度。
确定各类发电厂及新建变电所的建设规模及建设进度.4 ）研究电力系统可能的供电地区及范围，同时，还应研究与相邻电力网 (或地区) 联网的可能性和合理性。
5 ) 确定电力系统 (或地区) 之间主干线的电力潮流，即确定可能的交换容量。
2．电量平衡的目的1) 确定系统需要的发电量。
2）研究系统现有发电机组的可能发电量，从而确定出系统需新增加的发电量.3）根据选择的代表水平年，确定水电厂的年发电量和利用程度，以论证水电装机容量的合理性;确定火电厂的年发电量并根据火电厂的年发电量进行必要的燃料平衡。
4) 根据系统的火电装机容量及年发电量，确定出火电机组的平均利用小时数，以便校核火电装机规模是否满足系统需要.5）在满足电力系统负荷及电量需求的前提下，合理安排水火电厂的运行方式，充分利用水电，使燃料消耗最经济，确定火电厂的年发电量(年利用小时）。
6) 电量平衡是全国 (或地区) 能源平衡的基础资料之一.电量平衡的好坏,也关系到全国 (或地区）能源平衡的质量，并影响能源工业的发展。
7) 分析系统之间或地区之间的电力电量交换，为论证扩大联网及拟定网络方案提供依据。
电力电量平衡计算
电力电量平衡计算4.1 电源建设规划目前A 县水电开发余地已不多,“十二五”及“十三五”期间无水电、火电等地方电源建设计划。
4.2 电力平衡4.2.1 电力平衡的目的电力电量平衡是电力电量需求与供应之间的平衡，根据系统现有电量和所需负荷之间的盈亏关系，决定系统需增加的容量，是电源规划和变电站布点规划的依据。
4.2.2 电力电量平衡计算的方法在规划中一般使用表格法或者作图法来进行电力电量平衡计算，电力电量平衡表的编制方法如下：（1） 根据规划年的负荷预测结果，确定相应年份的系统最高负荷水平及相应的年需电量。
（2） 根据系统的规模、结构及可靠性要求等条件，确定必要的备用容量。
（3） 根据系统所需发电容量和所需备用容量，确定系统所需增加的发电设备和变电设备容量。
因此,简单的电力平衡盈亏计算即为同一时刻系统实际出力 sc N 与系统最大用电负荷 Pmax 的代数和,如下式表示P P N sc ∆±=-max （4.1） 其理想情况是P ∆ = 0 恰好供求平衡,但一般为：P ∆＞0 供大于求，此时要调整运行方式；而P ∆ ＜0 供不应求,此时要调整负荷分配。
4.2.3 电力平衡原则根据负荷预测结果及地方电源情况，对A 县110kV 及35kV 电网的丰大、枯大方式进行电力平衡，主要原则如下：（1）根据负荷预测和电源规划进行电力平衡计算，分别计算110kV 层和35kV 层需供电负荷。
（2）平衡计算水平年选2010～2015年逐年和2020年，计算方式为丰大方式和枯大方式，代表月分别为9月和1月。
以枯水期最大负荷为全年最大负荷，丰大负荷取为枯大负荷的90%.（3）参考近年来的小水电运行情况，接35千伏及以下电压等级的小水电丰大方式和枯大方式出力分别按装机容量的80％和15％考虑。
糖厂自备机组丰水期不发电，枯水期发80%。
电力电量平衡
电力电量平衡balances of electric power and energy 为线性规划模型。
较严格的方法是将水电站(群)的补偿径流调节计算，与系统电力电量平衡在同一个模型中进行，这样可使水电站(群)的水库调度的优化与电力电量平衡的优化有机地结合起来。
模拟模型对系统工作容量的平衡，均将系统负荷按自大至小排序.化为负荷历时曲线(台阶状的负荷)。
为了减少非零元素，常用“Z替代法”处理，即将电站在各时段所担负的负荷. 换算为与相邻“台阶”的差值。
优化方法可考虑火电厂的非线性煤耗特性，可同时解决各电站在系统中的最优运行方式、分系统间的错峰(即各分系统最大负荷非同时出现)和最优的功率交换(见水能利用优化)。
电力电量平衡可用平衡表或平衡图来表示。
电力电量平衡图如图1~3所示。
系统装机容里漏夕少滋毛攫图例抽水蓄能电站L作容里水电站群L作容里已皿火电备用齐里巴习水电备用容里口“电“““ 口水电机组““ 囚抽怂默站(l0的娜阴25加伟10 沐芝︵煊以共卫义嘱丈︶d 回可司工州司亚亚小﹄厅﹂负荷及电量累积曲线有关部分切去，形成新的负荷曲线和电量累积曲线，据此再进行下一个电站的平衡。
按经济原则，水电站不耗燃料，故应首先利用其容量和电量，最先引人，进行平衡，水电站中各电站的次序则根据调节能力、投产时间先后顺序安排。
其次引人火电厂，火电厂中各电厂，则应以燃料费用(含厂用电及线路损失)从小到大的次序进行平衡。
抽水蓄能各电站，则应以综合效率从大到小的次序引人，进行平衡。
各类电站工作容量的平衡有不同的方法:①水电站按径流调节计算得到的月平均出力，换算成工作日(周)的能量，按充分利用其容量和电量的原则，进行平衡(见工作容贵)。
②火电厂则从电量累积曲线的原点起按其工作容量向上安排其工作位置。
应校核是否满足技术最小出力及其他要求，若不能满足，则应按后进先出的原则.减少已引人电站在负荷低谷时的出力，使之满足。
③抽水蓄能电站应分别进行发电和抽水工况的平衡，发电能量不应大于抽水能量乘其综合效率的积。
电力系统规划与可靠性第3专题—电力电量平衡
水文年
【设计枯水年】 设计枯水年是水电厂在正常运行中可能遇到的最不利
情况，它与水电厂设计保证率的水文年相对应。 电力系统的电力电量平衡必须得到保证，才能满足负
荷的需求。系统中各电厂的必需容量值，由此代表年来确 定。因此，设计枯水年的电力电量平衡是确定系统的需要 装机容量及装机进度、检验各类电厂的发电设备利用小时 数的依据。
电力电量平衡主要分析和研究的问题
(1)确定电力系统需要的发电设备容量，确定规划设计年度内 逐年新增的装机容量和退役机组容量。
(2)确定系统需要的备用容量，研究在水、火电厂之间的分配。 (3)确定系统调峰需要。 (4)合理安排水、火电厂的运行方式，充分利用水电，使燃料
电力电量平衡
备用容量的合理分配
【检修备用容量分配】 分配可以相当灵活，它一般以冷备用形式存在。 实际系统中火电机组的检修一般安排在夏秋季负荷低落、
水电又是丰水期间，水电机组检修则安排在枯水期。当检 修备用不足而专设检修备用容量时，一般是设置在火电厂 内。
电力系统规划和可靠性第3专题— 电力电量平衡
电力系统规划和可靠性第3专题— 电力电量平衡
电力平衡中的容量组成
电力平衡中的容量由装机容量、必需容量、工作容量和备 用容量组成。
【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。其中
消耗最经济，并计算系统需要的燃料消耗量。 (5)确定各代表水文年各类型电厂的发电设备利用小时数，检
验电量平衡。 (6)确定水电厂电量的利用程度，以论证水电装机容量的合理
电力系统规划--电力电量平衡
各类发电站的特性(其他能源发电—太阳能发电)
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发电系统的电力电量平衡(概述)
发电系统的电力电量平衡
单节点系统
Power
Energy
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发电系统的电力电量平衡(电力平衡)
Thermal
NH
NT
CHj CTk Pf max (1 r)
j 1
k 1
或
Hydro
引水式水电站：沿河修建引水道，以使河段的落 差集中在引水道末的厂房处，从而获得水头H
• 无压引水式 ：沿河 岸修筑坡度平缓的 明渠或无压隧洞来 集中落差
• 有压引水式：使用 有压隧道或管道来 集中落差
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各类发电站的特性(混合式水电站)
混合式水电站：在河段上综合使用筑坝和建引水 道的方式以获得水头 H
托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。 在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场， 将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的 目的。
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各类发电站的特性(核电站运行特性)
• 需要连续地以额定功率运行，在电力系统中总是分担基荷 • 主要设备及辅助设备非常复杂，检修时间较长，故有核电
例：某水电站多年平均流量为14300 m3/s ，水头110m，
设水轮电机组效率为95％，则水电站出力约为：
N = 9.81×14300×110×0.95/1000
=14660MW
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各类发电站的特性(坝式水电站)
坝式水电站：拦河筑坝来提高开发河段的水位以获得 发电所需的水头H 。
坝后式水电站 ：建筑中高水坝，以获取较高的水头， 其厂房建在坝的下游，不承受上游水压力
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电力电量平衡计算
第三章电力电量平衡计算电力电量平衡是进行电力系统规划设计的基本约束条件,下面主要就有功电力平衡问题作一下介绍。
一、电力平衡分析电力系统的电力平衡主要是研究拥有的发电设备生产能力应满足电力用户的需要，其计算内容如下。
1.电力系统发电最大负荷通过负荷预测，确定出计划期内各水平年的电力系统发电最大负荷。
2.电力系统的需求容量电力系统所需的发电设备容量，一般应满足系统发电最大负荷和电力系统运行需要的备用容量（负荷，事故，检修）。
所谓系统的需求容量,即指满足负荷需求的工作容量加上系统需要的备用容量,其表示关系为N c = P m + N b (3-4)3.电力系统的装机容量在系统中,水电厂的水库在汛期可能有弃水，为利用这部分弃水，有时在水电厂内额外增加一部分容量，这部分容量被称为重复容量或季节容量，用 N z表示。
但这部分容量并不参加容量平衡，因为它是在丰水期利用弃水来发电的，而在枯水期由于水量不足则不能实现，因此，电力系统的装机容量 N y为N y = N c + N z(3-5)虽然式(3-5)考虑了重复容量，但在一般情况下，系统所需装机容量为系统发电最大负荷及备用容量之和。
4.水电厂的装机容量水电厂装机容量的问题是比较复杂的问题，尤其当涉及河流梯级开发，综合利用及跨流域补偿等问题，就更复杂。
在系统规划设计中，水电厂的装机容量主要由工作容量，备用容量和重复容量三部分所组成。
（1）水电厂的工作容量水电厂的工作容量基本决定于它的保证出力。
一般情况下,水电厂装机容量的确定，要考虑计划期水文及河川径流情况。
在枯水期或枯水年进行电力平衡时，若水电厂受下游用水部门（如航运，灌溉，城市及工业用水等）的限制，则水电厂工作容量的确定，首先要从水电厂保证出力中扣除这部分强制出力，剩余的保证出力再用来决定水电厂担负的峰荷容量。
对于具有日调节以上的水电厂所担负的峰荷容量，可以根据上述剩余的保证出力所能发出的日保证电量，并利用日负荷曲线及累计曲线来求出水电厂所担任的峰荷容量。
电力系统规划与可靠性讲座3_电力电量平衡
电力系统规划与可靠性讲座3：电力电量平衡1. 引言在电力系统中，电量平衡是一个非常重要的问题，尤其是在电力市场化的下更是如此。
电量平衡是指电力的供应和需求达到平衡状态，这样才能保证电力的安全、稳定和可靠，以及有效地控制电力价格。
电力的供应和需求是受众多因素影响的，比如天气、用电习惯、行业用电需求等等，因此必须采取有效的措施，来实现电力的供需平衡。
2. 实现电力电量平衡的方法2.1 能量调度能量调度是指通过对不同电厂的能量进行调度，来保证电网电量平衡的一种方法。
通常情况下，电力系统会将不同电厂的电力产生情况进行统计，然后通过电网进行调度，让供给与需求保持平衡。
由于每个电厂的发电效率、成本等因素均不相同，因此能源调度必须综合考虑各种因素，才能使系统能够以最小的成本保持供需平衡。
2.2 储能调度储能调度是一种比较先进的电量平衡方法，它通过利用有储能特性的装置来支持电力系统的平衡。
储能装置可以是锂电池、超级电容器等，通过对这些储能装置的输出进行调度，来实现电量平衡。
同能源调度一样，储能调度也需要综合考虑各种因素，来实现最优的电量平衡。
2.3 智能电网调度智能电网调度是一种新型的调度方法，它利用计算机技术和通信技术，对电力系统进行智能调度，以实现电量平衡。
利用智能电网调度技术，电力系统的负荷可以实时调节、预测，从而实现电量平衡。
智能电网调度还可以通过集成多种电力调度方法，实现最优的电量平衡。
3. 可靠性和安全性电力电量平衡直接影响电力系统的可靠性和安全性。
电力系统中存在了断电、过载等现象，而电量平衡是各种现象的基础。
如果电量失衡，则会出现系统电压不稳定、发电机过载、变压器损坏等现象，甚至会导致电网崩溃。
因此，电量平衡的实现是电力系统可靠性和安全性的重要保证。
4.电量平衡是电力系统设计和调度的重要任务。
通过合理地采用各种调度方法，可以实现电力供需平衡。
只有实现了电力供需平衡，才能维系电力系统的可靠性和安全性。
电力电量平衡计算的方法和要求
电力电量平衡计算的方法和要求1 电力电量平衡的目的与要求1.1 一般要求电力电量平衡是指电力电量供需之间的平衡，是电力系统规划和系统设计中的重要基础及环节，在电源项目和输变电项目可研、接入系统和初设阶段也都需要进行电力电量平衡计算。
1．电力平衡的目的1 ) 根据系统预测的负荷水平，必要的备用容量以及厂用电网损容量确定系统所需的装机容量水平。
系统需要的发电设备容量应该是系统综合最大负荷与系统综合备用容量及系统中厂用电和网损所需的容量之和。
确定电力系统的备用容量，研究水、火电之间的合理比例。
2) 确定电力系统需要的调峰容量，使之能够满足设计水平年不同季节的调峰需要，并提出典型日的调峰方式和系统调峰方案。
3) 确定规划设计年限内电力系统所需发电设备和变电设备的容量和建设进度。
确定各类发电厂及新建变电所的建设规模及建设进度。
4 ) 研究电力系统可能的供电地区及范围，同时，还应研究与相邻电力网 (或地区) 联网的可能性和合理性。
5 ) 确定电力系统 (或地区) 之间主干线的电力潮流，即确定可能的交换容量。
2．电量平衡的目的1) 确定系统需要的发电量。
2) 研究系统现有发电机组的可能发电量，从而确定出系统需新增加的发电量。
3) 根据选择的代表水平年，确定水电厂的年发电量和利用程度，以论证水电装机容量的合理性；确定火电厂的年发电量并根据火电厂的年发电量进行必要的燃料平衡。
4) 根据系统的火电装机容量及年发电量，确定出火电机组的平均利用小时数，以便校核火电装机规模是否满足系统需要。
5) 在满足电力系统负荷及电量需求的前提下，合理安排水火电厂的运行方式，充分利用水电，使燃料消耗最经济，确定火电厂的年发电量（年利用小时）。
6) 电量平衡是全国 (或地区) 能源平衡的基础资料之一。
电量平衡的好坏，也关系到全国 (或地区) 能源平衡的质量，并影响能源工业的发展。
7) 分析系统之间或地区之间的电力电量交换，为论证扩大联网及拟定网络方案提供依据。
第三章 电源规划与电力电量平衡
式中，Pmax - 系统最大负荷功率；Pmin - 系统最小负荷功率。
3.5 电力电量平衡
3.5.3 电力平衡
准则 发电系统的装机容量不应小于系统电力负荷的 最大功率与备用容量之和。
电力平衡方程式 或
C
j 1
NH
Hj
CTK Pmax (1 r )
k 1
NT
C
j 1
NH
Hj
CTK Pmax Cr
k 1
NT
其中，Cr rPmax
19
3.3 电源规划的数学优化方法
电源规划的方案是包含许多电厂或机组的有序组合。 高维数
特点
非线性 随机性
对于电源规划，很难给出严格的最优解，而且数学上的最 优解对实际工程问题也未必为最优解，所以，实际工程中 采取了一些简化的优化方法。
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主要内容
概 述 电源规划的数学模型 电源规划的数学优化方法 电源规划的应用软件 电力电量平衡 发电系统的可靠性
后，后续机组应该连续安装，否则会给施工带来麻烦。
X jt Pmax ( j 1,2, , m)
t 1
T
即在装机过程中各电源在规划期 T 内的总装机容量不应超过规 定的最大容量。
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（6）建设顺序约束，某些电厂建设有先后顺序。
14
3.2 电源规划数学模型
3.2.2 约束条件 —— 系统运行约束
状态。
3.5 电力电量平衡
3.5.1 电力平衡的目的：
确定电力系统需要的发电设备、各级变电设备容量； 确定各类发电厂的建设规模及装机进度； 确定与其它电力系统联网的合理性。
3.5 电力电量平衡
电力电量平衡
电力电量平衡balances of electric power and energy为线性规划模型。
较严格的方法是将水电站(群)的补偿径流调节计算，与系统电力电量平衡在同一个模型中进行，这样可使水电站(群)的水库调度的优化与电力电量平衡的优化有机地结合起来。
模拟模型对系统工作容量的平衡，均将系统负荷按自大至小排序.化为负荷历时曲线(台阶状的负荷)。
为了减少非零元素，常用“Z替代法”处理，即将电站在各时段所担负的负荷. 换算为与相邻“台阶”的差值。
优化方法可考虑火电厂的非线性煤耗特性，可同时解决各电站在系统中的最优运行方式、分系统间的错峰(即各分系统最大负荷非同时出现)和最优的功率交换(见水能利用优化)。
电力电量平衡可用平衡表或平衡图来表示。
电力电量平衡图如图1~3所示。
系统装机容里漏夕少滋毛攫图例抽水蓄能电站L作容里水电站群L作容里已皿火电备用齐里巴习水电备用容里口“电“““ 口水电机组““ 囚抽怂默站(l0的娜阴25加伟10 沐芝︵煊以共卫义嘱丈︶d 回可司工州司亚亚小﹄厅﹂负荷及电量累积曲线有关部分切去，形成新的负荷曲线和电量累积曲线，据此再进行下一个电站的平衡。
按经济原则，水电站不耗燃料，故应首先利用其容量和电量，最先引人，进行平衡，水电站中各电站的次序则根据调节能力、投产时间先后顺序安排。
其次引人火电厂，火电厂中各电厂，则应以燃料费用(含厂用电及线路损失)从小到大的次序进行平衡。
抽水蓄能各电站，则应以综合效率从大到小的次序引人，进行平衡。
各类电站工作容量的平衡有不同的方法:①水电站按径流调节计算得到的月平均出力，换算成工作日(周)的能量，按充分利用其容量和电量的原则，进行平衡(见工作容贵)。
②火电厂则从电量累积曲线的原点起按其工作容量向上安排其工作位置。
应校核是否满足技术最小出力及其他要求，若不能满足，则应按后进先出的原则.减少已引人电站在负荷低谷时的出力，使之满足。
③抽水蓄能电站应分别进行发电和抽水工况的平衡，发电能量不应大于抽水能量乘其综合效率的积。
电力系统规划与可靠性-电源规划
2.电力系统电力电量平衡
电源规划中包括电力、电量和调峰。电源规划必须先做的工作，可以从宏观上把握装机
容量、系统备用率、发电设备利用小时数和调峰幅度等参数，进而确定电源结构。
➢ 枯水年：枯水年的电力平衡时系统装机确定的依据。
➢ 平水年：平水年电量预测是系统燃煤电厂的发电量确定依据。电量平衡
➢ 丰水年： 调峰容量确定。线路过载核算。
• 按照发电站的工作状况，可以分为： ✓基荷发电站：核电站、大型凝汽式电站、径流式水电站等； ✓腰荷发电站：中型凝汽式电站，部分水电站； ✓峰荷发电站：水电站、抽水蓄能电站、小型凝汽式电站、燃
汽轮机电站等。
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1、火电站
出力稳定、最小出力限制40-80%启动时长， 出力调节慢跟踪速率1%-5%。额定容量是经 济性好。尽可能承担稳定负荷，必要时可参 与调峰，并可参与二次调频。
周抽水蓄能：以周为运行周期；
季抽水蓄能：将汛期多余水量抽蓄到上水库里，供枯水期 增加发电量。
190 180 170 160 150
日抽水蓄能电站 的工作情况
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12
24( )
抽水蓄能电站特性—唯一的填谷调峰电源
• 运行灵活、可靠，主要用来调峰填谷（全停到满载5min，抽满8min） • 担任系统备用容量 • 担任系统调频任务 • 担任调相任务 • 使水电站更好地发挥综合利用效益 • 循环效率：抽水到发电的循环中，能量利用率0.7-0.75
负荷备用-热备用；事故备用一半热一半冷。检修-冷。 负荷备用要分布合理。优先考虑有调节能力的水电厂。
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3.电力电量平衡
事故备用在火电和水电之间分摊。径流式可作为自己电厂的备用。水电厂做备用必须考虑
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电力平衡中的容量组成
电力平衡中的容量由装机容量、必需容量、工作容量和备 用容量组成。
【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。其中
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电力电量平衡的目的与要求
根据《电力系统设计内容深度规定》第5.3.1条，电 力系统设计应编制: ① 目前到设计水平年的逐年电力电量平衡; ② 远景水平年全系统和分地区的电力电量平衡; ③ 必要时还应列出分地区低谷负荷时的电力平衡。
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【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。 重复容量是在一定的设计供电范围、负荷水平和设计 保证率条件下选定的，当任一条件变化时，就有可能部分或 全部转化为必需容量。
【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。
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电力平衡代表年、月的选择
电力平衡需要逐年进行，应按逐年控制月份的最大负 荷和水电厂设计枯水年的月平均处理编制。
一般以每年的12月为代表，但还应根据水电厂逐月发 电处理的变化及系统负荷的变化情况，具体分析确定。
一年中也可能有2个月份其控制作用，应分别平衡。 必要时选择代表年进行逐月电力平衡，以便找出其中起控 制作用的月份，然后按该代表月进行逐年平衡。
消耗最经济，并计算系统需要的燃料消耗量。 (5)确定各代表水文年各类型电厂的发电设备利用小时数，检
验电量平衡。 (6)确定水电厂电量的利用程度，以论证水电装机容量的合理
性。 (7)分析系统与系统之间、地区与地区之间的电力电量交换，
为论证扩大联网及拟定网络方案提供依据。 电力系统规划和可靠性第3专题— 电力电量平衡
电力电量平衡中代表水文年的选择
电力系统按发电机组动力来源的不同，可分为纯水电、 纯火电和水、火电联合运行系统，其中以水、火电联合运 行系统较为常见。
电力电量平衡中代表水文年有丰、平、枯、特枯水文 年，根据《电力系统设计技术规程》， ➢ 有水电的系统一般是按枯水年进行电力平衡、按平水年进 行电量平衡； ➢ 水电占比例大的系统还应根据需要，对代表年按月编制丰、 平、枯水文年的电力电量平衡、必要时还应编制丰水年和 特枯水年的电力电量平衡。
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电力电量平衡的基本概念
【定义】 电力电量供应与需求之间的平衡。
【作用】 ① 为电力系统规划、电源组成等提供科学依据（如电源规划、
电网规划都要先进行电力电量平衡） ② 计算电站容量和电量的利用程度。 【基础】
规划期内（即未来年份）的电力电量平衡一定程度 上以负荷预测为基础。 【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
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水文年
【设计枯水年】 设计枯水年是水电厂在正常运行中可能遇到的最不利
情况，它与水电厂设计保证率的水文年相对应。 电力系统的电力电量平衡必须得到保证，才能满足负
荷的需求。系统中各电厂的必需容量值，由此代表年来确 定。因此，设计枯水年的电力电量平衡是确定系统的需要 装机容量及装机进度、检验各类电厂的发电设备利用小时 数的依据。
电力电量平衡主要分析和研究的问题
(1)确定电力系统需要的发电设备容量，确定规划设计年度内 逐年新增的装机容量和退役机组容量。
(2)确定系统需要的备用容量，研究在水、火电厂之间的分配。 (3)确定系统需要的调峰容量，使之能满足设计年不同季节的
系统调峰需要。 (4)合理安排水、火电厂的运行方式，充分利用水电，使燃料
水文年
【设计丰水年】 丰水年是指水电厂保证率小于10％的水文代表年，其
电力电量平衡代表水电厂满载或弃水时的运行情况，用来 校核平水年确定的电厂主接线、设备和线路的送电能力、 经济性。 【特枯水年】
特枯水年是指水电厂设计枯水年保证率以外的枯水年， 接近于保证率等于100％的水文年，其电力电量平衡用来检 验系统的缺电情况及网络的适应性，必要时需研究解决措 施。
【设计平水年】 平水年指保证率为50％的水文年，接近平水年的年度
又是最常见的年度，它代表水电厂最常出现的电力电量平 衡。平水年的电力电量平衡是确定水电厂的电量利用程度， 研究网络及联络线的经济性、水电厂的电气主接线、送电 线路截面及系统多年平均年燃料需要量的依据。
电力系统规划和可靠性第3专题— 电力电量平衡
➢ 担任基荷的电厂处理就是工作容量
➢ 担任峰荷和腰荷的发电出力日负荷最大时刻的出力作为工作 容量。
➢ 水电厂的工作容量是指按保证出力运行时所能提供的发电容
量，其大小与其保证出力及其在电力系统日负荷曲线上的工
作位置有关。
电力系统规划和可靠性第3专题—
电力电量平衡
电力平衡中的容量组成
【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。
电力系统规划和可靠性
第3专题—电力电量平衡
电力系统规划和可靠性第3专题— 电力电量平衡
电力电量平衡
➢ 1 电力电量平衡的基本概念 ➢ 2 电力电量平衡的目的与要求 ➢ 3 电力电量平衡主要分析和研究的问题 ➢ 4 电力电量平衡中代表水文年的选择 ➢ 5 电力平衡代表年、月的选择 ➢ 6 电力平衡中的容量组成 ➢ 7 备用容量的确定 ➢ 8 备用容量的合理分配 ➢ 9 电源结构的规划 ➢ 10 电力电量平态分类：热备用(旋转备用)和冷备用。
【热备用(旋转备用) 】 设备处于运转状态，或是空载运行，或是带部分负荷运
行。 ➢ 水电站的旋转备用状态可以是空载运行 ➢ 火电站则是带最小技术出力或部分负荷运行 ➢ 系统一旦出现超预测值的负荷时，这种处于运转状态下的
备用容量可以很快投入使用，即它的主要功能是能适应电 力系统负荷瞬间的快速波动及一天内计划外的负荷增长。