电力系统规划与可靠性-1 绪论(2011-9)

火电
火电建设继续向着大容量、高参数、环保型方向发展， 火电建设继续向着大容量、高参数、环保型方向发展， 与煤炭的储量关系密切，华北电网的火电装机容量比例占到了93%。 与煤炭的储量关系密切，华北电网的火电装机容量比例占到了 。
核电
核电
风电
装机容量增速 装机容量增速100% 容量增速 总容量： 总容量：并网容量 = 2000：1613 ： 风电并网问题多
我国电力工业的发展状况——装机容量
2015-2020超过 超过USA成为 成为No.1 超过 成为
装机容量和发电量已经连续１ 年居世界第二位 年居世界第二位。 装机容量和发电量已经连续１5年居世界第二位。
装机容量-各类电源比例
水电
水电装机容量2.1亿千瓦，稳居世界第一。 水电装机容量 亿千瓦，稳居世界第一。 亿千瓦 水电开发水平、发电设备技术和坝工技术均进入国际先进行列。 水电开发水平、发电设备技术和坝工技术均进入国际先进行列。
我国电力系统规划中的重大举措
（1）全国联网 特高压 ）全国联网-特高压 2003年，以三峡电站建设为核心，首先形成我国的中部 年 以三峡电站建设为核心， 电网 中部电网：华中（含川渝）、华东（福建） ）、华东 中部电网：华中（含川渝）、华东（福建） 2010年，形成北、中、南3个跨区互联网络 年 形成北、 个跨区互联网络 北部电网：华北（含山东）、东北、 ）、东北 北部电网：华北（含山东）、东北、西北电网 南部电网：广东、广西、云南、贵州、海南、香港、 南部电网：广东、广西、云南、贵州、海南、香港、澳门 电网构成。 电网构成。 2010~2020年期间，将形成基本覆盖全国的统一联合 年期间， 年期间 电网。 电网。 （2）加快城市电网和农村电网的建设改造 ） （3）智能电网的发展 新能源发电 ）智能电网的发展-新能源发电
电力系统规划的任务及分类
（2）电源规划 ）
短期电源规划：考虑未来 ～ 年的发展情况 短期电源规划：考虑未来1～5年的发展情况 • 制定发电设备的维修计划； 制定发电设备的维修计划； • 分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益； 分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益； • 分析与相邻电力系统互联的效益及互联方案； 分析与相邻电力系统互联的效益及互联方案； • 确定燃料需求量及购买、运输、贮存计划。 确定燃料需求量及购买、运输、贮存计划。 长期电源规划：考虑 ～ 年的发展情况 长期电源规划：考虑10～30年的发展情况 • 何时、何地扩建新发电机组； 何时、何地扩建新发电机组； • 扩建什么类型及多大容量的发电机组； 扩建什么类型及多大容量的发电机组； • 现有发电机组的退役及更新计划； 现有发电机组的退役及更新计划； • 燃料的需求量及解决燃料问题的策略； 燃料的需求量及解决燃料问题的策略； • 采用新发电技术的可能性； 采用新发电技术的可能性； • 与相邻电力系统进行电力交换的可能性。 与相邻电力系统进行电力交换的可能性。
太阳能
用电情况
发电与用电的矛盾
电网规模
电网规模
区域电网情况
区域电网情况
2020年国家电网跨区电力流设想
电力系统规划的重要性
国民经济发展的需要
用户的电能需求不断增长 需要不断建设电力系统 规划是电力工程前期工作的重要部分
提高经济效益和社会效益的需要
投资建设的合理性 经济问题&社会问题 社会问题&环境问题 经济问题 社会问题 环境问题
基本含义
电力系统可靠性：是指电力系统按可接受的质量标准和所 电力系统可靠性： 需数量不间断的向电力用户提供电能的能力的度量。 需数量不间断的向电力用户提供电能的能力的度量。
电力系统可靠性评价：通过一套定量指标来量度电力供应 电力系统可靠性评价：通过一套定量指标来量度电力供应 定量指标 企业向用户提供连续不断的、质量合格的电能的能力， 企业向用户提供连续不断的、质量合格的电能的能力，包 括对系统充裕性 安全性两方面的衡量 充裕性和 两方面的衡量。 括对系统充裕性和安全性两方面的衡量。
从所运用的方法学上，通常又将电力系统规划分为： 从所运用的方法学上，通常又将电力系统规划分为： 发电系统（电源）规划、输电网规划、配电网规划。 发电系统（电源）规划、输电网规划、配电网规划。
基本含义
可靠性：一般所说的“可靠性”指的是“可信赖的”或“ 可靠性：一般所说的“可靠性”指的是“可信赖的” 可信任的” 对象可以是人类设计制造的万事万物， 可信任的”，对象可以是人类设计制造的万事万物，生活 中常用的家用电器、交通工具， 中常用的家用电器、交通工具，通常是衡量产品质量的重 要依据之一。 要依据之一。
在整个电力系统中， 在整个电力系统中，发、输、配的特性是存在差异的，因 配的特性是存在差异的， 相应的存在不同的可靠性评估方法。分为： 此，相应的存在不同的可靠性评估方法。分为：发电系统 可靠性、输电网可靠性、配电网可靠性。 可靠性、输电网可靠性、配电网可靠性。
基本含义
主要指标： 主要指标：
概率指标:电力系统发生故障的概率， 概率指标 电力系统发生故障的概率，如系统的可用度 电力系统发生故障的概率 Availability） 电力不足概率等。 （Availability） 、电力不足概率等。 频率指标：电力系统在单位时间（如一年） 频率指标：电力系统在单位时间（如一年）内发生故障的 平均次数。 平均次数。 时间指标：电力系统发生故障的平均持续时间（ 时间指标：电力系统发生故障的平均持续时间（Mean durations） 如系统首次故障的平均持续时间、 durations），如系统首次故障的平均持续时间、两次故 障之间的平均持续时间。 障之间的平均持续时间。 期望值指标：电力系统在单位时间（如一年） 期望值指标：电力系统在单位时间（如一年）内发生故障 的天数期望值（Expectations） 的天数期望值（Expectations），以及电力系统由于故障 而少供电量的期望值等。 而少供电量的期望值等。
整体性是要从对象的全局角度来考虑， 整体性是要从对象的全局角度来考虑，又是由个体的发展 是要从对象的全局角度来考虑 计划来保障的； 计划来保障的； 长期性说明规划是时间尺度上的问题 说明规划是时间尺度上的问题， 长期性说明规划是时间尺度上的问题，是对未来较长的一 段时间内的发展考虑； 段时间内的发展考虑； 基本性是满足规划对象发展的各项基本要求 是满足规划对象发展的各项基本要求。 基本性是满足规划对象发展的各项基本要求。
பைடு நூலகம்
基本含义
电力系统规划： 电力系统规划： 规划的对象是电力系统，需要考虑电力系统的整体性、 规划的对象是电力系统，需要考虑电力系统的整体性、长 期性、基本性问题。 期性、基本性问题。 整体性：电力系统是由发电 输电、变电、配电等环节组 发电、 整体性：电力系统是由发电、输电、变电、配电等环节组 成统一的整体。 成统一的整体。 长期性：需要考虑电力系统未来的发展，短期规划（ 长期性：需要考虑电力系统未来的发展，短期规划（ 1~5年，可指导电网建设）、长期规划（6~20年，前 ）、长期规划 年 可指导电网建设）、长期规划（ 年 瞻性、远景规划）。 瞻性、远景规划）。 基本性：电力是基本的公用事业， 基本性：电力是基本的公用事业，需满足国家发展和人民 基本生活的要求，在电力系统需求中表现为负荷和电量 负荷和电量的 基本生活的要求，在电力系统需求中表现为负荷和电量的 需求。 需求。
电力系统规划的任务及分类
电力系统规划研究通常包括： 电力系统规划研究通常包括： （1）负荷预测 （2）电源规划 （3）电网规划 （4）技术经济评价
技术经 济评价
电力系统规划的任务及分类
（1）负荷预测 ）
负荷——城市民用负荷、商业负荷、工业负荷、农村负荷 城市民用负荷、商业负荷、工业负荷、 负荷 城市民用负荷 等。 从负荷特性上，负荷预测包括：最大负荷功率、 从负荷特性上，负荷预测包括：最大负荷功率、负荷电量 负荷曲线、空间（地理）分布的预测。 、负荷曲线、空间（地理）分布的预测。 从时间尺度上，负荷预测分为：短期、中期、长期。 从时间尺度上，负荷预测分为：短期、中期、长期。 最大负荷功率 确定发电设备及输变电设备的容量是非常 重要的。 重要的。 电量、 选择合适的机组类型、 电量、负荷曲线 选择合适的机组类型、合理的电源结构 燃料计划。 、燃料计划。 配电网变电站选址定容、线路规划。 空间负荷分布 配电网变电站选址定容、线路规划。
基本含义
电力系统规划： 电力系统规划： 思考、考量和设计：电力系统规划是工程问题， 思考、考量和设计：电力系统规划是工程问题，要保障基 本性要求，首先需要对未来的负荷和电量发展进行预测， 本性要求，首先需要对未来的负荷和电量发展进行预测， 根据预测结果、结合现状问题，对未来电力系统的发展进 根据预测结果、结合现状问题， 行分析与计算，提出设计方案，并进行综合评估。 行分析与计算，提出设计方案，并进行综合评估。 因此，对于电力系统规划问题，预测、分析、计算、 因此，对于电力系统规划问题，预测、分析、计算、设计 评估，是形成规划方案的基本步骤。 、评估，是形成规划方案的基本步骤。
绪论
1
电力系统规划与可靠性的基本含义
2
我国电力系统的发展状况
3
电力系统规划的重要性与基本要求
4
我国电力系统规划中的重大举措
5
电力系统规划的任务及分类
基本含义
规划： 规划： 整体性、 进行比较全面的长远的发展计划，是对未来整体性 进行比较全面的长远的发展计划，是对未来整体性、长期 基本性问题的思考、考量和设计， 问题的思考 性、基本性问题的思考、考量和设计，形成未来整套行动 方案。 方案。
基本含义
电力系统规划： 电力系统规划： 为满足负荷和电量发展的基本要求，针对发电、输电、 为满足负荷和电量发展的基本要求，针对发电、输电、变 电和配电等各个方面，运用预测、分析、计算、设计、 电和配电等各个方面，运用预测、分析、计算、设计、评 估等方法，制定短期和长期的发展计划。 估等方法，制定短期和长期的发展计划。
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电力系统规划与可靠性 第1讲 绪论 讲
自我介绍
电气与电子工程学院 输配电系统研究所 博士/讲师 刘念 博士 讲师
J5-C306
主要研究领域：城市电网规划、智能配用电、 主要研究领域：城市电网规划、智能配用电、电力信息安全 Email: nian81@126.com
参考教材： 参考教材：
【1】程浩忠 电力系统规划 中国电力出版社 2008. 】程浩忠. 电力系统规划. 中国电力出版社. 中国电力出版社. 【2】金义雄，王承民 电网规划基础及应用 中国电力出版社 】金义雄，王承民. 电网规划基础及应用.中国电力出版社 2011. 【3】陈章潮，程浩忠 城市电网规划与改造 中国电力出版社 】陈章潮，程浩忠. 城市电网规划与改造. 中国电力出版社. 2007 【3】王锡凡 电力系统规划基础 中国电力出版社 1994. 】王锡凡. 电力系统规划基础. 中国电力出版社. 【4】郭永基 电力系统可靠性原理和应用 清华大学出版社 1985. 】郭永基. 电力系统可靠性原理和应用. 清华大学出版社.
可靠性经典定义：指一个元件、 可靠性经典定义：指一个元件、一台设备或一个系统在预 定时间内和规定条件下完成其规定功能的能力。 定时间内和规定条件下完成其规定功能的能力。
基本含义
本质上，规划与可靠性是两个科学领域的问题，为什么我 本质上，规划与可靠性是两个科学领域的问题， 们的课程要将二者整合到一起呢？ 们的课程要将二者整合到一起呢？ 前面我们提到，电力系统规划需要运用预测 分析、 预测、 前面我们提到，电力系统规划需要运用预测、分析、计算 、设计、评估等方法，而可靠性恰恰是对规划结果进行评 设计、评估等方法， 等方法 的重要指标，是衡量规划质量的重要依据之一。 估的重要指标，是衡量规划质量的重要依据之一。
电力系统各组成部分综合协调的需要
电源和电网的投资主体不同、 需要全盘考虑， 电源和电网的投资主体不同、特性不同 需要全盘考虑， 找到合理的方案
电力系统规划的基本要求 基本要求
配电比例适当， （1）输、变、配电比例适当，容量充裕 ） （2）电压支撑点多 ） 3） （3）保证用户供电的可靠性 （4）系统运行的灵活性 ） （5）系统运行的经济性 ） （6）便于运行，在变动运行方式或检修时操作简 ）便于运行， 安全。 便、安全。