電力系統(tǒng)規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件

1、第七章 輸電網(wǎng)規(guī)劃（Transmission Planning）第七章 輸電網(wǎng)規(guī)劃（Transmission Plannin7-1 概述 輸電網(wǎng)規(guī)劃的任務(wù)：根據(jù)設(shè)計期內(nèi)的負(fù)荷需求及電源建設(shè)方案，確定相應(yīng)的電網(wǎng)接線，以滿足可靠、經(jīng)濟(jì)地輸送電力的要求。輸電網(wǎng)規(guī)劃的主要內(nèi)容 ： 確定輸電方式； 選擇電壓等級； 確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)； 確定變電所布局和規(guī)模。 7-1 概述 輸電網(wǎng)規(guī)劃的任務(wù)：根據(jù)設(shè)計期內(nèi)的負(fù)荷需求及電輸電網(wǎng)設(shè)計的基本原則：可靠性靈活性 經(jīng)濟(jì)性輸電網(wǎng)設(shè)計的基本原則：電網(wǎng)規(guī)劃的安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則第一道防線：常見單一故障不失穩(wěn)和不失負(fù)荷第二道防線：概率較低的單一故障不失穩(wěn)，允許所示部

2、分負(fù)荷第三道防線：極端嚴(yán)重單一故障盡可能使失穩(wěn)影響局限于可控范圍，防止連鎖反應(yīng)故障電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則（試行）：把電力網(wǎng)絡(luò)分為受端系統(tǒng)、電源接入系統(tǒng)和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線 ，根據(jù)各部分重要性及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件規(guī)定了不同的安全標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)規(guī)劃的安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：7-2：電壓等級與輸電能力 7-2：電壓等級與輸電能力 我國各電壓等級下的輸送能力統(tǒng)計表 電壓等級(kV)輸送容量(MW)輸送距離(km)30.113160.11.2154100.222063521050206052010020110105015050220100500300100330200100060020050060015001000400750200025

3、001461MW=1000千瓦0.1萬千瓦 我國各電壓等級下的輸送能力統(tǒng)計表 電壓等級(kV)輸送容量(二、 架空輸電線路的輸送能力 1、 波阻抗和自然功率 特性阻抗 傳播系數(shù) 自然功率 二、 架空輸電線路的輸送能力 1、 波阻抗和自然功率 特性單位長度的線路消耗的感性無功功率和消耗的容性無功功率相等；線路上同一點(diǎn)處(包括始端和末端)的電壓和電流相位大小相等，功率因素等于1。線路上任何一處的電壓和電流的相位相同，而始、末端電壓或電流間的相位差則正比于線路長度，相應(yīng)的比例系數(shù)是相位系數(shù) 在實際運(yùn)行中，應(yīng)該使線路按接近自然功率運(yùn)行 單位長度的線路消耗的感性無功功率和消耗的容性無功功率相等；電力系統(tǒng)

4、規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件輸電距離/lPP(重載)PP2、 線路沿線電壓分布 ：線路相當(dāng)于一個容性元件 ：線路相當(dāng)于一個感性元件 ：線路相當(dāng)于一個電阻元件 輸電距離/lPP(重載)PP2、 3、輸電距離對線路輸送能力的影響 線路的功率損耗和電壓損失與輸電距離成正比；另外隨著輸電距離的增加，電力系統(tǒng)穩(wěn)定成為重要的限制因素。因此，在一定的電壓等級下，輸送能力與輸送距離成反比。 3、輸電距離對線路輸送能力的影響 線路的功率損耗和電壓損失與4、制約線路輸送能力因素 長距離輸電線路的傳輸能力主要取決于發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，以及為提高穩(wěn)定性所采取的措施中、長距離輸電線路，傳輸能力不決定于系統(tǒng)的穩(wěn)定，而決定于

5、允許的電壓損耗（10以內(nèi)）以及功率及能量損耗短線路的傳輸能力決定于導(dǎo)線的發(fā)熱條件 4、制約線路輸送能力因素 長距離輸電線路的傳輸能力主要取決于5、電壓等級選擇的簡易計算(前蘇聯(lián))1) 應(yīng)用范圍：l250km，P60MW ， 如：l200km、P=800MW，則有： （故可以選擇500kV） 5、電壓等級選擇的簡易計算(前蘇聯(lián))1) 應(yīng)用范圍：l257-3 網(wǎng)絡(luò)接線方案 一、負(fù)荷及電源的分層、分區(qū)接入原則（1）電壓等級層次清晰：超高壓輸電500kV、高壓輸電220kV、高壓配電110kV，35kV、中壓配電10kV；低壓配電380V，220V（2）分層：按電壓等級分層 ；分區(qū)：以樞紐變電所為核心

6、，將其周圍的負(fù)荷和地區(qū)發(fā)電廠連在一起，使有功、無功盡可能就地平衡，成為一個自然的供電區(qū)。7-3 網(wǎng)絡(luò)接線方案 一、負(fù)荷及電源的分層、分區(qū)接入原則分層分區(qū)的注意要點(diǎn)：500kV超高壓環(huán)網(wǎng)作為溝通各分區(qū)電網(wǎng)的主干網(wǎng)架，并與大區(qū)電網(wǎng)聯(lián)系，接受區(qū)外來電以500kV樞紐變電站為核心，將220kV電網(wǎng)劃為幾個區(qū)，各分區(qū)電網(wǎng)之間在正常方式下相對獨(dú)立，在特殊方式下應(yīng)考慮相互支援電網(wǎng)內(nèi)不應(yīng)形成電磁環(huán)網(wǎng)。 分層分區(qū)的注意要點(diǎn)：電磁環(huán)網(wǎng)是指兩組不同電壓等級運(yùn)行的線路,通過兩端變壓器電磁回路的聯(lián)接而構(gòu)成的并聯(lián)運(yùn)行環(huán)路。 電磁環(huán)網(wǎng)是指兩組不同電壓等級運(yùn)行的線路,通過兩端變壓器電磁回電力系統(tǒng)規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件電磁環(huán)網(wǎng)

7、對電網(wǎng)運(yùn)行有下列弊端 易造成系統(tǒng)熱穩(wěn)定破壞。如果在主要的受端負(fù)荷中心，用高低壓電磁環(huán)網(wǎng)供電而又帶重負(fù)荷時，當(dāng)高一級電壓線路斷開后，所有原來帶的全部負(fù)荷將通過低一級電壓線路(雖然可能不止一回)送出，容易出現(xiàn)超過導(dǎo)線熱穩(wěn)定電流的問題。易造成系統(tǒng)動穩(wěn)定破壞。正常情況下，兩側(cè)系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)阻抗將略小于高壓線路的阻抗。而一旦高壓線路因故障斷開，系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)阻抗將突然顯著地增大。(突變?yōu)閮啥俗儔浩髯杩古c低壓線路阻抗之和)，因而極易超過該聯(lián)絡(luò)線的暫態(tài)穩(wěn)定極限,可能發(fā)生系統(tǒng)振蕩。不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。500kV與220kV線路的自然功率值相差極大,同時500kV線路的電阻值(多為4400平方毫米導(dǎo)線)也遠(yuǎn)小于 220

8、kV線路(多為2240或1400平方毫米導(dǎo)線)的電阻值。在500/220kV環(huán)網(wǎng)運(yùn)行情況下,許多系統(tǒng)潮流分配難于達(dá)到最經(jīng)濟(jì)。需要裝設(shè)高壓線路因故障停運(yùn)后聯(lián)鎖切機(jī)、切負(fù)荷等安全自動裝置。但實踐說明,若安全自動裝置本身拒動、誤動將影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。 一般情況中,往往在高一級電壓線路投入運(yùn)行初期,由于高一級電壓網(wǎng)絡(luò)尚未形成或網(wǎng)絡(luò)尚不堅強(qiáng),需要保證輸電能力或為保重要負(fù)荷而又不得不電磁環(huán)網(wǎng)運(yùn)行。 電磁環(huán)網(wǎng)對電網(wǎng)運(yùn)行有下列弊端 易造成系統(tǒng)熱穩(wěn)定破壞。如果在主（3）在受端電網(wǎng)分層分區(qū)運(yùn)行的條件下，為控制短路電流和降低電網(wǎng)損耗，新建主力發(fā)電廠經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后應(yīng)優(yōu)先考慮以220kV接入系統(tǒng)的可能性；單機(jī)600

9、MW以上大型主力發(fā)電廠，經(jīng)論證有必要以500kV接入系統(tǒng)時，一般不采取環(huán)入500kV超高壓電網(wǎng)的方式。 大型主力發(fā)電廠不宜設(shè)500/220kV聯(lián)絡(luò)變壓，避免構(gòu)成電磁環(huán)網(wǎng)。（3）在受端電網(wǎng)分層分區(qū)運(yùn)行的條件下，為控制短路電流和降低電（4）220kV分區(qū)電網(wǎng)原則上由500kV變電站提供大容量供電電源，經(jīng)220kV大截面架空線路，向220kV中心變電站送電，再從中心站（或500kV變電站、大中型發(fā)電廠）經(jīng)220kV大截面架空線路或電纜向220kV終端變電站供電。 （4）220kV分區(qū)電網(wǎng)原則上由500kV變電站提供大容量供二、供電區(qū)之間聯(lián)絡(luò)線數(shù)目以及發(fā)電廠、變電站出線數(shù)目的確定供電區(qū)之間距離較短（2

10、00km），則按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇聯(lián)絡(luò)線導(dǎo)線截面大小和聯(lián)絡(luò)線數(shù)目。 供電區(qū)間輸電距離很長，則供電區(qū)域間的電力傳輸能力取決于系統(tǒng)穩(wěn)定性，一般取靜態(tài)穩(wěn)定條件下的最大允許輸送功率發(fā)電廠和變電站出線數(shù)不宜過多多回出線盡量避免集中在同一路徑上 二、供電區(qū)之間聯(lián)絡(luò)線數(shù)目以及發(fā)電廠、變電站出線數(shù)目的確定三、確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 需處理好網(wǎng)架松散和緊湊之間的關(guān)系四、選擇合適的發(fā)電廠、變電站主接線三、確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（1）500kV變電站500kV側(cè)最終規(guī)模一般為68回進(jìn)出線，4組主變，優(yōu)先采用一個半斷路器接線。單組主變?nèi)萘靠蛇x750MVA、1000MVA、1500MVA220kV側(cè)一般設(shè)有16 20回出線為適應(yīng)分層分區(qū)和提

11、高可靠性，新建500kV變電站的220kV母線優(yōu)先考慮一個半斷路器接線，也可采用雙母線雙分段兩臺分段斷路器的接線。（1）500kV變電站（2）220kV變電站分為中心站、中間站和終端站三類。最終規(guī)模3組主變，單臺容量：220/110/35可選180、240 MVA，220/35可選120、150、180MVA中心站220kV側(cè)：220kV側(cè)最終規(guī)模為812回進(jìn)出線時，可選用雙母線雙分段一臺分段斷路器的接線。取消旁路母線需滿足：220kV進(jìn)線N-1；主變N-1；斷路器質(zhì)量可靠。新建220kV變電站原則不再配置旁路母線。對可靠性要求更高的中心站，可選用一個半斷路器接線（2）220kV變電站中間站2

12、20kV側(cè)：可采用雙母線或單母線分段。為簡化接線和節(jié)約占地，盡應(yīng)量減少中間站。終端站220kV側(cè)：可采用線路（電纜）變壓器組接線，主變220kV側(cè)（電纜進(jìn)線）一般不設(shè)斷路器，可設(shè)接地刀閘以滿足檢修安全需要。110kV側(cè)：可有69回進(jìn)出線，宜采用單母線三分段兩臺分段斷路器接線35kV側(cè)： 220/110/35變電站35kV側(cè)容量為3120MVA，可有24回出線，宜采用單母線三分段兩臺分段斷路器接線； 220/35變電站容量為3150 3180MVA，35kV側(cè)可有3036回出線，宜采用單母線六分段三臺分段斷路器接線中間站220kV側(cè)：可采用雙母線或單母線分段。為簡化接線和節(jié)7-4 直流輸電方式簡

13、介 金屬回路(可選)Id整流器逆變器整流側(cè)換流變壓器逆變側(cè)換流變壓器IdA雙級兩線中性點(diǎn)兩端接地方式BUd1Ud2PAPB7-4 直流輸電方式簡介 金屬回路(可選)Id整流器逆變直流輸電的主要優(yōu)點(diǎn) 輸送相同有功功率時，直流線路較交流線路造價較低（不考慮換流站的投資），并且功率損耗較小 沒有系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題 能限制系統(tǒng)的短路電流 調(diào)節(jié)靈活方便、速度塊，運(yùn)行可靠 調(diào)度管理方便 每一極可作為獨(dú)立回路運(yùn)行，一極故障，另一極仍可運(yùn)行直流輸電的主要優(yōu)點(diǎn) 輸送相同有功功率時，直流線路較交流線路直流輸電的主要缺點(diǎn) 換流站的設(shè)備比較昂貴換流裝置要消耗大量無功功率，需安裝大容量的無功補(bǔ)償設(shè)備 換流器是一個諧波源

14、換流裝置幾乎沒有過載能力 目前尚無適用的直流高壓斷路器以大地作為回路的直流系統(tǒng)，運(yùn)行時會對沿途的金屬構(gòu)件和管道有腐蝕作用；以海水作為回路時，會對航海導(dǎo)航儀表產(chǎn)生影響 直流輸電的主要缺點(diǎn) 換流站的設(shè)備比較昂貴交直流輸電的經(jīng)濟(jì)性分析 輸送容量確定后，直流換流站的規(guī)模隨之確定，其投資也就固定下來，距離的增加只與線路造價有關(guān)。交流輸電則隨輸電距離的增加，由于穩(wěn)定、過電壓等要求，需要設(shè)置開關(guān)站。對于交流輸電方式、輸電距離不單影響線路投資，同時也影響變電部分投資。 就變電和線路兩部分，直流輸電換流站投資所占比重很大，而交流輸電的輸電線路投資則占主要部分 交直流輸電的經(jīng)濟(jì)性分析 輸送容量確定后，直流換流站的

15、規(guī)模隨直流輸電功率損失比交流輸電小得多 當(dāng)輸送功率增大時，直流輸電可以采取提高電壓、加大導(dǎo)線截面的方法，由于穩(wěn)定性的限制，交流輸電則往往只好增加回路數(shù) 直流輸電功率損失比交流輸電小得多 在輸送功率相等和可靠性相當(dāng)?shù)那闆r下，雖然換流站的費(fèi)用比變電所的費(fèi)用要貴，但直流輸電的單位長度線路的造價比交流線路低。如果輸電距離增加到一定值時，直流線路所節(jié)約的費(fèi)用正好抵償換流站所增加的費(fèi)用，這個輸電距離稱為交直流輸電的等價距離在輸送功率相等和可靠性相當(dāng)?shù)那闆r下，雖然換流站的費(fèi)用比變電所部分已建和在建直流輸電工程葛南線（葛洲壩 上海） 500kV ：1044.5 km南網(wǎng)（云南廣東） 800kV：1600km國

16、網(wǎng)（四川上海） 800kV：2000km三常 （三峽 常州） 500kV ：890km三廣（三峽廣東） 500kV ：975km三上（三峽上海） 500kV ：1100km天廣線（天生橋廣州） 500kV ：960km貴廣線（安順肇慶 ） 500kV ：899km貴廣二回（興仁深圳 ） 500kV ：1225km部分已建和在建直流輸電工程葛南線（葛洲壩 上海） 5007-5 常規(guī)輸電系統(tǒng)規(guī)劃 常規(guī)輸電系統(tǒng)規(guī)劃一般分為方案形成和方案檢驗兩個階段 7-5 常規(guī)輸電系統(tǒng)規(guī)劃 常規(guī)輸電系統(tǒng)規(guī)劃一般分為方案形成任務(wù)：根據(jù)輸電容量和輸電距離擬定幾個可比的網(wǎng)絡(luò)方案。目前由技術(shù)人員完成，受規(guī)劃人員經(jīng)驗影響較大

17、送電距離確定：在有關(guān)地形圖上量得長度，在乘以曲折系數(shù)1.1 1.15（可根據(jù)地形復(fù)雜情況選用，或用實際積累的數(shù)值）送電容量確定：將待規(guī)劃電網(wǎng)分成若干區(qū)域（自然供電區(qū)），根據(jù)各區(qū)裝機(jī)容量和負(fù)荷進(jìn)行電力電量平衡，觀察各區(qū)電力余缺，明確哪些地盈余，哪些地區(qū)不足，哪些電廠屬區(qū)域性電廠，哪些屬地區(qū)性電廠，確定各區(qū)間的送電量方案形成（程P121）任務(wù)：根據(jù)輸電容量和輸電距離擬定幾個可比的網(wǎng)絡(luò)方案。目前由技架空線路導(dǎo)線截面選擇和校驗：一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，并根據(jù)電暈、機(jī)械強(qiáng)度以及事故后的發(fā)熱條件進(jìn)行校驗。（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面架空線路導(dǎo)線截面選擇和校驗：一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，并根據(jù)電（2）按電暈條

18、件校驗導(dǎo)線截面（2）按電暈條件校驗導(dǎo)線截面電力系統(tǒng)規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件電力系統(tǒng)規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件潮流計算短路電流計算暫態(tài)穩(wěn)定計算(此外還應(yīng)靜態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定)調(diào)壓計算經(jīng)濟(jì)計算方案檢驗方案檢驗7-6 直流潮流模型一、潮流方程n個節(jié)點(diǎn)的電力網(wǎng)絡(luò)，如果網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)元件參數(shù)已知，則有：系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)總數(shù) 、 ：節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣i行j列元素的實部、虛部 ：節(jié)點(diǎn)i的電壓幅值 ：支路i-j的相位差 本質(zhì)上講：求解、 (故可用N-R、P-Q分解法等) 7-6 直流潮流模型一、潮流方程n個節(jié)點(diǎn)的電力網(wǎng)絡(luò)，如果網(wǎng)二、直流潮流法作如下簡化： a高壓輸電線： 可令 b線路兩端相角差不大： c各節(jié)點(diǎn)電壓的標(biāo)么值等于1：

19、d不考慮對地支路及變壓器非標(biāo)準(zhǔn)變比，故有： 二、直流潮流法作如下簡化： a高壓輸電線： 可令 b利用節(jié)點(diǎn)功率等于與節(jié)點(diǎn)有關(guān)的支路功率之和，有(i=1, 2, , N-1；不包括平衡節(jié)點(diǎn)) 利用節(jié)點(diǎn)功率等于與節(jié)點(diǎn)有關(guān)的支路功率之和，有(i=1, 2,用矩陣表示有： 支路功率：用矩陣表示有： 支路功率：電力系統(tǒng)規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件弧度弧度三、變結(jié)構(gòu)直流潮流的計算設(shè)網(wǎng)絡(luò)中只有支路k的電納發(fā)生變化，設(shè)其變化量為Bk，則有： 令D1=B ，D2=ek ，D3=ekT， D4-1=Bk，根據(jù)Household公式則有：B為電納矩陣變化量，ek為一列向量，其第i列元素為1，第j列元素為-1 ，其余元素為0

20、，i和j為支路k的起點(diǎn)和終點(diǎn)。令X=B-1， Xk=B-1ek,則有：其中：三、變結(jié)構(gòu)直流潮流的計算設(shè)網(wǎng)絡(luò)中只有支路k的電納發(fā)生變化，設(shè)對任一支路l，支路兩端相角差增量l為支路l的潮流增量為支路k的潮流增量為其中，el為一列向量，對應(yīng)起始節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)列元素為1，對應(yīng)終止節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)列元素為-1 ，其余元素為0其中：支路k原來的有功潮流將上面兩式合寫成：對任一支路l，支路兩端相角差增量l為支路l的潮流增量為支7-7：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的逐步倒推法逐步倒推法的基本思想：1、根據(jù)水平年的原始數(shù)據(jù)構(gòu)成一個虛擬網(wǎng)絡(luò)（該網(wǎng)絡(luò)含系統(tǒng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、所有節(jié)點(diǎn)和待選線路，該網(wǎng)絡(luò)通常為一連通的、冗余度高但不經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)）。 2、逐步去

21、除冗余線路，直到網(wǎng)絡(luò)無冗余線路為止。 7-7：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的逐步倒推法逐步倒推法的基本思想：一、 線路有效性指標(biāo) 考慮的因素：a) 載流量；b) 線路投資。載流多且投資少的線路為有效線路。 有效性指標(biāo)定義為： ：線路i的有功潮流 ：線路i的建設(shè)投資：待選線路集 一、 線路有效性指標(biāo) 考慮的因素：a) 載流量；b) 線路投二、計算步驟 1 計算網(wǎng)絡(luò)的潮流；2 計算各待選線路的有效性指標(biāo)、并排序；令l 0；3 去掉有效性指標(biāo)最小的線路后，若網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)以下情形； a) 系統(tǒng)解列；b) 去除后其余線路過負(fù)荷， 則保留線路l且l l +1；否則去掉線路l；4 如果所有的線路均不能去掉則輸出網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃結(jié)果；5 形

22、成新的網(wǎng)絡(luò)，并轉(zhuǎn)第1步。二、計算步驟 1 計算網(wǎng)絡(luò)的潮流；如圖所示為某系統(tǒng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和待選線路。設(shè)線路投資與長度成正比（即在計算中可用長度代替費(fèi)用進(jìn)行比較）。試用逐步倒推法確定系統(tǒng)在給定水平年的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。(SB=100MVA，UB220kV) 1001235476VO1501301609020020017080120600MW350MW385MW100MW80MW400MW100MW100MW320MW如圖所示為某系統(tǒng)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和待選線路。設(shè)線路投資與長度成正比（節(jié)點(diǎn)號發(fā)電機(jī)出力(MW)負(fù)荷(MW)11002 平衡節(jié)點(diǎn)60003320435080538510064007100合計1335MW110

23、0MW節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù) 節(jié)點(diǎn)號發(fā)電機(jī)出力(MW)負(fù)荷(MW)11002 平衡節(jié)點(diǎn)60線路數(shù)據(jù) 支路號兩端節(jié)點(diǎn)線路電抗(p.u.)容量(MW)原有線路數(shù)擴(kuò)建線路數(shù)長度(km)11-20.0204300108022-30.02553001010032-40.05103001020043-40.038253001015054-70.0513000120061-50.03063000112071-60.033153000113082-50.043353000117094-50.040830001160104-60.022953000190114-60.022953000190線路數(shù)據(jù) 支路號兩端節(jié)點(diǎn)線路電抗(

24、p.u.)容量(MW)原有2.53191235476VO0.66812.20321.79680.76491.000.35322.850600MW350MW385MW100MW80MW400MW100MW100MW320MW1234567102.53191235476VO0.66812.20321.7電力系統(tǒng)規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件電力系統(tǒng)規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件注意：采用逐步倒推法得到的輸電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性較好，該網(wǎng)絡(luò)在給定運(yùn)行方式下當(dāng)所有元件都正常工作時不會出現(xiàn)過負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)解列。但由于系統(tǒng)實際運(yùn)行方式（發(fā)電模式和負(fù)荷模式不同）較多，線路也存在隨機(jī)故障的可能性，因此還需對該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展以滿足可靠性的

25、要求。即最終選取的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)同時兼顧經(jīng)濟(jì)性和可靠性。注意：采用逐步倒推法得到的輸電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性較好，該網(wǎng)絡(luò)在給定運(yùn)7-8：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的逐步擴(kuò)展法 逐步擴(kuò)展法的基本思想：根據(jù)各待選線路對過負(fù)荷支路過負(fù)荷量消除的有效度，選擇適當(dāng)?shù)木€路加到網(wǎng)絡(luò)上，直到網(wǎng)絡(luò)無過負(fù)荷為止水7-8：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的逐步擴(kuò)展法 逐步擴(kuò)展法的基電力系統(tǒng)規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件電力系統(tǒng)規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件電力系統(tǒng)規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件7-9：滿足概率性安全準(zhǔn)則的規(guī)劃問題（程146） 基本思想：以系統(tǒng)切負(fù)荷量或EENS指標(biāo)對待選線路參數(shù)的靈敏度指標(biāo)作為評價待選線路對系統(tǒng)安全影響的依據(jù)7-9：滿足概率性安全準(zhǔn)則的規(guī)劃問題（程146） 電力系統(tǒng)規(guī)

26、劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件電力系統(tǒng)規(guī)劃(輸電網(wǎng)規(guī)劃)課件定義N安全性下的支路k有效性指標(biāo)定義N-1安全性下的支路k有效性指標(biāo)N-1故障數(shù)支路k的投資支路k的電納定義N安全性下的支路k有效性指標(biāo)定義N-1安全性下的支路k有7-10：基于概率風(fēng)險評估的輸電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃7-10：基于概率風(fēng)險評估的輸電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃3個預(yù)想方案線路2L40的改造以增加其傳輸容量。分三個階段：1998年完成北段，2001年完成南段，2004年完成過河段。 線路2L22 和2L39的斷開改接。從MDN到WYH的線路2L22 和從NEL到COK的線路2L39分別被斷開，改接為從NEL到MDN線路和從NEL到WYH的線路。線路2L39

27、和2L51的斷開改接。從NEL 到COK的線路2L39和從BND到MDN的線路2L51分別被斷開。改接為從BND到COK間的電纜線路，和從NEL到MDN間的架空線路。 3個預(yù)想方案線路2L40的改造以增加其傳輸容量。分三個階段：研究條件根據(jù)電源規(guī)劃，位于城市北部區(qū)域的一座本地發(fā)電廠 (BUT) 可能改造升級 。 (改造前由于環(huán)保原因只發(fā)無功)。這將對城市北部區(qū)域系統(tǒng)的潮流分布產(chǎn)生顯著影響。因此在評估中要考慮如下兩個情況： (a) 在發(fā)電廠BUT沒有有功輸出，代表發(fā)電廠BUT升級之前的情況。(b) 考慮發(fā)電廠BUT升級，其有功出力2004年前（包括2004年）為900兆瓦，2004年之后為140

28、0兆瓦。 規(guī)劃的時間跨度是從1998年到2007年的10年期間。 用1995年的系統(tǒng)負(fù)荷曲線代表未來各年的負(fù)荷曲線形狀。假定每年有2%的負(fù)荷增長，但各年的負(fù)荷持續(xù)曲線形狀保持相同。即是說, 每年中8760個小時負(fù)荷與當(dāng)年峰值負(fù)荷有相同的增長比例。 研究條件根據(jù)電源規(guī)劃，位于城市北部區(qū)域的一座本地發(fā)電廠 (B可靠性參數(shù) 輸電架空線的平均強(qiáng)迫停運(yùn)數(shù)據(jù)電壓（千伏）架空線路自身失效終端相關(guān)失效失效頻率(次/年/100公里)修復(fù)時間(小時/次)失效頻率(次/年)修復(fù)時間(小時/次)602305007.3290.7260.5984.3810.718.190.0910.1070.3879.5113.967.

29、42電纜的平均強(qiáng)迫停運(yùn)數(shù)據(jù) 電壓（千伏）電纜自身失效終端相關(guān)失效失效頻率(次/年/100公里)修復(fù)時間(小時/次)失效頻率(次/年)修復(fù)時間(小時/次)602302.4131.2220.86221.640.0180.2220.100.06可靠性參數(shù) 輸電架空線的平均強(qiáng)迫停運(yùn)數(shù)據(jù)電壓架空線路自身失變壓器的平均強(qiáng)迫停運(yùn)數(shù)據(jù) 電壓（千伏）元件自身失效終端相關(guān)失效失效頻率(次/年)修復(fù)時間(小時/次)失效頻率(次/年)修復(fù)時間(小時/次)602305000.0190.0500.032321.1291.59342.860.0220.0740.07024.4320.3928.07變壓器的平均強(qiáng)迫停運(yùn)數(shù)據(jù)

30、電壓元件自身失效終端相關(guān)失效失效頻經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)（a）單位停電損失：60 加元/兆瓦時 （b）折現(xiàn)率：8% （c）經(jīng)濟(jì)壽命：45 年 （d）資本投資： 現(xiàn)有的系統(tǒng)：0加元 線路2L 40增容改造：1998年240.5 萬加元 2001年392.1萬加元 2004年200.0萬加元 線路2L22和2L39改接：1998年120.0萬加元 線路2L39和2L51該接：1998年120.0萬加元 經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)（a）單位停電損失：60 加元/兆瓦時 系統(tǒng)可靠性和風(fēng)險費(fèi)用評估第一種情況下(BUT發(fā)電廠沒有有功出力)原有系統(tǒng)和3 個方案的期望缺供電量(EENS) (兆瓦時/年) 年份原有系統(tǒng)2L40增容2L22

31、/39改接2L39/51改接1998199920002001200220032004200520062007103212721585204026043249415652036289761369582295611261406169820712588315137651227013209141521512916197172731835919531207652204784194510531179138416011922231927533444系統(tǒng)可靠性和風(fēng)險費(fèi)用評估第一種情況下(BUT發(fā)電廠沒有有功出第一種情況下(BUT發(fā)電廠沒有有功出力)原有系統(tǒng)和3 個方案的期望損失費(fèi)用(EDC) (萬加元/年)

32、年份原有系統(tǒng)2L40增容2L22/39改接2L39/51改接19981999200020012002200320042005200620076.27.69.512.215.619.524.931.237.745.74.24.95.76.88.410.212.415.518.922.673.679.384.990.897.2103.6110.2117.2124.6132.35.15.76.37.18.39.611.513.916.520.7第一種情況下(BUT發(fā)電廠沒有有功出力)原有系統(tǒng)和3 個方案第二種情況下(BUT發(fā)電廠有有功出力)原有系統(tǒng)和3 個方案的期望缺供電量(EENS) (兆瓦時/年

33、) 年份原有系統(tǒng)2L40增容2L22/39改接2L39/51改接19981999200020012002200320042005200620077759311156149418392259287334494084495843347351556361968274979288899912016128811375014654155821651817464184031942920504626657693736785845925104911671411第二種情況下(BUT發(fā)電廠有有功出力)原有系統(tǒng)和3 個方案的第二種情況下(BUT發(fā)電廠有有功出力)原有系統(tǒng)和3 個方案的期望損失費(fèi)用(EDC) (萬加元/

34、年) 年份原有系統(tǒng)2L40增容2L22/39改接2L39/51改接19981999200020012002200320042005200620074.75.66.99.011.013.617.220.724.529.82.62.83.13.43.74.14.54.85.36.072.177.382.587.993.599.1104.8110.4116.6123.03.84.04.24.44.75.15.66.37.08.5第二種情況下(BUT發(fā)電廠有有功出力)原有系統(tǒng)和3 個方案的基于系統(tǒng)可靠性性能的費(fèi)用有效性準(zhǔn)則費(fèi)用原有系統(tǒng)（萬加元）2L40增容（萬加元）2L22/39改接（萬加元）2L39/51