農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃第3章電源規(guī)劃

關(guān)于上次課內(nèi)容的一些問題復(fù)習(xí)農(nóng)村電力負(fù)荷有什么特點(diǎn)？負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法有哪些？灰色負(fù)荷預(yù)測(cè)的特點(diǎn)是什么？第3章供電電源規(guī)劃§3.1概述§3.2小型水電站的規(guī)劃問題§3.3太陽能發(fā)電及其它新能源發(fā)電的規(guī)劃§3.4小型變電所規(guī)劃§3.5無人值班變電所規(guī)劃§3.6有人值班變電所改造為無人值班變電所規(guī)劃§3.7綜合考慮多種因素變壓器最佳容量的確定第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述§3.1概述農(nóng)村電網(wǎng)的主要電源電源規(guī)劃的原則電源規(guī)劃的步驟電力電量平衡電源結(jié)構(gòu)的選擇電源規(guī)劃的目的：根據(jù)某一時(shí)期的負(fù)荷需求預(yù)測(cè)，在滿足一定可靠性的條件下，尋求一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的電源開發(fā)方案。第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述一、農(nóng)村電網(wǎng)的電源

1、

國(guó)家大電網(wǎng)2、農(nóng)村電站小水電站小熱電聯(lián)產(chǎn)電廠風(fēng)力發(fā)電站太陽能發(fā)電沼氣發(fā)電、潮汐發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電等優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定，供電質(zhì)量高，可靠性高，對(duì)負(fù)荷增長(zhǎng)變化的適應(yīng)能力強(qiáng)缺點(diǎn)：在負(fù)荷密度小，負(fù)荷分布過于分散時(shí)，送、變、配電投資及網(wǎng)損較高第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述二、電源規(guī)劃的原則執(zhí)行國(guó)家有關(guān)政策充分利用地區(qū)的資源條件，因地制宜積極建設(shè)新能源電站布局和結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)合理，系統(tǒng)安全可靠第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述三、電源規(guī)劃的步驟1、根據(jù)電力負(fù)荷的發(fā)展，進(jìn)行初步電力電量平衡。

2、提出幾種電源布點(diǎn)方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定方案。3、根據(jù)推薦方案，再進(jìn)行電力電量平衡，按照逐年的負(fù)荷發(fā)展確定電站裝機(jī)容量、進(jìn)度。4、無功電力平衡、確定補(bǔ)償容量、選擇無功電源。第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述四、電力電量平衡的方法農(nóng)村電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述四、電力電量平衡的方法代表日：枯水季節(jié)中最大負(fù)荷日和農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)期的最大負(fù)荷日分別進(jìn)行平衡首先進(jìn)行一個(gè)變電所或一個(gè)供電區(qū)的平衡，然后進(jìn)行全縣或一個(gè)系統(tǒng)的平衡不考慮事故備用和檢修備用，應(yīng)設(shè)置負(fù)荷備用，其備用容量按綜合最大供電負(fù)荷的5％計(jì)算第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述四、電力電量平衡實(shí)例199519961997199819992000200520102020一、市區(qū)負(fù)荷(冬大/夏大)78.6/70.783.7/80.889.8/80.897.8/88.0107.6/96.8120.5/108.5194.0/174.6293.7/264.3477/429.31.南部地區(qū)34.1/30.738.2/34.441.3/37.245/40.550.8/45.758/52.298/88.2154.8/139.3246.5/221.92.北部地區(qū)44.5/4045.5/40.948.5/43.652.8/47.556.8/51.162.5/56.396/86.4138.9/125230.5/207.4有功電力平衡表第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述二、電廠裝機(jī)容量33.4535.8542.6542.6547.6553.7562.9565.4565.451.南部地區(qū)5.858.259.459.4514.4521.7530.9533.4533.452.北部地區(qū)27.627.633.233.233.232323232三、電廠出力1920.220.420.423.328.332.934.134.11.南部地區(qū)4.05.25.45.48.312.316.918.118.12.北部地區(qū)151515151516161616四、正常電力盈虧-59.6/-51.7-63.5/-55.1-69.4/-60.4-77.4/-67.6-84.3/-73.5-92.2/-80.2-161.1/-141.7-259.6/-230.2-442.9/-395.21.南部地區(qū)-30.1/-26.7-33/-29.2-35.9/-31.8-39.6/-35.1-42.5/-37.4-45.7/-39.9-81.1/-71.3-136.7/-121.2-228.4/-203.82.北部地區(qū)-29.5/-25-30.5/-25.9-33.5/-28.6-37.8/-32.5-41.8/-36.1-46.5/-40.3-80/-70.4-122.9/-109-214.5/-191.4第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述四、電力電量平衡實(shí)例規(guī)劃地區(qū)電力電量平衡表序號(hào)項(xiàng)目XX年XX年XX年備注電力電量電力電量電力電量1規(guī)劃區(qū)最大負(fù)荷和電量2發(fā)電設(shè)備工作容量及發(fā)電量3廠用電4發(fā)電廠供電能力5區(qū)域電力系統(tǒng)供給的電力和電量6電力盈虧7備用率（%）第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述五、主、配變壓器容量比例的規(guī)劃

110kV與35kV變壓器原則是：110kV的供電負(fù)荷應(yīng)與35kV用電負(fù)荷及損耗相平衡，且應(yīng)保證變壓器在經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述35kV與10kV變壓器第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述10kV配電變壓器與用電設(shè)備第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述數(shù)例分析某規(guī)劃縣變壓器容量：110kV：63000kVA35kV：32850kVA10kV：79550kVA低壓設(shè)備：74482kVA分析：γ1理論值：1.58～1.35實(shí)際：0.52γ2理論值：1.587～2.22實(shí)際：2.43γ3理論值：1.4～1.86實(shí)際：1.06總體說來：35kV變壓器容量太小，易發(fā)生“卡脖子”現(xiàn)象

另外，10kV配變?nèi)萘科。瑧?yīng)增加布點(diǎn)某供電區(qū)：110kV：883MVA35kV:52MVA

？第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電§3.2小型水電站的規(guī)劃問題小水電：?jiǎn)螜C(jī)容量在25MW及以下的水電站及其配套電網(wǎng)又可分為：微型、小小型、小型分類發(fā)展情況設(shè)備和主接線微機(jī)監(jiān)控規(guī)劃聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行規(guī)劃柴油發(fā)電機(jī)組的選配第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電一、水電站分類：水電站壩式引水式混合式河床式壩后式有壓引水式無壓引水式第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電河床式：第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電河床式：葛洲壩水利樞紐第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電壩后式：第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電壩后式：三峽水電站第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電引水式：第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電二、發(fā)展情況截止2011年(數(shù)萬座水電站):水電-------裝機(jī)：2.2億千瓦年發(fā)電量：6626億千瓦時(shí)小水電----裝機(jī):6200萬千瓦約占30%覆蓋面：1540多個(gè)縣（市）建有小水電站

600個(gè)縣以小水電供電為主200多個(gè)縣擁有完整的小水電供電網(wǎng)3000多個(gè)鄉(xiāng)村有小水電自供區(qū)第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電小水電發(fā)展可以大致劃分為三個(gè)階段：①、新中國(guó)成立到上世紀(jì)70年代：總裝機(jī)：700萬千瓦年均投產(chǎn)：23萬千瓦②、改革開放到上世紀(jì)末：總裝機(jī)：2350萬千瓦年均投產(chǎn)：82萬千瓦③、進(jìn)入新世紀(jì)以來：總裝機(jī)：6200萬千瓦年均投產(chǎn)：300多萬千瓦第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電小水電的作用及意義：

主要分布在遠(yuǎn)離大電網(wǎng)的山區(qū)，它既是農(nóng)村能源的重要組成部分，也是大電網(wǎng)的有力補(bǔ)充。遍布全國(guó)1/2的地域、1/3的縣市，累計(jì)解決了3億多無電人口的用電問題。增加能源供應(yīng)改善能源結(jié)構(gòu)減少溫室氣體排放電力應(yīng)急保障小水電已成為我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施、“十二五”期間，中國(guó)進(jìn)一步加大水電建設(shè)力度，小水電開發(fā)迎來歷史性機(jī)遇。中央財(cái)政資金投入：2010年6億，2011年14.7億第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電小水電的特點(diǎn)：

①分散性，即單站容量不大，但其資源到處存在;②對(duì)生態(tài)環(huán)境負(fù)影響很小;③簡(jiǎn)單性，即技術(shù)是成熟的，無須復(fù)雜昂貴的技術(shù);④當(dāng)?shù)鼗?，?dāng)?shù)厝罕娔軌騾⑴c建設(shè)，并可盡量使用當(dāng)?shù)夭牧辖ㄔO(shè);⑤標(biāo)準(zhǔn)化，即較易于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和機(jī)電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，以降低造價(jià)、縮短工期。

三、小水電主要設(shè)備和主接線第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電

主要設(shè)備：水輪機(jī)電站設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。中國(guó)小型水輪機(jī)分500kW以下和500～10000kW兩部分。主要機(jī)型有反擊式和沖擊式兩大類。發(fā)電機(jī)中國(guó)小型水輪發(fā)電機(jī)多數(shù)為同步發(fā)電機(jī)，異步發(fā)電機(jī)使用較少：額定頻率為50Hz，功率因數(shù)為0.8。320kW以下小型水輪發(fā)電機(jī)的額定電壓為400/230V;500kW以上水輪發(fā)電機(jī)，額定電壓一般為3.15kV或6.3kV。調(diào)速器調(diào)速器已定型，有特小型系列、小型系列。作用：?jiǎn)⑼C(jī)、調(diào)節(jié)輸出功率、調(diào)頻等。勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁系統(tǒng)早期多使用直流勵(lì)磁機(jī)，現(xiàn)已廣泛使用半導(dǎo)體勵(lì)磁裝置、無刷勵(lì)磁裝置。

主變壓器三、小水電主要設(shè)備和主接線第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電

主接線：

農(nóng)村小水電站的電氣主接線在滿足基本要求的前提下，應(yīng)力求采用簡(jiǎn)單、清晰而又符合實(shí)際需要的接線形式。

對(duì)于1臺(tái)機(jī)組，宜采用發(fā)電機(jī)—變壓器組單元接線；對(duì)于2～3臺(tái)機(jī)組，宜采用單母線不分段接線，共用1臺(tái)主變；對(duì)于4臺(tái)機(jī)組，宜采用2臺(tái)主變用隔離開關(guān)進(jìn)行單母線分段，以提高運(yùn)行的靈活性。第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電

主接線第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電

主接線四、小水電微機(jī)監(jiān)控規(guī)劃問題第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電監(jiān)控裝置的主要功能：數(shù)據(jù)采集功能控制功能調(diào)節(jié)功能CRT顯示功能打印功能模擬量：U、I、P、Q、f開關(guān)量：斷路器、繼電器的狀態(tài)發(fā)電機(jī)：電壓調(diào)節(jié)、勵(lì)磁調(diào)節(jié)、負(fù)荷調(diào)節(jié)水輪機(jī)：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、調(diào)壓器的分接頭調(diào)節(jié)斷路器、自動(dòng)開關(guān)、接觸器的投入和切除第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電五、小水電聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行規(guī)劃問題1．要合理選擇聯(lián)網(wǎng)方式2．要正確選用同期裝置3．要重視無功電力電量的平衡4．繼電保護(hù)要配備恰當(dāng)升壓聯(lián)網(wǎng)盡可能專線聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)最好選擇在變電所增發(fā)無功：增強(qiáng)勵(lì)磁提高空載電壓改變變壓器分接頭加設(shè)電容器補(bǔ)償選本身帶有保護(hù)功能的自動(dòng)開關(guān)送電短路保護(hù)考慮內(nèi)、外部短路繼電保護(hù)動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限都要與電網(wǎng)相配合重視甩負(fù)荷保護(hù)：滅磁、水阻第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電六、枯水期柴油機(jī)組選配1．機(jī)組配套形式2．機(jī)組轉(zhuǎn)速

250kW以下高速1500r／min及以上250～500kW中速750至1000r／min500～800kW低速600r／min及以下3．發(fā)電機(jī)額定電壓630kW及以下400V更大容量6300V4．機(jī)組額定容量根據(jù)負(fù)荷及電網(wǎng)缺電情況，一般選2臺(tái)第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電枯水期柴油機(jī)組選配---例某農(nóng)村小水電網(wǎng)，枯水期平均缺少電力950kW，短時(shí)間高峰負(fù)荷時(shí)缺電1350kW，試選配柴油發(fā)電機(jī)組。

選：2臺(tái)單機(jī)額定容量為630kW同步轉(zhuǎn)速為600r／min額定電壓為400V具有10％的短時(shí)超載能力第3章供電電源規(guī)劃—其他形式新能源發(fā)電1、風(fēng)力發(fā)電我國(guó)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電自20世紀(jì)80年代開始起步2001年底，裝機(jī)40萬kW，僅占全國(guó)電力總裝機(jī)容量的0.14%2005年底，15個(gè)省市自治區(qū)建設(shè)61個(gè)風(fēng)電場(chǎng)，裝機(jī)容量126萬kW2008年底，風(fēng)電并網(wǎng)894萬kW，占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)1.13%2012年6月，并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)達(dá)5258萬千瓦，取代美國(guó)成為世界第一風(fēng)電大國(guó)。成為繼火電、水電之后的我國(guó)第三大電源。

預(yù)計(jì)：到2015年，風(fēng)電發(fā)電量占總發(fā)電量的3%到2020年，風(fēng)電發(fā)電量占總發(fā)電量的5%達(dá)板城風(fēng)力發(fā)電廠風(fēng)能豐富兩大地帶：新疆、內(nèi)蒙古到東北一帶；東南沿海的海島、海域和海濱地區(qū)較大的風(fēng)力發(fā)電：新疆達(dá)坂城，裝機(jī)容量達(dá)7萬千瓦，年發(fā)電量1.5億千瓦時(shí)廣東南澳島，裝機(jī)容量5.3萬千瓦，滿足本島的用電，富余的電可通過海底電纜向大陸輸出。

國(guó)內(nèi)主要發(fā)展趨勢(shì)：①、單機(jī)容量不斷增大，利用率提高；②、機(jī)組槳葉增長(zhǎng)，具有更大捕捉風(fēng)能的能力；③、塔架高度上升，在50m高度捕捉的風(fēng)能比30m高處多20%；④、海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)取得進(jìn)展。

面臨的主要困難及解決途徑主要困難：風(fēng)電在發(fā)展初期電價(jià)較高，無法與常規(guī)能源發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)

解決途徑：多出臺(tái)鼓勵(lì)政策支持風(fēng)電的發(fā)展。2、地?zé)岚l(fā)電地?zé)岚l(fā)電和火力發(fā)電的原理一樣，都是利用蒸汽的內(nèi)能在汽輪機(jī)中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。不過，地?zé)岚l(fā)電不像火力發(fā)電那樣，要備有龐大的鍋爐設(shè)備，也不需消耗燃料，它的能源來自地?zé)?，地?zé)嵴羝l(fā)電與地下熱水發(fā)電。

1970年，我國(guó)在廣東豐順建成第一座地?zé)犭娬荆瑱C(jī)組功率為0．1MW。隨后，河北懷來、西藏羊八井等地也建了地?zé)犭娬?。到目前為止，西藏羊八井地?zé)犭娬臼俏覈?guó)最大、運(yùn)行最久的地?zé)犭娬?，一直在安全、穩(wěn)定發(fā)電。

羊八井電廠是我國(guó)最大的地?zé)犭姀S，總裝機(jī)容量為25.18MW，水溫約150℃，擔(dān)負(fù)拉薩地區(qū)50%的供電任務(wù)。電站由5眼地?zé)峋┧?，單井產(chǎn)量為75～160立方米／小時(shí)。羊八井地?zé)犭姀S

羊八井地?zé)釡厝?、潮汐發(fā)電潮汐發(fā)電就是在海灣或有潮汐的河口建筑一座攔水堤壩，形成水庫，并在壩中或壩旁放置水輪發(fā)電機(jī)組，利用潮汐漲落時(shí)海水水位的升降，使海水通過水輪機(jī)時(shí)推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。潮汐發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是成本低，每度電的成本只相當(dāng)火電站的八分之一。

1913年德國(guó)在北海海岸建立了第一座潮汐發(fā)電站。1957年我國(guó)在山東建成了第一座潮汐發(fā)電站。到目前為止，我國(guó)正在運(yùn)行發(fā)電的潮汐電站主要有8座：浙江樂清灣的江廈潮汐試驗(yàn)電站、海山潮汐電站、沙山潮汐電站，山東乳山縣的白沙口潮汐電站，浙江象山縣岳浦潮汐電站，江蘇太倉縣瀏河潮汐電站，廣西飲州灣果子山潮汐電站，福建平潭縣幸福洋潮汐電站等。法國(guó)郎斯潮汐電站示意圖

法國(guó)朗斯潮汐電站

法國(guó)郎斯電站1967年建成，位于法國(guó)圣馬洛灣郎斯河口。一道750米長(zhǎng)的大壩橫跨郎斯河。壩上是通行車輛的公路橋，壩下設(shè)置船閘、泄水閘和發(fā)電機(jī)房。郎斯潮汐電站機(jī)房中安裝有24臺(tái)雙向渦輪發(fā)電機(jī)，漲潮、落潮都能發(fā)電?？傃b機(jī)容量24萬千瓦，年發(fā)電量5億多度，輸入國(guó)家電網(wǎng)。

江廈潮汐電站是中國(guó)第一座雙向潮汐電站，位于浙江省溫嶺市樂清灣北端江廈港。1980年5月第一臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。電站裝有雙向貫流式機(jī)組6臺(tái)，總裝機(jī)容量3200干瓦，年發(fā)電量600萬度，可晝夜發(fā)電14～15小時(shí)

。規(guī)模僅次于法國(guó)郎斯潮汐電站、加拿大芬地灣安娜波利斯潮汐電站，居世界第三。4、生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電主要是利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢棄物為原料，也可以將城市垃圾為原料，采取直接燃燒或氣化的發(fā)電方式。

生物質(zhì)能發(fā)電在可再生能源發(fā)電中電能質(zhì)量好、可靠性高，比小水電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電等間歇性發(fā)電要好得多，可以作為小水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電的補(bǔ)充能源，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。上次課重點(diǎn)內(nèi)容復(fù)習(xí)1、農(nóng)村電網(wǎng)的電源主要有哪些？

2、做電力電量平衡時(shí)代表日怎么選？

3、小水電站聯(lián)網(wǎng)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)注意哪些問題？一、兩種類型的太陽能發(fā)電系統(tǒng)

1、光伏發(fā)電2、熱發(fā)電

二、太陽能發(fā)電的特點(diǎn)及應(yīng)用前景三、離網(wǎng)型光伏發(fā)電站的規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃1、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介核心元件：光伏電池（光生伏打效應(yīng)）太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)如圖所示：第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃

2、塔式聚化太陽能發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介（太陽能熱發(fā)電）

第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃

采用“光－熱－電”的發(fā)電方式亞洲首座塔式太陽能熱發(fā)電站（北京延慶）第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃大的光伏發(fā)電項(xiàng)目：陜西榆林靖邊20兆瓦、青海共和有30兆瓦、青海河南20兆瓦、甘肅白銀20兆瓦、甘肅金昌20兆瓦、甘肅武威20兆瓦、內(nèi)蒙古阿拉善20兆瓦、內(nèi)蒙古包頭20兆瓦、內(nèi)蒙古巴彥淖爾20兆瓦、寧夏青銅峽30兆瓦、新疆哈密20兆瓦、新疆吐魯番20兆瓦、中標(biāo)電價(jià)全部低于1元／千瓦時(shí)，最高電價(jià)為0.9907元／千瓦時(shí)，最低電價(jià)僅為0.7288元／千瓦時(shí)。太陽能熱發(fā)電項(xiàng)目：北京延慶１兆瓦鄂爾多斯50兆瓦山東德州:全球首座屋頂太陽能高溫?zé)岚l(fā)電站2.5兆瓦二、太陽能發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)及發(fā)展前景

1、特點(diǎn)(1)太陽能的清潔性。

(2)太陽能的廣泛性。

(3)太陽能的分散性。

(4)太陽能的間歇性。

(5)太陽能電池壽命長(zhǎng)。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃2、發(fā)展

1954年第一個(gè)實(shí)用的硅太陽能電池美國(guó)用于人造衛(wèi)星我國(guó)從1958年開始研制硅太陽能電池預(yù)計(jì)：到2030年太陽能發(fā)電占電力總共應(yīng)10%以上,可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中占到30%;到2050年太陽能發(fā)電將占總能耗的20%；到本世紀(jì)末太陽能發(fā)電將在能源結(jié)構(gòu)中起到主導(dǎo)作用。

四、離網(wǎng)類型太陽能發(fā)電站的規(guī)劃青海玉樹巴塘鄉(xiāng)上巴塘村小學(xué)15kW離網(wǎng)光伏電站第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃1.光伏電站選址原則

①、選擇太陽能資源豐富的地區(qū)；②、光伏電站場(chǎng)址應(yīng)盡可能選擇在地勢(shì)平坦的地方；③、場(chǎng)址應(yīng)該選擇在用電負(fù)荷中心區(qū)域；④、避免選擇地質(zhì)災(zāi)害區(qū)，應(yīng)該盡量選擇非農(nóng)田或草場(chǎng)的閑置土地，光伏電站場(chǎng)址不能壓覆礦產(chǎn)資源。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃2、系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)光伏電站最基本的三大構(gòu)成是：發(fā)電單元（太陽能電池方陣）蓄能單元（蓄電池組）逆變器為了保證以上三大部分的正常工作，特別是保護(hù)蓄電池避免因?yàn)檫^充電或過放電造成損壞，控制器也是太陽能光伏電站必須配置的設(shè)備。

交流配電柜主要起到分配對(duì)外線的供電，計(jì)量各用電回路的用電量和安全保護(hù)等作用。以上5種設(shè)備構(gòu)成了太陽能光伏電站的基本設(shè)備。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃光伏電站裝機(jī)容量確定W=L/（H×η）式中：

W———光伏電站裝機(jī)容量，kWp；

L———光伏電站所在地年用電量，kW·h；

H———年峰值日照小時(shí)數(shù)，h；

η———光伏電站系統(tǒng)總效率。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃系統(tǒng)工作電壓的確定對(duì)于大中型的光伏發(fā)電站，國(guó)內(nèi)習(xí)慣選取110V、220V、500V等系列設(shè)備。國(guó)外常采用120V、240V、300V、500V等系列設(shè)備。一般來說，此值選得太低將使直流損失增大，選得太高會(huì)對(duì)所采用的輔助電源充電造成一些困難，也會(huì)對(duì)人身安全帶來一些負(fù)面影響，考慮到光伏電站系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，及系統(tǒng)設(shè)備的通用性和可互換性，通常選取系統(tǒng)的直流額定工作電壓為220V。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃光伏陣列優(yōu)化設(shè)計(jì)①、安裝方式：有固定式、單軸跟蹤式和雙軸跟蹤式從電站運(yùn)行的安全角度考慮，目前離網(wǎng)光伏電站組件安裝大部分仍以固定式安裝為主。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃②、光伏組件最佳傾角：對(duì)于獨(dú)立光伏電站，由于冬季照明時(shí)間長(zhǎng)，用能大，計(jì)算光伏組件最佳傾角時(shí)以冬半年接收太陽能輻射量最大為約束條件，在0°~90°范圍按1°間隔進(jìn)行編程計(jì)算，計(jì)算出不同角度下輻射量的總值，確定以冬半年接受太陽能輻射量最大對(duì)應(yīng)角度為光伏組件安裝最佳傾角。以青海省格爾木為例，獨(dú)立光伏電站確定光伏組件最佳傾角為48°。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃③、光伏電站陣列間距設(shè)計(jì)

通常光伏陣列間距設(shè)計(jì)按照冬至日9：30~16：30不遮擋為計(jì)算設(shè)計(jì)依據(jù)。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃3.4小型變電所規(guī)劃一、規(guī)劃的基本要求

(1)滿足農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的需要，適合我國(guó)的國(guó)情。(2)農(nóng)村變電所的總體布局，要注意節(jié)省投資、維修方便。

(3)研究新技術(shù)和開發(fā)研制新設(shè)備，做到技術(shù)上先進(jìn)、安全可靠、檢修周期長(zhǎng)。

《農(nóng)村小型化變電所設(shè)計(jì)規(guī)程》《農(nóng)村小型化無人值班變電所設(shè)計(jì)規(guī)程》第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃二、小型變電所的優(yōu)點(diǎn)

(1)農(nóng)村小型化變電所建設(shè)占地面積小，僅為常規(guī)變電所的1/3左右。(2)基建工程量小、施工方便、周期短。(3)總工程投資減少，僅占常規(guī)變電所的2/3左右。(4)延長(zhǎng)了設(shè)備的檢修周期，改變了原來每年一大修、半年一小修、平時(shí)臨修不停的現(xiàn)象。(5)簡(jiǎn)化了結(jié)線方式。(6)提高了供電可靠性。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃三、小型變電所的所址選擇

(1)變電所所址應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心。

(2)應(yīng)從整個(gè)農(nóng)網(wǎng)的合理布局、提高農(nóng)網(wǎng)供電可靠性、加強(qiáng)農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)架的觀點(diǎn)來考慮。

(3)宜選擇山地、荒地及非耕地。

(4)宜靠近公路，應(yīng)避開污穢地區(qū)，所址的標(biāo)號(hào)應(yīng)在50

年一遇的最高水位之上。

(5)應(yīng)考慮到負(fù)荷增加時(shí)，所需擴(kuò)建和改建工程量最小。

(6)應(yīng)充分考慮變電所與電管站合一形式,以便于發(fā)展成無人值班變電所。

(7)需顧及電氣回路和電氣設(shè)備與周圍鄰近設(shè)施的相互影響。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃四、小型變電所的電氣主接線35kV和66kV側(cè)進(jìn)線為2回及2回以下:宜采用橋式接線、線路變壓器組接線或線路分支即T形接線；10kV側(cè)當(dāng)出線為6回時(shí)，可以采用單母線接線，出線為6回及以上并有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，宜采用分段單母線或簡(jiǎn)易分段單母線接線。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃主變壓器容量臺(tái)數(shù)應(yīng)按負(fù)荷狀況和性質(zhì)確定。負(fù)荷較穩(wěn)定的宜配置兩臺(tái)同容量的主變壓器。以農(nóng)業(yè)用電為主時(shí)，可配置不同容量的主變壓器。1．單臺(tái)變壓器方案(方案1)

適用于主變?nèi)萘坎淮笥?3150kVA(舊型號(hào)為不大于13200kVA)及以下，10kV出線1~4回(1~2回為佳)的小型變電所。其35kV側(cè)采用線路—變壓器組單元方式。第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃2．兩臺(tái)主變方案(方案2)

適用于主變?nèi)萘坎淮笥?3150kVA及以下、10kV出線4~6回的中型變電所。接線如圖4-5所示。第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃五、配電裝置和保護(hù)裝置

(1)小型變電所的配電裝置宜采用戶外敞開式、半高型布置。(2)主開關(guān)設(shè)備應(yīng)采用真空斷路器、真空重合器、SF6

斷路器、SF6重合器。不得采用油為滅弧介質(zhì)的斷路器和油為介質(zhì)的重合器。(3)主變壓器保護(hù)。在35、60kV側(cè)采用熔斷器保護(hù)，過負(fù)荷、輕瓦斯、溫度保護(hù)均動(dòng)作于信號(hào)。10kV側(cè)采用斷路器保護(hù)時(shí)，應(yīng)設(shè)過流保護(hù)帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘，并作為出線的后備保護(hù)。(4)l0kV出線。當(dāng)采用斷路器時(shí)，其控制和保護(hù)宜采用分布式單元保護(hù)；當(dāng)采用重合器時(shí)，可不另設(shè)保護(hù)裝置，但均應(yīng)預(yù)留遠(yuǎn)動(dòng)裝置的接口。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃六、遠(yuǎn)動(dòng)裝置

1、三點(diǎn)要求：

(1)可靠性。平均故障間隔時(shí)間:應(yīng)在25000h以上,為延長(zhǎng)這一時(shí)間，可采用雙機(jī)互為備用系統(tǒng)。

(2)實(shí)時(shí)性。

1)YX和重要的YC量，要求l—2s內(nèi)反應(yīng)；

2)比較重要的YC量，要求2—3s內(nèi)反應(yīng)；

3)一般YC量要求5—20s內(nèi)反應(yīng)；

4)電量和水位，要求1h內(nèi)反應(yīng)。

(3)經(jīng)濟(jì)性。滿足工作要求、在經(jīng)濟(jì)上廉價(jià)的設(shè)計(jì)。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃2．規(guī)劃遠(yuǎn)動(dòng)裝置可采用的兩種方式

(1)集中式布局是指用一臺(tái)或兩臺(tái)計(jì)算機(jī)完成監(jiān)控、保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)的任務(wù)。這種集中控制系統(tǒng)有時(shí)設(shè)置兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，一臺(tái)完成監(jiān)控、保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)任務(wù)，另一臺(tái)則完成管理任務(wù)。

(2)分布式布局在分布式控制方式下，對(duì)全廠、全所的各局部控制對(duì)象分別進(jìn)行控制和保護(hù)，將控制任務(wù)分散在設(shè)置于不同地點(diǎn)的微型計(jì)算機(jī)上，故稱其為分布式控制系統(tǒng)。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃3．“四遙”小型變電所的功能（遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)）

有關(guān)“四遙”小型變電所的功能可參照表4-8、表4-9、表4-10來確定。SCADA系統(tǒng)簡(jiǎn)介：(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系統(tǒng),即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。

分為3部分：控制中心變電站遠(yuǎn)動(dòng)終端RTU(RemoteTerminalUnit遠(yuǎn)端測(cè)控單元裝置)傳輸介質(zhì)第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃四遙功能：遙測(cè)：用于模擬信號(hào)的采集，如：母線電壓、線路電流、變壓器的有功、無功、頻率采集等；遙信：常用于開關(guān)狀態(tài)量的采集，如：繼電器觸點(diǎn)的閉合或是斷開，開關(guān)的位置信號(hào)，保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)，調(diào)壓變壓器抽頭位置信號(hào)；遙控：常用于斷路器的分合與控制；遙調(diào)：常用于有載調(diào)壓變壓器抽頭的升降調(diào)節(jié)。第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃本次課作業(yè)：去圖書館查找資料進(jìn)行參考，繪制某35kV變電所的電氣主接線圖。要求：掌握?qǐng)D上所有設(shè)備的功能。上次課重點(diǎn)內(nèi)容復(fù)習(xí)1、簡(jiǎn)單說一下離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)成。2、簡(jiǎn)單說一下塔式聚化太陽能發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)成。3、35kV小型變電所的電氣主接線一般怎么設(shè)計(jì)？§3.5

無人值班變電所規(guī)劃一、無人值班變電所簡(jiǎn)介二、建設(shè)無人值班變電所的總體方針三、無人值班變電所規(guī)劃的任務(wù)四、無人值班變電所設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介五、無人值班變電所自動(dòng)化設(shè)備的配置原則六、110kV無人值班變電所二次系統(tǒng)規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃電壓互感器電流互感器避雷器一、無人值班變電所簡(jiǎn)介無人值班變電所是指無固定值班人員在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行日常監(jiān)視與操作的變電所。1、發(fā)展國(guó)外：50年代就開始從事無人值班變電所的建設(shè)或改造現(xiàn)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，90%以上的變電所無人值班我國(guó)：從60年代開始試點(diǎn)工作，80年代開始推廣現(xiàn)在城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中相當(dāng)數(shù)量變電所實(shí)現(xiàn)了無人值班我國(guó)農(nóng)網(wǎng)：20世紀(jì)90年代農(nóng)村變電所在小型化模式基礎(chǔ)上朝無人化模式發(fā)展。1993年投運(yùn)的河北省三河市西定府變電所成為中國(guó)第一座4遙無人值班的農(nóng)網(wǎng)變電所。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃石家莊：

1990年：開始變電所的無人值班改造

2001年：石家莊市農(nóng)網(wǎng)所轄17個(gè)縣（市）的41座110kV變電所、135座35kV變電所全部實(shí)現(xiàn)了無人值班幾個(gè)典型變電所：1994年：河北省南網(wǎng)第一座四遙無人值班變電所在臨漳縣南東坊正式投運(yùn)。無配電室、值班室，僅有一間保護(hù)控制室。1996年：元氏南佐35kV無人值班變電所，以“一畝地，一間房，一百萬（投資），一個(gè)月（建成投運(yùn)）”的特點(diǎn)推出了農(nóng)網(wǎng)變電所建設(shè)的新思路。第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃1996年無極西郎35kV無人值班變電所全室外化無房屋，無電纜溝，采用分布式遠(yuǎn)動(dòng)及微機(jī)保護(hù)

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃1998年無極城西110kV無人值班變電所按照“三無”（即無人值班、無一間房屋、無電纜溝）模式建成投運(yùn)，具有極大的推廣價(jià)值第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2、建設(shè)目的經(jīng)濟(jì)方面：節(jié)約變電所的占地面積節(jié)省常規(guī)變電所建設(shè)中的配套設(shè)備、輔助設(shè)施方面的大量投資減少運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用減少值班人員，減員增效技術(shù)方面：提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃二、建設(shè)無人值班變電所的總體方針1．基本要求

(1)提高變電所安全運(yùn)行和供電的可靠性；有經(jīng)濟(jì)效益。

(2)制定規(guī)劃、統(tǒng)一組織、逐步實(shí)施、講求實(shí)效。

(3)根據(jù)電網(wǎng)所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和變電所在電網(wǎng)中所處位置，對(duì)變電所無人值班宜有不同的要求。

(4)首先適宜于輻射狀運(yùn)行的變電所，也包括220kV終端變電所。

“一步走”和“兩步走”相結(jié)合“一步走”：四遙功能一次到位；“兩步走”：實(shí)行保留就地監(jiān)視儀表和信號(hào)，既可現(xiàn)場(chǎng)操作又可實(shí)行遠(yuǎn)動(dòng)操作，經(jīng)運(yùn)行考核后，再實(shí)現(xiàn)無人值班。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2．統(tǒng)籌考慮的幾個(gè)問題

(1)把無人值班變電所的規(guī)劃與全局的配電管理系統(tǒng)(DMS)

和全局的管理信息系統(tǒng)(MIS)規(guī)劃統(tǒng)籌地加以考慮。

(2)與微機(jī)保護(hù)和微機(jī)自動(dòng)裝置的規(guī)劃進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。

(3)與負(fù)荷控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的規(guī)劃進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。

(4)與一、二次設(shè)備的改造和完善進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃三、無人值班變電所的規(guī)劃的任務(wù)

1．確定變電所的管理模式

(1)集中控制管理模式地區(qū)調(diào)度中心直接對(duì)變電所進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制與操作

(2)分級(jí)管理模式地區(qū)調(diào)度中心只進(jìn)行負(fù)荷分配、潮流、電壓、無功、運(yùn)行方式等方面的控制，對(duì)變電所的直接控制和操作，由調(diào)度中心所屬的下級(jí)調(diào)度來完成。這種管理模式要求上、下級(jí)調(diào)度之間有轉(zhuǎn)發(fā)通道。

(3)集控站管理模式集控站可以單獨(dú)設(shè)置，也可以放在某一變電所中，負(fù)責(zé)對(duì)變電所的控制和操作。適于未設(shè)區(qū)調(diào)的中型電網(wǎng)。第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2．確定規(guī)模和建設(shè)改造次序(1)確定主變壓器容量、臺(tái)數(shù)；(2)確定進(jìn)、出線回?cái)?shù)和接線方式；(3)確定自動(dòng)化系統(tǒng)的功能及其所需裝備；(4)確定變電所的通信方式及信息傳輸?shù)囊螅?5)確定建設(shè)和改造次序。第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃四、無人值班變電所設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃1、簡(jiǎn)化一次系統(tǒng)接線110kV：一般兩回進(jìn)出線，橋型接線，初期可采用線路變壓器組過度接線方式第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃35kV：35kV終期出線4-6回采用單母線分段接線方式第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃10kV：終期出線8-12回，采用單母線分段接線方式第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2、一次主要設(shè)備的選型及布置

變壓器：選擇節(jié)能型變壓器斷路器（開關(guān)）110SF6開關(guān)35kV真空開關(guān)10kV真空開關(guān)35kVSF6開關(guān)第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2、一次主要設(shè)備的選型及布置

免維護(hù)、占地少、安裝方便密集型電容器

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2、一次主要設(shè)備的選型及布置

布置滿足安全距離，檢修空間大，接線方便，且占地少，布置緊湊，接線清晰而美觀半高層布置的35KV架構(gòu)半高層布置的10KV出線間隔中型、半高型、高型？第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃3、二次設(shè)備的選擇微機(jī)變壓器主保護(hù)裝置

微機(jī)線路監(jiān)控保護(hù)裝置

微機(jī)電容器監(jiān)控保護(hù)裝置

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃3、二次設(shè)備的選擇自動(dòng)化系統(tǒng)的終端RTU

多功能電子表

分布式就地布置端子箱

微機(jī)保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)RTU、測(cè)量裝置裝設(shè)于端子箱內(nèi)五、無人值班變電所自動(dòng)化設(shè)備的配置原則

有以下幾種方式，酌情選擇

1．變電站綜合自動(dòng)化方式集保護(hù)、控制、監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)動(dòng)為一體的自動(dòng)化系統(tǒng)。適用于新建的無人值班變電所，其綜合造價(jià)高。

2．微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)方式利用SCADA系統(tǒng)完成對(duì)變電所的監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)動(dòng)。其投資、占地較少，適用于新建或改造的變電所。

3．常規(guī)二次設(shè)備加計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置方式采用常規(guī)繼電保護(hù)、測(cè)量、控制、信號(hào)裝置，加上計(jì)算機(jī)管理的YX、YC裝置。適用于老式變電所的改造，造價(jià)較低。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃110KV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)圖六、110kV無人值班變電所規(guī)劃方案1．遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控和保護(hù)分離式系統(tǒng)

(1)遠(yuǎn)動(dòng)、監(jiān)控和保護(hù)的分離式的配置每一間隔層采用二對(duì)一的原則配置，每一間隔層由兩套單片機(jī)單元構(gòu)成，一套執(zhí)行遠(yuǎn)動(dòng)、監(jiān)控任務(wù)，另一套執(zhí)行保護(hù)任務(wù)。同時(shí)這兩套微機(jī)單元又分別與后臺(tái)機(jī)通信，保持相對(duì)獨(dú)立。(2)分層、分布結(jié)構(gòu)分層結(jié)構(gòu)是將系統(tǒng)分為變電所層和間隔層。每一間隔均由兩套單片機(jī)來分別完成遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控和保護(hù)功能。若干臺(tái)單片機(jī)設(shè)置一臺(tái)管理機(jī)。第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃110kV變電所下站端綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的硬件總體布局集中式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖集中采集變電站的模擬量、開關(guān)量和數(shù)字量等信息，集中進(jìn)行計(jì)算與處理后，再分別完成微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)保護(hù)和一些自動(dòng)控制等功能，結(jié)構(gòu)框圖所示。分層分布式集中組屏綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3．110kV線路的遠(yuǎn)動(dòng)和保護(hù)裝置（如下圖所示）圖4-9110kV線路的遠(yuǎn)動(dòng)和保護(hù)系統(tǒng)配置圖4．35kV線路保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)配置