电力系统规划设计方案研讨.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,河北省电力勘测设计研究院,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,河北省电力勘测设计研究院,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,河北省电力勘测设计研究院,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,河北省电力勘测设计研究院,*,全国注册电气师,辅导,发输变电专业,电力系统规划设计,山东电力工程咨询院有限企业 朱月涌,电力系统规划设计方案研讨,第1页,第,17,章 电力系统规划设计,了解,电力系统规划设计任务、内容和方法；,了解了解,电力系统安全稳定运行基本要求；,熟悉无功赔偿型式选择及容量配置,电力系统规划设计方案研讨,第2页,17.1 电力系统规划设计任务和内容及方法,17.1.1 电力系统规划设计阶段划分,电力系统规划普通分五年电力发展规划、中期规划(时间为5)和长久规划(时间为以上)。电力规划年度划分普通与国民经济规划年度相对应，便于对比分析。,当前我国处于第十一个五年计划当中。,电力系统规划设计方案研讨,第3页,17.1.2,电力系统规划设计任务,17.1.2.1,电力系统长久发展规划,主要研究电力发展战略性问题，其任务是依据规划地域国民经济和社会发展长久规划、经济布局和能源资源开发与分布情况，宏观分析电力市场需求，进行煤、水、电、运和环境等综合分析，提出电力可连续发展基本标准和方向，电源总体规模、基本布局、基本结构，电网主框架，能源多样化等，必要时提出更高一级电压选择意见、电力设备制造能力开发要求以及电力科学技术方向等。,长久发展规划主要内容有电力需求预测、动力资源开发、电源发展规划、电网发展规划、资源平衡、环境及社会影响分析等。,电力系统规划设计方案研讨,第4页,17.1.2.2 电力系统中期发展规划,研究5 内电力系统发展和建设方案。其任务是依据规划地域国民经济及社会发展目标、电力需求水平及负荷特征、电力流向、能源资源开发条件、节能分析、环境及社会影响等，提出规划水平年电源和电网布局。中期规划是电力项目开展初步可行性研究工作依据，其内容包含电力需求预测，动力资源开发，电源发展规划，电网发展规划，环境及社会影响分析以及对建设资金、电价水平进行测算和分析等。电力系统中期发展规划是电力项目开展设计工作依据。电力系统中期发展规划是在长久发展规划基础上进行，受长久发展规划约束和指导。,电力系统规划设计方案研讨,第5页,17.1.2.3,五年规划任务和内容,研究国民经济和社会发展五年规划及经济结构调整对电力工业发展要求，找出电力工业与国民经济发展中不相适应主要问题，按照中期规划所推荐规划方案，深入研究电力需求水平及负荷特征、电力电量平衡、环境及社会影响等，提出五年内电源、电网结构调整和建设标准，调整建设项目标进度及次序，进行逐年投融资、燃料及运输平衡，测算逐年电价、环境指标等，开展对应二次系统规划工作。五年规划是编制、报批项目提议书、项目可行性研究汇报书依据，是电力发展规划工作重点。,电力系统规划设计方案研讨,第6页,17.1.3,电力系统规划设计程序和工作方法,17.1.3.1,电力系统规划设计程序,了解,电力系统规划设计是电力建设前期工作主要组成部分，在进行电力系统发展规划同时也进行水、火电厂及联网工程初步可行性研究，方便编报项目提议书。项目提议书审批立项后可开展可行性研究，为编写可行性研究汇报提供依据，可行性研究同意后项目即可列入国家建设计划。在可行性研究工作同时能够开展电厂接入系统设计、系统专题设计以配合稍后开展本体工程初步设计，提供设计技术条件和参数规范。,详见下列图,电力系统规划设计方案研讨,第7页,电力系统规划设计,初步可行,性研究,项目建,议书,可行性 研究,列入国家建,设计划,初步设计,施工图设计,开展接入,系统设计,前期工作范围,电力系统规划设计方案研讨,第8页,17.1.3.2,电力系统规划设计工作方法,电力系统规划设计方案研讨,第9页,17.1.4,电力系统规划设计主要内容,电力需求预测、电源规划设计、电网规划设计三大块。,17.1.4.1,电力需求预测及电力平衡,（,1,）,电力负荷分类,按物理性能分类：,有功负荷和无功负荷,S=P+jQ,P:,有功负荷,Q:,无功负荷,在系统规划设计中，需同时满足有功负荷和无功负荷要求。,有功大家概念比较清楚，无功在系统中作用？一个是电压支撑作用，另一个为旋转元件提供旋转磁场。,含有电压和频率特征,电力系统规划设计方案研讨,第10页,按电能生产、供给和销售过程分类,：分为发电负荷、供电负荷和用电负荷。,三者之间关系：,P,G,发电负荷,P,A,厂用负荷,P,L,用电负荷,P,网损,P,S,供电负荷,P,S,=P,L,+,P,P,G,=,P,A,+,P,S,=,P,A,+,P,+P,L,电力系统规划设计方案研讨,第11页,按所属行业分类，可分为国民经济行业用电和城镇居民生活用电。也可分为第一产业、第二产业、第三产业和居民生活用电。农、林、牧、渔、水利业属第一产业，工业和建筑业属第二产业，其它剩下部分如服务行业属第三产业，居民生活用电指住宅用电。,惯用还有分区负荷和年、月、日最高负荷等。,按负荷主要性分类，分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。其中一级负荷指中止供电将造成人身伤亡，或在政治经济上有重大损失负荷；二级负荷指中止供电将影响主要用电单位正常工作，或将在政治经济上有较大损失负荷；三级负荷指不属于以上一级和二级负荷。,电力系统规划设计方案研讨,第12页,（,2,）,电力负荷预测内容,负荷预测包含电量需求预测和最大负荷预测两大部分内容：,电量需求预测，包含分行业、分地域和分年度预测；电力负荷预测，包含年最大负荷预测、年时序负荷曲线预测、年负荷曲线预测、经典日负荷曲线和负荷特征预测，如平均负荷率、最小负荷率、最大峰谷差、最大负荷利用小时数等。,最大负荷与最大负荷利用小时数关系：,E=Pmax*Tmax,电力系统规划设计方案研讨,第13页,最大负荷与最大负荷利用小时数关系：,E=Pmax*Tmax,，,其意义以下：,t,P,Pmax,s,s,Tmax,电力系统规划设计方案研讨,第14页,年负荷曲线,表示一年内各月最大负荷改变情况,电力系统规划设计方案研讨,第15页,时序负荷曲线,电力系统规划设计方案研讨,第16页,负荷特征参数,P,pj,P,zd,P,zx,1,P,pj,=,E/T,E:,电量，,T,：对应时间,=P,pj,/,P,zd,:,日负荷率,=P,zx,/,P,zd,:,日最小负荷率,电力系统规划设计方案研讨,第17页,负荷预测内容除以上所述之外，为了很好地掌握系统中用电增加原因和规律，需要在充分调查研究基础上，对一次能源改变与电力负荷关系、国民生产总值增加与电力负荷增加关系、人口增加与电力负荷增加关系和产业结构调整、科技进步、节能办法等原因对电力需求影响进行分析研究。对预测负荷水平应用各种方法校验，并与历史增加情况进行对比分析和说明。,电力系统规划设计方案研讨,第18页,（,3,）,需电量预测方法,用电单耗法,：,将预测期产品产量,(,或产值,),乘以用电单耗，计算式为,E,某行业预测期需电量；,产品产量,(,产值,),用电单耗；,产品产量,(,或产值,),；,该方法适合用于中近期负荷预测。做为中远期负荷预测时，需要考虑科技进步、环境改变对产值单耗影响。对产值单耗改变趋势进行预测和说明。,电力系统规划设计方案研讨,第19页,电力弹性系数法,：,用电量平均年增加率与同期国内生产总值平均年增加率比值，叫做电力弹性系数。电力弹性系数与电力工业发展水平、科学技术水平、国家经济政策及产品结构、人民生活水平等原因相关。,E,n,=E,0,(1+K),n,E,n,预测期末需用电量；,E,0,预测早期需用电量；,K,规划期电力工业弹性系数；,n,计算期年数；,国内生产总值平均年增加速度。,电力弹性系数是一个宏观指标，主要用于负荷预测结果校验或远期负荷估测。,电力系统规划设计方案研讨,第20页,另外，惯用还有,回归分析法、时间序列法、综适用电水平法和负荷密度法,。看书了解一下，知道各种方法适用范围。,（,4,）,最大负荷值预测方法,普通可用最大负荷利用小时数法、同时率法预测最大负荷值。,最大负荷利用小时法,:,P,max,=E/T,max,公式意义前边已经讲过了,P,max,预测期最大负荷；,E,预测期需用电量；,T,max,年最大负荷利用小时数。和用电结构相关,电力系统规划设计方案研讨,第21页,同时率法,:,P,max,P,max,预测期最大负荷,；,k,同时系数,；,统计数字，区域越大，数字越小,P,i,分地域最大负荷,。,各地域最大值不在同一时刻出现，同时率大小与电力用户多少、各用户用电特点等相关。每个系统应依据实际统计资料确定。,电力系统规划设计方案研讨,第22页,（,5,）,电力电量平衡计算,电力电量平衡研究主要问题：,确定电力系统需要发电设备容量,确定规划设计年度内逐年新增装机容量,确定系统需要备用容量,确定系统需要调峰容量,计算系统需要燃料消耗量,确定各类型电厂发电设备利用小时数,确定水电厂电量利用程度,，,论证水电装机容量合理性,确定系统之间、地域之间电力电量交换量,电力系统规划设计方案研讨,第23页,电力平衡中容量组成,：,装机容量,:,指系统中发电机组额定容量总和,系统需要装机容量,:,工作容量和备用容量之和,工作容量,:,指发电机担任电力系统正常负荷容量,重复容量,:,指水电厂为了多发季节性电能,，,节约火电燃料而增设发电容量。重复容量是在一定设计供电范围、负荷水平和设计确保率条件下选定，当任一条件改变时，就有可能部分或全部转化为必需容量。,受阻容量,:,发电设备不能按额定容量发电时容量。,备用容量及其组成,：,系统总备用容量，普通考虑为系统最大发电负荷,20%25%,，,其中负荷备用,2%5%,，,事故备用,10%,，,检修备用,8%15%,。,电力系统规划设计方案研讨,第24页,例：某地域经济近几年取得了高速发展，1990年经济数据见表。在过去经济发展中，电力行业对经济发展起到了很好促进作用，对应年份全社会电量消耗见表。某地域在经济结构不作大调整情况下，预计年GDP到达7540亿元。假如该地域电力全部有当地火力发电厂供给，请你预测一下年该地域需要装机容量（Tmax=5600h）。,年份,GDP,增加率,用电量,增加率,电力弹性系数,1990,1528,/,209,/,/,1991,1696,10.99,229,9.57,0.87,1992,1961,15.62,261,13.97,0.89,1993,2308,17.69,281,7.66,0.43,1994,2652,14.90,309,9.96,0.67,1995,3020,13.87,341,10.36,0.75,1996,3428,13.50,378,10.85,0.80,1997,3856,12.48,414,9.52,0.76,1998,4269,10.71,443,7.00,0.65,1999,4658,9.11,475,7.22,0.79,5100,9.49,510,7.37,0.78,k=0.739,=8.13%,E=682.75,亿度,Cp=(682.75*10,8,/5600)*(1.2,1.25,)=14630,15240MW,电力系统规划设计方案研讨,第25页,17.1.4.2,电源规划设计,(1),电源规划设计任务、内容和技术标准,1),电源规划设计任务,电源规划设计任务是依据某一时期预测负荷需要量，在满足一定可靠性水平条件下，寻求一个最经济电源建设方案。它研究规划期内各种电源开发次序，确定电源建设项目、布局、容量及进度，其目标是满足国民经济和社会发展战略前提下，表达最大范围资源优化配置。,为了实现电力工业可连续发展战略，电源规划设计应合理配置发电能源，优化电源结构布局，提升能源利用效率，降低能耗。电力建设要与环境保护同时规划、同时实施。,电力系统规划设计方案研讨,第26页,2),电源规划设计主要内容,电源规划设计主要内容有：,确定发电设备总容量；,选择电源结构；,确定电源布局；,电源建设方案优化；,提出电源建设项目表。,确定,发电设备总容量,发电设备总容量是由预测最高发电负荷确定。它由工作容量及备用容量组成。系统总备用容量，普通考虑为系统最大发电负荷,20%25%,，其中负荷备用,2%5%,，事故备用,10%,，检修备用,8%15%,。,电力系统规划设计方案研讨,第27页,选择电源结构,首先要依据规划地域动力资源特点和国家能源政策，确定合理电源结构,(,即各类电源比重,),，然后再对各类电厂在电力系统中作用进行合理分工，方便正确选择各类发电厂容量，确定其在电力系统中及功效。,电源按所用能源种类分为水电、火电、核电及新能源发电。,各类电源特征看书,电力系统规划设计方案研讨,第28页,电源结构选择标准,：,确保发电能源稳定供给,提升发电能源供给经济性,适应负荷变动需要，满足调峰要求,保护生态，节约能源，降低污染,不一样类型电厂分工标准：,尖峰负荷主要由含有调整水库水电厂、火电厂中调峰机组、抽水蓄能电厂和燃气轮机电厂负担；,腰荷主要是腰荷火电厂、引水道较长且调整池较小水电厂、抽汽供热机组；,基荷由基荷火电厂、核电厂、径流水电厂或为浇灌、航运等综合利用放水而发出强制出力等负担。各电厂工作位置应经过技术经济比较确定。,电力系统规划设计方案研讨,第29页,确定电源布局,依据电力系统需要、负荷分布和建厂条件进行电源布局，同时还要考虑国家能源政策和电源建设限制条件。,电源布局普通标准：,水电：结合水力资源分布，优先开发建设含有很好调整性能大中型水电厂，因地制宜发展边远山区小水电。,火电：依据负荷需要优先建设坑口电厂，在交通运输条件很好地方建设路口和港口电厂，在环境条件允许和技术条件可行、经济合理前提下，在负荷中心地域建设骨干电厂。在可能取得天然气地域，可考虑建设天然气电厂。,核电：在能源资源缺乏、交通运输担心、经济比较发达地域，适当发展核电厂。,电力系统规划设计方案研讨,第30页,合理电源布局和电源结构应具备：,能源供给稳定，能源流向合理，系统安全可靠、经济合理，节约能源，系统装机容量和水电电量得到充分利用，满足调峰要求，保护生态，降低污染等特点。,电力系统规划设计方案研讨,第31页,3),电源规划设计技术标准,电源规划设计应遵照充分性、可靠性、灵活性和经济性标准。详细表达在：大力推进水电建设和流域梯级开发，主动发展坑口电厂，建设路口、港口电厂和负荷中心电厂，适当建设核电站；考虑环境保护和资源永续利用，主动推进新能源发电和洁净煤燃烧技术等工程应用；坚持规模经济，加紧电源结构调整和改造，禁止小型凝汽式火电机组建设。,电力系统规划设计方案研讨,第32页,17.1.4.3,电网规划设计,(1),电网设计任务和内容，设计普通技术标准,1),电网设计任务和内容,电网设计任务是依据设计期内负荷需求及电源建设方案，确定对应电网接线，以满足可靠、经济地输送电力要求。,确定输电方式；,选择电网电压；,确定网络结构；,确定变电所布局和规模。,电网设计内容,电力系统规划设计方案研讨,第33页,2),电网设计普通技术标准,电网是电力市场载体，电网规划必须满足电力市场发展需要并适当超前。,电网规划必须坚持统一规划，以安全可靠为基础，突出整体经济效益。,电网规划应重点研究目标网架，论证目标网架最高电压、输电方式、供电规模。,安全可靠、运行灵活、经济合理，含有一定应变能力；,时尚流向合理，防止网内环流；,网络结构简单，层次清楚，落实,“,分层分区,”,标准：,适应大型电厂接入电网。,应重视受端网络规划，建成坚强受端网架。,送端网络规划应依据送端电源所能到达最终规模，远近结合统筹考虑。对于大型电源基地，路口、港口电厂集中地域应作出战略性安排。,目标网架要求,电力系统规划设计方案研讨,第34页,(2)电网电压等级选择,电网电压选择标准:,选定电压等级应符合国家电压标准 3、6、10、35、66、110、220、330、500、750kV。我国现有电网电压等级配置大致分为两类，即110/220/500kV及110/330/750kV，220kV以下配置为10/66/220、10(6)/35/110/220两种系列。,选择输电电压应依据网络现实状况和今后10 输电容量、输电距离进行全方面技术经济比较后确定。,电力系统规划设计方案研讨,第35页,(3),电网结构设计普通方法,1),电网结构设计基本标准,能满足各种方式下时尚改变需要，有一定灵活性，能适应系统发展要求。,任一元件无故障断开，应能保持系统稳定运行，且不致使其它元件超出要求事故过负荷和电压允许偏差要求。,应有较大抗扰动能力满足稳定导则标准。,满足分层和分区标准。,合理控制系统短路电流。,电网结构基本要求,（同导则）,电力系统规划设计方案研讨,第36页,2),电网结构设计普通方法,其它看书，讲一下电力系统惯用计算内容和目标,时尚计算：,检验网络方案正常或事故后稳态运行方式下送电能力是否满足要求。在正常运行方式下，各点电压合格，线路或变压器没有过负荷情况。在,n-1,事故下，线路时尚不应超出连续允许发烧容量，变压器应没有长时期过负荷现象。,暂态稳定计算：,检验网络方案故障方式或受到扰动情况下同时运行能力。,短路电流计算,：主要目标是选择新增断路器额定断流容量，提出今后发展新型断路器额定断流容量，以及研究限制系统短路电流水平办法。,调相调压计算,：也是一个时尚计算，但计算目标是检验无功赔偿是否满足系统各种正常及事故运行方式下电压水平需要。,电力系统规划设计方案研讨,第37页,工频过电压计算,：研究,330,750kV,网络工频过电压水平是否满足要求，为高抗配置、绝缘配合提供依据。,产生原因：,线路电容效应、单相接地故障或突然甩负荷。,潜供电流计算,：研究和确定高压线路是否允许采取快速单相重合闸。,A,B,C,A,B,C,潜供电流是因为健全相电、磁耦合而产生在断开相,C,相上电流,电力系统规划设计方案研讨,第38页,(4),发电厂接入系统设计,发电厂接入系统设计目标是研究所设计电厂与电力系统关系，分析该发电厂在电力系统中地位及作用，确定发电厂送电范围、出线电压等级及回路数、与电力网连接方案等，并对发电厂电气主接线、与电力网相关电气设备参数和主设备规范、发电厂运行方式等提出技术要求。当电厂单机容量超出系统总容量,8%-10%,时，应进行必要分析论证。,电力系统规划设计方案研讨,第39页,(5),系统联络线设计,在联网工程系统设计中，要对全电力系统进行时尚、调相调压、稳定、过电压及短路计算，提出预防在正常运行方式下联络线上功率波动和低频振荡办法，预防在故障后因为连锁反应造成系统失步、电压瓦解和联络线过负荷办法，确定联网工程主设备参数，对继电保护、安全自动装置、调度自动化、远动和通信方式，以及联络线频率和负荷控制提出技术要求。,电力系统规划设计方案研讨,第40页,联络线技术经济效益,:,系统互联技术经济效益有错峰效益，调峰效益，赔偿效益，备用效益，规模经济效益，能源调剂效益。,错峰效益,：因为各电力系统负荷特征及地理位置不一样，最大负荷出现时间不一样。联网后综合最大负荷小于系统最大负荷之和，从而节约了装机容量。,调峰效益：,水电替换部分火电进行调峰所取得效益。,赔偿效益：,因为系统内各水电厂所处河流来水和水库调整特征不一样，联网后可进行赔偿调整而取得效益。,备用效益：,可降低电力系统负荷备用、事故备用容量，提升了电力系统可靠性。,规模经济效益：,联网后电力系统规模扩大，发电设备总容量增加，可选择造价和运行费用较低大容量机组。,能源调剂效益：,能够最大范围合理利用能源资源，改进电源结构和电源布局。,电力系统规划设计方案研讨,第41页,联网后主要技术问题：,功率波动,：因为互联各个系统本身负荷随机波动和频率改变所引发一个时大时小含有各种固定响应频率连续振荡，这种功率波动会恶化联网后稳定运行，造成降低联络线输送容量。,低频振荡,：因为系统中发电机采取快速励磁后，在改进系统同时力矩提升暂态稳定同时，减弱了系统阻尼力矩，联网可能会出现负阻尼，从而带来产生低频振荡危险，影响系统安全运行，使联络线输送容量受到限制。,稳定问题：,联网后稳定问题变复杂。系统受到干扰时，可能因预先考虑保护控制系统失控而发生稳定破坏等系统动态行为问题。,联络线安全办法,：,安装联络线输送功率调整装置；,安装失去解列装置,在大容量发电机上装设电力系统稳定器，抑制功率波动和消除低频振荡；,安装过负荷解列、低电压解列等保护装置。,电力系统规划设计方案研讨,第42页,17.2,电力系统安全稳定运行基本要求,17.2.1,确保电力系统安全稳定运行基本要求,17.2.1.1,总体要求,（,1,）,为确保电力系统运行稳定性，维持电网频率、电压正常水平，系统应有足够静态稳定贮备和有功、无功备用容量。备用容量应分配合理，并有必要调整伎俩。在正常负荷波动和调整有功、无功时尚时，均不应发生自发振荡。,系统初始状态要求,电力系统规划设计方案研讨,第43页,(2),电网结构是电力系统安全稳定运行基础,能够满足各种运行方式下时尚改变需要，含有一定灵活性，并能适应系统发展要求；,任一元件无故障断开，应能保持电力系统稳定运行，且不致使其它元件超出要求事故过负荷和电压允许偏差要求；,应有较大抗扰动能力；,满足分层和分区标准；,合理控制系统短路电流,和加强网络结构是一个矛盾，要协调处理。限制短路电流主要原因是设备选择问题和电网建设经济性问题,。,对电网结构要求,电力系统规划设计方案研讨,第44页,(3),在正常运行方式下，系统中任一元件发生单一故障时，不应造成主系统非同时运行，不应发生频率瓦解和电压瓦解。,(4),在事故后经调整运行方式下，电力系统仍应有要求静态稳定贮备，并满足再次发生单一元件故障后暂态稳定和其它元件不超出要求事故过负荷能力要求。,(5),电力系统发生稳定破坏时，必须有预定办法，以预防事故范围扩大，降低事故损失。,(6),低一级电压电网中任何元件发生各种类型单一故障，均不得影响高一级电压电网稳定运行。,系统应能承受运行方式,电力系统规划设计方案研讨,第45页,17.2.1.2,电网结构,（,1,）,受端网建设,受端系统,:,电网结构相对密集、整体上需要从外部系统接收较大电力系统。受端系统往往使整个电力系统时尚大量转移，所以，加强受端系统建设，对提升整个电力系统安全稳定水平含有主要意义。,加强受端系统内部最高一级电压网络联络；,为加强受端系统电压支持和运行灵活性，在受端系统应接有足够容量电厂；,受端系统要有足够无功赔偿容量；,枢纽变电所规模要同受端系统规模相适应；,受端系统发电厂运行方式改变不应影响正常受电能力。,受端网建设要求,电力系统规划设计方案研讨,第46页,(2),电源接入,依据发电厂在系统中地位和作用，不一样规模发电厂应分别接入对应电压网络；受端系统主力电厂宜直接接入最高一级电压电网。,外部电源宜经相对独立送电回路接入受端系统，尽可能防止电源或送端系统之间直接联络和送电回路落点过于集中。每一组送电回路最大输送功率所占受端系统总负荷百分比不宜过大。,电力系统规划设计方案研讨,第47页,(3),电网分层分区,分层：,将不一样规模发电厂和负荷接到相适应电压网络上；,分区：,以受端系统为关键，将外部电源连接到受端系统，形成一个供需基本平衡区域。,分层分区标准：,按照电网电压等级和供电区域。,伴随高一级电压电网建设，下级电压电网应逐步实现分区运行，相邻分区之间保持互为备用。应防止和消除严重影响电网安全稳定不一样电压等级电磁环网，发电厂不宜装设组成电磁环网联络变压器。,分区电网应尽可能简化。,电力系统规划设计方案研讨,第48页,(4),电力系统间互联,交流联网电压等级宜与主网最高一级电压等级相一致。,互联电网在任一侧失去大电源或发生严重单一故障时，联络线应保持稳定运行，并不应超出事故过负荷能力要求,。,联络线因故障断开应保持各自系统安全稳定运行。,系统间交流联络线不宜组成弱联络大环网，并要考虑其中一回断开时，其余联络线应保持稳定运行，并可转送要求最大电力。,对交流弱联网方案，应研究对电网安全稳定影响。,电力系统规划设计方案研讨,第49页,17.2.1.3,无功平衡及赔偿,无功电源安排应有规划，并留有适当裕度，以确保系统各中枢点电压在正常和事故后均能满足要求要求。,电网无功赔偿应以分层分区和就地平衡为标准，防止经长距离或多级变压器传送无功，,330kV,及以上电压等级线路充电功率应基本上给予赔偿。,发电机或调相机应带自动调整励磁运行。,受端系统中应有足够动态无功备用容量。,电力系统规划设计方案研讨,第50页,17.2.1.4,对机网协调及厂网协调要求,发电机组参数选择、发电机保护和自动装置配置和整定必须与电力系统相协调，确保其性能满足电力系统稳定运行要求。,为何提出机网协调？,电力系统规划设计方案研讨,第51页,17.2.1.5,预防电力系统瓦解,(1),电网结构上应表达合理分层分区标准。电力系统必须在适当地点设置解列点，并装设自动解列装置。当系统发生稳定破坏时，能够有计划地将系统快速而合理地解列为供需平衡、各自保持同时运行两个或几个部分，预防系统长时间不能拉入同时或造成系统频率和电压瓦解。,(2),电力系统必须考虑可能发生最严重事故情况，并配合解列点安排，合理安排自动低频减负荷次序和所切负荷数值。当整个系统或解列后局部出现功率缺额时，能够有计划地按频率下降情况自动减去足够数量负荷，以确保主要用户不间断供电。发电厂应有可靠确保厂用电供电办法，预防因失去厂用电造成全厂停电。,(3),在负荷集中地域，应考虑当运行电压降低时，自动或手动切除部分负荷，或有计划解列，以预防发生电压瓦解。,电力系统规划设计方案研讨,第52页,17.2.1.6,电力系统全停后恢复,了解一下,(1),电力系统全停后恢复应首先确定停电系统地域、范围和情况，然后依次确定本区内电源或外部系统帮助恢复供电可能性。当不可能时，应很快投入系统,黑起动,方案。,(2),制订黑起动方案应依据电网结构特点合理划分区域，每个区域必须安排,1,2,台具备黑起动能力机组。,(3),系统全停后恢复方案，应适合本系统实际情况，方便能快速有序地实现系统重建和对用户恢复供电。恢复方案中应包含组织办法、技术办法、恢复步骤和恢复过程中应注意问题，其保护、通信、远动、及安全自动装置均应满足自起动和逐步恢复其它线路和负荷供电特殊要求。,(4),在恢复起动过程中应注意有功功率、无功功率平衡，预防发生自励磁和电压失控及频率大幅度波动，必须考虑系统恢复过程中稳定问题，合理投入继电保护和安全自动装置，预防保护误动而中止或延误系统恢复。,电力系统规划设计方案研讨,第53页,17.2.2,电力系统安全稳定标准,17.2.2.1,电力系统静态稳定贮备标准,(1),在正常运行方式下，按功角判据计算静态稳定贮备系数,Kp,应为,15%,20,，按无功电压判据计算静态稳定贮备系数,Kv,为,10%15,。,(2),在事故后运行方式和特殊运行方式下，,Kp,不得低于,10,，,Kv,不得低于,8,。,(3),水电厂送出线路或次要输电线路以下情况下允许只按静态稳定贮备送电，但应有预防事故扩大对应办法：,a),发生稳定破坏但不影响主系统稳定,b),在事故后运行方式下,电力系统规划设计方案研讨,第54页,静态稳定概念,静态稳定是指电力系统在遭到小干扰后恢复至稳态运行方式能力。小干扰是指在这种干扰作用下电力系统参数改变与参数本身相比能够忽略不计。,发电机有功功角特征：,发电机电磁功率,发电机电势,受端系统电压,综合阻抗（含发电机、线路、变压器,),-,静态稳定极限,电力系统规划设计方案研讨,第55页,发电机无功功角特征：,发电机无功功率,发电机电势,受端系统电压,综合阻抗（含发电机、线路、变压器,),电力系统规划设计方案研讨,第56页,静态稳定贮备系数,为了确保电力系统安全稳定运行，电力系统必须留有一定功率和电压稳定贮备。衡量静态稳定贮备有有功功率贮备系数和电压贮备系数。,有功功率贮备系数,：,静态稳定极限,运行状态下输送功率,静态有功功率贮备系数,在正常运行方式和正常检修运行方式下，,Kp,应不低于,15%-20%,，,在事故后运行方式和特殊运行方式下，,Kp,应大于,10%,。,事故后是指故障引发扰动已经结束,，,但系统并未恢,复到故障前状态。,静态稳定判据：,机组震荡或摇摆根本原因是机械功率与电磁功率不平衡造成。,电力系统规划设计方案研讨,第57页,电压稳定贮备系数,：,临界电压,运行电压,静态电压贮备系数,在正常运行方式和正常检修运行方式下，,Ku,应不低于,10%-15%,，,在事故后运行方式和特殊运行方式下，,Ku,应大于,8%,。,静态无功,-,电压曲线,稳定判据：,请更正！,电力系统规划设计方案研讨,第58页,例：某简单电力系统及参数见图，不计励磁调整系统，判断该机组静态有功稳定贮备系数是否满足电力系统稳定导则要求。,20%,满足要求,电力系统规划设计方案研讨,第59页,17.2.2.2,电力系统承受大扰动能力安全稳定标准,三级标准：,第一级标准：保持稳定运行和电网正常供电；,第二级标准：保持稳定运行，但允许损失部分负荷；,第三级标准：当系统不能保持稳定运行时，必须预防,系统瓦解并尽可能降低负荷损失,.,电力系统规划设计方案研讨,第60页,出线单相瞬时接地故障重合成功；,同级电压双回线或多回线和环网，任一回线单相永久故障重合不成功及无故障三相断开不重合；,同级电压双回线或多回线和环网，任一回线三相故障断开不重合；,任一发电机跳闸或失磁；,受端系统任一台变压器故障退出运行；,任一大负荷突然改变；,任一回交流联络线故障或无故障断开不重合；,直流输电线路单极故障。,第一级标准：正常运行方式下电力系统受到下述单一故障扰动后，保护、开关及重合闸正确动作，,不采取稳定控制办法,，必须保持电力系统稳定运行和电网正常供电。,电网处于稳定状态下,一级标准系统应承受扰动,电力系统规划设计方案研讨,第61页,第二级安全稳定标准,:,正常运行方式下电力系统受到下述较严重故障扰动后，保护、开关及重合闸正确动作，应能保持稳定运行，,必要时允许采取切机和切负荷等稳定控制办法,允许损失部分负荷,。,电网处于稳定状态下,单回线单相永久性故障重合不成功及无故障三相断开不重合,任一段母线故障；,同杆并架双回线异名两相同时发生单相接地故障重合不成功，双回线三相同时跳开；,直流输电线路双极故障。,二级标准系统应承受扰动,电力系统规划设计方案研讨,第62页,第三级安全稳定标准：电力系统因以下情况造成,稳定破坏时,，必须采取办法，预防系统瓦解，防止造成长时间大面积停电和对最主要用户,(,包含厂用电,),灾害性停电，使负荷损失尽可能降低到最小，电力系统应尽快恢复正常运行。,电网稳定已破坏,故障时开关拒动；,故障时继电保护,、,自动装置误动或拒动,；,自动调整装置失灵,；,多重故障；,失去大容量发电厂,；,其它偶然原因,。,三级标准系统承受扰动,电力系统规划设计方案研讨,第63页,17.2.2.3,对几个特殊情况要求,(1),为了使失去同时电力系统能够快速恢复正常运行，经计算分析，在全部满足以下三个条件前提下，能够不解列，允许局部系统作短时间非同时运行。,非同时运行时经过发电机、调相机等振荡电流在允许范围内，不致损坏系统主要设备；,在非同时运行过程中，电网枢纽点或接有主要用户母线电压波动最低值不低于额定值,75,；,系统只在两个部分之间失去同时。,(2),向尤其主要受端系统送电双回及以上线路中任意两回线同时无故障或故障断开，应采取办法确保电力系统稳定运行和对主要负荷正常供电，其它线路不发生连锁跳闸。,(3),在电力系统中出现高一级电压早期，发生线路单相永久故障，允许采取切机办法；当发生线路三相短路故障时，允许采取切机和切负荷办法。,(4),任一线路、母线主保护停运时，发生单相永久接地故障，应采取办法确保电力系统稳定运行。,非同时运行三条件,电力系统规划设计方案研讨,第64页,加强网络结构。,提升输电线路电压等级。,发电机采取强力式自动励磁调整装置，提升励磁响应。,减小单位长度电抗，提升线路自然功率，如采取紧凑型输电线路、增加相导线分裂数等。,在受端及中间变电所装设附加调相机。,采取柔性输电技术，如,采取可控串联或并联赔偿装置等。,17.2.3,提升电力系统稳定水平办法,17.2.3.1,提升静态稳定办法,发电机电磁功率,发电机电势,受端系统电压,综合阻抗（含发电机、线路、变压器,),电力系统规划设计方案研讨,第65页,17.2.3.2,提升暂态稳定办法,快速切除故障和应用自动重合闸装置。,发电机快速强行励磁。,装设电力系统稳定器。,采取发电机电气制动。,采取切机和切负荷装置。,输电线路强行赔偿。,采取发电机组快速关汽门技术。,有些办法在提升电力系统静态稳定性同时，也就提升了电力系统暂态稳定性。,电力系统规划设计方案研讨,第66页,17.3,无功赔偿型式选择及容量配置,17.3.1.1,交流系统无功赔偿设计标准,无功赔偿和电网那些原因相关呢？电压、工频过电压、潜供电流、谐波、经济运行、稳定等。所以，无功赔偿设计是一项综合性非常强工作。,无功赔偿设计标准：,(1),分层、分区就地平衡标准：简单说，那里消耗无功在那里赔偿，或在不需要无功流动地方进行赔偿。无功赔偿分为容性无功赔偿和感性无功赔偿。,(2)330-500kV,电网，应按无功电力分层就地平衡基本要求配置高低压并联电抗器，以赔偿超高压线路充电功率。普通情况下，高、低压并联电抗器总容量不宜低于线路充电功率,90%,，高、低压并联电抗器容量分配应按系统条件和各自特点全方面研究决定。,电力系统规划设计方案研讨,第67页,(3)330-500kV,受端电网，应按输入有功容量对应配套安装无功赔偿设备，其容量,(kvar),宜按输入容量,(kW),40%-50%,计算，分别安装在由其供电,220kV,及以下变电所中。并联电容器组和低压并联电抗器组赔偿容量，宜分别为主变压器容量,30%,以下。,(4),电力系统应有事故无功电力备用，其备用容量应满足正常运行方式下，突然失去一回线路、或一台最大容量无功赔偿设备、或当地域一台最大容量发电机,(,包含发电机失磁,),需要。无功电源中事故备用容量，应主要贮备于运行中发电机、调相机和静止型动态无功赔偿装置中，方便在电网发生因无功不足可能造成电压瓦解事故时，能快速增加无功电源容量，保持电力系统稳定运行。,电力系统规划设计方案研讨,第68页,无功赔偿装置普通情况下应首先考虑采取投资省、损耗小、分组投切并联电容器组或低压并联电抗器组。对大容量枢变电所和有特殊技术要求变电所，比如要求提升电力系统稳定水平，限制动态过电压和平息系统振荡等，则可考虑采取调相机或静止赔偿装置。当,220-500kV,电网受端系统短路容量不足和长距离送电线路中途缺乏电压支持时，为提升输送容量和稳定水平，经技术经济比较合理时，可采取调相机。,电力系统规划设计方案研讨,第69页,17.3.1.2,无功备用,无功电源事故备用应主要贮备于,发电机、调相机、静止无功赔偿当中。,电力系统规划设计方案研讨,第70页,17.3.2