地方电力网规划毕业设计曹志通.docx

重庆大学网络教育学院 毕业设计（论文）题目 地方电力网规划 学生所在校外学习中心内蒙古呼和浩特校外学习中心批次 层次 专业 111批次、专科起点本科 电气工程及其自动化 学 号 W11109509 学 生 曹志通 指 导 教 师 郭文宇 起 止 日 期 2013.2.12013.4.30 摘 要电能是目前世界各国能源消费的主要形式之一。要满足国民经济发展的需要，电力工业必须先行，因此做好电力工程建设的前期工作，落实发、送、变电本体工程的建设条件，协调其建设进度，优化其设计方案，其意义尤为重大。电力系统规划设计正是电力工程前期工作的重要组成部分，它是关于单项本体工程设计的总体规划，是具体建设项目实施的方针和原则，是一项具有战略意义的工作。电网设计的任务是根据设计期内的负荷要求及电源建设方案，确定相应的电网接线，以满足可靠、经济地输送电力的要求。电力网规划设计是在负荷分析、电源规划之后，发电厂与变电站的位置、容量、负荷等已确定的条件下，进行网络的规划设计。即要选定网络电压等级、网络接线方式、导线型号等，并进行潮流分布及调压计算，通过技术经济分析，得出最佳方案。现规划设计了一个容量在100MW以下的，包括2个发电厂（1个火电厂，1个水电厂）、5个变电站的35110kV的地方电力网。关键词： 电力系统 电力网 规划 设计目 录中文摘要I1.引言 12.我国电力网简述 2 3.电力电量平衡23.1系统最大供电负荷计算23.2工作容量计算33.2.1水电工作容量的计算33.2.2火电厂工作容量的计算43.3备用容量的计算53.3.1负荷备用容量的计算63.3.2事故备用容量的计算73.3.3水电厂承担的备用容量73.3.4火电厂承担的备用容量83.3.5系统需要的备用容量93.4系统需要装机容量计算103.5总的电力平衡表103.6用表格法进行电量平衡113.6.1按月求电力网月平均负荷113.6.2按月求火电厂的月平均出力123.7求年利用小时数143.7.1水电年利用小时数143.7.2火电年利用小时数144.电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择154.1电网电压等级的选择154.2电网接线方案的初步选择和比较154.2.1第一种方案154.2.2第二种方案164.2.3第三种方案175.电网接线方案的详细比较和确定195.1第二种方案 195.1.1线路导线截面积的选择205.1.2架空线电压损耗和电能损耗的计算226.2第三种方案 256.2.2线路导线截面积的选择256.2.3架空线电压损耗和电能损耗的计算276.3电网一次投资的计算296.4年运行费用 307.潮流分布与调压措施的选择307.1变压器的选择317.2电力网等值电路图348.运行特性的计算358.1最大运行方式358.2最小运行方式35附录：设备和材料清单36参考文献371 引言电能是目前世界各国能源消费的主要形式之一。要满足国民经济发展的需要，电力工业必须先行，因此做好电力工程建设的前期工作，落实发、送、变电本体工程的建设条件，协调其建设进度，优化其设计方案，其意义尤为重大。电力系统规划设计正是电力工程前期工作的重要组成部分，它是关于单项本体工程设计的总体规划，是具体建设项目实施的方针和原则，是一项具有战略意义的工作。电网设计的任务是根据设计期内的负荷要求及电源建设方案，确定相应的电网接线，以满足可靠、经济地输送电力的要求。电力网规划设计是在负荷分析、电源规划之后，发电厂与变电站的位置、容量、负荷等已确定的条件下，进行网络的规划设计。即要选定网络电压等级、网络接线方式、导线型号等，并进行潮流分布及调压计算，通过技术经济分析，得出最佳方案。2 我国电力网简述目前经济的发展潜力预示着城市电网的大幅度扩容的压力，这完全不同于西方发达国家的已成型的城高电网，因此供电企业应面对实际，利用目前国家在经济发展过程中对其它公用行业所采取的扶持政策，在城市电网规划上尤其是新市区与准市区的规划上，争取更多的多元化投资对城市电网进行规划建设是必不可少的。 争取城网投资多元化是对搞好城网规划工作的有利保障。城网投资多元化也是供电企业进入市场经济后必须协调解决的问题。在市场经济条件下，供电企业在进行城网规划设计时，在完成好社会责任与效益的前提下，应从规划的各个时期、层面做好经济分析工作，使经济效益的观点寓于城网规划之中，只有这样，供电企业的效益才能有机的增长，才能保证供电企业的可持续发展，规划的作用与意义才能充分显现出来。不仅如此，供电企业还要利用市场经济的内在规律，立足实际，变被动为主动，充分利用各种因素，影响政策制定部门，争取更多的政策用之于城市电网的规划与改造建设之中3 电力电量平衡3.1系统最大供电负荷计算一月：系统最大供电负荷=32/（1-5%）=33.68MW二月：系统最大供电负荷=31.3/（1-5%）=32.95MW三月：系统最大供电负荷=30.2/（1-5%）=31.79MW四月：系统最大供电负荷=26.5/（1-5%）=27.89MW五月：系统最大供电负荷=25.5/（1-5%）=26.84MW六月：系统最大供电负荷=24.8/（1-5%）=26.11MW七月：系统最大供电负荷=25/（1-5%）=26.32MW八月：系统最大供电负荷=26.2/（1-5%）=27.58MW九月：系统最大供电负荷=27/（1-5%）=28.42MW十月：系统最大供电负荷=31/（1-5%）=32.63MW十一月：系统最大供电负荷=32/（1-5%）=33.68MW十二月：系统最大供电负荷=32.8/（1-5%）=34.53MW月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月系统最大供电负荷（MW）33.6832.9531.7927.8926.8426.1126.3227.5828.4232.6333.6834.533.2工作容量计算3.2.1水电工作容量的计算先求出夏季及冬季的最小负荷系数：冬季： 夏季：然后按下面公式计算水电厂的可调日保证电量 其中： 水电月平均出力 水电厂不可调节部分出力 水电厂月调节系数一月：MW二月：MW三月：MW四月：MW五月：MW六月：MW七月：MW八月：MW九月：MW十月：MW十一月：MW 十二月：MW计算日峰荷电量：一月:MW二月:MW三月：MW 四月：MW五月: MW 六月：MW七月：MW 八月: MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW 因为12个月的水电厂的可调日保证电量均大于相应月份的系统日峰荷电量，所以水电厂的工作容量均可按下式计算： 一月：MW二月：MW三月：MW四月：MW五月：MW六月：MW七月：MW八月：MW九月：MW十月：MW十一月：MW十二月：MW因为水电厂的装机容量为2*6MW，三月至十月的工作容量大雨水电厂的装机容量，所以这几个月的水电厂工作容量均按水电厂装机容量得下述表格：月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月水电厂工作容量（MW）10.4911.3212.0012.0012.0012.0012.0012.0012.0012.0010.9310.353.2.2火电厂工作容量的计算一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月火电厂工作容量（MW）23.1921.6419.7915.8914.8414.1114.3215.5816.4220.6322.7524.183.3备用容量的计算3.3.1负荷备用容量的计算（2%5%）一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW3.3.2事故备用容量的计算一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW因为一至十二月的事故备用容量均小于最大机组容量，因此十二个月的事故备用容量均取最大机组容量6MW。3.3.3水电厂承担的备用容量 水电厂承担的事故备用容量为：一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW备用容量在水火电厂之间的分配原则是：负荷备用一般由水电承担，事故备用一般按水火电厂担负系统工作容量的比例分配。所以水电厂应分担的备用容量为：一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW3.3.4火电厂承担的备用容量一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW3.3.5系统需要的备用容量一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW列出备用容量表格如下：电力系统备用容量表 月备用一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月一，负荷备用容量（MW）1.010.990.950.840.810.780.790.830.850.981.011.04二，事故备用容量（MW）6.006.006.006.006.006.006.006.006.006.006.006.00其中：水电（MW）2.883.053.213.423.493.543.533.443.383.192.962.84火电（MW）4.133.943.743.423.323.243.263.393.473.794.054.20三，系统需要备用容量（MW）7.016.996.956.846.816.786.796.836.856.987.017.043.4系统需要装机容量计算一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW月 份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月系统需要装机容量（MW）40.6939.9438.7434.7333.6532.8933.1134.4135.2739.6140.6941.573.5总的电力平衡表系统电力平衡表一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月一， 系统最大供电负荷（MW）33.6832.9531.7927.8926.8426.1126.3227.5828.4232.6333.6834.53二，工作容量其中水电厂工作容量（MW）10.4911.3112.0012.0012.0012.0012.0012.0012.0012.0010.9310.35火电厂工作容量（MW）23.1921.6119.7915.8914.8414.1114.3215.5816.4220.6322.7524.80三，备用容量其中负荷备用容量（MW）1.010.990.950.840.810.780.790.830.850.981.011.04事故备用容量（MW）6.006.006.006.006.006.006.006.006.006.006.006.00系统需要的总备用容量（MW）7.016.996.956.846.816.786.796.836.856.987.017.04四，系统需要装机容量（MW）40.6939.9138.7434.7333.6532.8933.1134.4135.2739.6140.6941.57五，系统原有装机容量其中水电装机容量（MW）30.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.00火电装机容量（MW）12.0012.0012.0012.0012.0012.0012.0012.0012.0012.0012.0012.003.6用表格法进行电量平衡3.6.1按月求电力网月平均负荷一月：MW 二月：MW三月：MW 四月：MW五月：MW 六月：MW七月：MW 八月：MW九月：MW 十月：MW十一月：MW 十二月：MW则全年发电量为：3.6.2按月求火电厂的月平均出力一月：万KW 二月：万KW三月：万KW 四月：万KW五月：万KW 六月：万KW七月：万KW 八月：万KW九月：万KW 十月：万KW十一月：万KW 十二月：万KW电量平衡表电量平衡表一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月年发电量一，系统月平均负荷 （万KW）2.312.262.181.831.761.711.731.811.862.242.312.3717783.52二，系统月平均出力 （万 KW ）其中水电厂实际月平均出力0.280.370.490.600.720.901.080.930.620.540.320.255192.2火电厂月平均出力2.031.891.691.231.040.810.650.881.241.701.992.1212591.32水电厂的年发电量为：则火电厂的年发电量为：4.7求年利用小时数4.7.1水电年利用小时数：4.7.2火电年利用小时数：5. 电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择5.1电网电压等级的选择根据已知的发电厂到各变电站的距离及各变电站的负荷，查表5-2（电力系统规划设计）可知电网电压等级为110KV。5.2电网接线方案的初步选择和比较5.2.1第一种方案 路径长度 线路长度 总负荷矩 因为水、火电厂均采用双母线带旁路接线，变电站均采用单母线接线，故：5.2.2.第二种方案：路径长度：线路长度：对两个环网分别进行功率分布计算：环网一： 所以II段上流过的功率由变电站2流向变电站3，其值为：环网二：所以V段上的功率由变电站5流向变电站1，其值为：总的负荷矩：对于变电站均可采用桥形接线，而两发电厂可采用单母线分段接线，总的开关数为：5.2.3.第三种方案： 路径长度： 线路长度： 对环网进行功率分布计算：所以II段上流过的功率由变电站2流向变电站3，其值为：总的负荷矩：由于变电站均可采用桥形接线，火电厂采用单母线分段接线，水电厂采用双母线带旁路接线，故总的开关数为：对比以上四个参数，且考虑经济性和供电的可靠性，第二种和第三种方案更好，现对其进行进一步比较。6.电网接线方案的详细比较和确定6.1.第二种方案： 6.1.1.线路导线截面积的选择：令各条架空线的功率因数分别为：、，则：架空线I段的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 架空线II段的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 架空线III段的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 架空线IV段的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 架空线V段的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 架空线VI段的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 架空线VII段和VIII的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 6.1.2.架空线电压损耗和电能损耗的计算：架空线I段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以I段架空线的年电能损耗为：架空线II段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以II段架空线的年电能损耗为：架空线III段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以III段架空线的年电能损耗为：架空线IV段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以IV段架空线的年电能损耗为：架空线V段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以V段架空线的年电能损耗为：架空线VI段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以VI段架空线的年电能损耗为：架空线VII段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以VII段架空线的年电能损耗为：架空线VIII段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以VIII段架空线的年电能损耗为：电网最大电压损耗：全网年电能损耗：6.2.第三种方案：6.2.1.线路导线截面积的选择： 令各条架空线的功率因数分别为：、，则：架空线I段的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 架空线II段的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 架空线III段的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 架空线IV段和V的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 架空线VI段的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 架空线VII段的选取：查附表5-6可选LGJ-35，参数： 6.2.2.架空线电压损耗和电能损耗的计算：架空线I段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以I段架空线的年电能损耗为：架空线II段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以II段架空线的年电能损耗为：架空线III段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以III段架空线的年电能损耗为：架空线IV段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以IV段架空线的年电能损耗为：架空线V段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以V段架空线的年电能损耗为：架空线VI段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以VI段架空线的年电能损耗为：架空线VII段的电压损耗：查表3-1（电力系统分析）有：所以VII段架空线的年电能损耗为：电网最大电压损耗：全网年电能损耗：6.3.电网一次投资的计算：对电网高压断路器均选用SW型，查表知其单价为44.8万/台，而LGJ-35导线的单价为10万/公里，因此：方案二：总一次投资：方案三：总一次投资：6.4.年运行费用：方案二：方案三：采用回收年限法对两个方案进行比较：所以第三种方案为最佳方案。7.潮流分布与调压措施的选择7.1.变压器的选择变压器T1的容量：查附表5-2可选T1的额定容量，参数： 则： 变压器T2的容量：查附表5-2可选T2的额定容量，参数： 则： 变压器T3、T4的容量：查附表5-2可选T3、T4的额定容量，参数： 则： 变压器T5、T6的容量：查附表5-2可选T5、T6的额定容量，参数： 则： 变压器T7、T8的容量：查附表5-2可选T7、T8的额定容量，参数： 则： 变压器T9、T10的容量：查附表5-2可选T9、T10的额定容量，参数： 则： 变压器T11、T12的容量：查附表5-2可选T11、T12的额定容量，参数： 则： 7.2.电力网等值电路图其中，所以：8. 运行特性的计算8.1.最大运行方式8.2.最小运行方式附录：设备和材料清单【1】 导线：LGJ-35型导线【2】 断路器：SW4-110/1000型断路器28台【3】 变压器：型号为SFS7-6300/110变压器8台 型号为SFS7-10000/110变压器2台 型号为SFS7-20000/110变压器1台 型号为SFS7-40000/110变压器1台参考文献【1】 电力系统设计手册电力工业部电力规划设计总院编中国电力出版社出版 1998年【2】 发电厂电力部分 熊信银编著 中国电力出版社（第三版） 朱永利编著 【3】 电力系统分析的计算机算法 刘天琪，邱晓燕编著【4】 四川大学自编讲义 2006年 刘天琪，邱晓燕编著【5】 电力系统分析理论（第一版）刘天琪，邱晓燕编著【6】 发电厂电气设计与CAD应用重庆大学网络教育学院学生毕业设计（论文）任务书批次、层次、专业111入学批次、专科起点本科、电气工程及其自动化 校外学习中心 内蒙古呼和浩特校外学习中心 学生姓名 曹志通 学号 W11109509 一、毕业设计（论文）工作自 2013 年 01 月 21 日起至 2013 年 04 月 14 日止二、设计（论文）题目：地方电力网规划设计三、毕业设计（论文）内容：1 、发电厂及变电站的地理位置2、发电厂数据： 容量单位：MW 电压单位：kV 厂用电率：百分数电厂 编号电厂类型发电厂装机发电机额定 功率因数发电机电压厂用电率台数容量台数容量5156000.86.386255000.86.32注：电厂类型中 1火电厂；2水电厂3、水电厂月平均出力： 单位：MW电厂一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月64.04.24.75.46.58.111.410.99.17.05.54.54、变电站及发电厂机端负荷：容量单位：MVA；电压单位：kV变电站或发电厂编号冬 季夏 季Tmax 小时低压侧额定电压重要负荷 百分数可靠性要求调压要求PmaxQmaxPminQminPmaxQmaxPminQmin15.53.34.33.14.52.83.22.4450010552210.08.27.54.68.75.56.04.550001060136.54.74.83.54.83.03.62.850001045247.54.95.24.15.53.34.23.050001050353.11.92.21.52.11.41.61.250006.3451注：调压要求中：1逆调压；2常调压；3顺调压5、全电网年最大负荷曲线：单位：MW月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月负荷29.028.527.326.625.524.523.522.825.226.628.530.06、日负荷率、月不均衡系数、水电厂月周调节系数及网损率：日负荷率：月不均衡系数：水电厂月周调节系数:Ktj网损率冬季夏季冬季夏季冬季夏季0.060.850.840.880.891.21.05四、达到的技术指标及要求：1，编写计算书和说明书2，开题报告一份3，论文一篇，不少于5000字4，不需要绘制大图五，进度安排：平台阶段名称平台提交时间进 度 计 划备注图纸Word文档毕业设计第一阶段绘制系统构成的方框图1、开题报告2、设计目的及背景，基本原理、结构组成和设计的总体方案提交开题报告及用word编排好的第一阶段的内容毕业设计第二阶段绘制电气主接线图以及各部分等值网络图详细方案设计：对电网元件参数进行计算，绘制等值网络图；通过短路电流的计算，对变压器，导线，以及断路器、互感器、电抗器等配电设备进行选择计算。据此可绘制电气主接线图。提交用word编排好的第二阶段的内容（详细方案设计）毕业设计第三阶段整理图纸并编号1.6.1. 完善设计的主体内容1.6.2. 整理设计说明书与计算书1.6.3. 补充目录，摘要，参考文献等内容使论文完善提交毕业设计终稿（含封面、目录、摘要、开题报告、任务书、正文、参考文献、相关图纸等压缩成一个文件包上传）六、主要参考文献：1，电力工业部电力规划设计总院编.电力系统设计手册.中国电力出版社.1998年 2，熊信银.发电厂电气部分.朱永利.第三版.中国电力出版社.2004年 3，刘天琪，邱晓燕.电力系统分析的计算机算法.四川大学自编讲义.2006年 4，刘天琪，邱晓燕.电力系统分析理论.第一版.科学出版社.2005年 5，刘继春，发电厂电气设计与CAD应用.四川大学出版社.2003指 导 教 师 郭文宇 下 发 日 期 2013.01.27 重庆大学网络教育学院学生毕业设计（论文）开题报告一、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析）： 至“十二五”末，全网城市客户年平均停电时间不超过5小时，主要城市达到国内领先水平，国际化大城市达到世界先进水平。统筹主网与配网发展，注重各级电压等级的协调，坚持统一规划、统一实施，加快城乡电网建设与改造，提高城乡配电网的供电