注冊電氣工程師培訓

1、全國注冊電氣師全國注冊電氣師輔導輔導電力系統(tǒng)規(guī)劃設計第17章 電力系統(tǒng)規(guī)劃設計了解電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的任務、內(nèi)容和方法；了解了解電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基本要求；熟悉無功補償型式選擇及容量配置17.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的任務和內(nèi)容及方法 17.1.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃設計階段的劃分 電力系統(tǒng)規(guī)劃一般分五年電力發(fā)展規(guī)劃、中期規(guī)劃(時間為515515年)和長期規(guī)劃(時間為1515年以上)。電力規(guī)劃年度的劃分一般與國民經(jīng)濟規(guī)劃年度相對應，便于對比分析。 目前我國處于第十一個五年計劃當中。 17.1.217.1.2 電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的任務17.1.2.1 17.1.2.1 電力系統(tǒng)長期發(fā)展規(guī)劃 主要研究電力發(fā)

2、展的戰(zhàn)略性問題，其任務是根據(jù)規(guī)劃地區(qū)的國民經(jīng)濟和社會發(fā)展長期規(guī)劃、經(jīng)濟布局和能源資源開發(fā)與分布情況，宏觀分析電力市場需求，進行煤、水、電、運和環(huán)境等綜合分析，提出電力可持續(xù)發(fā)展的基本原則和方向，電源的總體規(guī)模、基本布局、基本結(jié)構，電網(wǎng)主框架，能源多樣化等，必要時提出更高一級電壓的選擇意見、電力設備制造能力開發(fā)要求以及電力科學技術方向等。 長期發(fā)展規(guī)劃的主要內(nèi)容有電力需求預測、動力資源開發(fā)、電源發(fā)展規(guī)劃、電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃、資源平衡、環(huán)境及社會影響分析等。17.1.2.2 17.1.2.2 電力系統(tǒng)中期發(fā)展規(guī)劃 研究5 155 15年內(nèi)電力系統(tǒng)發(fā)展和建設方案。其任務是根據(jù)規(guī)劃地區(qū)的國民經(jīng)濟及社會發(fā)展目

3、標、電力需求水平及負荷特性、電力流向、能源資源開發(fā)條件、節(jié)能分析、環(huán)境及社會影響等，提出規(guī)劃水平年電源和電網(wǎng)布局。中期規(guī)劃是電力項目開展初步可行性研究工作的依據(jù)，其內(nèi)容包括電力需求預測，動力資源開發(fā)，電源發(fā)展規(guī)劃，電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，環(huán)境及社會影響分析以及對建設資金、電價水平進行測算和分析等。電力系統(tǒng)中期發(fā)展規(guī)劃是電力項目開展設計工作的依據(jù)。電力系統(tǒng)中期發(fā)展規(guī)劃是在長期發(fā)展規(guī)劃的基礎上進行的，受長期發(fā)展規(guī)劃的約束和指導。 17.1.2.3 17.1.2.3 五年規(guī)劃的任務和內(nèi)容 研究國民經(jīng)濟和社會發(fā)展五年規(guī)劃及經(jīng)濟結(jié)構調(diào)整對電力工業(yè)發(fā)展的要求，找出電力工業(yè)與國民經(jīng)濟發(fā)展中不相適應的主要問題，按照中期

4、規(guī)劃所推薦的規(guī)劃方案，深入研究電力需求水平及負荷特性、電力電量平衡、環(huán)境及社會影響等，提出五年內(nèi)電源、電網(wǎng)結(jié)構調(diào)整和建設原則，調(diào)整建設項目的進度及順序，進行逐年投融資、燃料及運輸平衡，測算逐年電價、環(huán)境指標等，開展相應的二次系統(tǒng)規(guī)劃工作。五年規(guī)劃是編制、報批項目建議書、項目可行性研究報告書的依據(jù)，是電力發(fā)展規(guī)劃工作的重點。 17.1.3 17.1.3 電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的程序和工作方法 17.1.3.117.1.3.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的程序了解 電力系統(tǒng)規(guī)劃設計是電力建設前期工作的重要組成部分，在進行電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的同時也進行水、火電廠及聯(lián)網(wǎng)工程的初步可行性研究，以便編報項目建議書。項目建議

5、書審批立項后可開展可行性研究，為編寫可行性研究報告提供依據(jù)，可行性研究批準后項目即可列入國家建設計劃。在可行性研究工作的同時可以開展電廠接入系統(tǒng)設計、系統(tǒng)專題設計以配合稍后開展的本體工程初步設計，提供設計的技術條件和參數(shù)規(guī)范。詳見下圖 電力系統(tǒng)規(guī)劃設計 初步可行 性研究 項目建 議書 可行性 研究 列入國家建 設計劃 初步設計 施工圖設計 開展接入開展接入系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計 前期工作范圍 17.1.3.217.1.3.2 電力系統(tǒng)規(guī)劃設計工作方法 17.1.4 電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的主要內(nèi)容 電力需求預測、電源規(guī)劃設計、電網(wǎng)規(guī)劃設計三大塊。電力需求預測、電源規(guī)劃設計、電網(wǎng)規(guī)劃設計三大塊。17.1.4

6、.1 電力需求預測及電力平衡 （1 1） 電力負荷的分類 按物理性能分類：有功負荷和無功負荷 S=P+jQ P: 有功負荷 Q: 無功負荷 在系統(tǒng)規(guī)劃設計中，需同時滿足有功負荷和無功負荷的要求。有功大家概念比較清楚，無功在系統(tǒng)中的作用？一個是電壓支撐作用，另一個為旋轉(zhuǎn)元件提供旋轉(zhuǎn)磁場。具有電壓和頻率特性 按電能的生產(chǎn)、供給和銷售過程分類：分為發(fā)電負荷、供電負荷和用電負荷。 三者之間的關系：P PG G 發(fā)電負荷P PA A 廠用負荷P PL L 用電負荷P P 網(wǎng)損P PS S 供電負荷P PS S = P= PL L + + P PP PG G = P PA A + + P PS S = P

7、 PA A + + P P+P+PL L 按所屬行業(yè)分類，可分為國民經(jīng)濟行業(yè)用電和城鄉(xiāng)居民生活用電。也可分為第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電。農(nóng)、林、牧、漁、水利業(yè)屬第一產(chǎn)業(yè)，工業(yè)和建筑業(yè)屬第二產(chǎn)業(yè)，其他剩余部分如服務行業(yè)屬第三產(chǎn)業(yè)，居民生活用電指住宅用電。 常用的還有分區(qū)負荷和年、月、日最高負荷等。 按負荷的重要性分類，分為一級負荷、二級負荷和三級負荷。其中一級負荷指中斷供電將造成人身傷亡，或在政治經(jīng)濟上有重大損失的負荷；二級負荷指中斷供電將影響重要用電單位的正常工作，或?qū)⒃谡谓?jīng)濟上有較大損失的負荷；三級負荷指不屬于以上一級和二級的負荷。 （2 2）電力負荷預測內(nèi)容 負荷預測包括

8、電量需求預測和最大負荷預測兩大部分內(nèi)容： 電量需求預測，包括分行業(yè)、分地區(qū)和分年度預測；電力負荷預測，包括年最大負荷預測、年時序負荷曲線預測、年負荷曲線預測、典型日負荷曲線和負荷特性預測，如平均負荷率、最小負荷率、最大峰谷差、最大負荷利用小時數(shù)等。 最大負荷與最大負荷利用小時數(shù)的關系：E=Pmax*Tmax 最大負荷與最大負荷利用小時數(shù)的關系：E=Pmax*Tmax，其意義如下：tPPmaxssTmax年負荷曲線某電力系統(tǒng)2010年年負荷曲線預測165001700017500180001850019000195002000020500210002150022000123456789101112

9、月份最大發(fā)購電負荷（MW）表示一年內(nèi)各月最大負荷的變化情況時序負荷曲線 某電力系統(tǒng)2010年時續(xù)負荷曲線預測200040006000800010000120001400016000180002000022000110012001300140015001600170018001小時數(shù)發(fā)購電負荷（MW）負荷特性參數(shù)某電力系統(tǒng)冬季典型日負荷曲線某電力系統(tǒng)冬季典型日負荷曲線36003850410043504600485051005350560058506100135791113151719212311月20日發(fā)購電負荷（MW）PpjpjPzdzdPzxzx1P Ppjpj= =E/TE/T E:電量，

10、T：對應的時間=Ppjpj/Pzdzd :日負荷率=Pzxzx/Pzdzd :日最小負荷率 負荷預測的內(nèi)容除以上所述之外，為了很好地掌握系統(tǒng)中用電增長的因素和規(guī)律，需要在充分調(diào)查研究的基礎上，對一次能源變化與電力負荷的關系、國民生產(chǎn)總值增長與電力負荷增長的關系、人口增長與電力負荷增長的關系和產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整、科技進步、節(jié)能措施等因素對電力需求的影響進行分析研究。對預測的負荷水平應用多種方法校驗，并與歷史增長情況進行對比分析和說明。 （3 3） 需電量的預測方法 用電單耗法：將預測期的產(chǎn)品產(chǎn)量(或產(chǎn)值)乘以用電單耗，計算式為 E 某行業(yè)預測期的需電量； 產(chǎn)品產(chǎn)量(產(chǎn)值)的用電單耗； 產(chǎn)品產(chǎn)量(或產(chǎn)值

11、)； 該方法適用于中近期負荷預測。做為中遠期負荷預測時，需要考慮科技進步、環(huán)境變化對產(chǎn)值單耗的影響。對產(chǎn)值單耗變化趨勢進行預測和說明。niii1iiM 電力彈性系數(shù)法：用電量的平均年增長率與同期國內(nèi)生產(chǎn)總值平均年增長率的比值，叫做電力彈性系數(shù)。電力彈性系數(shù)與電力工業(yè)發(fā)展水平、科學技術水平、國家經(jīng)濟政策及產(chǎn)品結(jié)構、人民生活水平等因素有關。 En=E0(1+K)n En 預測期末的需用電量； E0 預測初期的需用電量； K 規(guī)劃期的電力工業(yè)彈性系數(shù)； n 計算期年數(shù)； 國內(nèi)生產(chǎn)總值平均年增長速度。 電力彈性系數(shù)是一個宏觀指標，主要用于負荷預測結(jié)果的校驗或遠期負荷估測。 另外，常用的還有回歸分析法、

12、 時間序列法、綜合用電水平法和負荷密度法?？磿私庖幌拢栏鞣N方法的適用范圍。 （4 4）最大負荷值預測方法 一般可用最大負荷利用小時數(shù)法、同時率法預測最大負荷值。 最大負荷利用小時法: Pmax= E/Tmax 公式的意義前邊已經(jīng)講過了 Pmax 預測期最大負荷； E 預測期需用電量； Tmax 年最大負荷利用小時數(shù)。和用電結(jié)構有關 同時率法: Pmax Pmax 預測期最大負荷； k 同時系數(shù)；統(tǒng)計數(shù)字，區(qū)域越大，數(shù)字越小 Pi 分地區(qū)最大負荷。 各地區(qū)的最大值不在同一時刻出現(xiàn)，同時率的大小與電力用戶的多少、各用戶的用電特點等有關。每個系統(tǒng)應根據(jù)實際統(tǒng)計資料確定。nii1 （5 5）電力

13、電量平衡計算 電力電量平衡研究的主要問題： 確定電力系統(tǒng)需要的發(fā)電設備容量 確定規(guī)劃設計年度內(nèi)逐年新增的裝機容量 確定系統(tǒng)需要的備用容量 確定系統(tǒng)需要的調(diào)峰容量 計算系統(tǒng)需要的燃料消耗量 確定各類型電廠的發(fā)電設備利用小時數(shù) 確定水電廠電量的利用程度，論證水電裝機容量的合理性 確定系統(tǒng)之間、地區(qū)之間電力電量交換量 電力平衡中的容量組成 ： 裝機容量:指系統(tǒng)中發(fā)電機組額定容量的總和 系統(tǒng)需要裝機容量:工作容量和備用容量之和 工作容量:指發(fā)電機擔任電力系統(tǒng)正常負荷的容量 重復容量:指水電廠為了多發(fā)季節(jié)性電能，節(jié)省火電燃料而增設的發(fā)電容量。重復容量是在一定的設計供電范圍、負荷水平和設計保證率條件下選定

14、的，當任一條件變化時，就有可能部分或全部轉(zhuǎn)化為必需容量。 受阻容量:發(fā)電設備不能按額定容量發(fā)電時的容量。 備用容量及其組成：系統(tǒng)總備用容量，一般考慮為系統(tǒng)最大發(fā)電負荷的20% 25% ，其中負荷備用2% 5%，事故備用10%，檢修備用8% 15%。 例：某地區(qū)經(jīng)濟近幾年取得了高速發(fā)展， 1990年2000年經(jīng)濟數(shù)據(jù)見表。在過去的經(jīng)濟發(fā)展中，電力行業(yè)對經(jīng)濟的發(fā)展起到了很好的促進作用，對應年份全社會電量消耗見表。某地區(qū)在經(jīng)濟結(jié)構不作大的調(diào)整情況下，預計2005年GDP達到7540億元。如果該地區(qū)的電力全部有當?shù)鼗鹆Πl(fā)電廠供給，請你預測一下2005年該地區(qū)需要的裝機容量（Tmax=5600h）。年份

15、GDP增長率用電量增長率電力彈性系數(shù)19901528/209/1991169610.992299.570.871992196115.6226113.970.891993230817.692817.660.431994265214.903099.960.671995302013.8734110.360.751996342813.5037810.850.801997385612.484149.520.761998426910.714437.000.65199946589.114757.220.79200051009.495107.370.78k=0.739 =8.13%E=682.75億度Cp=(

16、682.75*108/5600)*(1.2 1.25)=14630 15240MW17.1.4.2 電源規(guī)劃設計 (1) 電源規(guī)劃設計的任務、內(nèi)容和技術原則 1) 電源規(guī)劃設計的任務 電源規(guī)劃設計的任務是根據(jù)某一時期預測的負荷需要量，在滿足一定可靠性水平的條件下，尋求一個最經(jīng)濟的電源建設方案。它研究規(guī)劃期內(nèi)各種電源的開發(fā)順序，確定電源建設的項目、布局、容量及進度，其目的是滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展戰(zhàn)略的前提下，體現(xiàn)最大范圍的資源優(yōu)化配置。 為了實現(xiàn)電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，電源規(guī)劃設計應合理配置發(fā)電能源，優(yōu)化電源結(jié)構的布局，提高能源利用效率，降低能耗。電力建設要與環(huán)境保護同步規(guī)劃、同步實施。 2)

17、電源規(guī)劃設計的主要內(nèi)容 電源規(guī)劃設計的主要內(nèi)容有：確定發(fā)電設備總?cè)萘浚贿x擇電源結(jié)構；確定電源布局；電源建設方案優(yōu)化；提出電源建設項目表。 確定確定發(fā)電設備總?cè)萘?發(fā)電設備總?cè)萘渴怯深A測的最高發(fā)電負荷確定。它由工作容量及備用容量組成。系統(tǒng)總備用容量，一般考慮為系統(tǒng)最大發(fā)電負荷的20% 25% ，其中負荷備用2% 5%，事故備用10%，檢修備用8% 15%。 選擇電源結(jié)構 首先要根據(jù)規(guī)劃地區(qū)動力資源的特點和國家能源政策，確定合理的電源結(jié)構(即各類電源的比重)，然后再對各類電廠在電力系統(tǒng)中的作用進行合理分工，以便正確選擇各類發(fā)電廠的容量，確定其在電力系統(tǒng)中的及功能。 電源按所用的能源種類分為水電、火

18、電、核電及新能源發(fā)電。各類電源的特性看書 電源結(jié)構的選擇原則： 保證發(fā)電能源的穩(wěn)定供應 提高發(fā)電能源供應的經(jīng)濟性 適應負荷變動的需要，滿足調(diào)峰要求 保護生態(tài)，節(jié)約能源，減少污染 不同類型電廠分工原則：尖峰負荷主要由具有調(diào)節(jié)水庫的水電廠、火電廠中的調(diào)峰機組、抽水蓄能電廠和燃氣輪機電廠承擔；腰荷主要是腰荷火電廠、引水道較長且調(diào)節(jié)池較小的水電廠、抽汽供熱機組；基荷由基荷火電廠、核電廠、徑流水電廠或為灌溉、航運等綜合利用放水而發(fā)出的強制出力等承擔。各電廠的工作位置應通過技術經(jīng)濟比較確定。 確定電源布局 根據(jù)電力系統(tǒng)需要、負荷分布和建廠條件進行電源布局，同時還要考慮國家能源政策和電源建設的限制條件。 電

19、源布局的一般原則： 水電：結(jié)合水力資源分布，優(yōu)先開發(fā)建設具有較好調(diào)節(jié)性能的大中型水電廠，因地制宜發(fā)展邊遠山區(qū)的小水電。 火電：根據(jù)負荷需要優(yōu)先建設坑口電廠，在交通運輸條件較好的地方建設路口和港口電廠，在環(huán)境條件允許和技術條件可行、經(jīng)濟合理的前提下，在負荷中心地區(qū)建設骨干電廠。在可能取得天然氣的地區(qū)，可考慮建設天然氣的電廠。 核電：在能源資源缺乏、交通運輸緊張、經(jīng)濟比較發(fā)達的地區(qū)，適當發(fā)展核電廠。 合理的電源布局和電源結(jié)構應具備： 能源供應穩(wěn)定，能源流向合理，系統(tǒng)安全可靠、經(jīng)濟合理，節(jié)約能源，系統(tǒng)裝機容量和水電電量得到充分利用，滿足調(diào)峰要求，保護生態(tài)，減少污染等特點。 3) 電源規(guī)劃設計的技術原

20、則 電源規(guī)劃設計應遵循充足性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟性原則。具體體現(xiàn)在：大力推動水電建設和流域梯級開發(fā)，積極發(fā)展坑口電廠，建設路口、港口電廠和負荷中心電廠，適當建設核電站；考慮環(huán)境保護和資源永續(xù)利用，積極推進新能源發(fā)電和潔凈煤燃燒技術等工程應用；堅持規(guī)模經(jīng)濟，加快電源結(jié)構的調(diào)整和改造，嚴禁小型凝汽式火電機組的建設。17.1.4.3 電網(wǎng)規(guī)劃設計 (1) 電網(wǎng)設計的任務和內(nèi)容，設計的一般技術原則 1) 電網(wǎng)設計的任務和內(nèi)容 電網(wǎng)設計的任務是根據(jù)設計期內(nèi)的負荷需求及電源建設方案，確定相應的電網(wǎng)接線，以滿足可靠、經(jīng)濟地輸送電力的要求。 確定輸電方式； 選擇電網(wǎng)電壓； 確定網(wǎng)絡結(jié)構； 確定變電所布局和規(guī)

21、模。電網(wǎng)設計內(nèi)容 2) 電網(wǎng)設計的一般技術原則 電網(wǎng)是電力市場的載體，電網(wǎng)規(guī)劃必須滿足電力市場發(fā)展的需要并適當超前。 電網(wǎng)規(guī)劃必須堅持統(tǒng)一規(guī)劃，以安全可靠為基礎，突出整體經(jīng)濟效益。 電網(wǎng)規(guī)劃應重點研究目標網(wǎng)架，論證目標網(wǎng)架的最高電壓、輸電方式、供電規(guī)模。安全可靠、運行靈活、經(jīng)濟合理，具有一定的應變能力；潮流流向合理，避免網(wǎng)內(nèi)環(huán)流；網(wǎng)絡結(jié)構簡單，層次清晰，貫徹“分層分區(qū)”的原則：適應大型電廠接入電網(wǎng)。 應重視受端網(wǎng)絡規(guī)劃，建成堅強的受端網(wǎng)架。 送端網(wǎng)絡規(guī)劃應根據(jù)送端電源所能達到的最終規(guī)模，遠近結(jié)合統(tǒng)籌考慮。對于大型電源基地，路口、港口電廠集中的地區(qū)應作出戰(zhàn)略性安排。目標網(wǎng)架的要求目標網(wǎng)架的要求

22、(2) 電網(wǎng)電壓等級的選擇 電網(wǎng)電壓選擇的原則: 選定的電壓等級應符合國家電壓標準 3、6、10、35、66、110、220、330、500、750kV。我國現(xiàn)有電網(wǎng)的電壓等級配置大致分為兩類，即110/220/500kV及110/330/750kV，220kV以下配置為10/66/220、10(6)/35/110/220兩種系列。 選擇輸電電壓應根據(jù)網(wǎng)絡現(xiàn)狀和今后10 15年的輸電容量、輸電距離進行全面的技術經(jīng)濟比較后確定。 (3) 電網(wǎng)結(jié)構設計的一般方法 1) 電網(wǎng)結(jié)構設計的基本原則能滿足各種方式下潮流變化的需要，有一定靈活性，能適應系統(tǒng)發(fā)展的要求。任一元件無故障斷開，應能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行

23、，且不致使其他元件超過規(guī)定的事故過負荷和電壓允許偏差的要求。應有較大的抗擾動能力滿足穩(wěn)定導則標準。滿足分層和分區(qū)原則。合理控制系統(tǒng)短路電流。電網(wǎng)結(jié)構的基本要求（同導則）（同導則） 2) 電網(wǎng)結(jié)構設計的一般方法其它看書，講一下電力系統(tǒng)常用計算內(nèi)容和目的潮流計算：檢驗網(wǎng)絡方案正常或事故后穩(wěn)態(tài)運行方式下送電能力是否滿足要求。在正常運行方式下，各點電壓合格，線路或變壓器沒有過負荷情況。在n-1事故下，線路潮流不應超過持續(xù)允許的發(fā)熱容量，變壓器應沒有長時期過負荷現(xiàn)象。暫態(tài)穩(wěn)定計算：檢驗網(wǎng)絡方案故障方式或受到擾動情況下同步運行的能力。短路電流計算：主要目的是選擇新增斷路器的額定斷流容量，提出今后發(fā)展新型斷

24、路器的額定斷流容量，以及研究限制系統(tǒng)短路電流水平的措施。調(diào)相調(diào)壓計算：也是一種潮流計算，但計算的目的是檢驗無功補償是否滿足系統(tǒng)各種正常及事故運行方式下電壓水平的需要。工頻過電壓計算：研究330 750kV網(wǎng)絡的工頻過電壓水平是否滿足要求，為高抗配置、絕緣配合提供依據(jù)。產(chǎn)生原因：線路的電容效應、單相接地故障或突然甩負荷。潛供電流計算：研究和確定高壓線路是否允許采用快速單相重合閘。A AB BC CA AB BC C潛供電流是由于健全相電、磁耦合而產(chǎn)生在斷開相C相上的電流 (4) 發(fā)電廠接入系統(tǒng)設計 發(fā)電廠接入系統(tǒng)設計的目的是研究所設計的電廠與電力系統(tǒng)的關系，分析該發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位及作用，

25、確定發(fā)電廠的送電范圍、出線電壓等級及回路數(shù)、與電力網(wǎng)的連接方案等，并對發(fā)電廠電氣主接線、與電力網(wǎng)有關的電氣設備參數(shù)和主設備規(guī)范、發(fā)電廠運行方式等提出技術要求。當電廠的單機容量超過系統(tǒng)總?cè)萘康?%-10%時，應進行必要的分析論證。 (5) 系統(tǒng)聯(lián)絡線的設計 在聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)設計中，要對全電力系統(tǒng)進行潮流、調(diào)相調(diào)壓、穩(wěn)定、過電壓及短路計算，提出防止在正常運行方式下聯(lián)絡線上功率波動和低頻振蕩的措施，防止在故障后由于連鎖反應造成的系統(tǒng)失步、電壓崩潰和聯(lián)絡線過負荷的措施，確定聯(lián)網(wǎng)工程主設備參數(shù)，對繼電保護、安全自動裝置、調(diào)度自動化、遠動和通信方式，以及聯(lián)絡線的頻率和負荷控制提出技術要求。聯(lián)絡線的技術經(jīng)濟效

26、益: 系統(tǒng)互聯(lián)的技術經(jīng)濟效益有錯峰效益，調(diào)峰效益，補償效益，備用效益，規(guī)模經(jīng)濟效益，能源調(diào)劑效益。錯峰效益：由于各電力系統(tǒng)負荷特性及地理位置不同，最大負荷出現(xiàn)的時間不同。聯(lián)網(wǎng)后綜合最大負荷小于系統(tǒng)最大負荷之和，從而節(jié)省了裝機容量。調(diào)峰效益：水電替代部分火電進行調(diào)峰所獲得的效益。補償效益：由于系統(tǒng)內(nèi)各水電廠所處河流來水和水庫調(diào)節(jié)特性不同，聯(lián)網(wǎng)后可進行補償調(diào)節(jié)而獲得的效益。備用效益：可減少電力系統(tǒng)的負荷備用、事故備用容量，提高了電力系統(tǒng)可靠性。規(guī)模經(jīng)濟效益：聯(lián)網(wǎng)后電力系統(tǒng)規(guī)模擴大，發(fā)電設備總?cè)萘吭黾?，可選擇造價和運行費用較低的大容量機組。能源調(diào)劑效益：可以最大范圍的合理利用能源資源，改善電源結(jié)構和

27、電源布局。聯(lián)網(wǎng)后主要技術問題： 功率波動：由于互聯(lián)的各個系統(tǒng)自身負荷隨機波動和頻率變化所引起的一種時大時小含有多種固定響應頻率的持續(xù)振蕩，這種功率波動會惡化聯(lián)網(wǎng)后的穩(wěn)定運行，導致降低聯(lián)絡線的輸送容量。 低頻振蕩：由于系統(tǒng)中發(fā)電機采用快速勵磁后，在改善系統(tǒng)同步力矩提高暫態(tài)穩(wěn)定的同時，減弱了系統(tǒng)的阻尼力矩，聯(lián)網(wǎng)可能會出現(xiàn)負阻尼，從而帶來產(chǎn)生低頻振蕩的危險，影響系統(tǒng)的安全運行，使聯(lián)絡線輸送容量受到限制。 穩(wěn)定問題：聯(lián)網(wǎng)后穩(wěn)定問題變的復雜。系統(tǒng)受到干擾時，可能因預先考慮的保護控制系統(tǒng)失控而發(fā)生穩(wěn)定破壞等系統(tǒng)動態(tài)行為問題。聯(lián)絡線的安全措施： 安裝聯(lián)絡線輸送功率調(diào)節(jié)裝置；安裝失去解列裝置 在大容量發(fā)電機上

28、裝設電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，抑制功率波動和消除低頻振蕩； 安裝過負荷解列、低電壓解列等保護裝置。17.217.2 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基本要求17.2.1 17.2.1 保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基本要求17.2.1.117.2.1.1 總體要求 （1 1）為保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性 ，維持電網(wǎng)頻率、電壓的正常水平，系統(tǒng)應有足夠的靜態(tài)穩(wěn)定儲備和有功、無功備用容量。備用容量應分配合理，并有必要的調(diào)節(jié)手段。在正常負荷波動和調(diào)整有功、無功潮流時，均不應發(fā)生自發(fā)振蕩。 系統(tǒng)初始狀態(tài)要求系統(tǒng)初始狀態(tài)要求 (2) (2)電網(wǎng)結(jié)構是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基礎 能夠滿足各種運行方式下潮流變化的需要，具有一定的靈活性

29、，并能適應系統(tǒng)發(fā)展的要求； 任一元件無故障斷開，應能保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，且不致使其他元件超過規(guī)定的事故過負荷和電壓允許偏差的要求； 應有較大的抗擾動能力； 滿足分層和分區(qū)原則； 合理控制系統(tǒng)短路電流和加強網(wǎng)絡結(jié)構是一個矛盾，要協(xié)調(diào)解決。限制短路電流的主要原因是設備選擇問題和電網(wǎng)建設經(jīng)濟性問題。對電網(wǎng)結(jié)構的要求對電網(wǎng)結(jié)構的要求(3)在正常運行方式下，系統(tǒng)中任一元件發(fā)生單一故障時，不應導致主系統(tǒng)非同步運行，不應發(fā)生頻率崩潰和電壓崩潰。(4)在事故后經(jīng)調(diào)整的運行方式下，電力系統(tǒng)仍應有規(guī)定的靜態(tài)穩(wěn)定儲備，并滿足再次發(fā)生單一元件故障后的暫態(tài)穩(wěn)定和其他元件不超過規(guī)定事故過負荷能力的要求。(5)電力系統(tǒng)

30、發(fā)生穩(wěn)定破壞時，必須有預定的措施，以防止事故范圍擴大，減少事故損失。(6)低一級電壓電網(wǎng)中的任何元件發(fā)生各種類型的單一故障，均不得影響高一級電壓電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。系統(tǒng)應能承受的運行方式系統(tǒng)應能承受的運行方式17.2.1.217.2.1.2 電網(wǎng)結(jié)構 （1 1）受端網(wǎng)建設 受端系統(tǒng):電網(wǎng)結(jié)構相對密集、整體上需要從外部系統(tǒng)接受較大電力的系統(tǒng)。受端系統(tǒng)往往使整個電力系統(tǒng)潮流大量轉(zhuǎn)移，因此，加強受端系統(tǒng)的的建設，對提高整個電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平具有重要意義。加強受端系統(tǒng)內(nèi)部最高一級電壓的網(wǎng)絡聯(lián)系；為加強受端系統(tǒng)的電壓支持和運行的靈活性，在受端系統(tǒng)應接有足夠容量的電廠；受端系統(tǒng)要有足夠的無功補償容量；樞紐

31、變電所的規(guī)模要同受端系統(tǒng)的規(guī)模相適應；受端系統(tǒng)發(fā)電廠運行方式改變不應影響正常受電能力。受端網(wǎng)建設要求 (2) (2) 電源接入根據(jù)發(fā)電廠在系統(tǒng)中的地位和作用，不同規(guī)模的發(fā)電廠應分別接入相應的電壓網(wǎng)絡；受端系統(tǒng)主力電廠宜直接接入最高一級電壓電網(wǎng)。外部電源宜經(jīng)相對獨立的送電回路接入受端系統(tǒng)，盡量避免電源或送端系統(tǒng)之間的直接聯(lián)絡和送電回路落點過于集中。每一組送電回路的最大輸送功率所占受端系統(tǒng)總負荷的比例不宜過大。 (3) 電網(wǎng)分層分區(qū) 分層：將不同規(guī)模的發(fā)電廠和負荷接到相適應的電壓網(wǎng)絡上；分區(qū)：以受端系統(tǒng)為核心，將外部電源連接到受端系統(tǒng)，形成一個供需基本平衡的區(qū)域。分層分區(qū)原則：按照電網(wǎng)電壓等級和供

32、電區(qū)域。 隨著高一級電壓電網(wǎng)的建設，下級電壓電網(wǎng)應逐步實現(xiàn)分區(qū)運行，相鄰分區(qū)之間保持互為備用。應避免和消除嚴重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定的不同電壓等級的電磁環(huán)網(wǎng)，發(fā)電廠不宜裝設構成電磁環(huán)網(wǎng)的聯(lián)絡變壓器。 分區(qū)電網(wǎng)應盡可能簡化。(4)電力系統(tǒng)間的互聯(lián) 交流聯(lián)網(wǎng)電壓等級宜與主網(wǎng)最高一級電壓等級相一致。 互聯(lián)電網(wǎng)在任一側(cè)失去大電源或發(fā)生嚴重單一故障時，聯(lián)絡線應保持穩(wěn)定運行，并不應超過事故過負荷能力的規(guī)定。 聯(lián)絡線因故障斷開應保持各自系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。 系統(tǒng)間的交流聯(lián)絡線不宜構成弱聯(lián)系的大環(huán)網(wǎng)，并要考慮其中一回斷開時，其余聯(lián)絡線應保持穩(wěn)定運行，并可轉(zhuǎn)送規(guī)定的最大電力。 對交流弱聯(lián)網(wǎng)方案，應研究對電網(wǎng)安全穩(wěn)定的

33、影響。17.2.1.317.2.1.3 無功平衡及補償無功電源的安排應有規(guī)劃，并留有適當裕度，以保證系統(tǒng)各中樞點的電壓在正常和事故后均能滿足規(guī)定的要求。電網(wǎng)的無功補償應以分層分區(qū)和就地平衡為原則，避免經(jīng)長距離或多級變壓器傳送無功，330kV及以上電壓等級線路的充電功率應基本上予以補償。發(fā)電機或調(diào)相機應帶自動調(diào)節(jié)勵磁運行。受端系統(tǒng)中應有足夠的動態(tài)無功備用容量。17.2.1.417.2.1.4 對機網(wǎng)協(xié)調(diào)及廠網(wǎng)協(xié)調(diào)的要求 發(fā)電機組的參數(shù)選擇、發(fā)電機保護和自動裝置的配置和整定必須與電力系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，保證其性能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求。 為什么提出機網(wǎng)協(xié)調(diào)？17.2.1.517.2.1.5 防止電力系

34、統(tǒng)崩潰 (1)(1) 電網(wǎng)結(jié)構上應體現(xiàn)合理的分層分區(qū)原則。電力系統(tǒng)必須在適當?shù)攸c設置解列點，并裝設自動解列裝置。當系統(tǒng)發(fā)生穩(wěn)定破壞時，能夠有計劃地將系統(tǒng)迅速而合理地解列為供需平衡、各自保持同步運行的兩個或幾個部分，防止系統(tǒng)長時間不能拉入同步或造成系統(tǒng)頻率和電壓崩潰。(2) (2) 電力系統(tǒng)必須考慮可能發(fā)生的最嚴重事故情況，并配合解列點的安排，合理安排自動低頻減負荷的順序和所切負荷數(shù)值。當整個系統(tǒng)或解列后的局部出現(xiàn)功率缺額時，能夠有計劃地按頻率下降情況自動減去足夠數(shù)量的負荷，以保證重要用戶的不間斷供電。發(fā)電廠應有可靠的保證廠用電供電的措施，防止因失去廠用電導致全廠停電。(3) (3) 在負荷集中

35、地區(qū)，應考慮當運行電壓降低時，自動或手動切除部分負荷，或有計劃解列，以防止發(fā)生電壓崩潰。17.2.1.6 電力系統(tǒng)全停后的恢復了解一下(1) 電力系統(tǒng)全停后的恢復應首先確定停電系統(tǒng)的地區(qū)、范圍和狀況，然后依次確定本區(qū)內(nèi)電源或外部系統(tǒng)幫助恢復供電的可能性。當不可能時，應很快投入系統(tǒng)黑起動方案。(2) 制定黑起動方案應根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構的特點合理劃分區(qū)域，每個區(qū)域必須安排12臺具備黑起動能力機組。(3) 系統(tǒng)全停后的恢復方案，應適合本系統(tǒng)的實際情況，以便能快速有序地實現(xiàn)系統(tǒng)的重建和對用戶恢復供電?；謴头桨钢袘ńM織措施、技術措施、恢復步驟和恢復過程中應注意的問題，其保護、通信、遠動、及安全自動裝置均應

36、滿足自起動和逐步恢復其他線路和負荷供電的特殊要求。(4) 在恢復起動過程中應注意有功功率、無功功率平衡，防止發(fā)生自勵磁和電壓失控及頻率的大幅度波動，必須考慮系統(tǒng)恢復過程中的穩(wěn)定問題，合理投入繼電保護和安全自動裝置，防止保護誤動而中斷或延誤系統(tǒng)恢復。17.2.2 電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定標準17.2.2.1 電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲備標準(1) 在正常運行方式下，按功角判據(jù)計算的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)Kp應為15% 20，按無功電壓判據(jù)計算的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)Kv為10% 15。(2) 在事故后運行方式和特殊運行方式下，Kp不得低于10，Kv不得低于8。(3) 水電廠送出線路或次要輸電線路下列情況下允許只按靜態(tài)穩(wěn)

37、定儲備送電，但應有防止事故擴大的相應措施： a)發(fā)生穩(wěn)定破壞但不影響主系統(tǒng)的穩(wěn)定 b)在事故后運行方式下 靜態(tài)穩(wěn)定的概念 靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在遭到小干擾后恢復至穩(wěn)態(tài)運行方式的能力。小干擾是指在這種干擾作用下電力系統(tǒng)參數(shù)的變化與參數(shù)本身相比可以忽略不計。 發(fā)電機的有功功角特性：SinUEPeqqEPeUX發(fā)電機電磁功率發(fā)電機電勢受端系統(tǒng)電壓綜合阻抗（含發(fā)電機、線路、變壓器)PePm 0090PmaxPUEPqmax-靜態(tài)穩(wěn)定極限0180UqEX發(fā)電機的無功功角特性：XUCosUEQq2qEQUX發(fā)電機無功功率 發(fā)電機電勢受端系統(tǒng)電壓綜合阻抗（含發(fā)電機、線路、變壓器)0090Q0180XU2Uq

38、EX 靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù) 為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，電力系統(tǒng)必須留有一定的功率和電壓穩(wěn)定儲備。衡量靜態(tài)穩(wěn)定儲備有有功功率儲備系數(shù)和電壓儲備系數(shù)。 有功功率儲備系數(shù)：%100maxPPPeoeoKpPeomaxPKp靜態(tài)穩(wěn)定極限運行狀態(tài)下輸送功率靜態(tài)有功功率儲備系數(shù)PeoPm 0090PmaxP0180 在正常運行方式和正常檢修運行方式下，Kp應不低于15%-20%，在事故后運行方式和特殊運行方式下，Kp應大于10%。事故后是指故障引起的擾動已經(jīng)結(jié)束，但系統(tǒng)并未恢復到故障前狀態(tài)。0ddP靜態(tài)穩(wěn)定判據(jù)：機組震蕩或搖擺的根本原因是機械功率與電磁功率的不平衡造成的。 電壓穩(wěn)定儲備系數(shù)：%10000U

39、UUcrKuUoUcrKu臨界電壓運行電壓靜態(tài)電壓儲備系數(shù)UbUcrUQUa 在正常運行方式和正常檢修運行方式下，Ku應不低于10%-15%，在事故后運行方式和特殊運行方式下，Ku應大于8%。GQLQ靜態(tài)無功-電壓曲線Q穩(wěn)定判據(jù)：0dUdQ請更正！例： 某簡單電力系統(tǒng)及參數(shù)見圖，不計勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，判斷該機組的靜態(tài)有功穩(wěn)定儲備系數(shù)是否滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定導則要求。0 . 1U972. 1EqXt0 . 1U0049982. 0qdxxXl267. 0Xt237. 0XlXdXXXlXtXq486.1SinUEPeqSin486.10.1972.1Sin327.1049327.1SinPeo 001.

40、 1maxP090327. 1Sin327. 1%100maxPPPeoeoKp%7 .3220% 滿足要求17.2.2.2 電力系統(tǒng)承受大擾動能力的安全穩(wěn)定標準三級標準：第一級標準：保持穩(wěn)定運行和電網(wǎng)的正常供電；第二級標準：保持穩(wěn)定運行，但允許損失部分負荷；第三級標準：當系統(tǒng)不能保持穩(wěn)定運行時，必須防止 系統(tǒng)崩潰并盡量減少負荷損失.出線單相瞬時接地故障重合成功；同級電壓的雙回線或多回線和環(huán)網(wǎng)，任一回線單相永久故障重合不成功及無故障三相斷開不重合；同級電壓的雙回線或多回線和環(huán)網(wǎng)，任一回線三相故障斷開不重合；任一發(fā)電機跳閘或失磁；受端系統(tǒng)任一臺變壓器故障退出運行；任一大負荷突然變化；任一回交流聯(lián)

41、絡線故障或無故障斷開不重合；直流輸電線路單極故障。 第一級標準：正常運行方式下電力系統(tǒng)受到下述單一故障擾動后，保護、開關及重合閘正確動作，不采取穩(wěn)定控制措施，必須保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和電網(wǎng)的正常供電。電網(wǎng)處于穩(wěn)定狀態(tài)下一級標準系統(tǒng)應承受的擾動 第二級安全穩(wěn)定標準: 正常運行方式下的電力系統(tǒng)受到下述較嚴重的故障擾動后，保護、開關及重合閘正確動作，應能保持穩(wěn)定運行，必要時允許采取切機和切負荷等穩(wěn)定控制措施允許損失部分負荷。電網(wǎng)處于穩(wěn)定狀態(tài)下 單回線單相永久性故障重合不成功及無故障三相斷開不重合 任一段母線故障； 同桿并架雙回線的異名兩相同時發(fā)生單相接地故障重合不成功，雙回線三相同時跳開； 直流輸電

42、線路雙極故障。二級標準系統(tǒng)應承受的擾動 第三級安全穩(wěn)定標準：電力系統(tǒng)因下列情況導致穩(wěn)定破壞時，必須采取措施，防止系統(tǒng)崩潰，避免造成長時間大面積停電和對最重要用戶(包括廠用電)的災害性停電，使負荷損失盡可能減少到最小，電力系統(tǒng)應盡快恢復正常運行。電網(wǎng)穩(wěn)定已破壞故障時開關拒動；故障時繼電保護、自動裝置誤動或拒動；自動調(diào)節(jié)裝置失靈；多重故障； 失去大容量發(fā)電廠；其他偶然因素。三級標準系統(tǒng)承受的擾動17.2.2.3 對幾種特殊情況的要求(1)為了使失去同步的電力系統(tǒng)能夠迅速恢復正常運行，經(jīng)計算分析，在全部滿足下列三個條件的前提下，可以不解列，允許局部系統(tǒng)作短時間的非同步運行。 非同步運行時通過發(fā)電機、

43、調(diào)相機等的振蕩電流在允許范圍內(nèi)，不致?lián)p壞系統(tǒng)重要設備； 在非同步運行過程中，電網(wǎng)樞紐點或接有重要用戶的母線電壓波動最低值不低于額定值的75； 系統(tǒng)只在兩個部分之間失去同步。(2)向特別重要受端系統(tǒng)送電的雙回及以上線路中的任意兩回線同時無故障或故障斷開，應采取措施保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和對重要負荷的正常供電，其他線路不發(fā)生連鎖跳閘。(3)在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)高一級電壓的初期，發(fā)生線路單相永久故障，允許采取切機措施；當發(fā)生線路三相短路故障時，允許采取切機和切負荷措施。(4)任一線路、母線主保護停運時，發(fā)生單相永久接地故障，應采取措施保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。非同步運行三條件非同步運行三條件加強網(wǎng)絡結(jié)構。

44、提高輸電線路的電壓等級。發(fā)電機采用強力式自動勵磁調(diào)節(jié)裝置，提高勵磁響應。減小單位長度電抗，提高線路的自然功率，如采用緊湊型輸電線路、增加相導線分裂數(shù)等。 在受端及中間變電所裝設附加的調(diào)相機。 采用柔性輸電技術，如采用可控串聯(lián)或并聯(lián)補償裝置等。17.2.3 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平的措施17.2.3.1 提高靜態(tài)穩(wěn)定的措施SinUEPqqEPUX發(fā)電機電磁功率發(fā)電機電勢受端系統(tǒng)電壓綜合阻抗（含發(fā)電機、線路、變壓器)17.2.3.2 提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施 快速切除故障和應用自動重合閘裝置。 發(fā)電機快速強行勵磁。 裝設電力系統(tǒng)穩(wěn)定器。 采用發(fā)電機電氣制動。 采用切機和切負荷裝置。 輸電線路的強行補償。 采

45、用發(fā)電機組快速關汽門技術。 有些措施在提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的同時，也就提高了電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。 17.3 無功補償型式選擇及容量配置17.3.1.1 交流系統(tǒng)無功補償?shù)脑O計原則 無功補償和電網(wǎng)的那些因素相關呢？電壓、工頻過電壓、潛供電流、諧波、經(jīng)濟運行、穩(wěn)定等。因此，無功補償設計是一項綜合性非常強的工作。 無功補償?shù)脑O計原則： (1) 分層、分區(qū)就地平衡的原則：簡單的說，那里消耗無功在那里補償，或在不需要無功流動的地方進行補償。無功補償分為容性無功補償和感性無功補償。 (2)330-500kV電網(wǎng)，應按無功電力分層就地平衡的基本要求配置高低壓并聯(lián)電抗器，以補償超高壓線路的充電功率。一般情況

46、下，高、低壓并聯(lián)電抗器的總?cè)萘坎灰说陀诰€路充電功率的90%，高、低壓并聯(lián)電抗器的容量分配應按系統(tǒng)的條件和各自的特點全面研究決定。 (3) 330-500kV受端電網(wǎng)，應按輸入有功容量相應配套安裝無功補償設備，其容量(kvar)宜按輸入容量(kW)的40%-50%計算，分別安裝在由其供電的220kV及以下變電所中。并聯(lián)電容器組和低壓并聯(lián)電抗器組的補償容量，宜分別為主變壓器容量的30%以下。 (4)電力系統(tǒng)應有事故無功電力備用，其備用容量應滿足正常運行方式下，突然失去一回線路、或一臺最大容量無功補償設備、或本地區(qū)一臺最大容量發(fā)電機(包括發(fā)電機失磁)的需要。無功電源中的事故備用容量，應主要儲備于運行中的發(fā)電機、調(diào)相機和靜止型動態(tài)無功補償裝置中，以便在電網(wǎng)發(fā)生因無功不足可能導致電壓崩潰事故時，能快速增加無功電源容量，保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 無功補償裝置一般情況下應首先考慮采用投資省、損耗小、分組投切的并聯(lián)電容器組或低壓并聯(lián)電抗器組。對大容量樞變電所和有特殊技術要求的變電所