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1、全國(guó)注冊(cè)電氣師全國(guó)注冊(cè)電氣師輔導(dǎo)輔導(dǎo)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)第17章 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)了解電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)、內(nèi)容和方法;了解了解電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本要求;熟悉無(wú)功補(bǔ)償型式選擇及容量配置17.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容及方法 17.1.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)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(shí)間為515515年)和長(zhǎng)期規(guī)劃(時(shí)間為1515年以上)。電力規(guī)劃年度的劃分一般與國(guó)民經(jīng)濟(jì)規(guī)劃年度相對(duì)應(yīng),便于對(duì)比分析。 目前我國(guó)處于第十一個(gè)五年計(jì)劃當(dāng)中。 17.1.217.1.2 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)17.1.2.1 17.1.2.1 電力系統(tǒng)長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃 主要研究電力發(fā)
2、展的戰(zhàn)略性問(wèn)題,其任務(wù)是根據(jù)規(guī)劃地區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展長(zhǎng)期規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)布局和能源資源開(kāi)發(fā)與分布情況,宏觀分析電力市場(chǎng)需求,進(jìn)行煤、水、電、運(yùn)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(gòu),電網(wǎng)主框架,能源多樣化等,必要時(shí)提出更高一級(jí)電壓的選擇意見(jiàn)、電力設(shè)備制造能力開(kāi)發(fā)要求以及電力科學(xué)技術(shù)方向等。 長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃的主要內(nèi)容有電力需求預(yù)測(cè)、動(dòng)力資源開(kāi)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(huì)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(shè)方案。其任務(wù)是根據(jù)規(guī)劃地區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展目
3、標(biāo)、電力需求水平及負(fù)荷特性、電力流向、能源資源開(kāi)發(fā)條件、節(jié)能分析、環(huán)境及社會(huì)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(xiàng)目開(kāi)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(yù)測(cè),動(dòng)力資源開(kāi)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(huì)影響分析以及對(duì)建設(shè)資金、電價(jià)水平進(jìn)行測(cè)算和分析等。電力系統(tǒng)中期發(fā)展規(guī)劃是電力項(xiàng)目開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的依據(jù)。電力系統(tǒng)中期發(fā)展規(guī)劃是在長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,受長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃的約束和指導(dǎo)。 17.1.2.3 17.1.2.3 五年規(guī)劃的任務(wù)和內(nèi)容 研究國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展五年規(guī)劃及經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)電力工業(yè)發(fā)展的要求,找出電力工業(yè)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不相適應(yīng)的主要問(wèn)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(fù)荷特性、電力電量平衡、環(huán)境及社會(huì)影響等,提出五年內(nèi)電源、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整和建設(shè)原則,調(diào)整建設(shè)項(xiàng)目的進(jìn)度及順序,進(jìn)行逐年投融資、燃料及運(yùn)輸平衡,測(cè)算逐年電價(jià)、環(huán)境指標(biāo)等,開(kāi)展相應(yīng)的二次系統(tǒng)規(guī)劃工作。五年規(guī)劃是編制、報(bào)批項(xiàng)目建議書(shū)、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告書(shū)的依據(jù),是電力發(fā)展規(guī)劃工作的重點(diǎn)。 17.1.3 17.1.3 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的程序和工作方法 17.1.3.117.1.3.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的程序了解 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是電力建設(shè)前期工作的重要組成部分,在進(jìn)行電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃的同時(shí)也進(jìn)行水、火電廠及聯(lián)網(wǎng)工程的初步可行性研究,以便編報(bào)項(xiàng)目建議書(shū)。項(xiàng)目建議
5、書(shū)審批立項(xiàng)后可開(kāi)展可行性研究,為編寫(xiě)可行性研究報(bào)告提供依據(jù),可行性研究批準(zhǔn)后項(xiàng)目即可列入國(guó)家建設(shè)計(jì)劃。在可行性研究工作的同時(shí)可以開(kāi)展電廠接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)專(zhuān)題設(shè)計(jì)以配合稍后開(kāi)展的本體工程初步設(shè)計(jì),提供設(shè)計(jì)的技術(shù)條件和參數(shù)規(guī)范。詳見(jiàn)下圖 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì) 初步可行 性研究 項(xiàng)目建 議書(shū) 可行性 研究 列入國(guó)家建 設(shè)計(jì)劃 初步設(shè)計(jì) 施工圖設(shè)計(jì) 開(kāi)展接入開(kāi)展接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 前期工作范圍 17.1.3.217.1.3.2 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作方法 17.1.4 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 電力需求預(yù)測(cè)、電源規(guī)劃設(shè)計(jì)、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)三大塊。電力需求預(yù)測(cè)、電源規(guī)劃設(shè)計(jì)、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)三大塊。17.1.4
6、.1 電力需求預(yù)測(cè)及電力平衡 (1 1) 電力負(fù)荷的分類(lèi) 按物理性能分類(lèi):有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷 S=P+jQ P: 有功負(fù)荷 Q: 無(wú)功負(fù)荷 在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中,需同時(shí)滿足有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷的要求。有功大家概念比較清楚,無(wú)功在系統(tǒng)中的作用?一個(gè)是電壓支撐作用,另一個(gè)為旋轉(zhuǎn)元件提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。具有電壓和頻率特性 按電能的生產(chǎn)、供給和銷(xiāo)售過(guò)程分類(lèi):分為發(fā)電負(fù)荷、供電負(fù)荷和用電負(fù)荷。 三者之間的關(guān)系:P PG G 發(fā)電負(fù)荷P PA A 廠用負(fù)荷P PL L 用電負(fù)荷P P 網(wǎng)損P PS S 供電負(fù)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(lèi),可分為國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(wù)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(fù)荷和年、月、日最高負(fù)荷等。 按負(fù)荷的重要性分類(lèi),分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。其中一級(jí)負(fù)荷指中斷供電將造成人身傷亡,或在政治經(jīng)濟(jì)上有重大損失的負(fù)荷;二級(jí)負(fù)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(jì)上有較大損失的負(fù)荷;三級(jí)負(fù)荷指不屬于以上一級(jí)和二級(jí)的負(fù)荷。 (2 2)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)內(nèi)容 負(fù)荷預(yù)測(cè)包括
8、電量需求預(yù)測(cè)和最大負(fù)荷預(yù)測(cè)兩大部分內(nèi)容: 電量需求預(yù)測(cè),包括分行業(yè)、分地區(qū)和分年度預(yù)測(cè);電力負(fù)荷預(yù)測(cè),包括年最大負(fù)荷預(yù)測(cè)、年時(shí)序負(fù)荷曲線預(yù)測(cè)、年負(fù)荷曲線預(yù)測(cè)、典型日負(fù)荷曲線和負(fù)荷特性預(yù)測(cè),如平均負(fù)荷率、最小負(fù)荷率、最大峰谷差、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)等。 最大負(fù)荷與最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)的關(guān)系:E=Pmax*Tmax 最大負(fù)荷與最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)的關(guān)系:E=Pmax*Tmax,其意義如下:tPPmaxssTmax年負(fù)荷曲線某電力系統(tǒng)2010年年負(fù)荷曲線預(yù)測(cè)165001700017500180001850019000195002000020500210002150022000123456789101112
9、月份最大發(fā)購(gòu)電負(fù)荷(MW)表示一年內(nèi)各月最大負(fù)荷的變化情況時(shí)序負(fù)荷曲線 某電力系統(tǒng)2010年時(shí)續(xù)負(fù)荷曲線預(yù)測(cè)200040006000800010000120001400016000180002000022000110012001300140015001600170018001小時(shí)數(shù)發(fā)購(gòu)電負(fù)荷(MW)負(fù)荷特性參數(shù)某電力系統(tǒng)冬季典型日負(fù)荷曲線某電力系統(tǒng)冬季典型日負(fù)荷曲線36003850410043504600485051005350560058506100135791113151719212311月20日發(fā)購(gòu)電負(fù)荷(MW)PpjpjPzdzdPzxzx1P Ppjpj= =E/TE/T E:電量,
10、T:對(duì)應(yīng)的時(shí)間=Ppjpj/Pzdzd :日負(fù)荷率=Pzxzx/Pzdzd :日最小負(fù)荷率 負(fù)荷預(yù)測(cè)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(zhǎng)的因素和規(guī)律,需要在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,對(duì)一次能源變化與電力負(fù)荷的關(guān)系、國(guó)民生產(chǎn)總值增長(zhǎng)與電力負(fù)荷增長(zhǎng)的關(guān)系、人口增長(zhǎng)與電力負(fù)荷增長(zhǎng)的關(guān)系和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、科技進(jìn)步、節(jié)能措施等因素對(duì)電力需求的影響進(jìn)行分析研究。對(duì)預(yù)測(cè)的負(fù)荷水平應(yīng)用多種方法校驗(yàn),并與歷史增長(zhǎng)情況進(jìn)行對(duì)比分析和說(shuō)明。 (3 3) 需電量的預(yù)測(cè)方法 用電單耗法:將預(yù)測(cè)期的產(chǎn)品產(chǎn)量(或產(chǎn)值)乘以用電單耗,計(jì)算式為 E 某行業(yè)預(yù)測(cè)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(fù)荷預(yù)測(cè)。做為中遠(yuǎn)期負(fù)荷預(yù)測(cè)時(shí),需要考慮科技進(jìn)步、環(huán)境變化對(duì)產(chǎn)值單耗的影響。對(duì)產(chǎn)值單耗變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)和說(shuō)明。niii1iiM 電力彈性系數(shù)法:用電量的平均年增長(zhǎng)率與同期國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值平均年增長(zhǎng)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(xué)技術(shù)水平、國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、人民生活水平等因素有關(guān)。 En=E0(1+K)n En 預(yù)測(cè)期末的需用電量; E0 預(yù)測(cè)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(jì)算期年數(shù); 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值平均年增長(zhǎng)速度。 電力彈性系數(shù)是一個(gè)宏觀指標(biāo),主要用于負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果的校驗(yàn)或遠(yuǎn)期負(fù)荷估測(cè)。 另外,常用的還有回歸分析法、
12、 時(shí)間序列法、綜合用電水平法和負(fù)荷密度法。看書(shū)了解一下,知道各種方法的適用范圍。 (4 4)最大負(fù)荷值預(yù)測(cè)方法 一般可用最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)法、同時(shí)率法預(yù)測(cè)最大負(fù)荷值。 最大負(fù)荷利用小時(shí)法: Pmax= E/Tmax 公式的意義前邊已經(jīng)講過(guò)了 Pmax 預(yù)測(cè)期最大負(fù)荷; E 預(yù)測(cè)期需用電量; Tmax 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。和用電結(jié)構(gòu)有關(guān) 同時(shí)率法: Pmax Pmax 預(yù)測(cè)期最大負(fù)荷; k 同時(shí)系數(shù);統(tǒng)計(jì)數(shù)字,區(qū)域越大,數(shù)字越小 Pi 分地區(qū)最大負(fù)荷。 各地區(qū)的最大值不在同一時(shí)刻出現(xiàn),同時(shí)率的大小與電力用戶(hù)的多少、各用戶(hù)的用電特點(diǎn)等有關(guān)。每個(gè)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料確定。nii1 (5 5)電力
13、電量平衡計(jì)算 電力電量平衡研究的主要問(wèn)題: 確定電力系統(tǒng)需要的發(fā)電設(shè)備容量 確定規(guī)劃設(shè)計(jì)年度內(nèi)逐年新增的裝機(jī)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(jì)算系統(tǒng)需要的燃料消耗量 確定各類(lèi)型電廠的發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)數(shù) 確定水電廠電量的利用程度,論證水電裝機(jī)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(jī)容量:指系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組額定容量的總和 系統(tǒng)需要裝機(jī)容量:工作容量和備用容量之和 工作容量:指發(fā)電機(jī)擔(dān)任電力系統(tǒng)正常負(fù)荷的容量 重復(fù)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(shè)的發(fā)電容量。重復(fù)容量是在一定的設(shè)計(jì)供電范圍、負(fù)荷水平和設(shè)計(jì)保證率條件下選定
14、的,當(dāng)任一條件變化時(shí),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(shè)備不能按額定容量發(fā)電時(shí)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(fù)荷的20% 25% ,其中負(fù)荷備用2% 5%,事故備用10%,檢修備用8% 15%。 例:某地區(qū)經(jīng)濟(jì)近幾年取得了高速發(fā)展, 1990年2000年經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表。在過(guò)去的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,電力行業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了很好的促進(jìn)作用,對(duì)應(yīng)年份全社會(huì)電量消耗見(jiàn)表。某地區(qū)在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不作大的調(diào)整情況下,預(yù)計(jì)2005年GDP達(dá)到7540億元。如果該地區(qū)的電力全部有當(dāng)?shù)鼗鹆Πl(fā)電廠供給,請(qǐng)你預(yù)測(cè)一下2005年該地區(qū)需要的裝機(jī)容量(Tmax=5600h)。年份
15、GDP增長(zhǎng)率用電量增長(zhǎng)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(shè)計(jì) (1) 電源規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)、內(nèi)容和技術(shù)原則 1) 電源規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù) 電源規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)某一時(shí)期預(yù)測(cè)的負(fù)荷需要量,在滿足一定可靠性水平的條件下,尋求一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的電源建設(shè)方案。它研究規(guī)劃期內(nèi)各種電源的開(kāi)發(fā)順序,確定電源建設(shè)的項(xiàng)目、布局、容量及進(jìn)度,其目的是滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(shí)現(xiàn)電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,電源規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)合理配置發(fā)電能源,優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)的布局,提高能源利用效率,降低能耗。電力建設(shè)要與環(huán)境保護(hù)同步規(guī)劃、同步實(shí)施。 2)
17、電源規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 電源規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有:確定發(fā)電設(shè)備總?cè)萘?;選擇電源結(jié)構(gòu);確定電源布局;電源建設(shè)方案優(yōu)化;提出電源建設(shè)項(xiàng)目表。 確定確定發(fā)電設(shè)備總?cè)萘?發(fā)電設(shè)備總?cè)萘渴怯深A(yù)測(cè)的最高發(fā)電負(fù)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(fù)荷的20% 25% ,其中負(fù)荷備用2% 5%,事故備用10%,檢修備用8% 15%。 選擇電源結(jié)構(gòu) 首先要根據(jù)規(guī)劃地區(qū)動(dòng)力資源的特點(diǎn)和國(guó)家能源政策,確定合理的電源結(jié)構(gòu)(即各類(lèi)電源的比重),然后再對(duì)各類(lèi)電廠在電力系統(tǒng)中的作用進(jìn)行合理分工,以便正確選擇各類(lèi)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(lèi)分為水電、火
18、電、核電及新能源發(fā)電。各類(lèi)電源的特性看書(shū) 電源結(jié)構(gòu)的選擇原則: 保證發(fā)電能源的穩(wěn)定供應(yīng) 提高發(fā)電能源供應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性 適應(yīng)負(fù)荷變動(dòng)的需要,滿足調(diào)峰要求 保護(hù)生態(tài),節(jié)約能源,減少污染 不同類(lèi)型電廠分工原則:尖峰負(fù)荷主要由具有調(diào)節(jié)水庫(kù)的水電廠、火電廠中的調(diào)峰機(jī)組、抽水蓄能電廠和燃?xì)廨啓C(jī)電廠承擔(dān);腰荷主要是腰荷火電廠、引水道較長(zhǎng)且調(diào)節(jié)池較小的水電廠、抽汽供熱機(jī)組;基荷由基荷火電廠、核電廠、徑流水電廠或?yàn)楣喔?、航運(yùn)等綜合利用放水而發(fā)出的強(qiáng)制出力等承擔(dān)。各電廠的工作位置應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 確定電源布局 根據(jù)電力系統(tǒng)需要、負(fù)荷分布和建廠條件進(jìn)行電源布局,同時(shí)還要考慮國(guó)家能源政策和電源建設(shè)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(kāi)發(fā)建設(shè)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(yuǎn)山區(qū)的小水電。 火電:根據(jù)負(fù)荷需要優(yōu)先建設(shè)坑口電廠,在交通運(yùn)輸條件較好的地方建設(shè)路口和港口電廠,在環(huán)境條件允許和技術(shù)條件可行、經(jīng)濟(jì)合理的前提下,在負(fù)荷中心地區(qū)建設(shè)骨干電廠。在可能取得天然氣的地區(qū),可考慮建設(shè)天然氣的電廠。 核電:在能源資源缺乏、交通運(yùn)輸緊張、經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū),適當(dāng)發(fā)展核電廠。 合理的電源布局和電源結(jié)構(gòu)應(yīng)具備: 能源供應(yīng)穩(wěn)定,能源流向合理,系統(tǒng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理,節(jié)約能源,系統(tǒng)裝機(jī)容量和水電電量得到充分利用,滿足調(diào)峰要求,保護(hù)生態(tài),減少污染等特點(diǎn)。 3) 電源規(guī)劃設(shè)計(jì)的技術(shù)原
20、則 電源規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)遵循充足性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性原則。具體體現(xiàn)在:大力推動(dòng)水電建設(shè)和流域梯級(jí)開(kāi)發(fā),積極發(fā)展坑口電廠,建設(shè)路口、港口電廠和負(fù)荷中心電廠,適當(dāng)建設(shè)核電站;考慮環(huán)境保護(hù)和資源永續(xù)利用,積極推進(jìn)新能源發(fā)電和潔凈煤燃燒技術(shù)等工程應(yīng)用;堅(jiān)持規(guī)模經(jīng)濟(jì),加快電源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和改造,嚴(yán)禁小型凝汽式火電機(jī)組的建設(shè)。17.1.4.3 電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì) (1) 電網(wǎng)設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容,設(shè)計(jì)的一般技術(shù)原則 1) 電網(wǎng)設(shè)計(jì)的任務(wù)和內(nèi)容 電網(wǎng)設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)設(shè)計(jì)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。 確定輸電方式; 選擇電網(wǎng)電壓; 確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu); 確定變電所布局和規(guī)
21、模。電網(wǎng)設(shè)計(jì)內(nèi)容 2) 電網(wǎng)設(shè)計(jì)的一般技術(shù)原則 電網(wǎng)是電力市場(chǎng)的載體,電網(wǎng)規(guī)劃必須滿足電力市場(chǎng)發(fā)展的需要并適當(dāng)超前。 電網(wǎng)規(guī)劃必須堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)劃,以安全可靠為基礎(chǔ),突出整體經(jīng)濟(jì)效益。 電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)重點(diǎn)研究目標(biāo)網(wǎng)架,論證目標(biāo)網(wǎng)架的最高電壓、輸電方式、供電規(guī)模。安全可靠、運(yùn)行靈活、經(jīng)濟(jì)合理,具有一定的應(yīng)變能力;潮流流向合理,避免網(wǎng)內(nèi)環(huán)流;網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,層次清晰,貫徹“分層分區(qū)”的原則:適應(yīng)大型電廠接入電網(wǎng)。 應(yīng)重視受端網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,建成堅(jiān)強(qiáng)的受端網(wǎng)架。 送端網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)根據(jù)送端電源所能達(dá)到的最終規(guī)模,遠(yuǎn)近結(jié)合統(tǒng)籌考慮。對(duì)于大型電源基地,路口、港口電廠集中的地區(qū)應(yīng)作出戰(zhàn)略性安排。目標(biāo)網(wǎng)架的要求目標(biāo)網(wǎng)架的要求
22、(2) 電網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇 電網(wǎng)電壓選擇的原則: 選定的電壓等級(jí)應(yīng)符合國(guó)家電壓標(biāo)準(zhǔn) 3、6、10、35、66、110、220、330、500、750kV。我國(guó)現(xiàn)有電網(wǎng)的電壓等級(jí)配置大致分為兩類(lèi),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(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和今后10 15年的輸電容量、輸電距離進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 (3) 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法 1) 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yīng)系統(tǒng)發(fā)展的要求。任一元件無(wú)故障斷開(kāi),應(yīng)能保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行
23、,且不致使其他元件超過(guò)規(guī)定的事故過(guò)負(fù)荷和電壓允許偏差的要求。應(yīng)有較大的抗擾動(dòng)能力滿足穩(wěn)定導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)。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(gòu)的基本要求(同導(dǎo)則)(同導(dǎo)則) 2) 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般方法其它看書(shū),講一下電力系統(tǒng)常用計(jì)算內(nèi)容和目的潮流計(jì)算:檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)方案正?;蚴鹿屎蠓€(wěn)態(tài)運(yùn)行方式下送電能力是否滿足要求。在正常運(yùn)行方式下,各點(diǎn)電壓合格,線路或變壓器沒(méi)有過(guò)負(fù)荷情況。在n-1事故下,線路潮流不應(yīng)超過(guò)持續(xù)允許的發(fā)熱容量,變壓器應(yīng)沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)期過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象。暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算:檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)方案故障方式或受到擾動(dòng)情況下同步運(yùn)行的能力。短路電流計(jì)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(jì)算:也是一種潮流計(jì)算,但計(jì)算的目的是檢驗(yàn)無(wú)功補(bǔ)償是否滿足系統(tǒng)各種正常及事故運(yùn)行方式下電壓水平的需要。工頻過(guò)電壓計(jì)算:研究330 750kV網(wǎng)絡(luò)的工頻過(guò)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(yīng)、單相接地故障或突然甩負(fù)荷。潛供電流計(jì)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(kāi)相C相上的電流 (4) 發(fā)電廠接入系統(tǒng)設(shè)計(jì) 發(fā)電廠接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是研究所設(shè)計(jì)的電廠與電力系統(tǒng)的關(guān)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(jí)及回路數(shù)、與電力網(wǎng)的連接方案等,并對(duì)發(fā)電廠電氣主接線、與電力網(wǎng)有關(guān)的電氣設(shè)備參數(shù)和主設(shè)備規(guī)范、發(fā)電廠運(yùn)行方式等提出技術(shù)要求。當(dāng)電廠的單機(jī)容量超過(guò)系統(tǒng)總?cè)萘康?%-10%時(shí),應(yīng)進(jìn)行必要的分析論證。 (5) 系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線的設(shè)計(jì) 在聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,要對(duì)全電力系統(tǒng)進(jìn)行潮流、調(diào)相調(diào)壓、穩(wěn)定、過(guò)電壓及短路計(jì)算,提出防止在正常運(yùn)行方式下聯(lián)絡(luò)線上功率波動(dòng)和低頻振蕩的措施,防止在故障后由于連鎖反應(yīng)造成的系統(tǒng)失步、電壓崩潰和聯(lián)絡(luò)線過(guò)負(fù)荷的措施,確定聯(lián)網(wǎng)工程主設(shè)備參數(shù),對(duì)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置、調(diào)度自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)和通信方式,以及聯(lián)絡(luò)線的頻率和負(fù)荷控制提出技術(shù)要求。聯(lián)絡(luò)線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效
26、益: 系統(tǒng)互聯(lián)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益有錯(cuò)峰效益,調(diào)峰效益,補(bǔ)償效益,備用效益,規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益,能源調(diào)劑效益。錯(cuò)峰效益:由于各電力系統(tǒng)負(fù)荷特性及地理位置不同,最大負(fù)荷出現(xiàn)的時(shí)間不同。聯(lián)網(wǎng)后綜合最大負(fù)荷小于系統(tǒng)最大負(fù)荷之和,從而節(jié)省了裝機(jī)容量。調(diào)峰效益:水電替代部分火電進(jìn)行調(diào)峰所獲得的效益。補(bǔ)償效益:由于系統(tǒng)內(nèi)各水電廠所處河流來(lái)水和水庫(kù)調(diào)節(jié)特性不同,聯(lián)網(wǎng)后可進(jìn)行補(bǔ)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(fù)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(jì)效益:聯(lián)網(wǎng)后電力系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大,發(fā)電設(shè)備總?cè)萘吭黾樱蛇x擇造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用較低的大容量機(jī)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(gòu)和
27、電源布局。聯(lián)網(wǎng)后主要技術(shù)問(wèn)題: 功率波動(dòng):由于互聯(lián)的各個(gè)系統(tǒng)自身負(fù)荷隨機(jī)波動(dòng)和頻率變化所引起的一種時(shí)大時(shí)小含有多種固定響應(yīng)頻率的持續(xù)振蕩,這種功率波動(dòng)會(huì)惡化聯(lián)網(wǎng)后的穩(wěn)定運(yùn)行,導(dǎo)致降低聯(lián)絡(luò)線的輸送容量。 低頻振蕩:由于系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)采用快速勵(lì)磁后,在改善系統(tǒng)同步力矩提高暫態(tài)穩(wěn)定的同時(shí),減弱了系統(tǒng)的阻尼力矩,聯(lián)網(wǎng)可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)阻尼,從而帶來(lái)產(chǎn)生低頻振蕩的危險(xiǎn),影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行,使聯(lián)絡(luò)線輸送容量受到限制。 穩(wěn)定問(wèn)題:聯(lián)網(wǎng)后穩(wěn)定問(wèn)題變的復(fù)雜。系統(tǒng)受到干擾時(shí),可能因預(yù)先考慮的保護(hù)控制系統(tǒng)失控而發(fā)生穩(wěn)定破壞等系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為問(wèn)題。聯(lián)絡(luò)線的安全措施: 安裝聯(lián)絡(luò)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(jī)上
28、裝設(shè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器,抑制功率波動(dòng)和消除低頻振蕩; 安裝過(guò)負(fù)荷解列、低電壓解列等保護(hù)裝置。17.217.2 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)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(yùn)行的穩(wěn)定性 ,維持電網(wǎng)頻率、電壓的正常水平,系統(tǒng)應(yīng)有足夠的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備和有功、無(wú)功備用容量。備用容量應(yīng)分配合理,并有必要的調(diào)節(jié)手段。在正常負(fù)荷波動(dòng)和調(diào)整有功、無(wú)功潮流時(shí),均不應(yīng)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(gòu)是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ) 能夠滿足各種運(yùn)行方式下潮流變化的需要,具有一定的靈活性
29、,并能適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展的要求; 任一元件無(wú)故障斷開(kāi),應(yīng)能保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,且不致使其他元件超過(guò)規(guī)定的事故過(guò)負(fù)荷和電壓允許偏差的要求; 應(yīng)有較大的抗擾動(dòng)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(qiáng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一個(gè)矛盾,要協(xié)調(diào)解決。限制短路電流的主要原因是設(shè)備選擇問(wèn)題和電網(wǎng)建設(shè)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的要求對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的要求(3)在正常運(yùn)行方式下,系統(tǒng)中任一元件發(fā)生單一故障時(shí),不應(yīng)導(dǎo)致主系統(tǒng)非同步運(yùn)行,不應(yīng)發(fā)生頻率崩潰和電壓崩潰。(4)在事故后經(jīng)調(diào)整的運(yùn)行方式下,電力系統(tǒng)仍應(yīng)有規(guī)定的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)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(guò)規(guī)定事故過(guò)負(fù)荷能力的要求。(5)電力系統(tǒng)
30、發(fā)生穩(wěn)定破壞時(shí),必須有預(yù)定的措施,以防止事故范圍擴(kuò)大,減少事故損失。(6)低一級(jí)電壓電網(wǎng)中的任何元件發(fā)生各種類(lèi)型的單一故障,均不得影響高一級(jí)電壓電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)應(yīng)能承受的運(yùn)行方式系統(tǒng)應(yīng)能承受的運(yùn)行方式17.2.1.217.2.1.2 電網(wǎng)結(jié)構(gòu) (1 1)受端網(wǎng)建設(shè) 受端系統(tǒng):電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)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(gè)電力系統(tǒng)潮流大量轉(zhuǎn)移,因此,加強(qiáng)受端系統(tǒng)的的建設(shè),對(duì)提高整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平具有重要意義。加強(qiáng)受端系統(tǒng)內(nèi)部最高一級(jí)電壓的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系;為加強(qiáng)受端系統(tǒng)的電壓支持和運(yùn)行的靈活性,在受端系統(tǒng)應(yīng)接有足夠容量的電廠;受端系統(tǒng)要有足夠的無(wú)功補(bǔ)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(yīng);受端系統(tǒng)發(fā)電廠運(yùn)行方式改變不應(yīng)影響正常受電能力。受端網(wǎng)建設(shè)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(yīng)分別接入相應(yīng)的電壓網(wǎng)絡(luò);受端系統(tǒng)主力電廠宜直接接入最高一級(jí)電壓電網(wǎng)。外部電源宜經(jīng)相對(duì)獨(dú)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(luò)和送電回路落點(diǎn)過(guò)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(fù)荷的比例不宜過(guò)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(fù)荷接到相適應(yīng)的電壓網(wǎng)絡(luò)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(gè)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(jí)和供
32、電區(qū)域。 隨著高一級(jí)電壓電網(wǎng)的建設(shè),下級(jí)電壓電網(wǎng)應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)分區(qū)運(yùn)行,相鄰分區(qū)之間保持互為備用。應(yīng)避免和消除嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定的不同電壓等級(jí)的電磁環(huán)網(wǎng),發(fā)電廠不宜裝設(shè)構(gòu)成電磁環(huán)網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)變壓器。 分區(qū)電網(wǎng)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化。(4)電力系統(tǒng)間的互聯(lián) 交流聯(lián)網(wǎng)電壓等級(jí)宜與主網(wǎng)最高一級(jí)電壓等級(jí)相一致。 互聯(lián)電網(wǎng)在任一側(cè)失去大電源或發(fā)生嚴(yán)重單一故障時(shí),聯(lián)絡(luò)線應(yīng)保持穩(wěn)定運(yùn)行,并不應(yīng)超過(guò)事故過(guò)負(fù)荷能力的規(guī)定。 聯(lián)絡(luò)線因故障斷開(kāi)應(yīng)保持各自系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 系統(tǒng)間的交流聯(lián)絡(luò)線不宜構(gòu)成弱聯(lián)系的大環(huán)網(wǎng),并要考慮其中一回?cái)嚅_(kāi)時(shí),其余聯(lián)絡(luò)線應(yīng)保持穩(wěn)定運(yùn)行,并可轉(zhuǎn)送規(guī)定的最大電力。 對(duì)交流弱聯(lián)網(wǎng)方案,應(yīng)研究對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的
33、影響。17.2.1.317.2.1.3 無(wú)功平衡及補(bǔ)償無(wú)功電源的安排應(yīng)有規(guī)劃,并留有適當(dāng)裕度,以保證系統(tǒng)各中樞點(diǎn)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(wú)功補(bǔ)償應(yīng)以分層分區(qū)和就地平衡為原則,避免經(jīng)長(zhǎng)距離或多級(jí)變壓器傳送無(wú)功,330kV及以上電壓等級(jí)線路的充電功率應(yīng)基本上予以補(bǔ)償。發(fā)電機(jī)或調(diào)相機(jī)應(yīng)帶自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁運(yùn)行。受端系統(tǒng)中應(yīng)有足夠的動(dòng)態(tài)無(wú)功備用容量。17.2.1.417.2.1.4 對(duì)機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)及廠網(wǎng)協(xié)調(diào)的要求 發(fā)電機(jī)組的參數(shù)選擇、發(fā)電機(jī)保護(hù)和自動(dòng)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(yùn)行的要求。 為什么提出機(jī)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(gòu)上應(yīng)體現(xiàn)合理的分層分區(qū)原則。電力系統(tǒng)必須在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置解列點(diǎn),并裝設(shè)自動(dòng)解列裝置。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生穩(wěn)定破壞時(shí),能夠有計(jì)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(yùn)行的兩個(gè)或幾個(gè)部分,防止系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)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(yán)重事故情況,并配合解列點(diǎn)的安排,合理安排自動(dòng)低頻減負(fù)荷的順序和所切負(fù)荷數(shù)值。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)或解列后的局部出現(xiàn)功率缺額時(shí),能夠有計(jì)劃地按頻率下降情況自動(dòng)減去足夠數(shù)量的負(fù)荷,以保證重要用戶(hù)的不間斷供電。發(fā)電廠應(yīng)有可靠的保證廠用電供電的措施,防止因失去廠用電導(dǎo)致全廠停電。(3) (3) 在負(fù)荷集中
35、地區(qū),應(yīng)考慮當(dāng)運(yùn)行電壓降低時(shí),自動(dòng)或手動(dòng)切除部分負(fù)荷,或有計(jì)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(fù)了解一下(1) 電力系統(tǒng)全停后的恢復(fù)應(yīng)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(fù)供電的可能性。當(dāng)不可能時(shí),應(yīng)很快投入系統(tǒng)黑起動(dòng)方案。(2) 制定黑起動(dòng)方案應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)合理劃分區(qū)域,每個(gè)區(qū)域必須安排12臺(tái)具備黑起動(dòng)能力機(jī)組。(3) 系統(tǒng)全停后的恢復(fù)方案,應(yīng)適合本系統(tǒng)的實(shí)際情況,以便能快速有序地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的重建和對(duì)用戶(hù)恢復(fù)供電?;謴?fù)方案中應(yīng)包括組織措施、技術(shù)措施、恢復(fù)步驟和恢復(fù)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題,其保護(hù)、通信、遠(yuǎn)動(dòng)、及安全自動(dòng)裝置均應(yīng)
36、滿足自起動(dòng)和逐步恢復(fù)其他線路和負(fù)荷供電的特殊要求。(4) 在恢復(fù)起動(dòng)過(guò)程中應(yīng)注意有功功率、無(wú)功功率平衡,防止發(fā)生自勵(lì)磁和電壓失控及頻率的大幅度波動(dòng),必須考慮系統(tǒng)恢復(fù)過(guò)程中的穩(wěn)定問(wèn)題,合理投入繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置,防止保護(hù)誤動(dòng)而中斷或延誤系統(tǒng)恢復(fù)。17.2.2 電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)17.2.2.1 電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)(1) 在正常運(yùn)行方式下,按功角判據(jù)計(jì)算的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)Kp應(yīng)為15% 20,按無(wú)功電壓判據(jù)計(jì)算的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)Kv為10% 15。(2) 在事故后運(yùn)行方式和特殊運(yùn)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(chǔ)備送電,但應(yīng)有防止事故擴(kuò)大的相應(yīng)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(yùn)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(fù)至穩(wěn)態(tài)運(yùn)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(jì)。 發(fā)電機(jī)的有功功角特性:SinUEPeqqEPeUX發(fā)電機(jī)電磁功率發(fā)電機(jī)電勢(shì)受端系統(tǒng)電壓綜合阻抗(含發(fā)電機(jī)、線路、變壓器)PePm 0090PmaxPUEPqmax-靜態(tài)穩(wěn)定極限0180UqEX發(fā)電機(jī)的無(wú)功功角特性:XUCosUEQq2qEQUX發(fā)電機(jī)無(wú)功功率 發(fā)電機(jī)電勢(shì)受端系統(tǒng)電壓綜合阻抗(含發(fā)電機(jī)、線路、變壓器)0090Q0180XU2Uq
38、EX 靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù) 為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,電力系統(tǒng)必須留有一定的功率和電壓穩(wěn)定儲(chǔ)備。衡量靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備有有功功率儲(chǔ)備系數(shù)和電壓儲(chǔ)備系數(shù)。 有功功率儲(chǔ)備系數(shù):%100maxPPPeoeoKpPeomaxPKp靜態(tài)穩(wěn)定極限運(yùn)行狀態(tài)下輸送功率靜態(tài)有功功率儲(chǔ)備系數(shù)PeoPm 0090PmaxP0180 在正常運(yùn)行方式和正常檢修運(yùn)行方式下,Kp應(yīng)不低于15%-20%,在事故后運(yùn)行方式和特殊運(yùn)行方式下,Kp應(yīng)大于10%。事故后是指故障引起的擾動(dòng)已經(jīng)結(jié)束,但系統(tǒng)并未恢復(fù)到故障前狀態(tài)。0ddP靜態(tài)穩(wěn)定判據(jù):機(jī)組震蕩或搖擺的根本原因是機(jī)械功率與電磁功率的不平衡造成的。 電壓穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù):%10000U
39、UUcrKuUoUcrKu臨界電壓運(yùn)行電壓靜態(tài)電壓儲(chǔ)備系數(shù)UbUcrUQUa 在正常運(yùn)行方式和正常檢修運(yùn)行方式下,Ku應(yīng)不低于10%-15%,在事故后運(yùn)行方式和特殊運(yùn)行方式下,Ku應(yīng)大于8%。GQLQ靜態(tài)無(wú)功-電壓曲線Q穩(wěn)定判據(jù):0dUdQ請(qǐng)更正!例: 某簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)及參數(shù)見(jiàn)圖,不計(jì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng),判斷該機(jī)組的靜態(tài)有功穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)是否滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)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(dòng)能力的安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn):第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn):保持穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)的正常供電;第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn):保持穩(wěn)定運(yùn)行,但允許損失部分負(fù)荷;第三級(jí)標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)系統(tǒng)不能保持穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),必須防止 系統(tǒng)崩潰并盡量減少負(fù)荷損失.出線單相瞬時(shí)接地故障重合成功;同級(jí)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(wú)故障三相斷開(kāi)不重合;同級(jí)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(kāi)不重合;任一發(fā)電機(jī)跳閘或失磁;受端系統(tǒng)任一臺(tái)變壓器故障退出運(yùn)行;任一大負(fù)荷突然變化;任一回交流聯(lián)
41、絡(luò)線故障或無(wú)故障斷開(kāi)不重合;直流輸電線路單極故障。 第一級(jí)標(biāo)準(zhǔn):正常運(yùn)行方式下電力系統(tǒng)受到下述單一故障擾動(dòng)后,保護(hù)、開(kāi)關(guān)及重合閘正確動(dòng)作,不采取穩(wěn)定控制措施,必須保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和電網(wǎng)的正常供電。電網(wǎng)處于穩(wěn)定狀態(tài)下一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)應(yīng)承受的擾動(dòng) 第二級(jí)安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn): 正常運(yùn)行方式下的電力系統(tǒng)受到下述較嚴(yán)重的故障擾動(dòng)后,保護(hù)、開(kāi)關(guān)及重合閘正確動(dòng)作,應(yīng)能保持穩(wěn)定運(yùn)行,必要時(shí)允許采取切機(jī)和切負(fù)荷等穩(wěn)定控制措施允許損失部分負(fù)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(wú)故障三相斷開(kāi)不重合 任一段母線故障; 同桿并架雙回線的異名兩相同時(shí)發(fā)生單相接地故障重合不成功,雙回線三相同時(shí)跳開(kāi); 直流輸電
42、線路雙極故障。二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)應(yīng)承受的擾動(dòng) 第三級(jí)安全穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn):電力系統(tǒng)因下列情況導(dǎo)致穩(wěn)定破壞時(shí),必須采取措施,防止系統(tǒng)崩潰,避免造成長(zhǎng)時(shí)間大面積停電和對(duì)最重要用戶(hù)(包括廠用電)的災(zāi)害性停電,使負(fù)荷損失盡可能減少到最小,電力系統(tǒng)應(yīng)盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。電網(wǎng)穩(wěn)定已破壞故障時(shí)開(kāi)關(guān)拒動(dòng);故障時(shí)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng);自動(dòng)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)承受的擾動(dòng)17.2.2.3 對(duì)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(fù)正常運(yùn)行,經(jīng)計(jì)算分析,在全部滿足下列三個(gè)條件的前提下,可以不解列,允許局部系統(tǒng)作短時(shí)間的非同步運(yùn)行。 非同步運(yùn)行時(shí)通過(guò)發(fā)電機(jī)、
43、調(diào)相機(jī)等的振蕩電流在允許范圍內(nèi),不致?lián)p壞系統(tǒng)重要設(shè)備; 在非同步運(yùn)行過(guò)程中,電網(wǎng)樞紐點(diǎn)或接有重要用戶(hù)的母線電壓波動(dòng)最低值不低于額定值的75; 系統(tǒng)只在兩個(gè)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(shí)無(wú)故障或故障斷開(kāi),應(yīng)采取措施保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和對(duì)重要負(fù)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(jí)電壓的初期,發(fā)生線路單相永久故障,允許采取切機(jī)措施;當(dāng)發(fā)生線路三相短路故障時(shí),允許采取切機(jī)和切負(fù)荷措施。(4)任一線路、母線主保護(hù)停運(yùn)時(shí),發(fā)生單相永久接地故障,應(yīng)采取措施保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。非同步運(yùn)行三條件非同步運(yùn)行三條件加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
44、提高輸電線路的電壓等級(jí)。發(fā)電機(jī)采用強(qiáng)力式自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置,提高勵(lì)磁響應(yīng)。減小單位長(zhǎng)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(dǎo)線分裂數(shù)等。 在受端及中間變電所裝設(shè)附加的調(diào)相機(jī)。 采用柔性輸電技術(shù),如采用可控串聯(lián)或并聯(lián)補(bǔ)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(jī)電磁功率發(fā)電機(jī)電勢(shì)受端系統(tǒng)電壓綜合阻抗(含發(fā)電機(jī)、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(yīng)用自動(dòng)重合閘裝置。 發(fā)電機(jī)快速?gòu)?qiáng)行勵(lì)磁。 裝設(shè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器。 采用發(fā)電機(jī)電氣制動(dòng)。 采用切機(jī)和切負(fù)荷裝置。 輸電線路的強(qiáng)行補(bǔ)償。 采
45、用發(fā)電機(jī)組快速關(guān)汽門(mén)技術(shù)。 有些措施在提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的同時(shí),也就提高了電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。 17.3 無(wú)功補(bǔ)償型式選擇及容量配置17.3.1.1 交流系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)原則 無(wú)功補(bǔ)償和電網(wǎng)的那些因素相關(guān)呢?電壓、工頻過(guò)電壓、潛供電流、諧波、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、穩(wěn)定等。因此,無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性非常強(qiáng)的工作。 無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)原則: (1) 分層、分區(qū)就地平衡的原則:簡(jiǎn)單的說(shuō),那里消耗無(wú)功在那里補(bǔ)償,或在不需要無(wú)功流動(dòng)的地方進(jìn)行補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償分為容性無(wú)功補(bǔ)償和感性無(wú)功補(bǔ)償。 (2)330-500kV電網(wǎng),應(yīng)按無(wú)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(bǔ)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(yīng)按系統(tǒng)的條件和各自的特點(diǎn)全面研究決定。 (3) 330-500kV受端電網(wǎng),應(yīng)按輸入有功容量相應(yīng)配套安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,其容量(kvar)宜按輸入容量(kW)的40%-50%計(jì)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(bǔ)償容量,宜分別為主變壓器容量的30%以下。 (4)電力系統(tǒng)應(yīng)有事故無(wú)功電力備用,其備用容量應(yīng)滿足正常運(yùn)行方式下,突然失去一回線路、或一臺(tái)最大容量無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、或本地區(qū)一臺(tái)最大容量發(fā)電機(jī)(包括發(fā)電機(jī)失磁)的需要。無(wú)功電源中的事故備用容量,應(yīng)主要儲(chǔ)備于運(yùn)行中的發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置中,以便在電網(wǎng)發(fā)生因無(wú)功不足可能導(dǎo)致電壓崩潰事故時(shí),能快速增加無(wú)功電源容量,保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 無(wú)功補(bǔ)償裝置一般情況下應(yīng)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(duì)大容量樞變電所和有特殊技術(shù)要求的變電所
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