配電網(wǎng)規(guī)劃-1課件

配電網(wǎng)規(guī)劃：發(fā)展的理論、工具與實踐華北電力大學2007年2月報告內(nèi)容配電網(wǎng)規(guī)劃簡介發(fā)展中的配電網(wǎng)規(guī)劃理論實現(xiàn)配電網(wǎng)規(guī)劃的軟件工具配電網(wǎng)規(guī)劃實踐1配電網(wǎng)規(guī)劃簡介2配電網(wǎng)規(guī)劃的推動力發(fā)電側電力市場（單邊市場、廠網(wǎng)分離）需求增長和空間負荷分布變化區(qū)域社會經(jīng)濟的發(fā)展?jié)M足不確定的將來的用電需求可靠性和經(jīng)濟性設備更新?lián)Q代3配電網(wǎng)規(guī)劃的意義可以滿足中長期負荷發(fā)展要求具有較好的投資收益比具有運行經(jīng)濟性具有運行可靠性有利于提高配電網(wǎng)的管理水平具有較好的可擴展性4配電網(wǎng)電網(wǎng)規(guī)劃的總體思路遠景近期中期靈活可靠充?？捎脙?yōu)質(zhì)運行時間前后銜接性能高低相依5配電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容配電網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀網(wǎng)分析負荷預測高壓配電網(wǎng)規(guī)劃中壓配電網(wǎng)規(guī)劃專項規(guī)劃規(guī)劃網(wǎng)評估投資估算變電站選址定容網(wǎng)架規(guī)劃無功規(guī)劃配電自動化規(guī)劃6配電網(wǎng)規(guī)劃的流程高壓配電網(wǎng)規(guī)劃配電網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀網(wǎng)分析負荷預測中壓配電網(wǎng)規(guī)劃專項規(guī)劃規(guī)劃網(wǎng)評估投資估算7規(guī)劃總體原則以現(xiàn)有電網(wǎng)為基礎，充分利用現(xiàn)有設備以指標優(yōu)化為目標，全面提高電網(wǎng)性能中長遠景互相結合，便于電網(wǎng)階段發(fā)展確定電網(wǎng)發(fā)展模式，制定詳盡規(guī)劃原則高屋建瓴超前設計，注入新型技術思想8現(xiàn)狀網(wǎng)分析9負荷預測負荷預測總負荷電量預測負荷分布預測負荷電量校驗電力電量平衡總電量預測總負荷預測人均電力人均綜合用電量人均居民生活用電量GDP負荷密度用地劃分負荷指標選取分行業(yè)分區(qū)預測10高壓配電網(wǎng)規(guī)劃高壓配電網(wǎng)規(guī)劃變電站選址定容電力平衡變電站站址和容量供電范圍變電站所帶負荷情況站址和容量的修正地區(qū)容載比軟件計算專家干預變電站負載率變電站容載比分布式電源站址和容量的確定網(wǎng)架規(guī)劃變電站之間的接線方式電氣計算11中壓配電網(wǎng)規(guī)劃中壓配電網(wǎng)規(guī)劃新增開閉站新建線路接線模式型號鋪設方式站址數(shù)量線路路徑溝道路經(jīng)線路切改高壓配電網(wǎng)規(guī)劃問題線路的改造12配電網(wǎng)規(guī)劃評估配電網(wǎng)綜合評估環(huán)境評估技術性經(jīng)濟性輸電線、變壓器電磁輻射變壓器噪聲供電可靠性理論線損率現(xiàn)狀、規(guī)劃指標對比成本——效益電壓合格率線路負載率13配電網(wǎng)規(guī)劃的目標安全性可靠性經(jīng)濟性靈活性先進性14發(fā)展中的配電網(wǎng)規(guī)劃理論15經(jīng)濟高速發(fā)展負荷增長快不確定因素多配網(wǎng)規(guī)劃的最大難題負荷預測困難16配電網(wǎng)規(guī)劃的其它難題基礎數(shù)據(jù)的搜集問題基礎數(shù)據(jù)的準確性問題龐大優(yōu)化問題的有效求解算法17我國配電網(wǎng)存在的一些問題城網(wǎng)改造時間緊，任務急，規(guī)劃不夠充分線路型號選擇水平較低，不能高速負荷發(fā)展需要變電站和開閉所預留空間不足，限制電網(wǎng)增容網(wǎng)絡結構不盡合理無功規(guī)劃考慮不足引入配網(wǎng)自動化缺乏必要性論證系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟性沒有做到協(xié)調(diào)新技術應用不足…………18國外配電網(wǎng)規(guī)劃的先進經(jīng)驗注重經(jīng)濟性與可靠性的協(xié)調(diào)注重投入效益分析工作更細致，規(guī)劃時考慮運行場景較多，可操作性更強不同的利益團體分擔了不同的工作19負荷預測方法20負荷預測城市負荷預測包括電量負荷預測和空間負荷預測。前者決定了未來城市對電力的需求量和未來城市電網(wǎng)的供電容量，是標志城市經(jīng)濟發(fā)展水平的一項重要標志，對城市供電電源點的確定和發(fā)電規(guī)劃具有重要的指導意義；后者是對負荷分布的地理位置、時間和數(shù)量進行的預測，它是高壓變電站選址定容的基礎，其準確性決定了城市電網(wǎng)規(guī)劃方案的可操作性和適應性。21空間負荷預測空間負荷預測是城市電網(wǎng)規(guī)劃中的基礎工作，其預測水平的高低直接影響著電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量的優(yōu)劣。它以現(xiàn)狀水平年為基礎，通過分析規(guī)劃地區(qū)的負荷空間分布特性及其增長規(guī)律，結合當?shù)亟?jīng)濟的現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃，采取合適的方法來預測未來水平年的負荷。22負荷預測的原理負荷預測原理從本質(zhì)上講都是對歷史負荷數(shù)據(jù)及其相關因素數(shù)據(jù)進行多因素分析，使用數(shù)據(jù)挖掘手段獲得負荷數(shù)據(jù)與其它因素數(shù)據(jù)的內(nèi)在關系，從而外推得到負荷隨時間序列變化的規(guī)律。根據(jù)時間尺度劃分，負荷預測可以分為短期、中長期和長期負荷預測，使用的方法各有不同。對于地區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃而言，使用的負荷預測方法主要是中長期和長期負荷預測。23負荷預測方法有解析表達式的數(shù)學模型方法：例如各種線性回歸和非線性回歸方法無數(shù)學表達式的數(shù)學模型方法：例如神經(jīng)網(wǎng)絡預測方法等；解析表達過于復雜的方法：小波變換方法等24中長期負荷預測的方法負荷預測的方法很多，但沒有一種方法可以解決所有的問題。中長期負荷預測的主要方法可以分為三類。第一種是根據(jù)負荷自身隨時間變化的規(guī)律設計的方法，例如基于歷史負荷數(shù)據(jù)的回歸模型預測方法和小波分析方法等，這種方法主要適合于供電面積擴展平穩(wěn)或者經(jīng)濟發(fā)展平穩(wěn)地區(qū)的負荷預測，并且擁有詳細的歷史資料；第二種是根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟增長與用電負荷的相關情況而制定的負荷預測方法，例如彈性系數(shù)法和產(chǎn)品（產(chǎn)值）單耗法等，該方法主要適用于經(jīng)濟總量或者單位產(chǎn)品(產(chǎn)值)能耗可以較為準確估計的區(qū)域，這些區(qū)域一般具有良好的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和平穩(wěn)的經(jīng)濟增長特征；第三種方法是基于負荷統(tǒng)計結論而制定的負荷預測方法，例如負荷密度類比法、人均用電量等，這些方法適用于具有良好前期行業(yè)用地規(guī)劃的地區(qū)和需要做飽和負荷預測的地區(qū)，其前提是對同類的行業(yè)、產(chǎn)業(yè)或者區(qū)域負荷密度具有詳細統(tǒng)計資料，具有可類比性。25回歸分析法回歸分析法是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的變化規(guī)律尋找自變量與因變量之間的回歸方程式，確定參數(shù)模型而做出預測。由于模型是基于歷史數(shù)據(jù)進行的回歸分析，能較好地擬合過去，但對未來的預測效果會隨時間的延長而減弱。線形回歸分析——一元線性回歸模型，多元線性回歸模型非線性回歸分析——本質(zhì)上線性的非線性回歸模型，本質(zhì)上非線性的非線性回歸模型26相關分析法相關分析法是尋找負荷與影響因素之間的因果關系，建立相關分析模型，通過對觀察數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和處理進行預測的方法。該方法特點是將影響預測對象的因素分解，在考察各個因素的變化中，估計預測對象未來的數(shù)量狀態(tài)。相關分析法可使預測人員清楚地得到負荷增長趨勢與其他可測量因素之間的關系。但是需利用較多相關社會經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)，造成實際預測的困難。例如GDP與負荷的相關性分析27小區(qū)負荷密度法依據(jù)城市自然分區(qū)，把城市分為若干主要功能區(qū)，在每個大的功能區(qū)根據(jù)街區(qū)分布劃分若干小的用電區(qū)域。依據(jù)城市發(fā)展水平使用類比法確定小區(qū)的負荷密度指標。由負荷密度指標和小區(qū)面積可以最終得到地區(qū)中長期（或遠景）的負荷。根據(jù)GDP或者人均負荷方法進行校驗。28負荷預測的經(jīng)驗各種方法預測誤差限確定——需要強大的概率分析工具與實際發(fā)展情況相結合根據(jù)各種預測方法內(nèi)在的本質(zhì)選擇一組方法進行負荷預測電量預測與負荷預測結果相關性分析空間負荷預測與區(qū)域負荷預測能相互印證大用戶的影響29鶴壁電業(yè)局案例快速發(fā)展區(qū)域，整體負荷不大負荷密度成熟程度較低，未知因素較多規(guī)劃部門提供的近期用地規(guī)劃比較粗略，對具體用地性質(zhì)、建筑面積和建筑物使用情況等關鍵因素的確定十分困難最終采用多種方法進行組合預測，然后根據(jù)其預測誤差和專家經(jīng)驗進行優(yōu)選

30淇濱開發(fā)區(qū)總負荷預測結果方案負荷預測模型年增長率(%)20062007200820092010高方案時間序列22.514.06804.76665.77207.342910.1430中方案時間序列17.034.04054.67115.49396.58728.0703低方案灰色系統(tǒng)13.554.13104.70525.35906.10366.9381F：高方案時間序列17.034.04054.67115.49396.58728.070331北京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)案例負荷密度大既有接近成熟區(qū)域，也有待開發(fā)區(qū)域規(guī)劃部門提供的用地性質(zhì)詳盡負荷發(fā)展速度快使用負荷密度法進行處理，詳細確定小區(qū)的負荷密度指標，然后使用GDP與經(jīng)濟相關度進行校驗。32北京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)案例-233負荷特性分析最大負荷利用小時數(shù)分行業(yè)負荷特性分析分區(qū)負荷特性分析不同時標的負荷曲線分析34變電站（開閉站）的選址與容量確定35目的和意義網(wǎng)絡結構是城市配電網(wǎng)絡規(guī)劃設計的主體，而變電站（開閉站）站址的布局則直接影響著網(wǎng)架結構的優(yōu)劣，因而對配電網(wǎng)絡的可靠性、經(jīng)濟性和電能質(zhì)量有著直接的影響。所以變電站（開閉站）站址及主變?nèi)萘康倪x擇是負荷分布預測后的一項十分重要的工作。36選址原則便于進出線的布置，交通方便，并盡量靠近負荷中心。占地面積應考慮最終規(guī)模要求。避開易燃、易爆及嚴重污染地區(qū)及注意對周圍環(huán)境和鄰近設施的影響，并取得協(xié)議。遠離通信設施，避免電網(wǎng)發(fā)生接地故障時變電站電位升高對臨近通信設施產(chǎn)生危險影響，無法遠離時應通過計算和試驗，必要時采取措施，實施由雙方協(xié)商確定防洪、防震等有關規(guī)定變電容載比37選址原理變電站投資和運行費用出線建設及網(wǎng)損費用變電站負載率已有和待建變電站數(shù)第j個有功負荷38中間年變電站（開閉站）的處理該階段優(yōu)化計算的目標函數(shù)仍為運行費用及投資費用之和最小，應滿足的約束條件除包含與遠景目標年優(yōu)化計算相同的約束條件外，還包括如下的附加約束條件：（1）各階段的變電站容量應不大于其后一階段所確定的容量。（2）各新建變電站的位置與遠景所確定的位置相同。39選址定容相關問題選址時優(yōu)化目標函數(shù)不同，結果不同選址時的約束條件不同，結果不同選址時結合GIS（地理信息系統(tǒng)）進行必要時專家干預根據(jù)地區(qū)的實際情況決定變電站的變壓器數(shù)量和接線方式按最終占地規(guī)模征地，預留發(fā)展空間適當考慮規(guī)劃裕度40選址實例41變電站供電范圍圖42中壓配電網(wǎng)絡規(guī)劃43中壓配電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容44配電網(wǎng)規(guī)劃的主要原則先確定飽和年配電網(wǎng)絡規(guī)劃方案，再確定規(guī)劃水平年配電網(wǎng)絡規(guī)劃方案；線路盡量沿主干道，以充分利用線路通道；線路負載率均衡，能滿足“N-1”準則要求；盡量多的對不同變電站的出線之間進行聯(lián)絡。線路型號按照飽和年一次性選定，以避免重復投資；網(wǎng)架結構結合現(xiàn)狀網(wǎng)架，按照飽和年設計選定，并考慮利于和中間年線路建設相銜接。45配電網(wǎng)規(guī)劃的重點確定規(guī)劃區(qū)新建中壓網(wǎng)絡的接線模式；確定新增線路的型號和鋪設方式，包括變電站直供線路、供開閉站線路和開閉站出線等；根據(jù)散落而又集聚的小負荷分布和總量大小，以及長距離（一般超過4公里）大負荷情況，確定需新增開閉站數(shù)量。針對現(xiàn)狀電壓水平較低、線損率較高的和供電可靠性較差的供電線路和區(qū)域，進行重點規(guī)劃。對于負荷較大或是重要的雙進線開閉站，可以考慮新增第三電源線。46規(guī)劃的主要步驟確定開閉站數(shù)量、位置及進線導線型號；找出現(xiàn)狀以及規(guī)劃水平年最低電壓水平、線路負載率和供電可靠性情況較差的線路和區(qū)域；確定線路主通道；按照已定的接線模式對新建供電區(qū)域進行網(wǎng)架規(guī)劃；按照已有的和已定的接線模式對已有供電區(qū)域的問題線路進行改造和新建線路的鋪設；對新建和已有供電區(qū)域結合處進行網(wǎng)絡的鋪設和聯(lián)絡；從供電可靠性、線損率和最低電壓等方面對規(guī)劃網(wǎng)進行評估。47典型地塊規(guī)劃4849專項規(guī)劃50配電自動化規(guī)劃分析規(guī)劃地區(qū)配網(wǎng)自動化現(xiàn)狀及存在的問題，討論配電自動化的各種模式的優(yōu)缺點以及使用的范圍，結合地區(qū)的實際情況選擇合適配網(wǎng)自動化模式，從投資與收益的角度出發(fā)提出可實施的配網(wǎng)自動化建設方案。51配電自動化規(guī)劃目標提高供電可靠性提高配電管理水平節(jié)省人力成本52重點要考慮的幾個問題配電自動化的必要性配電自動化模式的適用性可靠性與經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)整體設計與分階段實施53無功規(guī)劃制定無功規(guī)劃原則，分析規(guī)劃地區(qū)無功補償現(xiàn)狀及存在的問題，提出無功規(guī)劃方案，然后對無功規(guī)劃結果總結并提出合理性建議。54無功規(guī)劃方案根據(jù)負荷預測所得的規(guī)劃區(qū)最高供電有功負荷，計算110kV以下電網(wǎng)的無功功率電源總容量，通過現(xiàn)狀的無功補償容量計算出出需要新增的容性無功補償設備總容量，然后根據(jù)高壓變電站的預測負荷情況確定變電站的無功補償容量，根據(jù)公用和專用配電變壓器的負荷情況確定配電變電器的無功補償容量，并加強對用戶無功補償?shù)谋O(jiān)管力度，滿足無功功率的分層分區(qū)平衡要求。55無功補償相關的新技術實時無功電壓控制方案決策系統(tǒng)動態(tài)無功補償技術56規(guī)劃電網(wǎng)的綜合評估57評估內(nèi)容58技術性評估內(nèi)容及其指標供電可靠性評估——CAIFI、CAIDI、SAIFI、SAIDI、ASAI、ASUI、EENS、RS1、RS2、RS3電壓合格率線路負載率容載比59經(jīng)濟性評估及其指標-1運行經(jīng)濟性——理論線損率投資經(jīng)濟性——成本—效益分析安全的價值——可靠性—經(jīng)濟性分析60經(jīng)濟性評估及其指標-261環(huán)保評估-1美觀與諧調(diào)要求變壓器噪聲污染評估輸電線的電磁輻射變壓器的電磁輻射62環(huán)保評估-263綜合評估橫向比較：規(guī)劃網(wǎng)與先進電網(wǎng)的比較縱向比較：規(guī)劃網(wǎng)與規(guī)劃前指標的比較綜合比較：指標的經(jīng)濟化與風險評估理論64城市電網(wǎng)規(guī)劃工具65電網(wǎng)智能規(guī)劃系統(tǒng)66數(shù)據(jù)管理部分67技術前瞻性和理論先進性技術上：面向?qū)ο蟮母呒壵Z言VC++6.0功能強大穩(wěn)定的大型數(shù)據(jù)