地区性电网规划设计1绪论1.1概述电网建设关系到经济社会发展的全局，关系到广大群众的切身利益，关系到社会的和谐稳定。

而地区电网规划设计是城市用电网建设中较为关键的技术环节，是我国电力建设的重点内容，要求在国民经济发展计划的统筹安排下，合理开发利用动力资源，用较少的投资来满足国民经济各部门及人民生活的需求，提供充足、可靠、优质的电能。

因此，做好地区性电网规划设计尤为重要，必须采用科学的方法和手段进行电网规划设计，使电网建设适应社会发展定位要求。

1.2电网规划设计的基本准则电力系统应向用户提供充足、可靠和优质的电能，而经济性、可靠性和灵活性是电网建设应该具有的品质，故满足一定程度的经济性、可靠性和灵活性是对规划设计电网的基本要求[1]。

（1）经济性电网建设的经济性包括电能的生产和输送，发、送、变电设备的一次投资和折旧，能量输送过程中的损耗以及其他运行费用等。

由于是规划设计中的系统，系统运行费用是以生产模拟方法来计算的，总的要求还是年费用最低。

（2）可靠性可靠性包括对用户供电的充足性和对用户供电的安全性。

供电的充足性是指系统满足一定数量负荷用电的不间断性；供电的安全性是指系统在保持向用户安全稳定供电时能够承受故障扰动的严重程度，通常是指规程中规定的故障条件。

（3）灵活性灵活性一方面是指能适应电力系统的近、远景发展，便于过渡，尤其要注意到远景电源建设和负荷预测的各种可能的变化；另一方面是指能满足调度运行中可能发生的各种运用方式下潮流变化的要求。

1.3毕业设计的主要内容1.3.1设计要求及原始材料（1）数据一个地区性电网的负荷点、电源点已经确定，由一个发电厂和是个变电所组成，其相对位置地理接线图见图1-1。

（2）各地区负荷调查确定的待设计电网设计年负荷水平（以后5-10年中某年为准）项目变电所发电厂C D e A B最大负荷，MW 100 100，80 70 50 40最小负荷，MW 60 55，45 50 40 30I类负荷，% 50 50 45 45 50II类负荷，% 35 35 35 35 35III类负荷，% 15 15 20 20 15负荷对供电要求有备用最大负荷利用小时5500 cosφ=0.85低压母线电压，kV 10 110，10 10 10 10调压要求逆调压负荷单位调节功率k*=1.5 (以新系统负荷容量为基值)（3）本地电源情况：当系统负荷发展水平确定以后，电源容量必须满足负荷的要求。

A：抽汽式火电厂，总装机容量350MW，4台机组。

其中：厂用电率为10% 2×50MW：10.5kV,cosφ=0.8,σ%=4%~6%;2×125MW：13.8kV,cosφ=0.85,σ%=4%~6%b：中温中压式火电厂，总装机100MW，2台机。

其中：厂用电率10%2×50MW：10.5kV,cosφ=0.85,σ%=1%~2%（4）系统情况：原系统最大负荷1000MW,cosφ=0.85;电厂A处以220kV 双回路与新系统联系。

最大负荷时A厂向系统送10MW,始端cosφ=0.9;最小负荷时A厂向系统送150MW,始端cosφ=0.9。

，系统总装机容量为1050MW,σ%=4%,负荷的单位调节功率k*=1.3(以老系统负荷容量为基值)。

最大负荷利用小时数Tmax=5000，最大负荷同时系数为0.9。

1.3.2设计的内容（1）网络功率平衡校验（2）网络接线方案及电压等级的确定（3）网络接线方案的技术经济比较（4）电气主接线设计（5）潮流计算（6）调压计算2网络接线方案的分析与确定2.1网络特点分析根据地理接线图，新规划的系统由一个发电厂（电厂A）和四个变电所（变电所b、c、d、e）组成。

电厂A处以220kV双回路与新系统联系，从而使备用容量增加，大大提高了供电的可靠性。

由设计年负荷水平的调查情况可知，各发电厂和变电所中，I类负荷所占比重最大，其次是II类负荷，III类负荷所占比重最小，因此，网络对供电可靠性的要求比较高。

2.2网络功率平衡校验2.2.1概述电力系统设计时，应编制从当前到设计水平年的逐年电力电量平衡，以及水平年系统和地区的电力电量平衡，必要时还应作地区最小负荷时的电力平衡[1]。

（1）电力电量平衡是电力电量供应与需求之间的平衡。

（2）电力平衡：指有功、无功功率平衡，其目的是确定系统是否有足够的有功和无功功率备用容量，并确定系统需要的装机容量、调峰容量、电源的送电方向，为拟定电源方案、调峰方案、网络方案及计算燃料需要量等提供依据[2]。

（3）装机容量：指系统中各类电厂发电机组额定容量的总和。

（4）电源容量：可投入发电设备的可发功率之和才是真正可供调度的系统容量。

显然，系统电源容量应不小于包括网络损耗和厂用电在内的系统总发电量。

而为保证可靠供电和良好的电能质量，应大于系统发电负荷，即：电源容量＞发电负荷。

（5）系统备用容量：系统电源容量大于发电负荷的部分。

电力系统在运行时,负荷时刻在变化，电力设备随时都有故障的可能，此外，运行的设备总要定期检修，为维持系统的正常运行，在规划设计时必须考虑足够的备用容量。

（6）供电负荷：指系统最大综合用电负荷加上网络损耗。

（7）发电负荷: 指发电机出力，即供电负荷加上厂用电负荷。

2.2.2电力电量平衡校验（1）有功电力平衡 （a ）系统最大用电负荷P y∑==njn j y P K P .max 1 ………………………………………（1）式中∑=njn jP.max ——区域内各类最大用电负荷之和；1K ——同时率（1K ＝0.90）故， 新系统最大用电负荷：)(5.328)1025+20+50+80+100+08(9.0j .max 1MW P K P y =+⨯==∑ （b ）新系统供电负荷：)(8.3455.328%511112MW P K P y g =⨯-=-=（c ）新系统发电负荷：)(3.386)100350(%109.08.345)(2131MW P P K K P P P P g cy g f =+⨯⨯+=++=+=系统的电源容量：)(15001050100350321MW P P P P dy =++=++=系统的备用容量：)(7.213)9.010003.386(1500)('MW P P P P f f dy by =⨯+-=+-=系统备用容量占系统的最大发电负荷的百分比：%61.16%1009.0*10003.3867.213%100%'=⨯+=⨯+=f f by by P P P P式中：f P 、'f P ——分别为新旧规划系统的最大发电负荷；cy P ——新系统厂用电；1P 、2P 、3P ——分别为A,b 和原系统的总装机容量；1K ——同时率，取0.9；2K ——网损率，取5%；3K ——厂用电率，取10%。

电力平衡结论：新规划系统备用容量符合规定[3]：系统的总备用容量占系统最大发电负荷的15%～20%，但不小于系统一台最大的单机容量（新系统最大一台机组的容量为125MW ）。

新规划系统满足电力平衡。

(2)电量平衡校验电量平衡：电力系统规划设计和电力生产调度在进行电力平衡后，对规定的时间内各类发电设备的发电量与预测需用电量的平衡。

系统需要发电量为发电负荷与最大利用小时的乘积，系统需要发电量除以发电设备所能发出的最大功率即得火电利用小时。

新规划系统需要的发电量:）亿（h kW T P W f ⋅===32.195000*3.386*max 1 旧系统需要的发电量：）亿（h kW T P W f ⋅===455000*9.0*1000*max '2 新旧系统所需发电总量：）亿（h kW W W W ⋅=+=+=32.644532.1921 火电利用小时数：)(5000)(428810501003506432000321h h P P P W T <=++=++=电量平衡结论：发电量能够满足负荷需求，新规划系统满足电量平衡。

2.2.3无功功率平衡 （1）系统最大无功功率 新系统最大综合无功负荷:ar 6.20385.0cos tan 5.328cos tan -1-1y y MV P Q =⨯==）（）（φ 原系统最大综合无功负荷：ar 8.55785.0cos tan 10009.0cos tan 110y 0y MV P Q =⨯⨯==--）（）（φ （2）发电机能提供的无功功率 新系统发电机能提供的无功负荷:ar 758.0cos tan 502cos tan -1-1f1f1MV P Q =⨯⨯==）（）（φar 9.21685.0cos tan )1252502(cos tan -1-1f2f2MV P Q =⨯⨯+⨯==）（）（φ原系统发电机能提供的无功功率：ar 7.65085.0cos tan 1050cos tan 110f 0f MV P Q =⨯==--）（）（φ（3）无功备用容量ar 2.1818.5576.2037.6509.21675MV Q Q Q Y F B =+-++=-=）（）（因此，无功备用容量占系统最大综合无功功率为:10%%8.23%1008.5576.2032.181Y B >=⨯+=Q Q 无功功率平衡结论：发电机能够提供足够的无功功率，新规划系统满足无功平衡。

2.3网络接线方案及电压等级的确定2.3.1网络方案的形成根据网络方案设计一般规定[3]：简化网络结构，满足电能的质量、运行及维护的灵活性、供电安全可靠性及工程投资等方面的要求列出8种初步方案如表2-1，并在最大负荷时计算初步有功功率潮流分布。

表2-1 6种网络初步方案2.3.2网络方案电压等级的确定 （1）电压等级选择的原则为满足本设计的要求，线路的电压等级不宜过多；为便于电气设备的设计制造及使用，国家规定了电气设备的额定电压系列标准：3、6、10、35、110、220、330、500、750[4]。

（2）电压等级选择结果经验公式：416PL U e （kV ） (2)由线路送电容量和送电距离，利用公式（2-2）计算出各方案的电压等级结果如下表2-2所示。

表2-2 各方案的电压等级选择结果 方案线路 距离(km)距离（考虑5%弯曲度）L（km ） 回路 单回输 送功率 （MW ） 负荷矩 PL (MW.km) 计算电 压等级 (kV ) 选用电 压等级 (kV ) 方案一Ad bd bc ce Ae 60 60 100 120 100 63 63 105 126 105 1 1 1 1 1 159.55 20.45 44.55 35.45 85.45 10051.65 1288.35 4677.75 4466.70 8972.25 160.21 95.86 132.32 130.80 155.72 220 110 220 220 220 方案二Ad de Ae bd bc60 70 100 60 10063 73.5 105 63 1051 1 12 2165.87 29.13 79.13 7.5 4010449.81 2141.06 8308.65 472.50 4200161.77 108.84 152.76 74.60 128.80220 110 220 110 2202.3.3 网络方案初步比较初比指标：路径长度、线路长度、断路器数、等效线路长、负荷矩。