电力系统优化规划
吴耀武
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古人云：“凡事预则立，不预则废” 可见规划的重要性。
电力工业是能源工业，基础工业，在 国家建设和国民经济发展中占据十分重 要的地位，是实现国家经济发展现代化 的战略重点。
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电能是发展国民经济的基础。电能是 一种无形的、不能大量储存的二次能源。 电能的发、变、送、配和用，几乎是在 同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡， 并留有足够的容量备用和能量备用。 要满足国民经济发展的需求，电力工 业必须超前发展，这是世界电力工业发 展规律，因此，做好电力规划，加强电 网建设，就尤为重要。
1.0
江西
7.8 4.0 3.4 3.3 2.5 2.4
广西 湖南 新疆
2.2 1.7
甘肃 福建
1.3 1.1
广东 陕西
四川
云南
西藏
湖北
青海
贵州
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东北 140 1199
12.东北
新疆
3050 69
1035 4196 10.黄河上游 西北
华北
11.黄河中游 西藏 4. 长江上游 川渝 3. 大渡河 530 23234 华南 华中 180 6743
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学习方法：
内容丰富，时间有限，讲一些基础知 识、基本计算，提供一些分析问题和解 决问题的思路和方法，以自学为主。 要求： 听课、笔记、阅读参考文献 成绩评定： 作业、平时考核、考试?
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参考文献
[1] 熊信银，吴耀武．遗传算法及其在电力系统中的 应用．武汉：华中科技大学出版，2002 [2] 侯煦光等．电力系统最优规划．武汉：华中理工 大学出版社，1991 [3] 王锡凡．电力系统规划基础．北京：电力出版社， 1997 [4] 孙洪波．电力网络规划．重庆：重庆大学出版社， 1996 [5] 郭永基．电力系统可靠性分析．北京：清华大学 出版社，2003 [6] 杨莳百．发电系统可靠性分析原理和方法．北京： 水利电力出版社，1985 _CEEE
华东 310 1790
7. 闽浙赣
2. 雅砻江 1. 金沙江
8. 澜沧江
6. 湘西 5. 乌江 9. 南盘江红水河
煤炭：亿吨标煤 水能： 万千瓦
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石油，截至1996年底，储量约32.87亿t， 居世界第9位。 铀，我国的铀储量可供4000万kW核发 电厂运行30年。 风能，可开发的装机容量有2.53亿kW。 海洋潮汐能，我国沿海的潮汐能量约有 2亿kW。 天然气，根据1993年的预测，总资源量 达38万亿m3 。
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装机容量在100万kW及以上的大电厂 沙角电厂，浙江北仑，二滩，葛洲坝，三峡 大型发电机组，单机容量60万kW 最早：1985年，元宝山电厂 60万kW 绥中电厂： 2×80万kW
外高桥电厂：
玉环、邹县：
2×90万kW
2×100万kW（2006）
核电建设 浙江秦山，广东大亚湾、岭澳，田湾
大力开发水电
优化发展煤电 积极推进核电 加强新能源发电，提高能源效率 加强电网建设 保护生态环境，促进装备工业发展 深化体制改革， 实现电力、经济、社会、环境统筹协调发展 _CEEE
（1）我国的能源资源 能源是一个国家生存和发展的最基本的条件， 电力是能源的最基本构成之一。 到2002年底，探明可直接利用的煤炭储量为 1886亿t，我国煤矿的平均资源综合回收率仅为 30%，按煤炭产量19亿t计算，仅使用30年。 世界上10大产煤国，2004年煤炭产量（亿t） 分别为：中国19.56，美国9.32，印度3.62，俄罗斯 2.83，澳大利亚2.64，南非2.43，印度尼西亚1.35， 波兰0，哥伦比亚0.52，德国0.29，共计42.56，中 国占45.96%。 _CEEE
一、中国电力发展简况 1. 第一个火电厂
1882 年，由外国人在上海租界建立了上海电气公司， 安装一台发电机组，容量12kW。
2. 第一个水电厂
1912年，距云南昆明 40km的螳螂川上，建成石龙坝水 电厂，安装两 台240kW的水轮机组。
3. 中国1882～1949，共68年
全国发电设备容量185万kW，居世界第21位 全国年发电量43亿kW· h，居世界第25位 低压小机组，最大单机容量2.5万kW· h 发电煤耗700～800g/kW· h 有若干规模很小的电网
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电力系统规划内容包括：
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 负荷预测 有功电源规划 无功电源规划 网络规划 联网规划 运行模拟 电力系统可靠性分析
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电力系统规划涉及知识：
(1) (2) (3) (4) (5) (6) 系统工程 技术经济分析 优化技术 智能技术 电力系统 信息技术
国 家 中国 美ห้องสมุดไป่ตู้ 德国 英国 法国 日本 俄罗斯 人均用电量 kWh/人 2155 12711 6693 5514 8118 8277 5689 人均装机 kW/人 0.47 2.89 1.46 1.18 2.12 1.99 1.47
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2. 电力工业是先行工业,要大力发展
我国电力工业发展的要点是：
煤炭资源储量各省分布情况
27.00 22.00 15.75 12.04 5.67 1.54 山西 内蒙古 黑龙江 2.48 2.48 2.20 河南 贵州 陕西 2.60
安徽
山东
宁夏
新疆
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水电是清洁、环保和可再生的能源。 我国可开发水能资源量，开发条件优越，技术经济指标良好。
全国可开发水资源地区分布
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• “西气东输”工程项目完成后，可以使我国目前的天 然气年产量从250亿m3／年提高到1000亿～1200亿m3／年, 可以稳定供气30年。届时，我国的洁净天然气在一次能源 消费结构中所占的比例，将从目前的2%上升到6%～8%。
• 根据电网用电需要及天然气可能供应情况，预计将有 天然气发电项目４５个，总容量３２４０万kW（其中燃油 改燃气２４９万kW），主要分布在京津唐、华东、华中、 广东、广西、甘肃电网。 “十五”投产７９８万kW，“十 一五”投产１５７４万kW，１０年共投产２３７２万kW， 年用气量约２４０亿m3 。届时天然气发电机组约占全国发 电装机容量的５％左右，占同期新增发电装机容量的１１ ％左右。
第三章 技术经济分析 原理和方法
一、技术经济分析的基本概念 二、资金的时间价值 三、技术经济评价的指标体系 四、技术经济评价的常用方法 五、示例计算
第二章 系统分析
一、系统 二、系统工程 三、系统分析
第四章 数学优化方法
一、线性规划 二、整数规划 三、非线性规则 四、动态规划
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第一章 基础知识
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全国天然气资源及开发情况
• 我国天然气总资源量为３８万亿m3，其中陆上３０万亿m3 ，近海８ 万亿m3 。我国中西部地区有六大含油气盆地，包括塔里木、准噶尔、吐 哈、柴达木、鄂尔多斯和四川盆地预测天然气资源量为 22.4 万亿m3 ， 占全国天然气资源总量的58.9 ％。 • “西气东输” 从广义上讲，除陕京天然气管线外，还包括：塔里 木—上海、青海涩北—西宁—甘肃兰州、重庆忠县—湖北武汉三条天然气 管道，把资源优势变成经济优势，满足东部地区对天然气的迫切需要。 从更大的范围看，正在规划中的引进俄罗斯西西伯利亚的天然气管道 将与现在的西气东输大动脉相连接，还有引进俄罗斯东西伯利亚地区的天 然气管道也正在规划，这两条管道也属“西气东输”之列。 • 从狭义上讲，西气东输又是特指新疆塔里木—上海长江三角洲的输 气工程。这条管道全长 4200 km，管径 1118 mm，途径新疆、甘肃、宁夏 、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海 9 个省区，年输气能力 120 亿 m3 ，固定资产投资 384 亿元。再加上城市管网、工业利用等相关项目建 设，整个工程的投资规模高达 1200 亿元。
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中国的能源状况：
资源相对贫乏，人均占有量更低。


煤的储量占世界的4.2% 石油为2%(为世界平均水平1/10） 天然气为0.5%（为世界平均水平1/20） 水能15%（世界第一）
人均可开采资源 煤炭 ( 吨 ) 89.8 876.4 162.5 石油 ( 吨 ) 2.6 13.2 235 天然气 ( m3 ) 1074 16843 24796
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4. 中国1949～2006年，共57年
发电装机容量6.22亿kW 年发电量28344亿kW· h 已建成750kV特高压输变电工程 2005.9.26 青海官厅—甘肃兰州东 已建成多个500kV高压交流输电网 1981 河南姚孟—武汉 已建成多个±500kV直流输电工程 葛洲坝—上海1080km，直流电压± 500kV，直流电流1200A 额定功率： 双极运行 1200MW 三峡—南桥、三峡—广东：3000MW 跨省、跨地区的大电网（装机容量4000万kW） 例如 华北、东北、华中、华东、西北、南方
华北地区 1.2% 西北地区 9.9% 东北地区 2.0%
华东地区 3.6% 中南地区 15.5%
西南地区 67.8%
可 开 发 水 资 源 省 份 分 布 情 况 (%) 26.8 20.5 17.1
•我国水能资源居世界首位 理论蕴藏量6.76亿kW，其 中，可开发装机容量3.78 亿kW（单机500kW及以上 ），年发电量1.92万亿 kW· h 。 •水能资源利用率低于世界 平均水平: 目前，水能资源的开发利 用率以装机计为可开发装 机容量的18％，以发电量 计约11.56％，远低于经 济发达国家的水平。
内容安排
第一部分 电力系统规划基础 第二部分 电力系统可靠性分析原理 第三部分 遗传算法及其在电力系统 中的应用
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