电力系统运行方式

一、电力系统运行方式的基本概念二、电力系统运行方式的分类三、电网、变电站的接线方式四、电网运行方式管理一、电力系统运行方式的基本概念•2011/3/8•明珠•湟源•乌兰•巴音•格尔木•龙羊峡•大石门•花园•景阳•黄家寨•安通•阿兰•曹家堡•吉祥•李家峡•苏只•公伯峡•官亭•桥二厂•大通电厂•海石湾•青海330千伏目前接线方式电力系统运行方式：根据本系统实际情况，合理使用资源（化石、水力、核能、生物质能、风力、太阳能等），使整个系统在安全、优质、经济运行情况下的决策。电力系统运行方式研究的对象1、网内电源与负荷的电力电量平衡。2、主要厂站（所）的主接线方式及保护配合。3、各电网间的联网及联络线传输功率的控制。4、电网的调峰。5、无功电源的运行调度。6、各负荷情况下电网的运行特性。7、电网结构。网内电源与负荷的电力电量平衡发电出力用电负荷=以额定频率50Hz作为依据厂站（所）的主接线方式及保护配合厂站的主接线方式随基建完工后就基本固定了。保护配合根据每年一次电网阻抗变化进行计算而确定。正常情况下也是固定的。当设备检修或电网发生故障时，电网的负荷发生变化后，才考虑调整，和校核保护的配合。保护配合同时考虑自动装置的投切。电网间的联网及联络线传输功率的控制电网间的联网传输功率的控制：一般受电力交易市场交易行为的限制。联络线传输功率的控制：根据负荷和发电出力的变化，在稳定导则的规定情况下，对相关联络线进行潮流控制。控制方法：调整接线方式、降低送电端发电出力、增加受电端发电出力、在受电端限电。电网的调峰1、在负荷高峰来临之前开启备用水电、抽水蓄能机组、燃气等机组。2、增加发电负荷曲线。前提：系统频率保持在50Hz。无功电源的运行调度包括：电压的合格：保证各种运行方式下，变电站、发电厂的母线电压在合格范围内。无功补偿：以无功分层、分区的无功平衡为原则。各负荷情况下电网的运行特性各类负荷对电网的影响是不一致的，如：电力机车、大型电机、电弧炉等启动造成的冲击负荷。整流负荷对电网产生的谐波等。电网结构对运行方式的影响合理的电网结构是各种运行方式的基础,它约束和规定了电网的运行方式。针对不同的电网结构和不同的运行方式,研究电网的特性,确定各种事故条件下应采取的对策,是电网运行工作的重要任务之一。二、电力系统运行方式的分类1、按时域分：分为年、季度和日运行方式(正常运行方式);2、按系统状态分：分为正常运行方式、事故运行方式和特殊运行方式(也称为检修运行方式)。电力系统正常运行方式电力系统的正常方式是指正常计划检修方式和按负荷曲线及季节变化的水电大发、火电大发,最大最小负荷和最大最小开机方式,及抽水蓄能运行工况等可能较长期出现的运行方式。电网正常运行方式能充分满足用户对电能的需求；电网所有设备不出现过负荷和过电压问题,所有输电线路的传输功率都在稳定极限以内;有符合规定的有功及无功功率备用容量;继电保护及安全自动装置配置得当且整定正确;系统运行符合经济性要求;电网结构合理,有较高的可靠性、稳定性和抗事故能力;通信畅通,信息传送正常。年度运行方式年度运行方式是根据本电网在下一年度的检修计划、基建、技改工作计划、发电出力和负荷增长的预测，提前安排的运行策略。年度运行方式需上报上一级调度并批准后执行。日运行方式根据月度发电计划、设备检修计划及电网实际情况，综合考虑天气、节假日、近期水情、燃料供应、设备情况等因素，安排的运行策略。根据负荷预测进行安全分析，避免出现按预定方式运行存在设备过载或电压越限。电力系统的事故后运行方式事故后运行方式是指电力系统事故消除后,在恢复到正常方式前所出现的短期稳态运行方式。电力系统的特殊运行方式特殊运行方式是指主干线路、大的联络变压器等设备检修,以及对稳定运行影响较大的运行方式。包括节假日运行方式、主干线路、变压器或其他系统重要元件、设备计划外检修,电网主要安全稳定控制装置退出,以及其他对系统安全稳定运行影响较为严重的方式。电网事故运行方式事故运行方式多是针对电网运行上的薄弱环节按可能发生的影响较大的事故而编制的,此时,电网运行的可靠性下降,因此,要求其持续时间应尽量缩短。事故运行方式的运行时间主要取决于以下几个方面1)电网各级调度人员能否迅速正确地处理事故。2)备用设备投入的速度。3)事故损坏设备的修复或替代措施的速度。因此，研究电网事故运行方式后的状态，并编制出运行方式，可以指导各级调度和运行人员正确处理事故,减少电网事故损失和对用户的影响,并可事先采取各种措施进行防范。电网特殊运行方式(也称检修运行方式)由于主要设备检修时,会引起电网运行情况的较大变化,因此当主要设备检修和继电保护装置校验时,应事先编制好相应的运行方式,并制定提高电网安全稳定的措施。电网的最大运行方式电网的最大运行方式是电网在该方式下运行时具有最小的短路阻抗值,发生短路后产生的短路电流为最大的一种运行方式。最大运行方式的作用一般根据电网最大运行方式的短路电流值校验所选用的电气设备的稳定性。电网的最小运行方式最小运行方式是电网在该方式下运行时具有最大的短路阻抗值,发生短路后产生的短路电流为最小的一种运行方式。最小运行方式的作用一般根据电网最小运行方式的短路电流值校验继电保护装置的灵敏度。三、电网、变电站的接线方式第一部分：电网接线方式电网接线分为有备用和无备用电源无备用接线一放射式变电站3变电站2变电站1电源无备用接线二干线式变电站3变电站2变电站1变电站4变电站5电源无备用接线三链式变电站4变电站3变电站2变电站1无备用接线的优点：简单、经济、运行方便无备用接线的缺点：供电可靠性差。不适应于一级负荷占很大比重的场合电源有备用接线一放射式变电站3变电站2变电站1电源有备用接线二干线式变电站3变电站2变电站1变电站4变电站5电源有备用接线三链式变电站4变电站3变电站2变电站1电源有备用接线四环式变电站3变电站2变电站1电源1有备用接线五两端供电式变电站2变电站3变电站1电源2有备用接线的优点：供电可靠性高、电压质量高。有备用接线的缺点：可能不够经济（环式除外）。适应于一级负荷占很大比重的场合。第二部分：变电站接线方式三、电网、变电站的接线方式变电站的母线接线形式单母线：单母线、单母线分段、单母线带旁路、单母线分段带旁路双母线：双母线、双母线分段、双母线带旁路、双母线分段带旁路三母线：三母线、三母线分段、三母线带旁路变电站的母线接线形式3/2接线、3/2接线母线分段4/3接线线路变压器组（单元式接线）桥形接线：内桥形接线、外桥形接线、复式桥形接线角形接线（环形接线）：三角形接线、四角形接线、多角形接线什么是桥形接线？有何特点？桥形接线采用4个回路3台断路器和6个隔离开关，是接线中断路器数量较少、也是投资较省的一种接线方式，根据桥形断路器的位置又可分为内桥和外桥两种接线。由于变压器的可靠性远大于线路，因此电网中应用较多的为内桥接线。为了在检修断路器时不影响线路和变压器的正常运行方式，有时在桥形外附设一组隔离开关，这就成了长期开环运行的四边形接线。思考题:1)上图两个变电站哪一个是外桥?哪一个是内桥?2)它们的优缺点什么?单母线接线单母分段接线单母分段带旁母多角形接线多角形接线就是将断路器和隔离开关相互连接，且每一台断路器两侧都有隔离开关，由隔离开关之间送出回路。多角形接线优点多角形接线所用设备少，投资省，运行的灵活性和可靠性较好，正常情况下为双重连接，任何一台断路器检修都不影响送电，由于没有母线，在连接的任一部分故障时，对电网的运行影响较小。多角形接线缺点回路数受到限制，因为当环形接线中有一台断路器检修时就要开环运行，此时当其他回路发生故障就要造成两个回路停电，扩大了故障停电范围，且开环运行的时间愈长这一缺点就愈大，而环中的断路器数量越多，开环检修的机会就越大，所以一般只采用四角（边）形接线和五角型接线，同时为了可靠性，线路和变压器采用对角连接原则。四边形的保护接线比较复杂，一、二次回路倒换操作较多。双母线接线双母线接线就是将工作线、电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组（正/副）母线上，且两组母线都是工作线，而每一回路可通过母联断路器并列运行。双母线接线的优点与单母线相比，它的优点是供电可靠性大，可以轮流检修母线而不使供电中断，当一组母线故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线，就可迅速恢复供电，另外还具有调度、扩建、检修方便的优点。双母线接线的缺点缺点是每一回路都增加了一组隔离开关，使配电装置的构架及占地面积、投资费用都相应增加；同时由于配电装置的复杂化，在改变运行方式倒闸操作时容易发生误操作，且不宜实现自动化；尤其当母线故障时，须短时切除较多的电源和线路，这对特别重要的大型发电厂和变电站是不允许的。双母线带旁路接线双母线带旁路接线就是在双母线接线的基础上，增设旁路母线。其特点是具有双母线接线的优点，当线路（主变）断路器检修时，仍能继续供电，但旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化，投资费用较大，一般为了节省断路器及设备间隔，当出线达到5个回路以上时，才增设专用的旁路断路器，出线少于5个回路时则采用母联兼旁路或旁路兼母联的接线方式。双母线分段带旁路接线双母线分段带旁路接线就是在双母线带旁路接线的基础上，在母线上增设分段断路器，它具有双母线带旁路的优点，但投资费用较大，占用设备间隔较多，一般采用此种接线的原则为：1)当设备连接的进出线总数为12—16回时，在一组母线上设置分段断路器。2)当设备连接的进出线总数为17回及以上时，在两组母线上设置分段断路器。3/2断路器接线3/2断路器接线就是在每3个断路器中间送出2回回路，一般只用于500KV（重要330KV、220KV）电网的母线主接线。3/2断路器接线优缺点优点：1)运行调度灵活，正常时两条母线和全部断路器运行，成多路环状供电。2)检修时操作方便，当一组母线停运时，回路不需切换，任一台断路器检修各回路仍按原接线方式运行，不需切换。3)运行可靠，每一回路由两台断路器供电，母线发生故障时，任何回路都不停电。3/2断路器接线优缺点缺点：使用设备较多，特别是断路器和电流互感器，投资费用大，保护接线复杂。思考题：上图供电区中有哪些站可以通过调整运行方式，转移至相邻供电区供电？四、电网运行方式管理电网年度运行方式的编制年度方式由三个部分：1)上一年电力系统运行情况分析;2)本年度电网运行方式安排;3)下级电网年度运行方式概要汇编。上一年电力系统运行情况分析1、指标：地区电厂发电量、年、月分区用电量、最大、最小负荷、负荷率、无功电压、线损等。2、生产运行：新设备投产，发电、输电、变电设备检修及安全运行情况，事故统计分析，安全稳控装置和措施落实情况等上一年电力系统运行情况分析3、电网规模：并入地区电网的发电容量、变电站、主变、线路数量，电气及地理接线图，存在问题及分析。本年度电网运行方式安排1、新设备投产及电网改造计划，一次运行方式，设备检修计划，电力、电量平衡。2、潮流分析、稳定计算、短路容量校核、无功电压和线损分析、安全稳控装置及稳定措施等。日运行方式或临时运行方式编制根据电网运行和检修需要编制1、运行方式变更原因及内容;2、结线方式、电压变动情况，继电保护及自动装置的变更;3、操作原则，注意事项及新方式事故处理原则。注意：值班调度员遇有特殊情况，为使电网安全经济运行，改善电能质量可根据当时具体情况临时改变运行方式，但方式变化较大或影响用户正常供电时须经调度所领导或生产主管副总经理（总工程师）批准。编制运行方式时应考虑的因素潮流分布短路容量电网稳定和安全系统调峰继电保护电网内过电压不同电网运行方式方案的主要编制内容注：表中数字为不同运行方式方案中仅需要编制的内容，无数字则表示需要全部内容。举例说明地区年方式的编制内容第一部分2010度地区电网运行总结第一章2010年度新设备投产情况及系统规模1.12010年度新投产设备及设备规范1.22010年度末系统规模1.32010年度末地区电网供电区域划分情况第二章2010年度生产运行情况分析2.1电力供需形势2.2