《电力系统规划》第1章

电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院电力系统规划2014上期电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院•本课程主要内容•1、绪论•2、电力负荷预测•3、电力系统规划的经济评价方法•4、电源规划•5、电网规划•6、配电网规划•7、电力系统无功规划•8、电力系统自动化规划电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院电力系统规划涉及的背景知识：(1)国家计划及能源政策(2)负荷趋势预测(3)优化技术(4)智能控制技术(5)电力系统工程(6)信息技术电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院学习本课程的目的通过课堂讲授结合课外自学，了解电力系统规划的重要性及基本要求；理解电力系统规划的基本内容和基础理论；掌握电力系统规划的一般方法和流程。培养电力工程自动化专业学生的基本专业素质，学会分析和解决电力系统规划中遇到的问题。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院第1章绪论1.1我国电力工业发展概况1.2电力系统规划的重要性及基本要求1.3电力系统规划的任务及分类电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院1.1我国电力工业发展概况一、基本情况1.装机容量、发电量迅速增长统计数据从1882年国内第一台直流发电机开始，解放前装机容量不足185万kW至2012的1144GW，期间经历了多阶段的跨越式发展。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院年份装机容量(万kW)装机容量在国际排位年发电量（亿kWh）年发电量在国际排位备注～1949185214325建国前67年196011929594-装机容量突破1000万kW19871029054973-装机容量突破1亿199521722410069-装机容量突破2亿1996236542107942基本解决全国性缺电局面2000319322136852装机容量突破3亿2004440702218702装机容量突破4亿2005517182249752装机容量突破5亿2006622002283442装机容量突破6亿表1-1我国各阶段电力发展情况表电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院00.511.522.533.544.551952195319541955195619571958195919601961196219631964196519661967196819691970197119721973197419751976197719781979198019811982198319841985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052005年500GW2004年400GW2000年300GW1995年200GW1987年100GW1978年57.1GW1949年1,850MW中国发电装机容量变化电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院•2012年8月超过美国，成为世界第一，2012年底装机容量：1144GW其中：水电：249GW火电：819GW核电：12.59GW风电：62.37GW2020有望达1800GW电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院2.电网的建设有较大发展1971年以前：我国大陆电网最高电压等级为220kV；1972年：建成第一条330kV输电线路（刘家峡——陕西关中，534km）；1981年：建成第一条500kV输电线路（河南平顶山——武汉，595km）；1989年：建成第一条±500kV直流输电线路（葛洲坝——上海，1046km）；2005年：建成第一条750kV输电线路（青海官亭——甘肃兰州东，146km）；2006年：我国首条1000kV特高压输电线路开关站在河南南阳奠基（晋东南——南阳——荆门，654km）。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院3.电力设备的制造水平大大提高我国最大的地热电站：西藏羊八井第一、二地热电站总装机容量2.518万KW；我国最大的风电场：内蒙古赤峰赛罕坝风电场总装机容量17万KW。第二大风电场是新疆达坂城风电场，其总装机容量14万KW；我国最大的潮汐电站：浙江省江厦潮汐电站总装机容量3200KW；我国最大的垃圾焚烧电厂：上海浦东垃圾焚烧电厂总装机容量1.7万KW。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院（1）电源结构不尽合理：水电、核电及新能源发电比重偏小。（2）电网建设与电源建设不协调，供电可靠性偏低：我国电力建设长期以来“重发轻供”的情况十分突出。部分电网网架结构不够坚强，出现窝电和缺电并存的现象；配电网仍不能满足用电需求增长的需要；供电可靠性偏低。（3）人均拥有装机容量和人均占有发电量较低：目前我国人均拥有装机容量和人均占有发电量不到世界平均水平的一半，约为发达国家的1/6和1/10。（4）技术经济指标平均水平不高：火电厂平均发电煤耗、供电煤耗、厂用电率、电网线损率等仍较高。（5）火电厂的污染物排放量高：火电厂的二氧化硫、氮氧化物和大量粉尘的排放尚未得到有效控制。（6）发供电设备质量问题较多，性能欠佳。二、差距电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院表1-2主要国家人均电力比较国家人均用电量kWh/人人均装机kW/人中国21550.47美国127112.89德国66931.46英国55141.18法国81182.12日本82771.99俄罗斯56891.47电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院三、发展规划1.大力发展水电水能资源是可再生的清洁能源；在电力系统中，有一定比例的水电装机容量对系统调峰和安全经济运行极为有利；水电站的发电成本低，水库可以综合利用。发达国家水电的平均开发度已在60％以上。我国水电装机容量居世界第2位，但仅开发了少部分，水电装机容量比例偏低。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院我国水电之最世界最大的水电站：长江三峡电站世界最大的抽水蓄能电站：广州抽水蓄能电站世界海拔最高的水电站：西藏羊卓雍湖抽水蓄能电站电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院2.积极发展核电我国目前已经形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾等6个核电基地，拥有11台核电机组、约900多万KW的装机容量。距世界水平仍有很大差距，目前全球核电占电能的比平均为17%，已有17个国家核电在本国发电量中的比重超过25%，而我国核发电量占总量不到2%，远不到世界平均水平，更远远低于法国85%、美国20%的水平。核电在沿海地区是发展的必由之路，主要是在沿海一次能源短缺的广东、福建、浙江、江苏、辽宁、山东等省建设一批单机百万千瓦级的核电站；同时也探索在内地发展核电，主是在江西、湖南、安徽、吉林等省建设核电站。至2020年，中国核电装机容量规划要达到4000万KW，约占整个电力装机容量的4%。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院3.重点发展电网，形成全国统一的联合电网推进“西电东送、南北互供、全国联网”的发展战略，建设多个1000KV交流工程、±800KV直流工程。到2020年底，我国将建成覆盖华北、华中、华东地区的特高压交流同步电网，建成15个特高压直流工程；建设多个500KV交流工程、±500KV直流工程。随着三峡电站及其输变电工程建设的完成，到2010年已基本实现以三峡为中心的全国联网格局，并形成全国统一的联合电网。我国在进行电网建设的同时，还不断推进中俄、中越之间的跨国电力联网工程。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院全国互联电网示意图东北华北新疆西北山东西藏川渝华中华东福建南方17台湾海南电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院区域电网构成华北、华东、华中、南方电网的装机容量已超过1亿kW(100GW)东北、西北电网的装机容量也超过4000万kW(40GW)电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院区域电网互联1989年9月，±500kVDC2001年5月，500kVAC2003年6月，500kVAC2003年9月，500kVAC2004年6月，±500kVDC2005年6月，直流背靠背电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院•电网电压等级第一条500kVAC：1981年12月河南平顶山-湖北武昌。第一条330kVAC：1972年6月甘肃刘家峡-天水-陕西关中(眉县)。各电网已形成500kV或330kV的骨干网架。第一条±500kVDC：1989年9月，湖北葛洲坝-上海南桥。第一条750kVAC：2005年9月青海官亭-甘肃兰州东。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院4.因地制宜发展新能源发电，做好农村电气化建设在边远农村和沿海岛屿，因地制宜建设小水电、风力发电、生物质发电、潮汐发电、地热发电和太阳能发电等。至2010年，风电装机容量超过500万KW，生物质发电装机容量达到550万KW，太阳能发电装机容量达到30万KW；到2020年，风电装机达3000万KW，生物质发电达到3000万KW，太阳能发电装机达220万KW。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院5.开发和节约并重，高度重视环境保护在开发能源的同时，采取有效措施节约能源、降低损耗（煤耗、水耗、线损等），提高能源利用效率。实行电力发展与环境保护相协调的方针，使电力建设与环境保护“同步规划、同步实施、同步发展”。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院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。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院1.重要性电力规划是根据社会经济发展的需求，能源资源和负荷的分布，确定合理的电源结构和战略布局，确定电网电压等级、输电方式和合理的网架结构等。电力规划的合理与否，事关国民经济的发展，直接影响电力系统将来运行的稳定性、经济性、电能质量和未来的发展。1.2电力系统规划的重要性及基本要求电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院电力工业生产和建设的特点：•规律性和同时性：发、变、输、配、用电设备，按照一定规律组合而成。而且同时完成，不能大量储存。•整体性：电力系统是个不可分割的整体，发、变、输、配、用电环节必须有机地配合，不能因一处发生事故而造成全网大面积停电，给工农业生产造成重大损失。•暂态性：暂态过程十分短暂。•要害性：地震，洪水，社会稳定。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院2003年8月14日（美国东部时间），美国东北部和加拿大东部联合电网发生了大面积停电事故，这次停电涉及美国的俄亥俄、纽约、密歇根、新泽西、马萨诸塞、康涅狄格等6个州和加拿大的安大略、魁北克等2个省，100多座发电厂跳闸，其中包括22座核电厂，共计损失负荷61.80GW，多达5000万居民瞬间便失去了他们赖以生存的电力供应。要吸取这次美、加大停电事故的经验教训，引以为鉴。从另一方面，说明了电力系统规划的重要性。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院23电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院2.基本要求1）发、变、输、配比例适当；2）电压支撑点多；3）可靠性；4）灵活性；5）经济性。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院1.3电力系统规划的任务及分类1）研究和提出规划期内的负荷水平（负荷预测），规划期限，每年最大负荷Pmax，每年电量需求Qmax，负荷特性，负荷曲线等；2）研究能源资源和运输条件，确定能源布点，水源，煤炭，石油，天然气等；3）研究和提出合理的供电范围；4）研究和提出水、火电厂的合理布局及发展规模，电源规划方案；5）确定电网发展方案，包括输电和配电主干网络布局，电压等级的选择及变电所布局和容量的选择；6）提出需要进一步研究的问题。电力系统规