电网规划课程设计样本

CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY

《电力系统稳态分析》

课程设计

题目：

学生姓名：

学 号：

班 级:

专 业： 电气工程及其自动化

指导教师： 粟时平

2016 年 1 月

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目录摘引要.......................................................................................................................- 1言.........................................................................................................................- 2原始资料分析.............................................................................................- 3电力电量的平衡.........................................................................................- 4 -

第一章第二章

1.系统功率平衡................................................................................................- 4 2.用表格法进行电力电量平衡........................................................................- 5第三章电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择...............................- 10 -

1.初拟方案......................................................................................................- 10 2.等价线长的计算..........................................................................................- 13 3.高压开关数量的计算..................................................................................- 13第四章电网接线方案的详细比较和确定...........................................................- 14 -

1.技术比较......................................................................................................- 14 2.经济比较......................................................................................................- 17 3.综合技术比较..............................................................................................- 19 4.电网接线方案的确定..................................................................................- 19第五章潮流分布与调压措施的选择...................................................................- 21 -

1.调相调压计算..............................................................................................- 21 2.最大负荷时的潮流计算(额定电压计算)..............................................- 22第六章物资统计和运行特性计算.......................................................................- 26 -

1.物资统计......................................................................................................- 26 2.运行特性计算..............................................................................................- 26致谢...........................................................................................................................- 28主要参考文献..................................

.........................................................................- 29设计心得...................................................................................................................- 30 --1-

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《电力系统稳态分析》课程设计摘要

电力系统是整个国民经济或能源系统的一个非常重要的子系统。电力系统规划在电力工业的建设中具有极其重要的地位，电力系统规划主要由电力负荷预测、电源规划和电网规划构成。电网规划又以负荷预测和电源规划为基础，在保证输电能力，满足各项技术指标的前提下使输电系统的费用最小。本文根据地方电力网规划的要求，在对原始资料系统负荷、电量平衡分析的基础上，运用传统的规划方法，并结合优化规划的思想，从拟定的六种可行方案中，通过技术和经济的比较，选择出两个较优的方案作进一步的深入分析：从最大电压损耗、网络电能损耗、线路和变电站的一次投资及电力网的年运行费用等角度，详细的分析两个较优方案，以此确定最优规划设计。同时，基于最优设计方案，给出了潮流分布、运行特性、调压措施的选择及物资的统计。基于电力网规划涉及到方方面面许多不确定的因素，在此设计中，采取了一定的简化假定，一定程度上消弱了优化思想的优势。但，预计随着规划理论的创新、技术条件的发展和设计经验的积累，终将形成成熟的“电力系统规划的专家系统”,从而有效加强规划的科学性。关键词:地区力电网规划设计技术比较调压计算分接头

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课程设计用纸教师批阅引言

根据电能生产、输送、消费的连续性，瞬时性，重要性的特点，对电力系统的运行也必须保证对第一类负荷的不间断供电，对第二类负荷的供电可靠性，同时，保证良好的电能质量，除此之外降低变换、输送、分配时的损耗，保证系统虑供电的可靠性、灵活性和经济性的基础上，使方案达到最合理化。保证良好的电能质量和较好的经济效益运行的经济性也极为重要。于是在规划电力网时应该根据各个负荷点对电能要求的不同和保证运行的灵活和操作时的安全来选择合适的接线方式和合理的电压等级。在选择电网设计方案时，首先考虑系统对负荷供电的可靠性，在保证供电可靠性的基础上，对供电的灵活性和经济性进行设计和规划。为保证供电的可靠性，对有一类负荷的负荷点采用双回或环网供电。对于灵活性，系统主要通过变电所的接线来实现。在本电网设计中，电压中枢点是变电所，故通过调节变电所的电压来实现电压调整。总之：进行电网规划设计时，要根据当地

地理条件，合理选泽方案，综合考虑。

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第一章原始资料分析

1.发电厂、变电所地理位置如下

(备注：A为火电厂，B为水电厂，1~5为变电站) 2.发电厂、变电所地理负荷分布发电厂 A、B带有包括厂用电的负荷，变电所(1)~(5)都有本地负荷且发电厂、变电所都有一、二类负荷 3.校验负荷合理性( PmaxTmax> Pmin× 8760 )发电厂 A:14× 5000=70000<8× 8760=70080发电厂 B: 12× 5000=60000<8× 8760=70080变电所(1):33× 5500=181500>17× 8760=148920变电所(2):18× 5500=99000>10× 8760=87600变电所(3):26× 5000=130000>14× 8760=122640变电所(4):22× 5500=121000>12× 8760=105120变电所(5):18× 5000=90000>8× 8760=70080以上负荷都合理。--3-

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课 程 设

计 用 纸

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课程设计用纸S1= 33= 393.MVA 0.84 18 S2== 21.4MVA 0.84 26 S3== 31.7 MVA 0.82 22 S4== 26.2MVA 0.84 22 S5== 26.2 MVA 0.84

教师批阅

发电机

25MW机组

25× 0.6× 4= 75M var 0.8 50 50MW机组 Q2=× 0.52= 30.59 M var 0.85 25 S1=× 4= 125MVA 0.8 50 S2== 58.8MVA 0.85 Q综合=0.95× (9.7+21.2+11.6+18.1+14.1) Q1=

+0.2× (125+58.8+39.3+21.4+31.7+26.2)=101.205Mvar Q装= 75+30.95=105.59MvarQ=Q装-Q综合=4.385M var> 0

1.4结论系统的有功功率、无功功率都能平衡，且有功功率备用充足。 2.用表格法进行电力电量平衡 2.1系统最大供电负荷计算系统最大供电负荷等于全系统统计及同时率后的用电负荷的总和。用下面的公式，按月求出系统最大供电负荷。系统最大供电负荷=经计算可得下表：年最大负荷 1-网损率

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课程设计用纸教师批阅月份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月

系统 50 55.3 56.1 56.3 56.9 60.6 89.7 98.6 87最大供电负荷 2.2工作容量计算计算

67.6 65

56

工作容量计算包括水电厂工作容量(也称水电厂工作出力)及火电厂工作

容量(出力)

(1)水电厂工作容量计算先求出夏季以及冬季最小负荷系数β,将夏季和冬季各变电站最大有功负荷及最小有功负荷分别相加，求出夏季及冬季变电站总的最大有功负荷及总的最小有功负荷，按下面的公式计算夏季及冬季的最小负荷系数：最小负荷系数β=变电站总的最小有功负荷变电站总的最大有功负荷

关于水电厂的工作容量的计算，采用公式法近似计算。先按下面公式计算水电厂的可调日保证电量Atj= K tj ( Pshyp Pq )× 24

计算出水电厂的可调日保证电量 Atj后，用其与日峰负荷电量Pmax (γ β )× 24比较，这时，可以有以下两种情况：

a,水电厂的可调日保证电量 Atj大于或等于系统日峰负荷电量时，即Atj≥ Pmax (γ β )× 24

时

水电厂的工作容量按下式计算：Pshg= K tj ( Pshyp Pq )+ Pmax (1 γ )+ Pq

b,当 Atj< Pmax (γ β )× 24式计算

时，水电厂只能担任部分峰荷，可按下

Pshg= 2( Pshyp Pq ) K tj ( Pmax (1 β )+ Pq

按月求出水电厂的工作容量后，可得下表：--6-

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水电厂的 50工作容量

45

62

71

90

45

65

41

89

57

46

42

(2)火电厂的工作容量计算火电厂的工作容量等于系统的最大供电负荷减去水电厂的工作容量。按月求出火电厂的工作容量后，可得下表：月份一二三四五六七八九十十月月月月月月月月月月一月

十二月

火电厂的 55工作容量

65

36

96

56

36

32

35

31

65

68

96

2.3备用容量的计算 (1)负荷的备用容量，一般负荷备用容量为最大负荷的 2%～ 5%负荷备用容量=系统最大供电负荷×负荷备用率 (2)事故备用容量，一般考虑事故备用容量为最大负荷的 10%左右，并且不小于系统一台最大单机容量，所以，事故备用容量=系统最大供电负荷×事故备用率 (3)还要考虑备用容量在水火电厂之间的分配 (4)系统需要备用容量，即总备用容量为负荷备用容量与事故备用容量之和 (5)最后得到备用容量表格如下：--7-

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课程设计用纸电力系统备用容量表

教师批阅五月六月七月八月九月十月十一月 13十二月 11

月

备用一，负荷 21 12 16 17 10 11 13 23 25 12备用容量 8 13 20二，事故 13 13 12 11 10 10 9备用容量其中：水电 20 12 9 23 12 13 13 10 12 13火电 10 12 9 10 13 11 10 9 13 10三，系 23 35 9 13 25 23 21 20 30 11统需要备用容量 2.4系统需要装机容量系统需要装机容量，即工作容量与备用容量之和，得下表：月份一二三四五六七八九月

月月月月月月月月

一二三四月月月月

13

12

23 11 12

10 5 13

十月

十一月

十二月

系统需要 101 102 130 150 130 120 130 132 123 121 112 115装机容量

2.5系统新增装机计算在电力平衡计算中，在某些月份，可能出现系统装机容量大于系统的实际装机，就需要考虑新增装机，计算出新增装机的容量和台数以及装机进度，得出下表：--8-

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需要新增 10装机容量

13

16

17

20

21

19

21

10

13

16

11

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第三章电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择

1.初拟方案因 5个变电所容量在 20-40MVA,距发电厂距离在 25-65kM,查表和选用 110kV为电力网额定电压，且传输距离容许在 50-150kM,也即容许不同的主接线。初拟若干主接线方案，进行初步的技术经济比较：

方案一，优点：结构简单，可靠性高；缺点：双回结构，投资大。

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方案二，优点：闭式结构，简单，投资少；缺点：可靠性差。

方案三，优点：环网结构，可靠性高，结构简单；缺点：输电距离大，投资大。

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方案四，优点：环网结构，可靠性高；缺点：故障时，线路末端电压低。

方案五，优点：线路短，环网，可靠性高；缺点：受水电厂发电能力影响大。

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方案六，优点：可靠性高，线路短，投资少；缺点：环网运行，控制复杂。 2.等价线长的计算 (1) 2*0.7*(25+65+35+45)=238kM; (2) 25+65+35+45+45+50=265kM; (3) 2*0.7*(25+65)+35+45*2=251kM; (4)2*0.7*65+25+35+45+70=266kM; (5)2*0.7(45+65)+25+35+60=274kM; (6)2*0.7*45+25+35+75+50=248kM; 3.高压开关数量的计算开关数量是按单线接线图考虑，实际三相线路，开关数量需乘以 3。综合考虑供电质量、操作简易程度、继保整合难度、建设运行的经济性，初选方案一和三。

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第四章电网接线方案的详细比较和确定

在初选方案一和三的基础上，以下对方案一和三作深入比较： 1.技术比较要求正常运行条件下ΔU%<10%;故障情况下ΔU%<15%。 (1)方案一 a,各变电所负荷已知，各条线路负荷已知； b,用经济电流密度选导线并作发热校验。若按经济电流密度都为 0.9A/mm2计算，与查表得的 Je误差较大，查表得： Tmax= 5000h时 Je= 1.07 A/mm2; Tmax= 5500h时 Je= 0.98 A/mm2。变电所(1)

S

1

= ( p/ 2)

3 u (cos ) J e= (33*10/ 2)

/( 3 *110*0.84*0.98)= 105mm

2

2

变电所(2) S2=57变电所(3) S3=78变电所(4) S4=70

mm mm mm

2

;;。

2 2

查表得。变电所(1)与发电厂(A)之间双回线 L1选 LGJ-120,同理 L2选 LGJ-70, L3选 LGJ-75, L4选 LGJ-70 则线路阻抗查表计算得： Z1=0.5× (0.27+j0.419)× 25=3.375+j5.1125 Z 2=0.5× (0.45+j0.432)× 65=14.625+j14.04 Z 3=0.5× (0.33+j0.416)× 35=5.775+j7.28 Z 4=0.5× (0.45+j0.432)× 45=10.125+j9.72 按发热校验导线截面I1max= I 2 max=--

P 33× 103==206A<380× 2=760A 3U cosφ 3× 110× 0.84 P 18× 103==112.5A<275× 2=550A 3U cosφ 3× 110× 0.84- 14 -