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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2

000319322136852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00.511.522.533.544.55195219531954195519561957195819591960196119621963196419651966196719681

9691970197119721973197419751976197719781979198019811982198319841985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200

420052005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750k

VAC：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Pma

x，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。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院国家计划及能源政策能源规划电力负荷预测电源规划电网规划图1-1电力系统规划的结构5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.电力负荷预测1）调度的电力负荷预测•超短期电力负荷预测（15－30分钟）•短期电力负荷预测（24－48小时）•中期电力负荷预测（一周、一月）•长期电力负荷预测（一年）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）规划的电力负荷预测短期

电力负荷预测（1－5年）中期电力负荷预测（5－15年）长期电力负荷预测（15－30年）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.电源规划1）短期电源规划时间：1－5年内容：（1）制定发电设备的维修计划；（2）分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益；（3）分析与相邻电力系统互联的

效益及互联方案；（4）确定燃料需求量及购买、运输、贮存计划。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院2）长期电源规划时间10－30年（1）扩建新发电机组的时间、地点；（2）分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益，扩建发电机组的类型、容量；（3）分析与相邻电力系统互联的效益及互联方案，

现有发电，机组的退役及更新计划；（4）确定燃料需求量及购买、运输、贮存计划，燃料的需求量及解决燃料问题的策略。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.电网规划（输电系统规划）•以负荷预测和电源规划为基础，确定何时、何地、建何种类型输电线路及回路数，变电站的规模，达到规

划期内所需要的输电能力，在满足各项技术指标的前提下，使输电系统的投资费用最小。1）短期电网规划1－5年规划内容比较具体仔细，可直接用来指导建设。如：必须确定和选择扩建方案所需要的输变电设备。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）中、长期电网规划5－1

5，15－30年内容：需要考虑比输变电工作周期更长的发展情况，如：需要列举各种可能的过渡方案。估计各种不确定因素的影响等。•长期规划的方案并不一定在建设中原封不动的实施。由于客观条件或环境的变化，规划

方案也将不断变化。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院电力负荷预测电源开发规划选线、所址条件评价地区用电需要预测用户供电设备规划连结系统规划社会环境评价制定规划方案技术经济评价对现有系统的评价确定

最佳方案电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院用户用电需要用户电压要求用户供电可靠性输电网规划确定可能的配电规划方案用电负荷分布配电所址条件地区环境要求现有配电改造计划经济性评价先布点、后定线，再落实项目和投资确定最佳配电规划方案图1-3配电网规划流程电力系统规划第

1章湖南工业大学电气与信息工程学院华北南方东北西藏台湾西北晋城煤电基地华中晋东南淮南300雅龙江梯级170南阳300300290华东杭北芜湖荆州2008年前后国家电网特高压骨干网架规划图上海西图例500kV交流±800kV级直流1000kV交流750kV交流金沙江I期株州杭北南汇苏南陕北武汉220

420官亭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华北东北西藏台湾西北晋东南火电陕北火电石家庄北京东华中豫北280420200150350晋东南徐州淮南徐州火电滁州300360雅龙江梯级170无锡南阳×300170300

150290华东杭北芜湖330长沙荆州乐山重庆2010年前后国家电网特高压骨干网架规划图300300蒙西火电III450南京蒙西火电I晋东南火电蒙西上海西武汉恩施图例500kV交流±800kV级直流1000kV交流750kV交流白银官亭拉西瓦兰州东宁东邵通安顺桂林龙门

惠东三峡地下陕北330220邵通火电320西宁南方电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院华北南方东北西藏台湾西北晋东南火电陕北火电蒙西火电II石家庄北京东华中济南豫北300280240420200100300晋东南徐州淮南徐州火电滁州3003

60雅龙江梯级金沙江I期金华金沙江II期170无锡南阳×300170300150150华东杭北芜湖290330长沙荆州乐山成都重庆2020年前后国家电网特高压骨干网架规划图300500300川西水电蒙西火电III天津南昌唐山青

岛120300250340450福州320南京350240300沿海电源沿海电源150蒙西火电I晋东南火电宁夏煤电呼盟煤电远东(俄)沈阳蒙西火电IV蒙西锡盟锡盟煤电I锡盟煤电II连云港沿海核电泰州上海北上海西沿海核电沿海核电沿海核电驻马店武汉恩施川

西水电300×达州宝鸡哈密电厂哈密二厂安西张掖永暨白银西宁官亭拉西瓦兰州东宁东宁东西南水电西南水电丽江西永平罗平邵通安顺桂林柳州佛岗东龙门揭西惠东四会新兴恩平电白三峡地下开关站陕北郴长宝二×靖边渭北东南郊晋中官亭官亭图例500kV交流±800kV级直流1000kV交流7

50kV交流330300220300400200220240280电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院•电源规划与电网规划的关系•电网规划以电源规划为基础，反过来又对电源规划产生影响。•电网规划要解决的问题：在何处、何时、投建何种类型的输电线路和变电站，电

网规划费用包括输电设备的投资和运行费用。•电源规划是单节点问题，电网规划是网络问题，决策变量的维数更高。电力系统规划第1章湖南工业大学电气与信息工程学院静态电网规划（水平年规划）1.只考虑未来某一负荷水平年的电网接线方案

；2.不要求考虑接线方案的过渡问题；3.不涉及何时投建新输电线路，在费用比较时不考虑资金的贴现。4.•动态电网规划5.将规划期分为几个水平年；6.考虑规划方案的过渡问题；7.资金的时间价值。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、阐述电力

系统规划的结构，并说明其与国家计划及能源政策的关系？•2、说明电力系统规划设计的基本要求？•3、分析电力规划各阶段内容的侧重点？•4、电力系统规划基本方法有哪几种？•5、电力系统规划的评价标准有哪几条？•6、从基本条件分析的

角度，试根据所学知识说明，电力规划设计前应该进行哪些方面的调查、收集和整理工作？