電力系統(tǒng)設計

1．設計任務的依據(jù)和上級對設計計劃的要求。

2．有關上級部門對本系統(tǒng)重大原則問題的意見和要求研究的重點。

3．設計區(qū)域范圍的選定：

(1)大區(qū)系統(tǒng)設計一般以設計水平年規(guī)劃聯(lián)入電網(wǎng)的部分作為本設計的區(qū)域范圍，必要時對孤立地區(qū)是否聯(lián)人系統(tǒng)進行研究。

(2)省一級或地區(qū)性系統(tǒng)設計可以限制在其所研究的區(qū)域范圍內(nèi)。但應在分析設計水平年與電網(wǎng)其他部分之間的關系后確定設計條件。

(3)大區(qū)聯(lián)網(wǎng)的電力系統(tǒng)按聯(lián)網(wǎng)后的各自的區(qū)域范圍考慮，聯(lián)網(wǎng)部分作為聯(lián)絡線處理，聯(lián)絡線的運行方式可根據(jù)聯(lián)網(wǎng)設計或可行性研究中的聯(lián)網(wǎng)效益予以確定。

4．電力系統(tǒng)的設計水平年一般取今后5～10年的某一年。遠景水平年取今后10～15年的某一年。設計水平年的選取宜與國民經(jīng)濟計劃的年份相一致。電源和網(wǎng)絡設計一般以設計水平年為主，并對設計水平年以前的過渡年份進行研究，同時還要展望到遠景水平年。

5．本設計依據(jù)的資料及其來源、上次系統(tǒng)沒計遺留的問題和實施中重大變化情況、以及本系統(tǒng)設計擬研究解決的主要問題。

根據(jù)電力系統(tǒng)的運行特點，在設計和分析電力系統(tǒng)時就有了以下三個基本要求：

(1)提高電力系統(tǒng)供電的安全可靠性

電力系統(tǒng)供電的安全可靠性主要體現(xiàn)在三個方面：一是保證一定的備用容量，電力系統(tǒng)中的發(fā)電設備容量，除滿足用電負荷容量外，要留有一定的負荷備用：事故備用和檢修備用。二是電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)要合理，例如高壓輸電網(wǎng)一般都采用環(huán)形網(wǎng)絡，使得即使其中某一線路因故退出運行時，各變電站仍可以繼續(xù)供電。并要求所采用的設備安全可靠，在發(fā)生故障時能及時動作。三是加強對電力系統(tǒng)運行的監(jiān)控，對電力系統(tǒng)在不同的運行方式下各節(jié)點的電網(wǎng)參數(shù)進行分析計算(穩(wěn)態(tài)分析的任務)及時采取各種措施保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

(2)保證電能質(zhì)量電力系統(tǒng)中描述電能質(zhì)量最基本的指標是頻率和電壓。

在同一個電力系統(tǒng)中，二般情況下認為各點的電壓頻率是一致的，各發(fā)電機的轉(zhuǎn)子角速度等于電力系統(tǒng)的電壓角頻率，稱為發(fā)電機同步并列運行。我國規(guī)定電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz，電力系統(tǒng)正常運行條件下頻率偏差限值為±0.2Hz，在電網(wǎng)容量比較小(裝機容量小于300萬kW)時，允許偏差可以放寬到±0.5Hz。隨著電力系統(tǒng)自動化水平的提高，頻率的允許偏差范圍也將逐步縮小。

在同一個電力系統(tǒng)中，各點的電壓大小是不同的，我國一般規(guī)定各點的電壓允許變化范圍為該點額定電壓的±5%。除了這兩個基本指標外，電能質(zhì)量指標還有：諧波、三相電壓的不對稱(不平衡)度和電壓的閃變等。

(3)提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性在電能生產(chǎn)過程中要盡量降低能耗，充分利用水資源進行水力發(fā)電，火力發(fā)電廠要盡量提高發(fā)電的效率。在電力網(wǎng)規(guī)劃設計中要考慮降低電力網(wǎng)在電能傳輸過程中的損耗，電力網(wǎng)運行過程要通過自動化控制使電力系統(tǒng)運行在最經(jīng)濟的狀態(tài)。

另外，環(huán)境保護問題也越來越受到人們的關注，在當代提倡“綠色能源，低碳能源”的口號下，比較環(huán)保的能源如風能、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電也成為人們研究的熱點，并取得了一系列的進展。

1．電力系統(tǒng)總的情況：

(1)當前系統(tǒng)的區(qū)域范圍及特征。

(2)全系統(tǒng)和分省或分地區(qū)的發(fā)、輸、變電總規(guī)模，水、火電裝機容量和發(fā)電量及其比例關系，全系統(tǒng)和分省最高負荷。

2．現(xiàn)有電源情況：

(1)各發(fā)電，一現(xiàn)有裝機總?cè)萘考拜敵鍪茏枞萘?、設備完好情況。

(2)全系統(tǒng)或分地區(qū)各種單機容量機組的臺數(shù)和容量比例關系。

(3)主要發(fā)電廠的發(fā)電量、設備利用小時數(shù)、廠用電率、發(fā)電標準煤耗、發(fā)電成本。

3．現(xiàn)有網(wǎng)絡情況：

(1)發(fā)、輸、變電比例關系。

(2)主要樞紐變電所和終端變電所變壓器的調(diào)壓方式、調(diào)壓效果及運行情況。，

4．現(xiàn)有無功補償情況：

(1)各種無功補償裝置的容量與分布、構(gòu)成比例。

(2)相關電壓主要變電所的電容器和電抗器投入情況。

(3)調(diào)相機和靜止無功補償器的運行情況分析。

5．系統(tǒng)運行情況：

(1)系統(tǒng)運行頻率、線損率、廠用電率、平均煤耗，發(fā)電成本、售電成本與售電價格。

(2)系統(tǒng)中各種備用容量的設置情況。

(3)不同季節(jié)大小運行方式的系統(tǒng)主要控制點的電壓水平和電壓波動，以及主要發(fā)電機、調(diào)相機的無功出力情況。

(4)分地區(qū)的電量平衡和高峰、低谷電力甲衡情況。主要在建工程的容量、進度等情況介紹。系統(tǒng)方面存在的主要問題和重大事故情況及其處理措施。

6．本地區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃概述。

7．過去實際電力負荷分析：

(1)分地區(qū)電力電量消費水平及其構(gòu)成。

(2)地區(qū)總的電力電量消費與工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的比例關系。

(3)過去5～10年電力電量增長速度。

(4)對負荷特性、缺電情況作必要的分析和描述。

8．對電力系統(tǒng)規(guī)劃審議確定的負荷水平，特別是設計水平年的負荷水平，進行以下分析和核算并報有關單位認可，即作為本設計的負荷水平。

(1)與本地區(qū)過去的電力電量增長率進行對比。

(2)與國家計委和主管部對全國或?qū)Ρ镜貐^(qū)的裝機容量及發(fā)電量的預測數(shù)和控制數(shù)進行分析對比。

(3)說明與地區(qū)電力部門的預測負荷和電量是否一一致。

(4)對負荷的主要組成、分布情況和發(fā)展趨勢作必要的描述。

(5)必要時還應根據(jù)關鍵性用戶建設計劃及其主要產(chǎn)品產(chǎn)量對預測負荷進行分析評價。

9．不同年份的預測負荷允許具有不同的精度和深度。負荷分區(qū)范圍大小應能滿足相應等級網(wǎng)絡沒計的要求。

10．系統(tǒng)設計應編制目前、設計水平年及遠景水平年的負荷特性曲線。

11．必要時分析某些負荷可能變化的幅度，以便對設計方案進行敏感性分析。 2100433B

電力系統(tǒng)設計已編有正式規(guī)程?！峨娏ο到y(tǒng)設計規(guī)程》規(guī)定其內(nèi)容為：

(1)電力負荷(電量)預測；

(2)電源方案設計（電力電量平衡、調(diào)峰、電廠與單機容量）；

(3)網(wǎng)絡方案設計（電壓等級及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)互聯(lián)、變電設備及導線截面選擇）；

(4)潮流計算及無功補償（潮流計算、無功補償與調(diào)壓）；

(5)系統(tǒng)穩(wěn)定和短路電流計算；

(6)工頻過電壓和潛供電流計算；

(7)方案經(jīng)濟比較；

設計結(jié)果得到分年地理接線圖和單線圖。

電力系統(tǒng)設計的具體任務是：

①分析并核算設計期的電力負荷和電量水平、地區(qū)分布、組成及其負荷特性。

②進行電力、電量平衡，進一步論證系統(tǒng)的合理供電范圍和相應的聯(lián)網(wǎng)電壓及聯(lián)網(wǎng)方案、電源建設方案。特別是網(wǎng)架建設。網(wǎng)架建設是實現(xiàn)安全供電的重要條件之一，電力系統(tǒng)設計中要把網(wǎng)架建設作為重點來研究，包括其電壓等級。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及其過渡措施。

③進行無功平衡和電氣計算，提出保證電壓質(zhì)量、系統(tǒng)安全穩(wěn)定的技術(shù)措施，以及由此而配置的無功補償設備、調(diào)壓裝置及提高系統(tǒng)穩(wěn)定的措施。

④安排發(fā)、輸、變電工程及無功補償項目的投產(chǎn)時間，提出主要設備數(shù)量及主要規(guī)范，估算總投資和發(fā)、供電成本。要求對各方案作出經(jīng)濟評價，并就此提出用經(jīng)濟手段調(diào)整負荷特性的方案，這是優(yōu)化投資的重要內(nèi)容，現(xiàn)在國內(nèi)的系統(tǒng)設計都達不到這一深度。

⑤計算各類電廠的燃料需要量。對新增火電的燃料來源提出建議，并對地區(qū)的燃料平衡進行研究，提出意見。

⑥提出發(fā)電工程及其接入系統(tǒng)的可行性研究任務。現(xiàn)有網(wǎng)絡改造、網(wǎng)架建設的可行性研究任務，以及其他需要進一步研究的任務。在電力系統(tǒng)設計中，—般還應包括繼電保護、自動控制和系統(tǒng)通信及調(diào)度自動化設計。

2017年12月29日，《互聯(lián)電力系統(tǒng)設計導則》發(fā)布。

2018年7月1日，《互聯(lián)電力系統(tǒng)設計導則》實施。