配電網(wǎng)規(guī)劃-1課件

配電網(wǎng)規(guī)劃：發(fā)展的理論、工具與實(shí)踐華北電力大學(xué)2007年2月報(bào)告內(nèi)容配電網(wǎng)規(guī)劃簡介發(fā)展中的配電網(wǎng)規(guī)劃理論實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)規(guī)劃的軟件工具配電網(wǎng)規(guī)劃實(shí)踐1配電網(wǎng)規(guī)劃簡介2配電網(wǎng)規(guī)劃的推動力發(fā)電側(cè)電力市場（單邊市場、廠網(wǎng)分離）需求增長和空間負(fù)荷分布變化區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?jié)M足不確定的將來的用電需求可靠性和經(jīng)濟(jì)性設(shè)備更新?lián)Q代3配電網(wǎng)規(guī)劃的意義可以滿足中長期負(fù)荷發(fā)展要求具有較好的投資收益比具有運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性具有運(yùn)行可靠性有利于提高配電網(wǎng)的管理水平具有較好的可擴(kuò)展性4配電網(wǎng)電網(wǎng)規(guī)劃的總體思路遠(yuǎn)景近期中期靈活可靠充?？捎脙?yōu)質(zhì)運(yùn)行時(shí)間前后銜接性能高低相依5配電網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容配電網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀網(wǎng)分析負(fù)荷預(yù)測高壓配電網(wǎng)規(guī)劃中壓配電網(wǎng)規(guī)劃專項(xiàng)規(guī)劃規(guī)劃網(wǎng)評估投資估算變電站選址定容網(wǎng)架規(guī)劃無功規(guī)劃配電自動化規(guī)劃6配電網(wǎng)規(guī)劃的流程高壓配電網(wǎng)規(guī)劃配電網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀網(wǎng)分析負(fù)荷預(yù)測中壓配電網(wǎng)規(guī)劃專項(xiàng)規(guī)劃規(guī)劃網(wǎng)評估投資估算7規(guī)劃總體原則以現(xiàn)有電網(wǎng)為基礎(chǔ)，充分利用現(xiàn)有設(shè)備以指標(biāo)優(yōu)化為目標(biāo)，全面提高電網(wǎng)性能中長遠(yuǎn)景互相結(jié)合，便于電網(wǎng)階段發(fā)展確定電網(wǎng)發(fā)展模式，制定詳盡規(guī)劃原則高屋建瓴超前設(shè)計(jì)，注入新型技術(shù)思想8現(xiàn)狀網(wǎng)分析9負(fù)荷預(yù)測負(fù)荷預(yù)測總負(fù)荷電量預(yù)測負(fù)荷分布預(yù)測負(fù)荷電量校驗(yàn)電力電量平衡總電量預(yù)測總負(fù)荷預(yù)測人均電力人均綜合用電量人均居民生活用電量GDP負(fù)荷密度用地劃分負(fù)荷指標(biāo)選取分行業(yè)分區(qū)預(yù)測10高壓配電網(wǎng)規(guī)劃高壓配電網(wǎng)規(guī)劃變電站選址定容電力平衡變電站站址和容量供電范圍變電站所帶負(fù)荷情況站址和容量的修正地區(qū)容載比軟件計(jì)算專家干預(yù)變電站負(fù)載率變電站容載比分布式電源站址和容量的確定網(wǎng)架規(guī)劃變電站之間的接線方式電氣計(jì)算11中壓配電網(wǎng)規(guī)劃中壓配電網(wǎng)規(guī)劃新增開閉站新建線路接線模式型號鋪設(shè)方式站址數(shù)量線路路徑溝道路經(jīng)線路切改高壓配電網(wǎng)規(guī)劃問題線路的改造12配電網(wǎng)規(guī)劃評估配電網(wǎng)綜合評估環(huán)境評估技術(shù)性經(jīng)濟(jì)性輸電線、變壓器電磁輻射變壓器噪聲供電可靠性理論線損率現(xiàn)狀、規(guī)劃指標(biāo)對比成本——效益電壓合格率線路負(fù)載率13配電網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)安全性可靠性經(jīng)濟(jì)性靈活性先進(jìn)性14發(fā)展中的配電網(wǎng)規(guī)劃理論15經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展負(fù)荷增長快不確定因素多配網(wǎng)規(guī)劃的最大難題負(fù)荷預(yù)測困難16配電網(wǎng)規(guī)劃的其它難題基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集問題基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性問題龐大優(yōu)化問題的有效求解算法17我國配電網(wǎng)存在的一些問題城網(wǎng)改造時(shí)間緊，任務(wù)急，規(guī)劃不夠充分線路型號選擇水平較低，不能高速負(fù)荷發(fā)展需要變電站和開閉所預(yù)留空間不足，限制電網(wǎng)增容網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不盡合理無功規(guī)劃考慮不足引入配網(wǎng)自動化缺乏必要性論證系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性沒有做到協(xié)調(diào)新技術(shù)應(yīng)用不足…………18國外配電網(wǎng)規(guī)劃的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)注重經(jīng)濟(jì)性與可靠性的協(xié)調(diào)注重投入效益分析工作更細(xì)致，規(guī)劃時(shí)考慮運(yùn)行場景較多，可操作性更強(qiáng)不同的利益團(tuán)體分擔(dān)了不同的工作19負(fù)荷預(yù)測方法20負(fù)荷預(yù)測城市負(fù)荷預(yù)測包括電量負(fù)荷預(yù)測和空間負(fù)荷預(yù)測。前者決定了未來城市對電力的需求量和未來城市電網(wǎng)的供電容量，是標(biāo)志城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的一項(xiàng)重要標(biāo)志，對城市供電電源點(diǎn)的確定和發(fā)電規(guī)劃具有重要的指導(dǎo)意義；后者是對負(fù)荷分布的地理位置、時(shí)間和數(shù)量進(jìn)行的預(yù)測，它是高壓變電站選址定容的基礎(chǔ)，其準(zhǔn)確性決定了城市電網(wǎng)規(guī)劃方案的可操作性和適應(yīng)性。21空間負(fù)荷預(yù)測空間負(fù)荷預(yù)測是城市電網(wǎng)規(guī)劃中的基礎(chǔ)工作，其預(yù)測水平的高低直接影響著電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量的優(yōu)劣。它以現(xiàn)狀水平年為基礎(chǔ)，通過分析規(guī)劃地區(qū)的負(fù)荷空間分布特性及其增長規(guī)律，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃，采取合適的方法來預(yù)測未來水平年的負(fù)荷。22負(fù)荷預(yù)測的原理負(fù)荷預(yù)測原理從本質(zhì)上講都是對歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)及其相關(guān)因素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行多因素分析，使用數(shù)據(jù)挖掘手段獲得負(fù)荷數(shù)據(jù)與其它因素?cái)?shù)據(jù)的內(nèi)在關(guān)系，從而外推得到負(fù)荷隨時(shí)間序列變化的規(guī)律。根據(jù)時(shí)間尺度劃分，負(fù)荷預(yù)測可以分為短期、中長期和長期負(fù)荷預(yù)測，使用的方法各有不同。對于地區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃而言，使用的負(fù)荷預(yù)測方法主要是中長期和長期負(fù)荷預(yù)測。23負(fù)荷預(yù)測方法有解析表達(dá)式的數(shù)學(xué)模型方法：例如各種線性回歸和非線性回歸方法無數(shù)學(xué)表達(dá)式的數(shù)學(xué)模型方法：例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測方法等；解析表達(dá)過于復(fù)雜的方法：小波變換方法等24中長期負(fù)荷預(yù)測的方法負(fù)荷預(yù)測的方法很多，但沒有一種方法可以解決所有的問題。中長期負(fù)荷預(yù)測的主要方法可以分為三類。第一種是根據(jù)負(fù)荷自身隨時(shí)間變化的規(guī)律設(shè)計(jì)的方法，例如基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)的回歸模型預(yù)測方法和小波分析方法等，這種方法主要適合于供電面積擴(kuò)展平穩(wěn)或者經(jīng)濟(jì)發(fā)展平穩(wěn)地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測，并且擁有詳細(xì)的歷史資料；第二種是根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長與用電負(fù)荷的相關(guān)情況而制定的負(fù)荷預(yù)測方法，例如彈性系數(shù)法和產(chǎn)品（產(chǎn)值）單耗法等，該方法主要適用于經(jīng)濟(jì)總量或者單位產(chǎn)品(產(chǎn)值)能耗可以較為準(zhǔn)確估計(jì)的區(qū)域，這些區(qū)域一般具有良好的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和平穩(wěn)的經(jīng)濟(jì)增長特征；第三種方法是基于負(fù)荷統(tǒng)計(jì)結(jié)論而制定的負(fù)荷預(yù)測方法，例如負(fù)荷密度類比法、人均用電量等，這些方法適用于具有良好前期行業(yè)用地規(guī)劃的地區(qū)和需要做飽和負(fù)荷預(yù)測的地區(qū)，其前提是對同類的行業(yè)、產(chǎn)業(yè)或者區(qū)域負(fù)荷密度具有詳細(xì)統(tǒng)計(jì)資料，具有可類比性。25回歸分析法回歸分析法是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的變化規(guī)律尋找自變量與因變量之間的回歸方程式，確定參數(shù)模型而做出預(yù)測。由于模型是基于歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行的回歸分析，能較好地?cái)M合過去，但對未來的預(yù)測效果會隨時(shí)間的延長而減弱。線形回歸分析——一元線性回歸模型，多元線性回歸模型非線性回歸分析——本質(zhì)上線性的非線性回歸模型，本質(zhì)上非線性的非線性回歸模型26相關(guān)分析法相關(guān)分析法是尋找負(fù)荷與影響因素之間的因果關(guān)系，建立相關(guān)分析模型，通過對觀察數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析和處理進(jìn)行預(yù)測的方法。該方法特點(diǎn)是將影響預(yù)測對象的因素分解，在考察各個因素的變化中，估計(jì)預(yù)測對象未來的數(shù)量狀態(tài)。相關(guān)分析法可使預(yù)測人員清楚地得到負(fù)荷增長趨勢與其他可測量因素之間的關(guān)系。但是需利用較多相關(guān)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)，造成實(shí)際預(yù)測的困難。例如GDP與負(fù)荷的相關(guān)性分析27小區(qū)負(fù)荷密度法依據(jù)城市自然分區(qū)，把城市分為若干主要功能區(qū)，在每個大的功能區(qū)根據(jù)街區(qū)分布劃分若干小的用電區(qū)域。依據(jù)城市發(fā)展水平使用類比法確定小區(qū)的負(fù)荷密度指標(biāo)。由負(fù)荷密度指標(biāo)和小區(qū)面積可以最終得到地區(qū)中長期（或遠(yuǎn)景）的負(fù)荷。根據(jù)GDP或者人均負(fù)荷方法進(jìn)行校驗(yàn)。28負(fù)荷預(yù)測的經(jīng)驗(yàn)各種方法預(yù)測誤差限確定——需要強(qiáng)大的概率分析工具與實(shí)際發(fā)展情況相結(jié)合根據(jù)各種預(yù)測方法內(nèi)在的本質(zhì)選擇一組方法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測電量預(yù)測與負(fù)荷預(yù)測結(jié)果相關(guān)性分析空間負(fù)荷預(yù)測與區(qū)域負(fù)荷預(yù)測能相互印證大用戶的影響29鶴壁電業(yè)局案例快速發(fā)展區(qū)域，整體負(fù)荷不大負(fù)荷密度成熟程度較低，未知因素較多規(guī)劃部門提供的近期用地規(guī)劃比較粗略，對具體用地性質(zhì)、建筑面積和建筑物使用情況等關(guān)鍵因素的確定十分困難最終采用多種方法進(jìn)行組合預(yù)測，然后根據(jù)其預(yù)測誤差和專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)選

30淇濱開發(fā)區(qū)總負(fù)荷預(yù)測結(jié)果方案負(fù)荷預(yù)測模型年增長率(%)20062007200820092010高方案時(shí)間序列22.514.06804.76665.77207.342910.1430中方案時(shí)間序列17.034.04054.67115.49396.58728.0703低方案灰色系統(tǒng)13.554.13104.70525.35906.10366.9381F：高方案時(shí)間序列17.034.04054.67115.49396.58728.070331北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)案例負(fù)荷密度大既有接近成熟區(qū)域，也有待開發(fā)區(qū)域規(guī)劃部門提供的用地性質(zhì)詳盡負(fù)荷發(fā)展速度快使用負(fù)荷密度法進(jìn)行處理，詳細(xì)確定小區(qū)的負(fù)荷密度指標(biāo)，然后使用GDP與經(jīng)濟(jì)相關(guān)度進(jìn)行校驗(yàn)。32北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)案例-233負(fù)荷特性分析最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)分行業(yè)負(fù)荷特性分析分區(qū)負(fù)荷特性分析不同時(shí)標(biāo)的負(fù)荷曲線分析34變電站（開閉站）的選址與容量確定35目的和意義網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是城市配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的主體，而變電站（開閉站）站址的布局則直接影響著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，因而對配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和電能質(zhì)量有著直接的影響。所以變電站（開閉站）站址及主變?nèi)萘康倪x擇是負(fù)荷分布預(yù)測后的一項(xiàng)十分重要的工作。36選址原則便于進(jìn)出線的布置，交通方便，并盡量靠近負(fù)荷中心。占地面積應(yīng)考慮最終規(guī)模要求。避開易燃、易爆及嚴(yán)重污染地區(qū)及注意對周圍環(huán)境和鄰近設(shè)施的影響，并取得協(xié)議。遠(yuǎn)離通信設(shè)施，避免電網(wǎng)發(fā)生接地故障時(shí)變電站電位升高對臨近通信設(shè)施產(chǎn)生危險(xiǎn)影響，無法遠(yuǎn)離時(shí)應(yīng)通過計(jì)算和試驗(yàn)，必要時(shí)采取措施，實(shí)施由雙方協(xié)商確定防洪、防震等有關(guān)規(guī)定變電容載比37選址原理變電站投資和運(yùn)行費(fèi)用出線建設(shè)及網(wǎng)損費(fèi)用變電站負(fù)載率已有和待建變電站數(shù)第j個有功負(fù)荷38中間年變電站（開閉站）的處理該階段優(yōu)化計(jì)算的目標(biāo)函數(shù)仍為運(yùn)行費(fèi)用及投資費(fèi)用之和最小，應(yīng)滿足的約束條件除包含與遠(yuǎn)景目標(biāo)年優(yōu)化計(jì)算相同的約束條件外，還包括如下的附加約束條件：（1）各階段的變電站容量應(yīng)不大于其后一階段所確定的容量。（2）各新建變電站的位置與遠(yuǎn)景所確定的位置相同。39選址定容相關(guān)問題選址時(shí)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)不同，結(jié)果不同選址時(shí)的約束條件不同，結(jié)果不同選址時(shí)結(jié)合GIS（地理信息系統(tǒng)）進(jìn)行必要時(shí)專家干預(yù)根據(jù)地區(qū)的實(shí)際情況決定變電站的變壓器數(shù)量和接線方式按最終占地規(guī)模征地，預(yù)留發(fā)展空間適當(dāng)考慮規(guī)劃裕度40選址實(shí)例41變電站供電范圍圖42中壓配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃43中壓配電網(wǎng)規(guī)劃內(nèi)容44配電網(wǎng)規(guī)劃的主要原則先確定飽和年配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案，再確定規(guī)劃水平年配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案；線路盡量沿主干道，以充分利用線路通道；線路負(fù)載率均衡，能滿足“N-1”準(zhǔn)則要求；盡量多的對不同變電站的出線之間進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。線路型號按照飽和年一次性選定，以避免重復(fù)投資；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)結(jié)合現(xiàn)狀網(wǎng)架，按照飽和年設(shè)計(jì)選定，并考慮利于和中間年線路建設(shè)相銜接。45配電網(wǎng)規(guī)劃的重點(diǎn)確定規(guī)劃區(qū)新建中壓網(wǎng)絡(luò)的接線模式；確定新增線路的型號和鋪設(shè)方式，包括變電站直供線路、供開閉站線路和開閉站出線等；根據(jù)散落而又集聚的小負(fù)荷分布和總量大小，以及長距離（一般超過4公里）大負(fù)荷情況，確定需新增開閉站數(shù)量。針對現(xiàn)狀電壓水平較低、線損率較高的和供電可靠性較差的供電線路和區(qū)域，進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃。對于負(fù)荷較大或是重要的雙進(jìn)線開閉站，可以考慮新增第三電源線。46規(guī)劃的主要步驟確定開閉站數(shù)量、位置及進(jìn)線導(dǎo)線型號；找出現(xiàn)狀以及規(guī)劃水平年最低電壓水平、線路負(fù)載率和供電可靠性情況較差的線路和區(qū)域；確定線路主通道；按照已定的接線模式對新建供電區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)架規(guī)劃；按照已有的和已定的接線模式對已有供電區(qū)域的問題線路進(jìn)行改造和新建線路的鋪設(shè)；對新建和已有供電區(qū)域結(jié)合處進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)和聯(lián)絡(luò)；從供電可靠性、線損率和最低電壓等方面對規(guī)劃網(wǎng)進(jìn)行評估。47典型地塊規(guī)劃4849專項(xiàng)規(guī)劃50配電自動化規(guī)劃分析規(guī)劃地區(qū)配網(wǎng)自動化現(xiàn)狀及存在的問題，討論配電自動化的各種模式的優(yōu)缺點(diǎn)以及使用的范圍，結(jié)合地區(qū)的實(shí)際情況選擇合適配網(wǎng)自動化模式，從投資與收益的角度出發(fā)提出可實(shí)施的配網(wǎng)自動化建設(shè)方案。51配電自動化規(guī)劃目標(biāo)提高供電可靠性提高配電管理水平節(jié)省人力成本52重點(diǎn)要考慮的幾個問題配電自動化的必要性配電自動化模式的適用性可靠性與經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)整體設(shè)計(jì)與分階段實(shí)施53無功規(guī)劃制定無功規(guī)劃原則，分析規(guī)劃地區(qū)無功補(bǔ)償現(xiàn)狀及存在的問題，提出無功規(guī)劃方案，然后對無功規(guī)劃結(jié)果總結(jié)并提出合理性建議。54無功規(guī)劃方案根據(jù)負(fù)荷預(yù)測所得的規(guī)劃區(qū)最高供電有功負(fù)荷，計(jì)算110kV以下電網(wǎng)的無功功率電源總?cè)萘?，通過現(xiàn)狀的無功補(bǔ)償容量計(jì)算出出需要新增的容性無功補(bǔ)償設(shè)備總?cè)萘?，然后根?jù)高壓變電站的預(yù)測負(fù)荷情況確定變電站的無功補(bǔ)償容量，根據(jù)公用和專用配電變壓器的負(fù)荷情況確定配電變電器的無功補(bǔ)償容量，并加強(qiáng)對用戶無功補(bǔ)償?shù)谋O(jiān)管力度，滿足無功功率的分層分區(qū)平衡要求。55無功補(bǔ)償相關(guān)的新技術(shù)實(shí)時(shí)無功電壓控制方案決策系統(tǒng)動態(tài)無功補(bǔ)償技術(shù)56規(guī)劃電網(wǎng)的綜合評估57評估內(nèi)容58技術(shù)性評估內(nèi)容及其指標(biāo)供電可靠性評估——CAIFI、CAIDI、SAIFI、SAIDI、ASAI、ASUI、EENS、RS1、RS2、RS3電壓合格率線路負(fù)載率容載比59經(jīng)濟(jì)性評估及其指標(biāo)-1運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性——理論線損率投資經(jīng)濟(jì)性——成本—效益分析安全的價(jià)值——可靠性—經(jīng)濟(jì)性分析60經(jīng)濟(jì)性評估及其指標(biāo)-261環(huán)保評估-1美觀與諧調(diào)要求變壓器噪聲污染評估輸電線的電磁輻射變壓器的電磁輻射62環(huán)保評估-263綜合評估橫向比較：規(guī)劃網(wǎng)與先進(jìn)電網(wǎng)的比較縱向比較：規(guī)劃網(wǎng)與規(guī)劃前指標(biāo)的比較綜合比較：指標(biāo)的經(jīng)濟(jì)化與風(fēng)險(xiǎn)評估理論64城市電網(wǎng)規(guī)劃工具65電網(wǎng)智能規(guī)劃系統(tǒng)66數(shù)據(jù)管理部分67技術(shù)前瞻性和理論先進(jìn)性技術(shù)上：面向?qū)ο蟮母呒壵Z言VC++6.0功能強(qiáng)大穩(wěn)定的大型數(shù)據(jù)