电力系统规划整理教学内容.docx

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电力系统规划整理教学内容

电力系统规划整理

第一章绪论

1、电力工业发展历程、趋势

历史：

基本概况

●2009年我国发电装机容量已达到8.74亿kW。

●1987年我国发电装机容量达到第一个1亿kW。

●2003—2007年发电装机的增速也达到历史最高水平。

●改革开放30年来，我国电力工业发展迅猛。

●到2010年底，中国发电总装机容量预计为8.18亿千瓦，“十一五”年均增长9.8%；

●到2020年，中国大陆发电总装机容量预计达到11.86亿千瓦。

电源、电网发展情况：

电源发展：

我国发电厂发展水平（2006年）：

●最大火电厂：

浙江北仑港电厂，装机容量300万KW，5台60万KW机组；

●最大水电厂：

三峡水电站，装机容量1820万KW，26台70万KW机组（2009年底）；计划安装32台70万千瓦机组，装机总容量为2240万千瓦，包括左岸电站14台，右岸电站12台和地下电站６台。

●最大核电厂：

岭澳核电厂，装机容量200万KW，2台100万KW机组；

●最大抽水蓄能水电厂：

广东抽水蓄能水电厂，装机容量240万KW，8台30万KW机组；

●最大火电机组：

90万KW（外高桥第二发电厂）；

●最大水电机组：

70万KW（三峡工程）；

●最大核电机组：

100万KW（岭澳核电厂）；

●“大力发展水电，优化发展火电，适当发展核电，因地制宜发展新能源发电，开发与节约并重”

●2009年，全国发电量36506亿kWh。

电网的发展：

●电网系统运行电压等级不断提高，网络规模也不断扩大；

●已经形成了东北电网、华北电网、华中电网、华东电网、西北电网和南方电网6个跨省的大型区域电网，并基本形成了完整的长距离输电电网网架；

●近年来，我国加快了特高压电网的建设力度；

●1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程

●起点在云南金山江畔的溪洛渡电站，终点在广东增城，全程一千多公里。

●溪洛渡电站位于金沙江下游云南省永善县与四川省雷波县相接壤处，是总装机容量1260万千瓦的特大型工程，仅次于我国三峡水电站和巴西的伊泰普水电站。

●“十一五”期间，我国电网建设总投资将超过1万亿元；

●到2010年，随着国家电网特高压及500千伏跨区、跨国电网联网的建成，跨区输电容量将达到7000万千瓦；

●

●政策、法规：

●2006年8月19日，国家电网公司1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程已经在山西长治开工，这是我国首个特高压试验工程；

特高压工程技术（昆明）国家工程实验室2009年5月29日启动；

●2002年电力体制改革，厂网分离；

●“电价市场化”，破除垄断？

2、电力系统规划的基本要求

1）输、边、配电比例适当，容量充裕。

2）电压支撑点多。

3）保证用户供电的可靠性。

4）系统运行的灵活性。

5）系统运行的经济性。

6）便于运行，在变动运行方式或检修时操作简便、安全，对通信线路影响小等。

3、电力系统规划的任务及分类

●电力系统负荷预测：

1）市民用负荷2）商业负荷3）工业负荷4）农村负荷5）其他负荷

●可分为：

调度电力负荷预测和规划电力负荷预测；

●电力负荷预测工作关键在于收集大量的历史数据，建立科学有效的预测模型，采用有效的算法。

其基本过程：

-1-）确定预测内容；-2-）收集相关资料；

-3-）分析基础资料；-4-）预测经济发展；

-5-）选择预测模型；-6-）应用预测模型；

-7-）评价预测结果；-8-）评价预测精度；

●电源规划：

划分为短期电源规划和中长期电源规划两类；

●短期电源规划（考虑未来1～5年的发展情况），具体：

-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连方案；

-4-确定燃料需求量及购买、运输、储存计划。

●中长期电源规划（考虑10～30年的发展情况），应解决：

-1-何时、何地扩建新发电机组；

-2-扩建什么类型及多大容量的发电机组；

-3-现有发电机组的退役及更新计划；

-4-燃料的需求量及解决燃料问题的策略；

-5-采用新发电技术的可能性；

-6-采用负荷管理对系统电力、电量平衡的影响；

-7-与相邻电力系统进行电力交换的可能性。

电网规划：

电网规划是根据电力系统负荷及电源发展规划对输电系统的主要网架做出的发展规划。

●按时间长短分为：

短期规划（1-5年）、中长期规划（5-15年）、远景规划（15-30年）

●按规划内容划分为输电网规划（主网规划）和配电网规划

●电网规划着重解决下列问题：

-1-在何处投建新输电线路；

-2-何时投建新输电线路；

-3-投建何种类型的输电线路；

第二章、电力负荷预测的理论与方法

1、电力负荷预测的基本概念

◆负荷预测是根据系统的运行特性、增容决策、自然条件与社会影响等诸多因数，在满足一定精度要求的条件下，确定未来某特定时刻的负荷数据，其中负荷是指电力需求量（功率）或用电量；

◆负荷预测是电力系统经济调度中的一项重要内容，是能量管理系统（EMS）的一个重要模块。

2、电力负荷预测的意义

◆负荷预测是电力系统规划、运行不可缺少的重要环节，负荷预测的准确程度将直接影响到投资、网络布局和运行的合理性，电力负荷预测是实时控制、运行计划和发展规划的前提和重要依据。

4、电力负荷预测的分类

按行业分类

•城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷、其他负荷

按时间分类

•超短期、短期、中期、长期

按特性分类

•最高负荷、最低负荷、平均负荷、负荷峰谷差、高峰负荷平均、低谷负荷平均、平峰负荷平均、全网负荷、母线负荷、负荷率

短期负荷预测是指未来1h以内的负荷预测

②短期负荷预测是指日负荷预测和周负荷预测

③中期负荷预测是指月至年的负荷预测

④长期负荷预测是指未来3～5年甚至更长时间段内的负荷预测

5、电力负荷预测的基本步骤

◆1、预测内容的确定2、相关资料的收集3、基础资料的分析4、经济发展的预测5、预测模型的选择6、预测模型的应用7、预测结果的评价8、预测精度的评价

6、预测的方法

经典：

趋势外推法、时间序列法、回归分析法

现代：

灰色系统理论、专家系统法、神经网络理论、模糊预测方法

7、影响电力负荷预测因数

•短期负荷预测：

负荷构成；负荷随时间的变化规律；气象变化的影响、负荷的随机波动及不可预测的突发性事件；

•中长期负荷预测：

国家的宏观经济形势；宏观产业结构调整及能源市场变化

•

8、数据处理的必要性

Ø电力负荷预测依赖于大量历史数据以及气象、日期类型、经济等多种相关因素。

预测者所掌握资料的真实、可靠程度对任何方法的预测结果均会产生很大影响。

Ø原始数据的选择与采集是进行负荷预测的前期准备工作,样本选择的好坏直接影响到预测准确率

9、数据处理基本内容

◆1、数据补全

Ø忽略空缺部分的数据；人工填补空缺值；使用常量补缺空值；使用平均值；使用最可能的值进行填补

2、数据噪声处理

Ø平滑处理；聚类；回归；人工+智能；

数据处理方法

Ø空缺数据的处理

•级比生成法

•最大负荷利用小时法

Ø跳跃性数据处理

9、电力负荷预测方法

Ø单耗法、平均增长率法、综合用电水平法、弹性系数法、负荷密度法、时间序列法、回归分析法、灰色模型法

10、电力负荷预测的评价

◆负荷预测合格指标（误差）

Ø短期：

~3%；

Ø中期：

~5%；

Ø长期：

~15%；

◆误差产生原因

Ø预测模型误差

Ø负荷所受的影响因素是千变万化的，进行预测的目的和要求又各种各样，因而就存在着如何从众多的预测方法中正确选择一个合适的预测方法的问题。

Ø资料的准确可靠性

Ø突发事件

◆误差分析指标

Ø绝对误差；相对误差；均方根误差；后验差检验

◆负荷预测模型的最终选取

◆负荷预测模型的校正

第三章工程经济分析基础

电力系统规划的经济评价方法

Ø经济评价的意义

◆通过技术经济比较对方案进行筛选；

◆对优选方案进行国民经济评价、财务评价、不确定分析；

◆应用最为广泛的是方案经济比较；

◆是可行性研究的重要内容；

◆确定方案的重要依据；

Ø经济评价的原则

◆技术上可行；

◆客观性；

◆符合国家能源和电力建设方针政策；

◆按市场经济规律办事；

Ø经济评价的注意事项

◆从实际出发，方案有可比性，评价的内容应完整，采用的数据资料应准确无误；

◆投资渠道多，考虑贷款利率等

Ø经济评价方法

◆静态评价法；

◆动态评价法；

◆不确定的评价法；

单利I=Pni 复利 I=P[（1+i）n–1]

Ø资金时间价值的计算

◆现值（Presentvalue）：

是指未来某一时点上的一定量现金折合到现在的价值，俗称“本金”。

通常记作P。

◆终值（Futurevalue）:

又称将来值或本利和，是指现在一定量的资金在未来某一时点上的价值。

通常记作F。

◆由现值计算终值（复利终值）：

F＝P（1＋i）n

◆由终值计算现值（复利现值）：

P=F/（1＋i）n

费用现值比较法的计算公式

Ø式中：

◆I——表示全部投资，包括固定资产投资和流动资金；

◆C——表示年经营总成本；

◆Sv——表示计算期末回收固定资产残值；

◆W——表示计算期末回收流动资金；

◆COt——各年净现金流出额；

◆n——计算期。

◆ic表示财务评价时为基准收益率，国民经济评价时为社会折现率。

Ø净现值计算公式

◆净现值=未来报酬总现值-建设投资总额。

◆NPV（ic）=∑（CI-Co）t（1+ic）-t

◆NPVR=NPV/Ip

Ø（CI-CO）t----第t年的净现金流量；

ØNPV----净现值；

ØNPVR----净现值率；

ØCI----现金流入量；

ØCo----现金流出量；

ØIp----投资净现值。

静态差额投资回收期法

Ø公式：

Pa=（I2-I1）/（C2-C1）

◆Pa——静态差额投资回收期；

◆I1——方案1的总投资，

◆I2——方案2的总投资；

◆C1——方案1的年经营总成本，

◆C2——方案2的年经营总成本。

财务评价方法

Ø主要财务评价指标

◆财务内部收益率FIRR；∑（CI-Co）tX（1+FIRR）-t=0（t=1-n）

◆投资回收期；可分为静态投资回收期和动态投资回收期

◆固定资产投资借款偿还期；计算公式：

借款偿还期=（借款偿还后开始出现盈余期数-开始借款期数）+（上期偿还借款额/当期可用于还款的资金额）

国民经济评价的方法

◆影响法;

◆‘有无法’和’前后法’;

◆费用效益分析法;

◆净现值率ENPVR；

第四章电源规划

⏹短期电源规划

✓时间1-5年制定发电设备的维修计划；

✓分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益；

✓分析与相邻电力系统互联的效益及互联方案；

✓确定燃料需求量及购买、运输、贮存计划；

⏹长期电源规划

✓扩建新发电机组的时间、地点；

✓扩建发电机组的类型、容量；

✓现有发电机组的退役及更新计划；

✓燃料需求量及解决燃料问题的策略；

✓其他等。

4.2电源结构

⏹火力发电厂

✓安全问题：

采矿和运输中的安全性灾难等；

✓环境问题：

酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等；

✓效率问题：

凝气式火电厂效率为4