1、.第一章 緒論1、 電力工業(yè)發(fā)展歷程、趨勢歷史：基本概況l 2009年我國發(fā)電裝機容量已達到8.74億kW。l 1987年我國發(fā)電裝機容量達到第一個1億kW。l 20032007年發(fā)電裝機的增速也達到歷史最高水平。l 改革開放30年來，我國電力工業(yè)發(fā)展迅猛。l 到2010年底，中國發(fā)電總裝機容量預計為8.18億千瓦，“十一五”年均增長9.8%；l 到2020年，中國大陸發(fā)電總裝機容量預計達到11.86億千瓦。電源、電網(wǎng)發(fā)展情況：電源發(fā)展：我國發(fā)電廠發(fā)展水平（2006年）：l 最大火電廠：浙江北侖港電廠，裝機容量300萬KW，5臺60萬KW機組；l 最大水電廠：三峽水電站，裝機容量1820萬KW

2、，26臺70萬KW機組（2009年底）；計劃安裝32臺70萬千瓦機組，裝機總容量為2240萬千瓦，包括左岸電站14臺，右岸電站12臺和地下電站臺。l 最大核電廠：嶺澳核電廠，裝機容量200萬KW，2臺100萬KW機組；l 最大抽水蓄能水電廠：廣東抽水蓄能水電廠，裝機容量240萬KW，8臺30萬KW機組；l 最大火電機組：90萬KW（外高橋第二發(fā)電廠）；l 最大水電機組：70萬KW（三峽工程）；l 最大核電機組：100萬KW（嶺澳核電廠）；l “大力發(fā)展水電，優(yōu)化發(fā)展火電，適當發(fā)展核電，因地制宜發(fā)展新能源發(fā)電，開發(fā)與節(jié)約并重” l 2009年，全國發(fā)電量36506億kWh。電網(wǎng)的發(fā)展：l 電網(wǎng)系

3、統(tǒng)運行電壓等級不斷提高，網(wǎng)絡規(guī)模也不斷擴大；l 已經(jīng)形成了東北電網(wǎng)、華北電網(wǎng)、華中電網(wǎng)、華東電網(wǎng)、西北電網(wǎng)和南方電網(wǎng)6個跨省的大型區(qū)域電網(wǎng)，并基本形成了完整的長距離輸電電網(wǎng)網(wǎng)架；l 近年來，我國加快了特高壓電網(wǎng)的建設力度；l 1000kV晉東南南陽荊門特高壓交流試驗示范工程l 起點在云南金山江畔的溪洛渡電站，終點在廣東增城，全程一千多公里。l 溪洛渡電站位于金沙江下游云南省永善縣與四川省雷波縣相接壤處，是總裝機容量 1260 萬千瓦的特大型工程，僅次于我國三峽水電站和巴西的伊泰普水電站。l “十一五”期間，我國電網(wǎng)建設總投資將超過1萬億元；l 到2010年，隨著國家電網(wǎng)特高壓及500千伏跨區(qū)、

4、跨國電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的建成，跨區(qū)輸電容量將達到7000萬千瓦；ll 政策、法規(guī)：l 2006年8月19日，國家電網(wǎng)公司1000千伏晉東南南陽荊門特高壓交流試驗示范工程已經(jīng)在山西長治開工，這是我國首個特高壓試驗工程；特高壓工程技術(昆明)國家工程實驗室2009年5月29日啟動；l 2002年電力體制改革，廠網(wǎng)分離；l “電價市場化”，破除壟斷？2、 電力系統(tǒng)規(guī)劃的基本要求1） 輸、邊、配電比例適當，容量充裕。2） 電壓支撐點多。3） 保證用戶供電的可靠性。4） 系統(tǒng)運行的靈活性。5） 系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。6） 便于運行，在變動運行方式或檢修時操作簡便、安全，對通信線路影響小等。3、 電力系統(tǒng)規(guī)劃的任務及分

5、類l 電力系統(tǒng)負荷預測：1）市民用負荷2）商業(yè)負荷3）工業(yè)負荷4）農(nóng)村負荷5）其他負荷l 可分為：調度電力負荷預測和規(guī)劃電力負荷預測；l 電力負荷預測工作關鍵在于收集大量的歷史數(shù)據(jù)，建立科學有效的預測模型，采用有效的算法。其基本過程： -1-）確定預測內容； -2-）收集相關資料； -3-）分析基礎資料； -4-）預測經(jīng)濟發(fā)展； -5-）選擇預測模型； -6-）應用預測模型； -7-）評價預測結果； -8-）評價預測精度；l 電源規(guī)劃：劃分為短期電源規(guī)劃和中長期電源規(guī)劃兩類；l 短期電源規(guī)劃(考慮未來15年的發(fā)展情況)，具體： -1-制定發(fā)電設備的維修計劃； -2-分析推遲或提前新發(fā)電機組投產(chǎn)

6、計劃的效益； -3-分析與相鄰電力系統(tǒng)互聯(lián)的效益及互連方案； -4-確定燃料需求量及購買、運輸、儲存計劃。l 中長期電源規(guī)劃(考慮1030年的發(fā)展情況)，應解決： -1-何時、何地擴建新發(fā)電機組； -2-擴建什么類型及多大容量的發(fā)電機組； -3-現(xiàn)有發(fā)電機組的退役及更新計劃； -4-燃料的需求量及解決燃料問題的策略； -5-采用新發(fā)電技術的可能性； -6-采用負荷管理對系統(tǒng)電力、電量平衡的影響； -7-與相鄰電力系統(tǒng)進行電力交換的可能性。電網(wǎng)規(guī)劃：電網(wǎng)規(guī)劃是根據(jù)電力系統(tǒng)負荷及電源發(fā)展規(guī)劃對輸電系統(tǒng)的主要網(wǎng)架做出的發(fā)展規(guī)劃。l 按時間長短分為：短期規(guī)劃(1-5年)、中長期規(guī)劃(5-15年)、遠景

7、規(guī)劃(15-30年)l 按規(guī)劃內容劃分為輸電網(wǎng)規(guī)劃(主網(wǎng)規(guī)劃)和配電網(wǎng)規(guī)劃l 電網(wǎng)規(guī)劃著重解決下列問題： -1-在何處投建新輸電線路； -2-何時投建新輸電線路；-3-投建何種類型的輸電線路； 第二章、電力負荷預測的理論與方法1、電力負荷預測的基本概念 u 負荷預測是根據(jù)系統(tǒng)的運行特性、增容決策、自然條件與社會影響等諸多因數(shù)，在滿足一定精度要求的條件下，確定未來某特定時刻的負荷數(shù)據(jù)，其中負荷是指電力需求量（功率）或用電量；u 負荷預測是電力系統(tǒng)經(jīng)濟調度中的一項重要內容，是能量管理系統(tǒng)(EMS)的一個重要模塊。2、電力負荷預測的意義 u 負荷預測是電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行不可缺少的重要環(huán)節(jié)，負荷預測的

8、準確程度將直接影響到投資、網(wǎng)絡布局和運行的合理性，電力負荷預測是實時控制、運行計劃和發(fā)展規(guī)劃的前提和重要依據(jù)。4、 電力負荷預測的分類按行業(yè)分類 城市民用負荷、商業(yè)負荷、農(nóng)村負荷、工業(yè)負荷、其他負荷按時間分類 超短期、短期、中期、長期按特性分類 最高負荷、最低負荷、平均負荷、負荷峰谷差、高峰負荷平均、低谷負荷平均、平峰負荷平均、全網(wǎng)負荷、母線負荷、負荷率 短期負荷預測是指未來1h以內的負荷預測 短期負荷預測是指日負荷預測和周負荷預測中期負荷預測是指月至年的負荷預測長期負荷預測是指未來35年甚至更長時間段內的負荷預測 5、 電力負荷預測的基本步驟u 1、預測內容的確定2、相關資料的收集3、基礎資

9、料的分析4、經(jīng)濟發(fā)展的預測5、預測模型的選擇6、預測模型的應用7、預測結果的評價8、預測精度的評價6、 預測的方法經(jīng)典：趨勢外推法 、時間序列法、回歸分析法現(xiàn)代：灰色系統(tǒng)理論、專家系統(tǒng)法、神經(jīng)網(wǎng)絡理論、模糊預測方法7、影響電力負荷預測因數(shù) 短期負荷預測 ：負荷構成；負荷隨時間的變化規(guī)律；氣象變化的影響、負荷的隨機波動及不可預測的突發(fā)性事件； 中長期負荷預測 ：國家的宏觀經(jīng)濟形勢；宏觀產(chǎn)業(yè)結構調整及能源市場變化8、數(shù)據(jù)處理的必要性 電力負荷預測依賴于大量歷史數(shù)據(jù)以及氣象、日期類型、經(jīng)濟等多種相關因素。預測者所掌握資料的真實、可靠程度對任何方法的預測結果均會產(chǎn)生很大影響。 原始數(shù)據(jù)的選擇與采集是進

10、行負荷預測的前期準備工作, 樣本選擇的好壞直接影響到預測準確率9、數(shù)據(jù)處理基本內容u 1、數(shù)據(jù)補全 忽略空缺部分的數(shù)據(jù)；人工填補空缺值；使用常量補缺空值；使用平均值；使用最可能的值進行填補2、數(shù)據(jù)噪聲處理 平滑處理；聚類；回歸；人工+智能；數(shù)據(jù)處理方法 空缺數(shù)據(jù)的處理 級比生成法 最大負荷利用小時法 跳躍性數(shù)據(jù)處理 9、電力負荷預測方法 單耗法、 平均增長率法 、綜合用電水平法 、彈性系數(shù)法 、負荷密度法 、時間序列法 、回歸分析法 、灰色模型法 10、電力負荷預測的評價u 負荷預測合格指標（誤差） 短期：3%； 中期：5%； 長期：15%；u 誤差產(chǎn)生原因 預測模型誤差 負荷所受的影響因素是

11、千變萬化的，進行預測的目的和要求又各種各樣，因而就存在著如何從眾多的預測方法中正確選擇一個合適的預測方法的問題。 資料的準確可靠性 突發(fā)事件u 誤差分析指標 絕對誤差；相對誤差；均方根誤差；后驗差檢驗u 負荷預測模型的最終選取u 負荷預測模型的校正第三章 工程經(jīng)濟分析基礎電力系統(tǒng)規(guī)劃的經(jīng)濟評價方法 經(jīng)濟評價的意義u 通過技術經(jīng)濟比較對方案進行篩選；u 對優(yōu)選方案進行國民經(jīng)濟評價、財務評價、不確定分析；u 應用最為廣泛的是方案經(jīng)濟比較；u 是可行性研究的重要內容；u 確定方案的重要依據(jù)； 經(jīng)濟評價的原則u 技術上可行；u 客觀性；u 符合國家能源和電力建設方針政策；u 按市場經(jīng)濟規(guī)律辦事； 經(jīng)濟

12、評價的注意事項u 從實際出發(fā)，方案有可比性，評價的內容應完整，采用的數(shù)據(jù)資料應準確無誤；u 投資渠道多，考慮貸款利率等 經(jīng)濟評價方法u 靜態(tài)評價法；u 動態(tài)評價法；u 不確定的評價法；單利I=Pni 復利 I=P(1+i )n 1 資金時間價值的計算u 現(xiàn)值(Present value) ：是指未來某一時點上的一定量現(xiàn)金折合到現(xiàn)在的價值，俗稱“本金”。通常記作P。 u 終值(Future value):又稱將來值或本利和，是指現(xiàn)在一定量的資金在未來某一時點上的價值。通常記作F。u 由現(xiàn)值計算終值(復利終值)：FP(1i)n u 由終值計算現(xiàn)值(復利現(xiàn)值)：P=F/(1i)n 費用現(xiàn)值比較法的計

13、算公式 式中： u I表示全部投資，包括固定資產(chǎn)投資和流動資金； u C表示年經(jīng)營總成本； u Sv表示計算期末回收固定資產(chǎn)殘值； u W表示計算期末回收流動資金； u COt各年凈現(xiàn)金流出額； u n計算期。 u ic表示財務評價時為基準收益率，國民經(jīng)濟評價時為社會折現(xiàn)率。 凈現(xiàn)值計算公式u 凈現(xiàn)值=未來報酬總現(xiàn)值-建設投資總額。u NPV(ic)=(CI-Co)t (1+ic)-tu NPVR=NPV/Ip (CI-CO)t -第t年的凈現(xiàn)金流量； NPV-凈現(xiàn)值； NPVR-凈現(xiàn)值率； CI-現(xiàn)金流入量； Co-現(xiàn)金流出量； Ip-投資凈現(xiàn)值。靜態(tài)差額投資回收期法 公式：Pa=(I2-

14、I1)/(C2- C1)u Pa靜態(tài)差額投資回收期；u I1方案1的總投資，u I2方案2的總投資；u C1方案1的年經(jīng)營總成本，u C2方案2的年經(jīng)營總成本。財務評價方法 主要財務評價指標u 財務內部收益率FIRR；(CI-Co)tX(1+FIRR)-t=0 (t=1-n) u 投資回收期；可分為靜態(tài)投資回收期和動態(tài)投資回收期 u 固定資產(chǎn)投資借款償還期；計算公式：借款償還期=（借款償還后開始出現(xiàn)盈余期數(shù)-開始借款期數(shù)）+（上期償還借款額/當期可用于還款的資金額） 國民經(jīng)濟評價的方法u 影響法;u 有無法和前后法;u 費用效益分析法;u 凈現(xiàn)值率ENPVR；第四章 電源規(guī)劃n 短期電源規(guī)劃

15、時間1-5年制定發(fā)電設備的維修計劃； 分析推遲或提前新發(fā)電機組投產(chǎn)計劃的效益； 分析與相鄰電力系統(tǒng)互聯(lián)的效益及互聯(lián)方案； 確定燃料需求量及購買、運輸、貯存計劃；n 長期電源規(guī)劃 擴建新發(fā)電機組的時間、地點； 擴建發(fā)電機組的類型、容量； 現(xiàn)有發(fā)電機組的退役及更新計劃； 燃料需求量及解決燃料問題的策略； 其他等。4.2 電源結構n 火力發(fā)電廠 安全問題：采礦和運輸中的安全性災難等； 環(huán)境問題：酸雨、溫室效應、可吸入顆粒物等； 效率問題：凝氣式火電廠效率為40%，熱電廠為6070%；n 今后火電建設的重點 采用高參數(shù)、大容量、高效率的設備； 開發(fā)清潔煤燃燒發(fā)電，天然氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電； 鼓勵熱電聯(lián)產(chǎn)

16、n 水力發(fā)電廠 水電發(fā)電廠的優(yōu)點n 是最干凈的能源之一；n 是最廉價的能源之一：無需燃料、無環(huán)境污染、生產(chǎn)效率、發(fā)電成本低、運行維護簡單；n 綜合水利工程：可同時解決發(fā)電、防洪、灌溉、航運、水產(chǎn)養(yǎng)殖等問題；n 可作為黑啟動電源；n 水力發(fā)電存在的問題 建設問題：投資大、工期長； 社會問題：淹沒耕地、存在庫區(qū)移民； 生態(tài)環(huán)境問題：破壞人文景觀、破壞自然生態(tài)平衡等問題； 運行問題：發(fā)電量受氣象、水文、季節(jié)水量變化的影響較大，分豐水期和枯水期，出力不穩(wěn)定，增加電力系統(tǒng)運行的復雜性。n 核電廠核電廠迅速發(fā)展的原因： 核電是一種新型的巨大能源； 煤、石油等火電燃料儲能有限，不可再生； 發(fā)達國家的水資源已

17、基本殆盡； 一些資源貧乏國家“能源危機”，不得不發(fā)展核電。第五章 電力系統(tǒng)規(guī)劃的可靠性評價方法u 可靠性(reliability)的基本概念 一個元件、一臺設備或一個系統(tǒng)在規(guī)定時間內和規(guī)定條件下完成其規(guī)定功能的能力(概率)。u 電力系統(tǒng)可靠性的基本概念 指電力系統(tǒng)可接受的質量標準和所需數(shù)量不間斷地向電力用戶提供電能的能力的量度。電力系統(tǒng)可靠性包括充裕度和安全性兩方面。充裕度又稱靜態(tài)可靠性，也就是在靜態(tài)條件下電力系統(tǒng)滿足用戶電力和電能能量的能力。安全性也稱動態(tài)可靠性，即在動態(tài)條件下電力系統(tǒng)經(jīng)受住突然擾動并不間斷地向用戶提供電力和電能量的能力。研究電力可靠性的目的1.保證系統(tǒng)的充裕度 2. 保證系

18、統(tǒng)的安全性 3. 保持系統(tǒng)的完整性4.保證停電后系統(tǒng)迅速恢復運行第六章 電網(wǎng)規(guī)劃方法電網(wǎng)規(guī)劃做咩？以負荷預測和電源規(guī)劃為基礎，確定u 何時、何地投建何種類型的線路及其回路數(shù)；u 為此，達到規(guī)劃周期內所需的輸電能力；u 在滿足各項技術指標的前提下；u 使輸電系統(tǒng)的投資費用最小。2.電網(wǎng)規(guī)劃主要內容 u 確定輸電方式u 選擇電網(wǎng)電壓 u 確定變電站布局和規(guī)模u 確定網(wǎng)絡結構3.目前我國電網(wǎng)規(guī)劃要解決的問題u 大型水、火電廠(群)及核電廠接入系統(tǒng)規(guī)劃；u 各大區(qū)電網(wǎng)或省級電網(wǎng)的受端主干電網(wǎng)規(guī)劃；u 大區(qū)之間、省級電網(wǎng)之間聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃；u 城市電網(wǎng)規(guī)劃；u 大型工礦企業(yè)的供電網(wǎng)規(guī)劃。電網(wǎng)規(guī)劃分類按電壓等級

19、或電網(wǎng)功能 輸電網(wǎng)規(guī)劃、配電網(wǎng)規(guī)劃。按規(guī)劃期長短 短期電網(wǎng)規(guī)劃15年 中期電網(wǎng)規(guī)劃510年 長期電網(wǎng)規(guī)劃1530年電網(wǎng)規(guī)劃的研究內容u 現(xiàn)狀網(wǎng)分析u 負荷預測u 網(wǎng)架規(guī)劃u 無功規(guī)劃u 穩(wěn)定性分析u 短路電流分析變配電站種類 變電站除升壓與降壓之分外，還以規(guī)模大小分為樞紐站，區(qū)域站與終端站。 變電站電氣主接線選擇變壓器線路單元接線、橋形接線、35角形接線、單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設旁路母線、旁路隔離開關接線、一個半斷路器接線等主變壓器容量和臺數(shù)選擇u 容量大小和臺數(shù)多少的選擇往往取決于： 區(qū)域負荷的現(xiàn)狀和增長速度； 一次性建設投資的大小； 周圍上一級電網(wǎng)或電廠提供負載的能力；

20、 與之相聯(lián)結的配電裝置技術和性能指標； 負荷本身的性質和對供電可靠性要求的高低； 變壓器單位容量造價、系統(tǒng)短路容量和運輸安裝條件等等 站址選擇的基本要求 u 靠近負荷中心 u 節(jié)約用地 u 地質條件的要求 u 線路走廊 u 交通運輸 u 盡量避開污穢地段 u 環(huán)境保護 電力電量平衡中的容量組成：裝機容量、工作容量、備用容量、必需容量、重復容量、受阻容量、水電空閑容量。第十章 配電網(wǎng)規(guī)劃概述配電網(wǎng)規(guī)劃的特點1）接線模式多樣，呈輻射狀結構運行；2）電源供應相對自由選擇，具有不確定性，考慮因素更雜多；3）環(huán)境要求高；4）受政策法規(guī)的變化影響大。配電網(wǎng)規(guī)劃的流程1）原始資料的收集準備（p207）2）確

21、定可能的配電規(guī)劃方案；3）經(jīng)濟性評價；4）確定最佳配電規(guī)劃方案。 第十一章 電力系統(tǒng)無功規(guī)劃電壓電流同相位，電源向負載供電，負載把電能轉換成其他能量，叫有功。電壓電流不同相位部分，電源與負載之間交換電能，這部分（除線路損耗外）電能不轉換（電磁以外的）成其他能量，叫無功。為何要進行無功補償？無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉磁場，使轉子轉動，從而帶動機械運動，電動機的轉子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。 無功功率與電網(wǎng)電壓關系