电力系统规划的基本常识-电源规划

电源规划主要包括电源分类、电力电量平衡。

从规划和运行角度看，火电厂中的燃煤凝汽发电厂、燃煤供热发电厂和燃气轮机发电厂，水电厂中的常规水电厂和抽水蓄能电厂，以及核电厂、风电场和光伏电站。其中：

凝气式发电厂不宜经常启停，应尽可能承担稳定负荷。供热电厂主要向用户供热，采用的汽轮机有背压式和抽气式两种。背压式机组无热负荷时不能发电，只能按强制的热负荷运行而获取电能，即以热定“电”。抽汽式机组和普通凝汽式汽轮机相似，只是中间有1-2级可供抽汽，不供热时与常规凝汽机组一样。

燃气轮机发电厂突出的优点是在无外电源的情况下能迅速冷态启动，一般2-20分钟即可并网满载，广泛用于承担电网高峰负荷和作事故备用。

水电厂具有出力调节能力强、反应速度快等特点，大型机组可以在1-2分钟从静止状态启动到并网发电运行，出力在10余秒中内可以从空载到满载。

电力电量平衡主要有电力平衡、电量平衡、调峰平衡，是电源规划首先必须满足的条件，即电源规划的主要约束条件。

电力平衡指电力系统的装机容量应等于系统发电负荷再加上一个固定的备用率。装机容量是指被利用的那一部分容量，即参与平衡的发电厂须以利用容量列表。利用容量须在发电厂额定容量中扣除受阻容量。受阻容量是发电设备由于自身及外部原因而导致比额定容量低的部分。

电量平衡指电力系统的所需电量等发电厂所发电量。我国燃煤发电厂的比重很大，电量平衡中可把系统中发电厂分为非燃煤电厂和燃煤电厂。火电机组比例较大的系统，只要满足电力平衡，电量平衡一般没有问题，因此电量平衡往往可以忽略。对于水电机组比例较大且利用小时较低的系统，除电力平衡外，还应进行电量平衡。

调峰平衡指电力系统最大峰谷差日峰谷差再加上一个备用率应等于发电厂调峰能力。调峰能力等发电机组最大出力与最小技术出力之差。系统调峰问题往往是电网接纳风电能力的控制条件。

调峰平衡的目的是在系统中电源总量及构成既定、且满足电力平衡和电量平衡的条件下，检验系统调峰是否存在问题，即各类电源的调峰能力之和是否与系统对调峰的需求相平衡。

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电网规划

电网规划是确定在何时何地投建何种类型的变电和线路，以达到规划周期内所需要的输电能力，在满足各项技术指标的前提下使系统的费用最小。电网规划是一个复杂的过程，这里介绍几个典型的指标。

用于电网规划设计的电力平衡与电源规划的平衡不同，目的是求取电网预期通过的有功功率大小、方向，可分为分区电力平衡，确定输电断面电力流的平衡和分层电力平衡。

容载比是某一供电区变电设备总容量与供电区最大负荷的比值。对于较大的供电区，区内各片变电站次级电压电网无互供能力或互供能力很小时，应在供电区内分子区计算容载比。计算时，该电压等级发电厂升压变压器容量及直供负荷不应列入；该电压等级用户专用变电站的变电容量和负荷也应扣除，与外供电区之间仅进行功率交换的联络变压器也应视情况扣除。

容载比是一个宏观指标。但实际应用时，如果电气上不联络的几个供电区计算统一的容载比是没有意义的。从经济上看，单一计算某一个电压等级的容载比，也是不经济的。

N-1原则是最常用的电网确定性安全校验的，即正常运行方式下的电力系统中任一元件（如发电机、交流线路、变压器、直流单极线路、直流换流器等）无故障或因故障断开，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，其他元件不过负荷，电压和频率均在允许范围内。注意任一元件的有限性，并不能囊括全类型元件。

三道防线。为保证电力系统安全性，电力系统承受大打扰能力的安全稳定标准分为三级。第一级标准，即正常运行方式下（含计划检修方式）的电力系统受到单一故障扰动后，保护、开关及重合闸正确动作，不采取稳定控制措施，应能保持电力系统稳定运行和电网的正常供电，其他元件不超过规定的事故负荷能力，不发生连锁跳闸。第一级标准多用于检验网架结构，但含计划检修方式并不是要把检验标准提高至N-1-1,而是更强调检修计划安排的合理性。

第二级标准，即正常运行方式下（含计划检修方式）的电力系统受到较严重故障扰动后，保护、开关及重合闸正确动作，应能保持稳定运行，必要时允许采取切机和切负荷、直流紧急功率控制、抽水蓄能电站切泵等稳定控制措施。规划时，要校验措施。

第三级标准，即电力系统因极端故障导致稳定破坏时，必须采取失步/快速解列、低频/低压减载、高频切机等措施，避免造成长时间大面积停电和对重要用户（包括厂用电）的灾害性停电，使负荷损失尽可能减少到最小。

电网应按照电压等级和供电区域合理分层、分区。合理分层，是将不同规模的电源和负荷接到相适应的电压等级网络上。合理分区，是以受端系统为核心，将外部电源连接到受端系统，形成一个供需基本平衡的区域，并经联络线与相邻区域相连。避免形成不同电压等级间的电磁环网。

电网规划要进行潮流、稳定、短路、无功等仿真计算，这里不再逐一枚举，但这对一份好的规划报告是必要的。

知识点：电源规划