《电力网络规划设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力网络规划设计.doc（34页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院毕业设计（论文）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）题目： 电力网络规划设计 学习中心： 内蒙古学习中心 学 号： 090F31133171 姓 名： 周鹏飞 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 2015 年 7 月 15 日中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）指导教师指导意见表学生姓名：周鹏飞 学号：090F31133171 专业：电气工程及其自动化 毕业设计（论文）题目： 电力网络规划设计 指导教师意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；
2、文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。）填写要求：1.请指导教师按以上要求填写意见，2.学生在上传论文时不得将以上括号内的内容删除。3.当学生论文评阅成绩不及格重写时，指导教师要重新填写意见及新的指导日期。（指导教师填写指导意见时请将填写要求删除）指导教师结论：（合格、不合格）指导教师姓名所在单位指导时间中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表学生姓名：周鹏飞学号：090F31133171专业：电气工程及其自动化毕业设计（论文）题目：电力网络规划设计评阅意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验
3、结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。）填写要求：1.请评阅教师按以上要求填写意见，2.上传论文时不得将以上括号内的内容删除。3.当学生论文评阅成绩不及格重写时，评阅教师要重新填写意见及新的评阅日期。（评阅教师填写指导意见时请将填写要求删除）修改意见：（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见。评阅成绩合格，并可不用修改直接参加答辩的不必填此意见。）毕业设计（论文）评阅成绩（百分制）：评阅结论：（同意答辩、不同意答辩、修改后答辩）评阅人姓名所在单位评阅时间论文原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文电力网络规划设计，是
4、本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。 论文作者（签字）：周鹏飞 日期：2015年7月15日摘要网络规划设计是一门非常复杂和必不可少的网络综合性、系统性学科，也是当今国际网络界非常关注的一个问题。它包括规划理论、排队论、随机模拟、图论、马尔可夫决策理论、神经网络算法、启发式算法等多种学科，深人到网络研究的各个领域，并与各
5、种先进的网络技术密切相关，即使对计算机及网络有一定应用经验的网络管理员和工程技术人员，在规划和设计时也不一定会面面俱到，毫无维漏，因此研究与开发一套自动的网络规划设计系统，很有现实意义，其中网络规划设计的关键之一就是建立网络优化模型。作为电力工程前期工作的重要组成部分，合理的系统规划是电力系统安全、可靠、经济运行的前提，也是具体单项电力工程设计建设的方针和原则。文章根据单项电力工程设计的特点，论述了电力系统规划设计在电力工程设计中的应用，并对如何开展电力系统规划设计工作提出经验总结。关键词：电力系统规划设计 电力工程设计 电力电量平衡目录一、绪论1（一）前言1（二）电力网络规划设计内容1（三）
6、分类2二、网络规划设计系统结构3（一）层次化的网络规划设计思想3（二）网络规划设计方法3三、原始资料分析5（一）变电站地理位置如下5（二）电源情况5（三）说明5（四）变电站地理负荷6四、功率平衡计算7（一）有功功率平衡计算7（二）无功功率平衡计算7五、线路供电半径8（一）10kV线路经济供电半径8（二）35kV线路允许供电半径8六、N-1检验原则及配电网规划10（一）N-1检验原则10（二）配电网规划内容及方法11七、变电所的布点及容量选择14（一）变电所的布点14（二）变电所的容量14（三）变电所主变台数15八、电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择16（一）电压等级的选择16（二）初拟
7、方案16（三）技术比较18（四）计算年费19九、变压器的选择及分接头的选择21（一）变压器的选择及分接头的选择21（二）变压器分接头选择21十、潮流分布24十一、结束语25致谢26参考文献27一、绪论（一）前言网络规划设计是一门非常复杂和必不可少的网络综合性、系统性学科，也是当今国际网络界非常关注的一个问题。它包括规划理论、排队论、随机模拟、图论、马尔可夫决策理论、神经网络算法、启发式算法等多种学科，深人到网络研究的各个领域，并与各种先进的网络技术密切相关，即使对计算机及网络有一定应用经验的网络管理员和工程技术人员，在规划和设计时也不一定会面面俱到，毫无维漏，因此研究与开发一套自动的网络规划设
8、计系统，很有现实意义，其中网络规划设计的关键之一就是建立网络优化模型。八十年代以来，国外一些发达国家，在网络设计与性能分析方面投人了大量的资金和人力，目的是在网络建设开始前，就可以使用成套的工具有效地进行规划设计、模拟各种网络环境，在网络实施前就能获得整个网络的性能指标，以便优化网络结构，提高网络性能，节省网络的建设成本。另一方面，在网络建成以后，通过网络设计与性能分析工具，在获取现有网络运行参数的基础上，对现有的网络进行性能分析和优化设计，从而改善网络的性能。我国目前尚无网络设计与性能分析方面的产品，在这方面可以说尚属空白。因此，研究与开发一套自动的网络规划设计工具，很有现实意义。（二）电力
9、网络规划设计内容电网规划的主要内容有：确定输电方式、选择电网电压、确定变电站布局和规划、确定网络结构。在输电方式上，我国现阶段仍以交流输电方式为主，只有在500KV及以上电压时才考虑直流输电的必要性。电网规划的重点是对主网网架进行规划。如何加强主网网架结构，是电网规划最重要的内容之一，也是规划成败与否的关键。电网规划往往是针对具体电网发展中需要解决的问题确定具体内容的。目前我国电网规划要解决的主要问题为：（1） 大型水、火电厂及核电厂接入系统规划（2） 这类电厂出线比较多，距离吧比较长，如何与电网连接的问题比较复杂，一般需要作专题研究。（2）各大区电网或省级电网的受端主干电网规划。（3）大区之
10、间或省级电网之间联网规划。（4）城市电网规划。（5）大型工矿企业的供电网规划。电力系统规划的最终结果主要取决于原始资料及规划方法。没有足够的和可靠的原始资料，任何优秀的规划方法也不可能取得切合实际的规划方案。一个优秀的电力系统规划必须以坚实的前期工作为基础，包括搜集整理系统电力负荷资料，当地的社会经济发展情况，电源点和输电线路方面的原始资料等等。目前，我国在规划方法方面，处于传统的规划方法和优化规划方法并用的状态。电网的建设投资是否合理，是否满足电网经济运行。建设投资的回收率与电网经济运行情况是针对具体工程项目而言，而持续发展问题是从供电企业整体动作发展的角度来确定一定时期内或某个财政周期内对
11、城网规划的要求，确定其间城网规划工作的整体规模与水平。通常而言，城网规划中，首先根据可持续发展观点来解决中远期的规模，其次根据电网经济运行情况确定具体的规划项目，最后根据建设投资的回收率来决定具体规划项目的投资与设备选用。这其中，根据国民经济发展情况与人民银行利率水平来确定贴现率等理论计算的具体参数。在此基础之上再研究和确定电网最优的网络接线方式、投资水平以及投资的时间按排，使电网供电能力、供电质量供电可靠性能够满足用户的用电需求，以低于社会边际电价的成本向客户提供优质的电能。（三）分类电网规划按照时间分类，可以分为短期规划、中期规划和长期规划。另外还可以按照不同专业进行分类，比如通信规划、营
12、销规划和煤矿电源规划等各种专项规划。短期规划分1-5年，规划的内容比较具体仔细，可直接用来指导建设。一般的电网5年规划与国民经济5年规划的时间同步。如，十一五规划、十二五规划等。中期规划一般为510年。长期规划则需要考虑比输变电工程建设周期更长的发展情况，一般规划6-30年。长期电网规划需要列举各种可能的过度反感、估计各种不确定因素的影响等。长期规划的方案并不一定在建设中原封不动的实施。由于客观条件或环境的改变，规划方案也将不断变化。二、网络规划设计系统结构（一）层次化的网络规划设计思想在大型网络的规划设计中，采用平面或网状结构模型(flatormeshmodel).不但网络的变化容易导致大范
13、围的系统结构变，而且不便网络管理者确定网络失效点，解决网络故障。这种模型比较适合变化不大、节点不多、具有对等关系的广域网设计，对于变化较快、节点稠密、具有从属关系的大型网络(如校园网，大型企业网)，应采用层次化网络规划设计模型，当网络变化时，可分层处理，将影响面降低到最小范围，节省网络开支，同时，也便于网络管理人员及时发现网络故障.解决网络问题。（二）网络规划设计方法计算机网络规划设计实际上是一个优化过程.主要包括网络拓扑结构设计、网络开销设计、网络容量设计、网络路由设计、网络可靠性设计和网络性能分析等几个部分，它们之间是相互联系，密切相关的，需综合考虑，但又不可能面面俱到，因为约束条件的增多
14、，会增加建模的难度，不利于问题的解决，必须有主次之分。对于网络主干层设计，目前，有两大研究方向:1、给定网络拓扑结构综合其他因素的网络设计为了保证网络实际完成的功能，在通信网络中应该同时考虑网络的业务性能和生存能力两个方面，网络可靠性设计的指标应该是网络的可行性，即在满足费用约束的条件下，使得网络可行性最大；或在满足网络可行性指标的前提下，使得费用最小。在电信网设计方面已有大量的研究结果，但这些研究仅考虑了网络的业务性能，没有考虑(或充分考虑)网络的可靠性问题，在网络若千部件失效时，可能造成网络的业务性能显著降低。文在以网络连通性为基础的通信网可靠性设计中，主要考虑了两个方面问题在满足网络连通
15、性的要求下，使得网络链路总数最少；在给定链路总数的前提下，使得网络的连通性最大，但它们没有涉及网络的业务能力。Gersht和Newport的研究则仅考虑了网络的连通性和无失效部件时的业务性能，网络一旦出现部件失效，其业务性能则不能满足预定的要求。Yokohira讨论了给定网络拓扑结构时分组网的容错设计问题。根据网络的拓扑结构和各部件的生存概率，确定最可能出现的网络状态，将每种状态下的设计参数进行综合，得到网络的最后设计参数。他提出了最大平均法(Max一Average一Method)和最大时延链路法(Max一I)e-lay一Link一Mothod)。但对于大型网络而言，其计算量非常大，只能是一种
16、原理性的方法，缺乏实用性。2、考虑网络其他性能，设计网络拓扑结构，以使网络的费用最小常用的解决方法有分枝定界法、分割法、聚类法、拉格朗日算法和图论等方法.这些方法都使用许多启发性知识，通用性、鲁棒性较差。在文厂舀6三中，作者采用对偶算法(dual一based。lgor：thn、)和分枝定界法(bra：、eh一a：飞d一bound)解决的是己知各节点类型及主、次节点的位置，确定设备类型和连接链路的问题。文中，所涉及的网络节点类型是未知的，链路的连接也法和D：jkstra算法；另一类是基于斯坦利最小树(mLnlmuoste；ne：tree)算法。它们都是为了求最小代价多点广播树，并且求斯坦利最小树
17、属于NP一完全问题。为了保证QoS传输，许多学者采用多种启发式算法求解基于信息延时的多点广播路由问题、Rou汰as川在求解最小开销多点广播树问题时同时考虑了时延与时延抖动因素的影响，但他只求出满足要求的多点广播树，并没有给出最优是未知的，即从确保网络可靠性为出发点，采用层次化结构设计思想，将园区网络分为两层:主干网和用户访问网。通过确定各网络互连设备配置，以满足网络开销较小的要求。采用最小生成树(MST)和聚类方法(cltlst二Ing)求解访问网络拓扑连接，用二树分枝交换(2一optbranehexeha：、ge)启发式技术解决主干网的设计问题，算法实现较复杂。KeesunNam等在解决电信
18、的最少开销拓扑设计中，先采用Botstrap启发式算法构造具有可靠性的网络拓扑结构并使开销最小，在此基础之上，再采用松弛的线性规划方法确定网络在链路正常情况和失效情况下的网络容量和路由。算法实现也较复杂Grlfith等采用五种启发式技术解决低开销虚拟拓扑结构设计(非层次性的)并评价了网络的性能。基于QoS的多点广播路由问题随着多媒体等实时应用的发展，成为目前计算机网络规划设计的又一研究重点。在路由选择中所采用的算法可分为:启发式搜索技术和随机化搜索技术，目前各国学者大都采用启发式搜索技术来研究一些快速有效的算法一类是基于最短路径的算法，即计算源节点到各目标节点的最短路径，如Bellman一Fo
19、rd算的斯坦利最小树。则采用神经网络算法求解满足时延与时延抖动要求的斯坦利最小树，在随机化搜索技术方面做了新的尝试。三、原始资料分析（一）变电站地理位置如下3-1电网变电站地理位置图（二）电源情况水电资源于径流小水电为主，装机容量10MWA。系统：变电站一般是单线单变为主，为了更好的发展，计划在境内建设一座220kV变电站，为解决该地区生产生活用电。（三）说明谷城县位于辽宁省东中部，开原市东南部。电源以网供为主，去年总供电量8.7962亿千瓦时，其中网供电为8.0012亿千瓦时。谷城县110KV电网正常运行方式由110KV临站线供110KV临江站、紫城站、南站、江站负荷。110KV联古线供11
20、0KV古竹站、蓝站、天鸥站负荷；220KV联和站联临线旁1726、110KV临徳线字母1542直通110KV润站用电，110KV紫城站供35KV中坝站，110KV江站供35KV水墩站县内主网可以形成电气环网运行，电网建设进一步完善。变电一次设备情况如下：35KV及以上等级运行主变共16台，变压器总容量506KVA，其中110KV主变14台，容量486MVA；35KV主变2台，容量20MVA。a.110KV临江站：单母线分段带旁，主变2台。b.110KV润站：单母线，主变2台。c.110KV古竹站：单母线，主变2台。d.110KV蓝站：单母线，主变1台。e.110KV天鸥站:单母线，主变2台。f
21、.110KV南站：单母线，主变1台。g.110KV紫城站：单母线，主变2台。h.110KV江站：单母线，主变1台。i.35KV中坝站:单母线，主变1台。j.35KV水墩站：单母线，主变1台。其余榄坝站、城南站属于另一区域，220KV联和站还联着一些110KV变电站。（四）变电站地理负荷变电站都有本地一、二类负荷电力负荷根据对供电可靠性的要求几及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定：a.一级负荷一级负荷是非常重要的负荷。对这类负荷的供电中断将发生下列一种或几种严重后果：（1）造成人身伤亡；（2）造成环境污染；（3）造成重要设备损坏，连续生产过程长期不能恢复或大量
22、产品的报废；（4）在政治上或军事上造成重大影响；（5）造成重要公共场所秩序混乱。对于一级负荷，必须由两个或两个以上的独立电源供电。所谓独立电源，就是不因其他电源停电而影响本身供电的电源。b.二级负荷二级负荷是比较重要的负荷。对此类负荷中断供电，将造成工厂大量减产、工人窝工、城市中大量居民的正常生活受到影响等后果。对于二级负荷，可由两个电源供电或专用线路供电。c.三级负荷不属于一级、二级负荷，受停电影响不大的其他负荷都属于三级负荷。四、功率平衡计算（一）有功功率平衡计算为了维持功率的稳定，满足用户对功率的要求，电力系统装设的发电机额定容量必须大于当前的最大负荷。因此要进行最大负荷时有功功率平衡计
23、算。用电负荷PLD=K1maxt=K1(Pmaxa+Pmaxb+Pmaxc+Pmaxd+Pmaxe+Pmaxf+Pmaxg+Pmaxh+Pmaxi+Pmaxj)=0.9(50+90+30+20+20+10+20+10+5+6)=261MW（41）供电负荷Pg=1/1K2PLD=1/10.1261=290MW（二）无功功率平衡计算电力系统的无功功率平衡是系统电压得到根本保证，对其计算主要目的在于初步估计系统中发电机的容量是否能够满足系统最大负荷时的需求，是否需要加装无功功率补偿设备。根据电力系统电压和无功电力技术导则规定：220KV及其以下电压等级变电所，在主变压器最大时，其二次侧的功率因数或电
24、网供给的无功功率之比应满足规定；不满足规定的，需做无功补偿，使其全部满足规定值。LD=maxt=(50+90+30+20+20+10+20+10+5+6)0.48=125.28Mvar（42）五、线路供电半径（一）10kV线路经济供电半径目前我国农村配电网普遍采用10kV电压等级，它的供电范围将直接影响到35kV线路的供电半径、变电所布点和容量选择。因此，确定10kV线路的经济供电半径，对于优化该电压等级供电范围以及优化整个电网结构都具有重要的技术经济意义。农村电网35kV变电所多位于用电负荷中心，由于其供电范围较广，一般农村负荷又大都小而分散，故可近似设为面负荷具有均布性。同时假定每个变电所
25、有6回出线，供电面积为正六角形，每回出线的供电范围呈等腰三角形，经分析推导得出农村电网10kV配电线路的经济供电半径关系式为：（5-1）式中Lj10kV配电线路经济供电半径，km；供电范围内的平均负荷密度，kW/km2；为了简化计算，以便于实际应用，经常采用计算系数并分段取常数的方法，可导出经济供电半径的直接计算公式为：（5-2）式中KL经济供电半径计算常数，可按不同负荷密度分段取值，见表（W/km2）40KL22273134利用经济供电半径评价实际网络的供电范围是否合适，首选需要计算出实际网络的负荷密度和供电半径。如果实际供电半径与经济供电半径差距过大，则表明实际供电范围存在问题，应当进行改
26、造与调整。（二）35kV线路允许供电半径35kV线路在农村电网中，主要用来作为送电线路，故导线都是按经济电流密度选择，且其供电半径多受线路允许电压损失来控制。因此，若能同时满足上述要求，可以认为它已综合了送电线路的技术经济条件。根据上述要求，对35kV线路（设无分支，U10），可得允许供电半径计算式为（5-3）式中Lr35kV线路允许供电半径，km线路负荷功率因数；Pmax35kV线路最大供电负荷，kW。允许供电半径表明了在按经济电流密度选择导线截面后，满足线路允许电压降时所能供电的距离。35kV线路允许供电半径为农村电网规划主网架布局以及与上一级电压网络合理联络提供了依据。六、N-1检验原则
27、及配电网规划（一）N-1检验原则电力系统设计规程规定，网络设计必须满足一定的安全运行要求。目前比较常见的网络安全运行要求就是满足检验，即在全部条线路中任意开断一条后，系统的各项运行指标仍能满足给定的要求。在网络规划形成网络结构的初期，最重要的原则就是网络上不出现过负荷，即网络能够满足安全输送电力的要求，为此我们应进行逐条线路开断后的过负荷校验。当任意一条线路断开后能够引起系统其它线路出现过负荷或系统解列时，说明网络没有满足N-1检验。在这种情况下，必须应用某种电网规划方法进行网络扩展，直到满足N-1检验为止。实际上，在电网规划中，N-1检验原则既是对各种规划方法形成的规划方案进行评估的一个技术
28、判据，同时它也是一个简单的规划方法。检验原则常常与启发式方法联合使用，如果不考虑经济因素影响，任何规划方案能够通过N-1检验，即可以证明它在技术上具有一定的可行性。当对全部线路进行检验N-1时，网络要进行次断线分析，计算工作量很大。实际上，网络中往往有一些线路开断后并不引起过负荷。因此我们可根据各线路开断后引起系统过负荷的可能性进行故障排序，然后按照排序序列依次对可能性大的线路进行校验。当校验到某条线路开断后不引起过负荷时，则排在其后面的线路就可以不再进行计算，从而可以显著地减少计算量。这个过程也称为故障选择。目前国内外以及出现了不少故障排序方法，这些方法评判系统事故的标准各不相同。如何描述线
29、路过负荷程度，这里仅介绍一种以是否引起系统过负荷为标准的故障排序方法。为了综合反映系统的过负荷情况，定义标量函数PI(PerformanceIndex)作为系统行为指标，即（6-1）式中Pl线路l的有功潮流；线路l的传输容量的上限；al支路L中的并联线路数；wl线路l的权系数，如主干线，联络线等，该系数可用来反映故障的影响；L网络支路数。由式可以看出，当系统中没有过负荷时，PI/PI之比小于1，PI指标较小。当系统中有过负荷时，过负荷线路的PI/PI之比大于1，正的指数项将使指标变大。因此PI这个指标可以概括地反映系统安全性。为了突出地反映过负荷的情况，甚至可以用高次指数项代替式中的平方项。通
30、过分析PI指标对各线路导纳变化的灵敏度就可以反映出相应线路故障对系统安全性的影响。当线路k故障时，PI指标的变化量可用下式表示为:（6-2）其中，为线路k的导纳。的值越大，PI值增加越多，说明线路k故障引起过负荷的可能性越大，此外，还有最大供电能力指标、最大线路流指标等。（二）配电网规划内容及方法1、原始数据资料的收集、调查及整理配电网规划工作需要以大量的基础数据为依据，这些数据包括规划区负荷发展的相关历史数据、未来规划区发展的详细用地规划及规划区发展规划材料以及电力网络系统的相关信息等。负荷数据中对规划区现状用户用地及用电情况的详细数据调查是一项十分繁杂的工作，需投入大量的人力和物力。规划区
31、规划相关数据主要包括：规划区市政规划的详细说明书及电子版配套图纸、规划区的详细电子地图等。在数据收集过程中，对收集到的数据需要进行校核，包括同一数据校核、关联数据校核、数据合理性校核，从而保证规划基础数据的准确性。2、规划技术原则确定参考相关的城市电网规划技术导则详细制定规划区电网规划技术原则，确定规划区电网建设目标、电网结构的原则、供电设施标准及技术原则，例如：电网供电安全准则，高、中压网络接线模式，变电站的变压器容量及台数，站内接线，导线的种类（电缆、裸导线或绝缘线），线路型号，配变型号，10kV的接地方式等。城市配电网规划技术原则应具有一定的前瞻性、适应性、差异性。3、总负荷及负荷分布预
32、测（1）负荷预测内容负荷预测本身是一项规模大、不确定因素多且涉及领域广的系统工作。这项工作所要处理的数据量以及相应的计算量都非常大，现今高速发展的计算机信息技术，为保证其准确性和时效性提供了可靠的保障，同时，预测工作又具有很强的认知性质，必须充分考虑专业人员的长期工作中形成的感性认识，综合计算分析与专家经验才能将负荷预测工作做好。负荷预测应根据规划区的用地规划，以空间负荷分布预测为基础，采用多种方法进行预测，包括总量、分区和空间负荷预测。由于影响负荷需求的不确定性因素较多，负荷预测可采用多种方法进行，应该提出23个预测方案，并选定一个方案作为配网规划的基础。（2）总量负荷预测方法1）负荷预测方
33、法对于系统电力负荷预测的方法，目前人们已经进行了比较深入、细致的研究，提出了适应不同环境的预测方法，概括起来，这些方法主要分为两大类：确定性的预测方法和不确定性的预测方法。2）负荷预测思路总量负荷预测通常包含总电量、总负荷、分类电量、分类负荷等项内容，图3-2给出了分类电量、分类负荷、总电量、总负荷预测结果间的关联关系。总电量预测总负荷预测总负荷预测原始数据分类负荷预测分类电量预测分类负荷预测原始数据总电量预测原始数据分类电量预测原始数据3-2不同预测项间的关联关系（3）空间负荷预测方法对规划区内负荷分布情况进行预测是配电网规划的基础性工作，也是规划工作中要求数据量大，最为繁复的一件工作，这种
34、涉及负荷发展位置信息的负荷预测又称空间负荷预测。（三）变电站优化规划及供电范围计算1、变电站规划内容变电站优化规划的目的是确定高压变电站的容量及位置，并进行供电范围计算，包括高压配电站和高压送电站的优化规划。（1）高压配电站优化规划供电范围计算的目的是将规划区内的所有中压配电变压器按供电关系划归不同的高压配电变电站。其中，既要考虑供电的经济性，又要考虑供电半径的限制。这一阶段变电站的容量、变压器的台数确定是非常重要的，在不明确的情况下需要进行比较确定。（2）送电变电站优化规划与高压配电变电站优化规划及供电范围计算相类似，只是计算需以高压配电变电站的优化结果为依据，高压送电变电站的供电范围是指高
35、压配电变电站与各送电变电站间的所属关系。2、变电站规划方法（1）变电站选址方法在确定的负荷水平下，当变电站候选位置已经拟定时，可以通过技术经济比较选择合理的站址；当给定变电站组合方案，而变电站（站址）位置未定时，需要通过自动选址来提供适合的站址。平面中位选址就是变电站自动选址的方法之一。通过平面中位选址，可以确定负荷的加权中心，以减小二次侧线路的投资和损耗。平面中位选址可分为平面单中位选址和平面多中位选址两种。（2）变电站规划思路由于各小区的负荷在不同年代有不同的数值，某座变电站的布点方式，在某个负荷条件下是最优结构，但不能保证它在负荷已经变化后也是最优的，因此，变电站的选址问题实际上是一个动
36、态的优化过程。为了解决这一复杂的动态问题，同时还要保证计算量在工程允许的范围内，采用了较通用的水平年法，将负荷随时间变化的动态问题分解成水平年和中间年变电站规划两个步骤静态的解决。整体上采用逆序法进行规划步骤的衔接，即从规划目标年开始逐步向现状年回溯，由此通过在每一阶段年的静态优化过程而得到在整个规划过程上的近似最优解，这样可大大缩减优化计算规模。七、变电所的布点及容量选择（一）变电所的布点变电所的布点主要取决于供电区域的负荷密度与供电半径。在规划期内，35kV变电所布置何处以及布点多少对于网络结构的合理性有着重要的影响。因此，它已成为配电网规划中的一项重要内容。使用常规规划方法时，主要是根据
37、已知的有关数据，提出若干个地理布置方案，然后进行技术经济比较推荐规划方案。在方案设计中，首先考虑站址应尽可能靠近负荷中心，或靠近高负荷密度地区的中心，因为从一个变电所向较多负荷中心供电在经济上是不可取的。其次，由于只能从有限数目的合适地点中进行选择，所以任何选择都必须考虑包括线路费用在内的总建设费用，否则方案的经济评估将失去合理意义。如果考虑上一级高压电网的送电距离费用和下一级中压电网线路数目费用，那么站址的相对最优位置将由高压和中压线路的数目和长度来决定的。站址规划方案基本步骤如下：1）据预测负荷及区域面积计算负荷密度；2）计算相应负荷密度的10kV线经济供电半径及35kV变电所容量；3）据
38、所需输送负荷求出35kV线路的允许半径；4）依据点线平衡的基本关系在供电区地理图上确定初选方案；5）对初选方案进行技术经济比较；6）按10kV经济供电半径和35kV允许供电半径校核布点的合理性。实际上，一个新的变电站的确切位置受到很多因素的影响，求解这样的问题，既使采用优化方法也需要作长期的研究。（二）变电所的容量农村电网规划中，在选取上述10kV线路经济供电半径时，相应的35kV变电所的控制供电范围（km2）可根据下式进行计算：（7-1）由于假设前提认为供电负荷在供电区域内是均匀布的，故实际控制面积将小于上述的理论值。同时，变电所的设计容量为：（7-2）式中S变电所的设计容量，kVA；P变电
39、所的供电负荷，kW；P-10kV线路的功率损失率，；变电所要求达到的功率因数水平。统计计算结果表明，一般35kV变电所的最大容量约为1012MVA。若所需负荷更大时，应考虑增加布点或建设高一级电压的变电所供电。有些农业用电比重较大的地区，可能实际负荷很低，但35kV变电所的最小容量也不应小于1MVA。此外还应考虑用电地区的负荷特点，地区的经济发展水平等因素。（三）变电所主变台数由于农村负荷的季节性强、波动较大的特点，其变电所主变压器的台数一般宜选择两台为好，并考虑具备并列运行的可能性。两台可以相同容量，但在负荷峰谷差大的地区，则两台主变压器宜选择一大一小。其中小容量主变压器的选择，应以能满足低
40、谷时最小负荷不低于其额定容量的50左右为宜。八、电网电压等级的确定和电网接线方案的初步选择（一）电压等级的选择目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，1000KV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。10kV及其以下的电压线路称为配电线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。表8-1输电电压（KV）输送容量（MV）传输距离（km）适用0.380.1及以下0.6及以下低压配电网30.1-1.03.
41、0-1中压配电网60.1-1.215-4.0中压配电网100.2-2.020-6.0中压配电网352.0-1050-20高压配电网633.5-30100-30高压配电网11010-50150-50高压配电网220100-500300-100省内送电330200-1000600-200省、网际输电500600-15001000-400省、网际输电10005000-100002000-1000网际输电（二）初拟方案对所给的原始资料进行定性分析，根据用户对供电可靠性的要求，地理位置及负荷的大小提出各种可能接线方案。接线方案应考虑以下因素：电网投资建设涉及到土地使用，而土地使用涉及到青赔民事工作，应考
42、虑双回架设少使用土地，减少民事工作。确定电源处断开一回线的情况下，仍能将所有功率送出去的最少出线数。根据负荷备用的要求及负荷大小确定对变电所的供电方案。考虑运行灵活方便，不宜有太多环网。所以确定如下二个可能的接线方案：第一种接线方案（8-1）方案一：电网环网结构，可靠性高，故障时线路末端电压低，对短期内解决县内供电负荷。第二种接线方案（8-2）方案二：电网结构稳定，可靠性高，新建220kV变电站投资大，属远景规划。（三）技术比较在初选方案一和二中，方案二是从中长期规划设计考虑，增加220kV电源点，保证我县的供电可靠性，环网能力进一步加强。要求正常运行条件下U%10%；故障情况下U%15%。方
43、案二各变电站负荷已知，各条线路负荷已知。b.用经济电流密度选导线若按经济电流密度都为0.9A/mm2计算，与查表得的Je误差较大，查表得：Tmax=5000h时，Je=1.07A/mm2；Tmax=5500h时，Je=0.98A/mm2；变电站C：Sc=(P/2)/(cos)Je=(70102/2)/1100.840.98=223mm2变电站D：Sd=127mm2变电站E：Sd=127mm2变电站F：Sf=127mm2查表得。变电站C与变电站O之间双回路LC选LGJ-185，Ld选LGJ-240，Le选LGJ-150，变电站F与变电站O之间双回路Lf选LGJ-300。则线路阻抗查表计算得：ZC
44、=0.5(0.7+j0.409)30=2.25+j6.135Zd=0.5(0.132+j0.349)20=1.32+j3.49Ze=0.5(0.21+j0.416)10=1.05+j2.08Zf=0.5(0.107+j0.39)10=0.535+j1.5按发热校验导线截面ICmax=P/cos=236AIdmax=P/cos=157AIemax=P/cos=157AIfmax=P/cops=78A其中，查表得各型号导线持续容许电流，检验都符合长期发热要求。（2）方案二变电站A与变电站F是相同的，只是I与J不同，此设计是为了保证供电可靠性，起到联结的作用，便于转供。（四）计算年费（1）经济计算方
45、法：计算综合投资ZZ=Zo(1+a/100)万元式中Zo为主体设备的综合投资，包括变压器、开关设备、配电装置等设备的综合投资：a-位不明显的附加费用比例系数，一般220KV取70，110KV取90。所谓综合投资，包括设备本体价格、其他设备（如控制设备、母线）费、主要材料费、安装费等各项费用总和。计算年费用UU=aA104+U1+U2(万元)试中U1-小修、维护费、一般为（0.022-0.042）ZU2-折旧费、一般为（0.005-0.058）。a-电能电价，一般可取0.06-0.08元、（KW.h）A-变压器年电能损失总值（KW.h）（2）计算网络建设投资费用K这里计算投资费用是为了进行方案比较，故只计算其不同部分的投资费用。它由线路、高压断路器的投资构成。线路投资KL所选导线均为LGJ-120，单价为：20.5万元/km，所选导线均为LGJ-185，单价为：35.9万元/km，所选导线均为LGJ-300，单价为：89.8万元/km，双回路的第二回投资取第一回路的90%。方案一线路投资一览表线路（名称）导线长度（公里）线路造价（万元）o-c(双回)5.81.911.023509=395.6o-f(双回)46.731.988.7889.8=7973.1线路总投资费用