考虑短路电流的输电网优化规划

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1、浙江大学硕士学位论文1．1课题背景和研究意义第一章绪论电力工业是一个投资密集和一次能源消耗最大的行业，对整个国民经济的发展有巨大影响，合理地进行电力系统规划可以获得很大的经济效益和社会效益。【l】输电网是电力系统的重要组成部分，连接着发电侧和配电侧，具有输送大容量电能的重要职能，合理的输电系统是电力系统安全和稳定运行的重要基础。随着国民经济的快速发展和居民生活水平的不断提高，城镇电力负荷水平持续上升，“十一五”期间，我国以每年新增约1亿千瓦发电装机的速度高速发展，但许多地区仍出现“电荒”，“十二五”期间为满足持续增长的电力需求，我国还将建设西部、北

2、部大型煤电基地，西南水电基地和蒙西、酒泉等大型风电基地，并向负荷中心送电，全国输电容量较“十一五”大幅增长。【2】大型发电基地的建设往往造成同一地点并网运行的机组容量的增加，使得接入点的系统短路阻抗大幅下降，同时也严重影响了周边地区的短路电流水平；随着电网规模不断扩大，各地联网不断加强，厂站之前的电气距离缩短，高低压之间的电磁环网增多，使得系统阻抗不断下降，也造成了电网的短路电流水平迅速增大。部分变电站500kV和220kV母线短路电流水平将超过50kA。13】-【5】若不加以限制，现有变电站内的大部分导体和设备都需要重新核算，将提高电网建设的成本

3、投入，当短路电流超过当前设备的短路容量时，更将严重危及整个电网的安全稳定运行。短路电流水平增长过快问题已成为电力系统规划、运行方面所面临的重大问题，[61合理平衡电网的短路容量和输电容量的资源是电网发展面临的重大挑战之一。传统输电网规划将短路电流校核放在网架形成以后进行，【7】这就导致了在优化规划过程中忽略了短路电流的影响，也没有考虑短路电流分布对电网结构优化的导向性。从全局优化的角度出发构建考虑短路电流因素的输电网，有利于电网持续合理发展，在理论和实际中具有重要意义。浙汀大学硕士学位论文1．2输电网优化规划研究现状输电网规划以负荷预测和电源规划为

4、基础，确定在何时、何地投建何种类型的输电线路及其回路数，以达到所需要的输电能力，在满足各项技术指标的前提下使输电系统的费用最小。【1】输电网优化规划是一个复杂的系统优化问题，具有离散性、动态性、多目标、不确定性和非线性的特点，经过多年的研究和发展，传统的输电网优化规划已经比较成熟，人们根据不同的实际情况和目标建立了不少优化规划的数学模型，并研究出了多种行之有效的求解方法，对电力系统的发展做出了巨大的贡献。【8】下面对当前的研究现状进行简要介绍。1．2．1常规输电网规划电网规划必须遵循一定的技术原则，目前工程上电网规划工作主要包括负荷预测、变电站布点

5、和网架设计，电网规划应遵循的基本原则一般有：19]‘[11】l、经济性原则。规划方案应合理开发能源，用综合最低成本，向电力用户供给充足、可靠和优质的电能，提高输变电能力；另一方面，规划方案应使电网建设费用和年运行费用在满足要求的情况下达到最小。2、可靠性原则。规划方案应向用户供应合乎质量要求的电力和电能，保证电力系统供电的可靠性，电力系统的可靠性包括供电的充足性和供电的安全性。我国用备用电源容量的概念表征供电的充足性，用《电力系统安全稳定导则》[12】的相关条款保证供电的安全性。3、灵活性原则。规划方案应注意电源、负荷和网络建设的可能变化，既与现有

6、的电力系统相适应，又要注意适度超前，以便适应电力系统近期及远景发展，并为电力系统安全与经济运行提供灵活性。4、分层分区原则。电网规划从全面着眼，统筹考虑，合理布局，考虑分层分区原则，低电压等级电网逐步解开与高电压等级间的电磁环网，逐步形成以加强受端系统为主的区域电网。电厂和负荷应按容量接入相适应的电压等级，大电厂大负荷接入高一级电压。5、受端系统建设原则。输电规划的任务之一是尽早以电网最高电压联接主要负荷集中地区和主要电源，形成坚强的受端电力系统。受端系统发生任何单一2浙江大学硕士学位论文严重故障都应保持系统稳定，失去任一元件时其它元件不应超过事故

7、允许过负荷。6、网架规划以负荷预测的中方案为基准，构建合理、安全、坚强、经济、灵活和可持续发展的电网，不断提高电网的供电能力和供电质量。常规输电网规划主要采取技术经济比较的方法，首先根据输电线路的传输容量及负荷需求确定出满足电力输送要求且费用较小的几个方案，然后通过技术分析计算和经济比较确定最优方案。常规输电网规划主要有如下几个步骤【81：1、原始资料的搜集和分析。包括规划期内各有关地区电力负荷的增长情况、电源的现状和规划、网络的现状和薄弱环节、所有可能架设的输电线的路径、有关电气设备的技术经济指标等数据。2、确定几个可行的网络接线方案。依次根据规

8、划水平年的负荷及电源分布状况分层分区，确定发电厂和变电站的出线数目以及供电区之间的联络线数目，确定网络结构。值得注意的是，