电力系统规划与可靠性讲座3电力电量平衡

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1、电力系统规划与可靠性电气工程学院电力信息与控制研究所李晓明武汉大学电气工程及其自动化专业选修课(第3专题:电力电量平衡)电力电量平衡电力电量平衡的基本概念电力电量平衡的目的与要求电力电量平衡主要分析和研究的问题电力电量平衡中代表水文年的选择电力平衡代表年、月的选择电力平衡中的容量组成备用容量的确定备用容量的合理分配电源结构的规划电力电量平衡表的编制8/12/2021235电力电量平衡的基本概念【定义】电力电量供应与需求之间的平衡。【作用】为电力系统规划、电源组成等提供科学依据（如电源规划、电网规划都要先进

2、行电力电量平衡）计算电站容量和电量的利用程度。【基础】规划期内（即未来年份）的电力电量平衡一定程度上以负荷预测为基础。【主要内容】电力电量平衡研究的问题电力电量平衡中的容量组成8/12/2021335电力电量平衡的目的与要求根据《电力系统设计内容深度规定》第5.3.1条，电力系统设计应编制:目前到设计水平年的逐年电力电量平衡;远景水平年全系统和分地区的电力电量平衡;必要时还应列出分地区低谷负荷时的电力平衡。8/12/2021435电力电量平衡主要分析和研究的问题(1)确定电力系统需要的发电设备容量，确定规划

3、设计年度内逐年新增的装机容量和退役机组容量。(2)确定系统需要的备用容量，研究在水、火电厂之间的分配。(3)确定系统需要的调峰容量，使之能满足设计年不同季节的系统调峰需要。(4)合理安排水、火电厂的运行方式，充分利用水电，使燃料消耗最经济，并计算系统需要的燃料消耗量。(5)确定各代表水文年各类型电厂的发电设备利用小时数，检验电量平衡。(6)确定水电厂电量的利用程度，以论证水电装机容量的合理性。(7)分析系统与系统之间、地区与地区之间的电力电量交换，为论证扩大联网及拟定网络方案提供依据。8/12/202153

4、5电力电量平衡中代表水文年的选择电力系统按发电机组动力来源的不同，可分为纯水电、纯火电和水、火电联合运行系统，其中以水、火电联合运行系统较为常见。电力电量平衡中代表水文年有丰、平、枯、特枯水文年，根据《电力系统设计技术规程》，有水电的系统一般是按枯水年进行电力平衡、按平水年进行电量平衡；水电占比例大的系统还应根据需要，对代表年按月编制丰、平、枯水文年的电力电量平衡、必要时还应编制丰水年和特枯水年的电力电量平衡。8/12/2021635水文年【设计枯水年】设计枯水年是水电厂在正常运行中可能遇到的最不利情况，它

5、与水电厂设计保证率的水文年相对应。电力系统的电力电量平衡必须得到保证，才能满足负荷的需求。系统中各电厂的必需容量值，由此代表年来确定。因此，设计枯水年的电力电量平衡是确定系统的需要装机容量及装机进度、检验各类电厂的发电设备利用小时数的依据。【设计平水年】平水年指保证率为50％的水文年，接近平水年的年度又是最常见的年度，它代表水电厂最常出现的电力电量平衡。平水年的电力电量平衡是确定水电厂的电量利用程度，研究网络及联络线的经济性、水电厂的电气主接线、送电线路截面及系统多年平均年燃料需要量的依据。【设计丰水年】丰

6、水年是指水电厂保证率小于10％的水文代表年，其电力电量平衡代表水电厂满载或弃水时的运行情况，用来校核平水年确定的电厂主接线、设备和线路的送电能力、经济性。【特枯水年】特枯水年是指水电厂设计枯水年保证率以外的枯水年，接近于保证率等于100％的水文年，其电力电量平衡用来检验系统的缺电情况及网络的适应性，必要时需研究解决措施。8/12/2021735电力平衡代表年、月的选择电力平衡需要逐年进行，应按逐年控制月份的最大负荷和水电厂设计枯水年的月平均处理编制。一般以每年的12月为代表，但还应根据水电厂逐月发电处理的变

7、化及系统负荷的变化情况，具体分析确定。一年中也可能有2个月份其控制作用，应分别平衡。必要时选择代表年进行逐月电力平衡，以便找出其中起控制作用的月份，然后按该代表月进行逐年平衡。8/12/2021835电力平衡中的容量组成电力平衡中的容量由装机容量、必需容量、工作容量和备用容量组成。【装机容量】系统中各类电厂安装的发电机组额定容量的总和。【必需容量】维持电力系统正常供电所必需的装机总容量，即工作容量和备用容量之和。【工作容量】发电机承担电力系统正常负荷的容量。在电力平衡表中的工作容量是指电力系统最大负荷的工作

8、容量。其中担任基荷的电厂处理就是工作容量担任峰荷和腰荷的发电出力日负荷最大时刻的出力作为工作容量。水电厂的工作容量是指按保证出力运行时所能提供的发电容量，其大小与其保证出力及其在电力系统日负荷曲线上的工作位置有关。【备用容量】备用容量是指为了保证系统不间断供电并保持在额定频率下运行而设置的装机容量。【重复容量】水电厂为了多发季节性电能，节省火电燃料而增设的发电容量。重复容量是在一定的设计供电范围、负荷水平和设计保