城市供电工程系统规划(讲义)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 城市供电工程系统规划,1,城市供电工程系统规划,重要知识点,城市用电负荷与用电量的预测与计算,电源设施布局规划要点,城市供配电设施的规划布局要点,城网的结线方式,城市供电线路规划要点,电力线路的保护,2,城市供电工程系统规划,涉及内容,预测,场站,网络,3,第一节 城市电力负荷预测与计算,一、城市用点分类,农、林、牧,工业用电,地质普查和勘探业用电,建筑业用电（,2.,）,交通运输、邮电通信用电,(,归纳到公共建筑,),商业,公共服务设施（,C1,、,C2,、,C9,）,、公共饮食、物质供销和金融业用电,城乡居民生活用电,其他事业用电（污水处理、道路照明,）,4,第一节 城市电力负荷预测与计算,一、城市用点分类,第一产业：,农、林、牧,第二产业：,工业用电,第三产业：,商业,公共服务设施（,C1,、,C2,、,C9,）,、公共饮食、物质供销和金 融业用电,城乡居民生活用电,5,第一节 城市电力负荷预测与计算,相关规范：,城市电力规划规范-城市用电负荷,二、城市电力负荷预测,6,二、城市电力负荷预测,电力负荷预测计算可采用两个基本方法：,从用电量预测入手，然后由用电量转化为对市内,各分区,的负荷进行预测,从计算市内,各分区,现有的负荷密度入手，对市内的总负荷进行预测,在预测过程中应注意以下两点,因为不同城市分区其负荷性质、地理分布位置和城市功能区等情况有所不同，因此需要进行城市分区划分,分区面积应该照顾到城市电网结构形式，对特大城市，分区面积一般不超过20平方公里,第一节 城市电力负荷预测与计算,7,二、城市电力负荷预测,用电量(kw.小时)：最大负荷(kw) X 最大利用小时,负荷密度：从用电最大负荷入手,在城市规划不同阶段其电力负荷的方法不同,总体规划,分区规划,控制性详细规划,修建性详细规划,第一节 城市电力负荷预测与计算,8,总体规划阶段,预测内容,全市及市区（或市中心）规划最大负荷(取决于总体规划的范围),全市及市区（或市中心）规划年总用电量,全市及市区（或市中心）居民生活及第一、二、三产业各分项规划年用电量,市区及各分区规划,负荷密度,kw/m,2,(kw,2,)（比如广州天河地区、区庄：5-6万kw/ha vs 芳村1万kw/ha ）,第一节 城市电力负荷预测与计算,负荷密度：单位用地内的负荷值,9,总体规划阶段,第一节 城市电力负荷预测与计算,弹性系数法,在某一时期内电力总消费量年平均增长率与同一时期国民生产总值(或国内生产总值)年平均增长率的比值,弹性系数法是反映电力发展速度与国民经济发展速度关系的一项综合指标，被各国广泛用于分析、权衡电力发展速度是否与国民经济发展速度相适应,10,总体规划阶段,第一节 城市电力负荷预测与计算,弹性系数法,i% n% = (电力相对于国民经济的弹性),2006 2010 12% 增长 = 0.6 电力增长7.2%,2006 2010 10% 增长 = 0.5 电力增长 5%,2006 2010 8% 增长 = 0.4 电力增长3.2%,由2005年现值推出2010、2015、2020的用电量,11,总体规划阶段,第一节 城市电力负荷预测与计算,弹性系数法,预测年份的用电量 电量弹性系数,基准年份用电量 预测年限,工农业生产总值年增长率,当弹性系数等于,1,时，两种数学模型预测结果相同,前一公式弹性系数与递增率大于,1,，预测结果偏大。由于弹性 系数本身已是递增产物，因此实际应用中，多采用后一数学模型,12,回归系数法,预测年份的用电量,基准年份用电量,电量回归系数,预测期末年份,基准年份,回归系数表明变量间数量增减关系,用时间作为自变量，以上述数学模型计算预测年份城市年用电量,总体规划阶段,第一节 城市电力负荷预测与计算,13,回归系数法,以时间作为自变量，以用电量作为因变量，通常为非线性发展,掌握的数据越多，结论越准确,总体规划阶段,第一节 城市电力负荷预测与计算,x 年份,Y用电量,14,第一节 城市电力负荷预测与计算,年平均增长率法,预测年份的用电量,基准年份用电量,基准年份,预测年限,用电量年增长率,修正系数,依据：用电量与年度之间有着明显的稳定增长趋势,总体规划阶段,15,总体规划阶段,负荷密度法：主要用于中小城镇,单耗法：针对用电大户（电镀、钢铁厂等）,横向比较法：在一些特殊情况下，特别是在城市总体规划阶段（其他阶段基本不使用），用于提供参照与比较，以对前4种方法进行校核，比如在广州市高压电网规划中的使用,第一节 城市电力负荷预测与计算,16,分区规划阶段,预测内容,分区规划最大负荷,分区规划年用电量,（不需要对居民用电等进行预测）,最大负荷利用小时，经统计而得来的现状数据,年 x 季 x 日 x 年小时（8760）广州为50006000之间,第一节 城市电力负荷预测与计算,17,分区规划阶段,人口用电水平法,单位人口人均用电量指标 x 人口数 = 总用电量。其局限在于规范中用电指标是一个范围，在该范围内数值表化较大，主观性强，客观性差,建设用地负荷密度法,R：100 400,C：300 1200 取值过程中同样主观性强,M：200 800 要求得准确数值难度较大,第一节 城市电力负荷预测与计算,18,详细规划阶段,预测内容,详细规划区内各类建筑的规划单位建筑面积负荷指标（修详）,详细规划区规划最大负荷 （控、修）,详细规划区规划年用电量,以上三种为城市规划电力规范中定义,第一节 城市电力负荷预测与计算,19,控详规划阶段,控制性：对每块地预测用电负荷,第一节 城市电力负荷预测与计算,C1,C2,M1,R2,2000,6000,9000,3000,15000kw必须建设开关房（地块中）,广州一般为 6000 8000,20,详细规划阶段,预测方法,一般负荷用单位建筑面积负荷指标法（控规）,R： 20 60w/m,2,M： 20 80w/m,2,C： 30 120w/m,2,第一节 城市电力负荷预测与计算,21,详规规划阶段,R；广州一般用40 50,M：广东玩具、鞋、衣、皮具等轻工业标准厂房可用到50，主要负荷为照明及动力,C：,C1、C2,、,C3、C4、C5,、,C6,第一节 城市电力负荷预测与计算,用较大数值,特别高档建筑,小 100,高校 80,22,详规规划阶段,控规：由用地面积 x 容积率 = 建筑面积（推算）,详规：建筑已有初步设计 层面积 x 层数 修正面积 = 建筑面积（较确定）,第一节 城市电力负荷预测与计算,控规,修规,23,详规规划阶段,点负荷用单耗法（不普通）,用电大户 特殊用电单位时使用,第一节 城市电力负荷预测与计算,铝厂,规划区域,24,实例一 总体规划,新会双水镇（小型、达到分区规划深度）,弹性分析法,15% 10% 经济发展增长率（据经济发展战略规划）,新会市十五电网规划 弹性系数 0.65,2002 2020年用电预测,第一节 城市电力负荷预测与计算,25,实例一 总体规划,新会双水镇（小型、达到分区规划深度）,回归分析法,调查得来10年数据,数据不正确，不能得出任何方程式,不能起到校核作用,第一节 城市电力负荷预测与计算,26,实例一 总体规划,新会双水镇（小型、达到分区规划深度）,人口用电水平法,参照国家中等发达城市 双水镇50万规划人口接近大中型城市,人口越多，能控制的用地越大，人口规模过于超前,得到的值比方法多很多,第一节 城市电力负荷预测与计算,27,实例一 总体规划,新会双水镇（小型、达到分区规划深度）,用地负荷密度（一般情况下总规不采用，因为用地规划已到分区规划的水平）,得出的结论与方法 较吻合,因其工业用电发展较快,第一节 城市电力负荷预测与计算,28,实例一 总体规划,原则,一定使用多方法比较,不能凑数,200 800 要按照实际情况选取数值,300 1200 而不能得出数值后为凑数而选取,100 400,第一节 城市电力负荷预测与计算,29,实例二 分区规划,南京青龙片区（介于分区与控详规划之间）,第一节 城市电力负荷预测与计算,青龙（居住）,大学城,人口用电水平法,因为是高档居住区，人口很确定，因此结果比较正确,30,实例二 分区规划,南京青龙片区（介于分区与控详规划之间）,用地负荷密度法,第一节 城市电力负荷预测与计算,用地平衡表,对每一种用地性质确定负荷密度（例如国家规范,R100400,）,分区规及控规中采用中类指标,总规中采用大类指标,31,实例二 分区规划,南京青龙片区（介于分区与控详规划之间）,如果两种结果有较大差别，应进行分析，分析为何数值偏大或偏小，看主观选择的数据是否正确。找出差距的原因，最后取：,平均值（差距在10%以内）,最大值或最小值（找出预测结果偏大偏小的原因）,合适值（将有问题的方法得出的结果去掉）,第一节 城市电力负荷预测与计算,32,实例三 控详规划,云埔工业区（控制性详细规划）,M2 M3为主 台塑,国家规范 M3 1000kw/ha与现状差距很大,300ha 计算 30万(需建110kv变电站) 实际1.5 2.5万,现状调查原因：因用地便宜，多买了地预留，同样的产能却用了过大的地,第一节 城市电力负荷预测与计算,33,实例三 控详规划,云埔工业区（控制性详细规划）,调查当地7到8个厂的数据,a.用地面积 b.用地面积使用率 c.现状用电负荷,用地负荷密度 = 用电负荷 / 用地使用面积,结合国家的节能政策，采用现状负荷密度计算，得出M2：200 M3：300,实事求是的做规划，不能机械完全地套用书本,第一节 城市电力负荷预测与计算,34,实例四 修详规划,保利帝景（修建性详细规划）,4050ha 纯住宅区，除必要公建配套,性质单一 负荷较易预测 也较为准确,单位建筑面积用电负荷密度 x 每幢楼建筑面积 = 建筑用电负荷,第一节 城市电力负荷预测与计算,35,规划用电指标（对照规范）,规划人均综合用电量指标,规划人均居民生活用电量指标,较高,2500 1500kwh/,人,.,年 现状,400200,中上,1500 800kwh/,人,.,年 现状,200100,中等,800 400,低,400 250,夏季,5 9,月份,第一节 城市电力负荷预测与计算,36,规划用电指标（对照规范）,规划单位建设用地负荷指标,R,：,100 400,C,：,300 1200,M,：,200 800,道路广场,S,对外交通,T,市政设施,U,M3,：高耗能 高污染工业,第一节 城市电力负荷预测与计算,37,规划用电指标（对照规范）,规划单位建设面积负荷指标,居住,2060 w/m,2,规范,工业,2080,（经常大不到容积率,1,）,公建,30120,（只有容积率为,1,时才正确）,居住,200600,kw,/ha,规范,工业,200800,kw,/ha,公建,3001200,kw,/ha,第一节 城市电力负荷预测与计算,38,规划用电指标（对照规范）,规划单位建设面积负荷指标,故采用建筑电气指标，分类较细（居住）,照明,空调,电视,冰箱,音响,考虑每户每,m,2,的用电指标，数据很准确,（工业）性质不同，用电指标的选取有很大区别,第一节 城市电力负荷预测与计算,39,解决场站问题,流的流出：比如雨水、污水,流的流入：电、水、气、热,流入与流出：通信,第二节 城市供电电源规划,40,一、城市供电电源种类与特点,城市电源通常分为,城市电厂,和,变电所,两种基本类型,城市电源由城市发电厂直接提供，或由城市地域外的发电厂经高压送电线路长距离输送到变电所，接入城市电网,对某些无发电厂的城市，直接接受外来电源（发电厂或大电网），起着集中电力和分配电力作用的变电所，也可成为城市电源,第二节 城市供电电源规划,对于现代化的城市，一般使用变电站作为城市电源,41,发电厂与变电站,第二节 城市供电电源规划,落差,电厂,220v,380v,问题：离用电距离影响电压,需要使用稳压器,42,发电厂与变电站,第二节 城市供电电源规划,220,变电站,上网卖,广西-广州,0.3元/度,开,压,110,开关房,用户,0.61元/度,电厂,所有城市的电源都是变电站,43,发电厂与变电站,第二节 城市供电电源规划,梅山电厂（110kv）,需找220kv变电站,珠江电厂（220kv）,南沙电厂（110kv）,南沙地区电厂分布,44,发电厂与变电站,预测 kw功率,kVA 千伏安 变电容量,第二节 城市供电电源规划,电厂,电厂,变电站,变电站,45,发电厂与变电站,流计算时一般不考虑有无电厂（除10kv直接供给用户）,有预测值后，配220kv变电容量,容载比 10000MVA x 1.6 1.8(容载比) = 16000 18000MVA(变电容量),第二节 城市供电电源规划,需要多少220kv变电站,46,发电厂与变电站,第二节 城市供电电源规划,240MVA,1.61.8,= kVA,有功功率,无功功率,中途消耗及不能满负荷运行,47,发电厂与变电站,第二节 城市供电电源规划,220kv变电站,一般情况下将变电站置于,负荷中心,，节约电损，节约电缆用量,比如需要1000MVA，每个220kv变电站提供2x180MVA，需要3个220kv变电站，放到土地利用规划的三个组团中,48,发电厂与变电站,第二节 城市供电电源规划,高压走廊是否能通,110kv变电站选址,负荷中心,出线方便（高压走廊）,协调土地利用规划,配220kv变电站后，就应该配110kv变电站，因为容载比不同，需要根据上述预测值乘以110kv变电站容载比(1.82.0)得到110kv变电站的变电容量,以此决定其变电站数量。110kv变电站在农村地区变电容量为3x40MVA，城市地区为3x63MVA或者3x54MVA,49,二、城市供电电源规划,城市电源：,火力发电厂、水力发电厂,、太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂、潮汐发电厂、抽水蓄能发电厂，,原子能发电厂与变电站,我国作为城市电源的发电厂，主要有火力发电厂与水力发电厂,第二节 城市供电电源规划,50,二、城市供电电源规划,开关房与变电布置原则,可以认为是控规或详规中的电源,属于场站范畴，但不需占地面积，只需要建筑面积,负荷中心,电缆走向,与建筑使用性质协调,第二节 城市供电电源规划,51,三、电源规划,以广州市为例,电厂：本地电厂无法满足全部需求,调电：直流、交流,电力平衡（富于，不能有缺口）能否满足目标,广州,电源性缺电,各等级都要进行平衡，每一层级,110kv,不平衡 电网,结构性缺电,（电进不来也出不去）,第二节 城市供电电源规划,52,四、调电过程,R C M重视 U市政用地,土地利用规划中市政用地往往不够，预测及估计不足,在总体规划修编工作中很难找地,电力平衡，目标正确与否很重要,政府在投资过程中往往造成电力不平衡,电力负荷越来越大，缺口越来越大,第二节 城市供电电源规划,M,R,C,U,53,四、调电过程,广东省工业新兴城镇规划，预测必须很准确，但由于用地性质不定，规划预测很难做到准确,因此电力平衡中一定要有一定的富余,第二节 城市供电电源规划,54,