城市电网规划设计建设改造与智能电网的思考.ppt
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1、城市电网规划设计、建设改造与智能电网的思考,Q/GDW国 家 电 网 企 业 标 准 Q/GDW 1562006城市电力网规划设计导则The code of planning and design of urban electric network2006-12-28发布 2006-12-28实施国家电网公司 发布,国家电网公司文件国家电网科20061202号,关于发布城市电力网规划设计导则 公司技术标准的通知 公司各单位:根据国家电网公司技术标准管理办法(试行)有关规定,城市电力网规划设计导则已经修编完成并通过审查,现批准为国家电网公司企业标准并予发布,自发布之日起实施。附件:1.Q/GDW
2、 156-2006 城市电力网规划设计导则 2.Q/GDW 156-2006 城市电力网规划设计导则 修编说明,前 言,城市电力网规划设计导则是编制和审查城市电力网(以下简称城网)规划的指导性文件。其适用范围为国家电网公司所属的各网省公司、城市供电公司。本导则是在原能源部和建设部于1993年3月颁发的城市电力网规划设计导则的基础上进行修改和补充而成的。本导则是各网省公司、城市供电公司制定城网规划设计细则的依据。本导则主要起草人:刘开俊、王怡萍、江峰青、曹生顺、范明天、张祖平、吴国良、沈晓凡、林海雪、李敬如、刘海波、王颂虞、蓝毓俊、关城、鄂宝民。,工作背景,我国目前现行的导则是在1985年导则(
3、试行版)的基础上经修订后,于1993年颁布的(以下简称导则93版),并沿用至今。导则93版自颁布以来,对我国城网的规划设计工作和城网的发展起到了重要的指导和推动作用。导则93版中部分内容,已不能适应城网发展的需要,其部分内容和指标已被突破。通过对导则93版的修改、补充和完善,可以使新导则与时俱进,使城网与城市建设协调发展,以适应建设资源节约型和环境友好型城网的需要。,工作阶段,2005年5月23日由国家电网公司发展策划部主持召开导则修编工作启动会。2005年67月中国电力科学研究院向国家电网公司系统内以及部分科研单位和大专院校征询对导则93版的修改意见,在此期间共收集到259条修改意见,形成导
4、则(修编初稿)。2005年11月份,国家电网公司发展部将导则(修编初稿)下发各网、省(自治区、市)公司和有关科研单位和大专院校征询意见,共收集到480条修编意见,形成导则(修编征求意见稿)。11月末,国家电网公司召开导则修编工作中期工作会议,形成导则(修编第一稿)并对导则中各单位普遍关注的问题和难题制定修改工作计划。,工作阶段,2005年12月末,国家电网公司发展部以发展城网(2005)188号文形式将导则(修编第一稿)下发网、省(自治区、市)公司、科研院所以及高校等单位继续征求修编意见,共提出的250多条修改意见。2006年2月在上述工作的基础上,编写小组完成了导则(征求意见稿)的编写工作,
5、同时中国电力科学研究院开展对导则(征求意见稿)进行的英文编译工作,准备递交承担青岛、南京城市电网规划国际咨询的两家英国咨询公司进行国际咨询。2006年45月份,在青岛和南京城市电网规划国际咨询活动开始后,作为国际咨询服务内容之一,两家英国咨询公司在与中方充分交流的基础上,对我公司提交的导则(征求意见稿)进行了咨询,并提出书面咨询意见。,工作阶段,2006年6-9月期间,国家电网公司发展部组织编写组对网、省(自治区、市)公司以及国际咨询公司的反馈意见进行了汇总和分析,还组织调研组到相关地区进行实地调研。就导则中新增的“经济评价”章节,国家电网公司发展部分别于8月和10月两次召开会议。经过近一年半
6、的修编工作,国家电网公司于2006年11月14日组织国内知名专家对城市电力网规划设计导则(送审稿)进行评审并得到通过。,修编概述,新导则沿用了导则93版的基本结构,但根据城网规划的需要,增加了部分新的章节。导则93版原有7个章节,新导则在此基础上增加了3个新的正文章节及1个术语说明,共11章。另外,对附录的结构和内容也进行了适当的调整。,表1 新导则与93版导则的结构对比,续上表,1.总则-1,1.1 本导则是编制和审查城市电力网(以下简称城网)规划的指导性文件,其适用范围为国家电网公司所属的各网省公司、城市供电公司。1.2 城网是城市行政区划内为城市供电的各级电压电网的总称。城网是电力系统的
7、主要负荷中心,作为城市的重要基础设施之一,与城市的社会经济发展密切相关。各城市应根据中华人民共和国城市规划法和中华人民共和国电力法的相关规定,编制城网规划,并纳入相应的城市总体规划和各地区详细规划中。1.3 城网规划是城市总体规划的重要组成部分,应与城市的各项发展规划相互配合、同步实施,做到与城市规划相协调,落实规划中所确定的线路走廊和地下通道、变电站和配电室站址等供电设施用地。,总则-2,1.4 城网规划的目的是通过科学的规划,建设网络坚强、结构合理、安全可靠、运行灵活、节能环保、经济高效的城市电网,不断提高城网供电能力和电能质量,以满足城市经济增长和社会发展的需要。,1.5 城网规划应做到
8、远近结合、协调发展、适度超前、标准统一,有明确的分期规划目标,实施后达到以下水平:1.5.1 具有充足的供电能力,能满足国民经济增长和城市社会发展对负荷增长的需求,有利于电力市场的开拓和供售电量的增长。1.5.2 网架结构坚强合理、分层分区清晰,有较强的适应性,并具备一定的抵御各类事故和自然灾害的能力。1.5.3 城网与上级输电网相协调;各级变电容量相协调;各级短路水平相协调;有功和无功容量相协调;二次规划与一次规划相协调。1.5.4 输、变、配电投资规模达到经济合理、比例适当,更好地体现城网的社会效益和企业效益。1.5.5 设计标准规范,设备优良可靠,技术先进适用,体现区域差异,技术经济指标
9、合理,与社会环境相协调。,总则-3,1.6 城网规划工作要充分吸收和利用国内外城网规划的先进经验和技术,逐步采用计算机辅助决策系统,不断提高城网规划设计工作的效率和水平。1.7 本导则是各网省公司、城市供电公司制定城网规划设计细则的依据。1.8 本导则是在原能源部和建设部于1993年3月颁发的城市电力网规划设计导则的基础上进行修改和补充而成的。,总则-4,2.规划的编制和要求1,2.1 城网规划范围 2.1.1 城网的供电区域指城市行政区划的全部地区,包括市辖区和下辖县(市)。城网经营企业的城网规划范围涵盖其所属供电区域。2.1.1.1 计算城网负荷所对应的供电面积,可根据规划期的不同,分建成
10、区和规划区。2.1.1.2 城市中心区是指市区内人口密集,行政、经济、商业、交通集中的地区。城市中心区用电负荷密度大,供电质量和可靠性要求高,电网接线以及供电设施都应有较高的要求。,城网规划范围2,2.1.2 城网由输电网、高压配电网、中压配电网和低压配电网组成。各类电网可供选择的电压等级可参照4.1.2。2.1.3 城网应简化电压等级,减少变压层次;大中城市的城网电压等级宜为46级,小城市宜为34级;对现有城网中存在的非标准电压等级,应采取限制发展、合理利用、逐步改造的原则。2.1.4 城网规划设计的范围应注意与输电网规划相区分和协调,2.2 规划年限和各阶段的要求1,2.2.1 城网规划年
11、限应与国民经济发展规划和城市总体规划的年限一致,一般规定为近期(5年)、中期(1015年)、远期(2030年)三个阶段。2.2.2 近期规划应着重解决城网当前存在的主要问题,逐步满足负荷需要,提高供电质量和可靠性。要依据近期规划编制年度计划,提出逐年改造和新建的项目。2.2.3 中期规划应与近期规划相衔接,预留变电站站址和通道,着重将现有城网结构有步骤地过渡到目标网络,并对大型项目进行可行性研究,做好前期工作。2.2.4 远期规划主要考虑城网的长远发展目标以及电力市场的建立和发展,进行饱和负荷水平的预测研究,并确定电源布局和目标网架,使之满足远期预测负荷水平的需要。,2.3 规划的编制流程,(
12、1)城网现状分析;(2)负荷预测;(3)制定技术原则;(4)电力(电量)平衡;(5)确定远期电网的初步布局,作为编制分期规划的发展目标;(6)根据预测负荷和现有的电网结构,经过分析计算,编制近期的分年度规划和中期规划;(7)根据近、中期规划确定的最后阶段的城网规模和远期预测的负荷水平,编制远期规划(参见附录A规划编制流程示意图),城网现状分析1,2.4.1 城网现状分析 主要分析以下各方面内容:(1)城市的功能定位;(2)社会经济发展情况;(3)城网的布局;(4)负荷分布的现状。;,城网现状分析2,明确以下问题:(1)供电能力(包括外部来电和当地电源)能否满足现有负荷的需要,能否适应负荷的增长
13、;(2)现有电网的供电可靠性能否满足用户的要求(主要考虑N-1准则的供电可靠性,故障条件下转供负荷的能力),社会经济发展是否对电网提出了更高的可靠性要求;(3)现有电网正常运行时的电压水平(合格率)及主要线路的电压损失是否在规定的范围之内;(4)现有电网各电压等级电网的电能损失是否在规定的范围之内;(5)现有电网的网络结构和供电设备是否需要更新和改造。,负荷预测,2.4.2 负荷预测 进行负荷预测,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城网规划设计的基础。2.4.3 规划目标和技术原则 确定规划各
14、分期的目标、电网结构的原则、供电设施的标准,及技术原则,其中规划技术原则应具有一定的前瞻性、适应性、差异性。2.4.4 电力(电量)平衡 进行有功(无功)电力和电量平衡,提出对城网供电电源点(220kV及以上的变电站、(地方)发电厂等)的建设要求。,分期规划,2.4.5 分期规划 通过科学计算校核(如潮流计算、N1校核、短路电流计算等,必要时还应进行稳定计算校核),进行多方案技术经济比较,提出新建变电站的站点位置、线路路径方案,最终确定分期末及各规划水平年的目标网架,并给出电网现状及各分期末的城网规划地理接线图和潮流图,输电网和高压配电网规划-1,2.4.5.1 输电网和高压配电网规划 城市电
15、网规划中所涉及的输电网,是指在城市行政区域范围内的输电网站点和线路。(1)编制远期初步规划。根据远期预测的负荷水平,按远期规划所应达到的目标(如供电可靠性等)和本地区已确定的技术原则(包括电压等级,供电可靠性和接线方式等)和供电设施标准,初步确定远期电网布局,,输电网和高压配电网规划2,(2)编制近期规划。从现有的电网入手,将基准年和目标年的预测负荷分配到现有或规划的的变电站和线路,进行电力潮流、短路容量、无功优化、故障分析、电网可靠性等各项验算,检查电网的适应度。(3)编制中期规划。做好近期规划后,然后在近期末年规划电网的基础上,将基准年和中期规划目标年的预测负荷分配到变电站上,进行各项计算
16、分析,检查电网的适应度。(4)编制远期规划。以中期规划的电网布局为基础,依据远期预测负荷,经各项计算后,编制远期规划。远期规划是近、中期规划的积累与发展,因受各种因素的影响,远期规划原定的初步布局必将会有所调整和修改。,中压配电网规划,2.4.5.2 中压配电网规划(1)根据变电站布点、负荷密度、供电半径将城市分成若干相对独立的分区,并确定变电站的供电范围。(2)根据分区负荷预测及负荷转供能力的需要,确定中压线路容量及电网结构。(3)为适应中压配电网安全可靠供电要求,应结合中压配电网结构同步开展配网自动化规划。2.4.5.3 低压配电网规划 低压配电网规划直接受到小范围区域负荷变动的影响,而且
17、可以在短期内建成,一般只需制定近期规划。,规划的主要内容,2.4.6 确定建设规模(1)确定变电站的站址、容量及无功补偿容量;确定线路的路径和线径;确定分期建设的工程项目及其建设规模。(2)给出调度自动化、配电网自动化、营销系统、继电保护、通信网络等专项规划的规模和要求。2.4.7 确定投资规模根据建设规模估算相应项目的投资水平,确定各电压等级的投资规模,汇总各规划水平年需要的静态投资,得到城网规划总投资。2.4.8 经济评价进行规划项目的财务评价和社会效益评价,分析规划项目的可行性。2.4.9 编写城网规划说明书根据上述内容的结果,编制规划报告书,2.5 规划的修正,城网规划的不确定因素很多
18、,因此必须按负荷的实际变动和规划的实施情况,对规划每年进行滚动修正。为适应城市经济和社会发展的需要,远期规划一般每五年修编一次,近期规划应每年做滚动修正。有下列情况之一时,必须对城网规划的目标及电网结构和设施的标准进行修改,并对城网规划作相应的全面修正:(1)城市规划或电力系统规划进行调整或修改后;(2)预测负荷有较大变动时;(3)电网技术有较大发展时。,2.6 规划的编制、审批和实施,2.6.1 城网规划的编制要以城市总体规划为依据,由供电企业完成,并报上级相关部门审定。2.6.2 城网规划由当地政府城市规划主管部门综合协调,经人民政府审批后,纳入城市总体规划和各地区详细规划当中。2.6.3
19、 城网规划的实施应根据城市建设与改造的统一规划来安排。供电企业应与城建部门密切配合,统一安排供电设施用地,如:变(配)电站、线路走廊(包括电缆通道),以及在城市大型建筑物内或建筑物群中预留配电室和营业网点的建筑用地。2.6.4 城网建设中的线路走廊、电缆通道、变(配)电站等用地应上报城市规划管理部门预留(给出预留用地的具体位置并切实纳入城市用地规划)。,建设“坚强智能电网”,国网公司在2009年5月21日已发布了建设“坚强智能电网”的发展规划,到2020年将全面建成统一的“坚强智能电网”,即以统一规划、统一标准、统一建设为原则,以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动
20、化特征的现代电网;“坚强智能电网”是以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。,2016年2020年引领提升阶段,全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备全面达到国际先进水平。届时,电网优化配置资源能力大幅提升,清洁能源装机比例达到35%,分布式电源实现“即插即用”,智能电表普及应用。,2011年2015年全面建设阶段,加快特高压电网和城乡配电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系,关键技
21、术和装备实现重大突破和广泛应用。,2009年2010年规划试点阶段,重点开展坚强智能电网发展规划工作,制定技术和管理标准,开展关键技术研发和设备研制,开展各环节的试点工作。,第一阶段,第二阶段,第三阶段,中国国家电网公司将分三个阶段推进坚强智能电网的建设:,坚强智能电网的内涵,坚强智能电网以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。,坚强智能电网的内涵(续),“坚强”和“智能”是坚强智能电网的基本
22、内涵。,信息化是指实时和非实时信息的高度集成、共享与利用;,数字化是指电网对象、结构、特性及状态的定量描述和各类信息的精确高效采集与传输;,互动化是指电源、电网和用户资源的友好互动和协调运行。,自动化是指电网控制策略的自动优选、运行状态的自动监控和故障状态的自动恢复;,国网公司总经理刘振亚访问美国,2009年4月24日美国能源部长朱棣文、联邦能源监管委员会主席威灵霍夫在华盛顿分别会见刘总,就可再生能源和智能电网发展等问题进行会谈;尽管对智能电网的说法各异,标准不一,但是当前中国和美国等国家都在致力于智能电网的建设;中美两国在可再生能源和输配电网发展方面有很多可以相互学习借鉴的领域。并拟就智能电
23、网的建设方面可以进行合作。,美国能源部长朱棣文、商务部长骆家辉访问国家电网公司总部,2009年7月16日 国网公司刘振亚总经理在北京国网公司总部会见美方代表团一行(代表团还有美国总统助理卢沛宁先生等人);美方盛赞中国特高压成就,期待中美两国能够进一步加强在智能电网、清洁能源发展等领域的合作;双方一致认为,中美两国在促进清洁能源开发利用、提高电能质量和供电可靠性、满足多元化用电服务等很多方面有共同需求。加强中美两国在智能电网、清洁能源发展等领域的长期合作,共同应对全球气候变化,意义重大。,智能电网的提出和定义-1,智能电网(Smart Grid)最早于2003年6月,在美国由“未来能源联盟智能电
24、网工作组”提出的;当时提出智能电网的定义为“集成了传统的现代电力工程技术、高级传感和监视技术、信息与通信技术的输配电系统,具有更加完善的性能并且能够为用户提高一系列增值服务”。在以后又有一些报告提出了智能电网的定义,说法上有所不同,但基本含义是一致的。,智能电网的提出和定义2目前各国专家对智能电网有多种解释,智能电网是利用传感、嵌入式处理、数字化通信和IT技术,将电网信息集成到电力公司的流程和系统,使电网可观测(能够监测电网所有元件的状态),可控制(能够控制电网所有元件的状态)和自动化(可自适应并实现自愈)。智能电网是通过信息技术和电力运营技术结合起来,使电力系统各部分(发电、输变电、配电、用
25、电)自动化的数据结合起来,以实现完全的终端对终端的系统进入视野(a total end-to-end systems view)的电网,智能电网的主要特征1,1.自愈 有自愈能力的现代化电网可以发现并对电网的故障作出反应,快速解决,减少停电时间和经济损失;2.互动 在现代化电网中,商业、工业和居民等能源消费者可以看到电费价格、有能力选择最合适自己的供电方案和电价;3.安全 现代化的电网在建设时就考虑要彻底安全性;4.提供适应21世纪需求的电能质量 现代化的电网不会有电压跌落、电压尖刺、扰动和中断等电能质量问题,适应数据中心、计算机、电子和自动化生产线的需求;,智能电网的主要特征2,5.适应所有
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