地区电网规划及新建发电厂主接线设计-开题报告

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名： 学 号：学 院 、 系 ： 信息与通信工程学院电气工程系专 业 ： 电气工程及其自动化设 计 题 目 ： 地区电网规划及新建发电厂主接线设计指 导 教 师 : 2013 年 03 月 15 日 开题报告填写要求1. 开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2. 开题报告内容必须用按数学系统一设计的电子文档标准格式（可从数学系网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3. 学生写文献综述的参考文献应不少于 15 篇（不包括辞典、手册及网络资源） 。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标 GB 771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；4. 学生的“学号”要写全号（如 0807014101） ，不能只写最后 2 位或 1 位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2013 年 3 月 15 日”或“2013-03-15” ；6. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写，也可打印，但必须手写签字。7. 开题报告应在本学期前四周内完成。毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述：文 献 综 述1、课题研究的背景及意义本课题来源于生产实践，与其研究的内容以及配网的研究水平不仅与我们的生活息息相关，还对我们的生活和生产起着至关重要的影响。电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度，易于实现自动化。因此，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面 1。随着经济的快速发展、科技水平的不断进步，对电力的需求和要求也必然日益提高。地区电网与发电厂规划设计是城市电网建设中较为关键的技术环节。因此，搞好地区电网与发电厂之间的设计、建设和改造是我国电力建设的重点内容 2。进入 21 世纪后，我国电力仍将以较高的速度和更大的规模发展，电源和电网建设的任务仍很重。如何合理的进行电网规划和发电厂的设计，使之在技术上、管理上适应电力市场化体制和竞争需要，促使电网互联范围的不断扩大，是这次设计的主要目的。 通过此次设计能对四年来所学的知识进一步巩固和加强，并得到了实际工作经验。设计中查阅了大量的相关资料，努力做到有据可循。在设计中逐步掌握了查阅，运用资料的能力，培养正确的设计思想和思维方法、严谨的科学态度和独立的工作能力，培养综合运用所学理论知识和基本技能分析与解决工程实际问题的能力，初步具有从事科学研究的能力。2.国内外发展状况我国自 1882 年有电以来，电力工业已经走过了 120 多年的历程。解放前，我国电力工业和其他工业一样，处于极端落后的状态，并带有明显的半殖民地的特点。新中国成立后的 50 多年中，电力工业以很高的速度发展，取得了世人瞩目的成就 3。到 1988 年全国发电设备容量已达 11000 万 kw，其中火电占 75，与 1949 年相比增长了 58 倍。1998 年全国装机容量已达到 277 GW 以上，跃居世界第 2 位。特别是进入本世纪 90 年代以来，我国的电力平均每年新增装机容量 17 多 GW，实现装机容量 8年翻一番，终于缓解了近 50 年的持续缺电局面，使电力供应有所缓和 4，5 。 虽然从 1997 年开始到 1998 年，全国电力供应紧张的状况有了缓和，局部地方出现了电力供大于求，但是我国的用电水平还是很低的。到 1998 年，全国人均占有装机容量 0.22 kW，发电量只有 927 kwh，这一水平只相当于世界平均水平的 1/3 左右，为发达国家的 1/61/10，与富裕的小康生活水平对电力的要求也相差甚远。电网结构薄弱，特别是 500 kV 网架在大部分电网中尚未真正形成，电网的安全性差，可靠性低，自动化水平不高，电网调峰容量不足，损耗大，供电质量差，远远不能适应 21 世纪信息时代对电力供应的数量和质量的要求 6。随着国内经济的飞速发展，城乡居民生活水平不断提高，电力需求持续增加，地区电网也亟待做出相应的改造和扩建。地区电网与发电厂规划设计是城市电网建设中较为关键的技术环节。因此，搞好地区电网与发电厂之间的设计、建设和改造是我国电力建设的重点内容 7。电网规划是所在供电区域国民经济和社会发展的重要组成部分，同时也是电力企业自身长远发展规划的重要基础之一 8。电网规划的目标就是能够使电网发展，能适应，满足并适度超前于供电区域内的经济发展要求，并能发挥其对于电网建设，运行和供电保障的先导和决定作用。合理的对电网进行规划对电力工业的发展具有及其重大的意义，由于电力工业基础建设投资相当巨大，决策稍有不慎，就会造成巨大的经济损失，合理的规划选用电气设备将会减少许多不必要的浪费 9。在电网设计过程中，由于各地区的自然资源条件、交通条件往往有很大的差别，包括电力工业在内的国民经济各部门的发展条件各不相同，正确地进行电源布局、电网建设，成为合理实现发、受电功率平衡的关键。因此必须了解各种类型电站与变电站的特点，并且合理选择送电设备 10。电力是资本密集型行业，前期投资大，投资周期长。因此在满足了供电可靠性和灵活性的前提下，还要做到经济合理，这也是电网规划设计必须考虑的一大重要因素。要合理规划，使得投资费用最少、占地面积最小、电能损耗也要最少 11。地区电网规划是地区电网发展和改造的总体计划。其任务是研究地区负荷增长的规律，改造和加强现有地区电网结构，逐步解决薄弱环节，扩大供电能力，实现设施标准化，提高供电质量和安全可靠性，建立技术经济合理的地区电网 12。研究地区负荷增长的规律就要进行电力负荷的预测，城市电力负荷预测是城市电网规划中的基础工作，准确与否直接影响着电网规划的质量优劣，负荷预测工作要求具有很强的科学性。一个地区目标年负荷水平及分布情况的确定，便于形成最优的目标网架，使电网的建设远近结合，保证远近选优与近期选优有机的结合，便于电网过渡和衔接，尽量减少重复投资。格尔木城区总负荷为 704.25MW,城区负荷密度为 10.22MW/km ,人均用2电量水平和平均负荷密度水平均达到中上城市水平。当前，青海电网用电负荷主要集中在东部西宁和海东两个地区，这两个用电负荷中心的负荷占全网负荷的 85%左右。“十二五”期间海西电网负荷快速增长，将成为青海电网第三大用电负荷中心，省内电源无法完全满足其后期及远期用电需求。因本地区负荷增长太快，用电负荷缺乏，通过新建电厂，改善和提高该地区的供电可靠性 13。电厂电气主接线是发电厂电气设计的首要部分，是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关 14。电气主接线的设计原则是：根据发电厂在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度的要求。根据规划容量、本期建设规模、输送电压等级、进出线回路数、供电负荷的重要性、保证供需平衡、电力系统线路容量、电气设备性能和周围环境及自动化规划与要求等条件确定。应满足可靠性、灵活性和经济性的要求 15,16,17。主接线应在满足供电可靠性、灵活性要求的前提下做到经济性。即：主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器等一次设备，要使控制、保护不过于复杂，要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。做到投资省。合理的选择主变压器的种类（双绕组、三绕组或自耦变等）容量、台数，避免两次变压而增加电能的损失。电气主接线选择时要为配电装置的布置创造条件，尽量使占地面积减少 18,19,20,21。参考文献：1孙丽华. 电力工程基础M .北京：机械工业出版社，2011.01.2李玉盛，马良玉，牟道槐 .高等学校电气类别系列教材发电厂、变电站电气部分M.重庆：重庆大学出版社，1996.01.3谭春平，王烨.我国电力行业发展周期分析.J.商业时代，2007（32）:85-86.4姜谦. 2010-2015 年中国电力行业投资分析及前景预测报告.R.深圳：中投顾问，2010.05.5赵希正：中国电力工业发展与环境保护对策措施.W./newsarticle/1026/new1026545.asp,2005.11.03.6张柳，肖白，宋坤.城市电网规划综述D.吉林：东北电力大学微通电力系统研究室，2005.7甘乐，李海龙.浅析电网规划方法在电力系统中的重要性J.广东科技，2011（18）:139-140.8蓝毓俊.现代城市电网规划设计与建设改造M.北京：中国电力出版社，2004.11.9王成山，王赛一，谢营华.城市电网规划工作的复杂性及新技术应用D.浙江电 力,2004.01.10杨万钟.城市电网规划的探讨D.中国电力，1994.06.11程浩忠.电力系统规划M.北京：中国电力出版社，2008.04.12卢文鹏发电厂变电站电气设备M第二版北京：中国电力出版社，200701.13陈衍. 电力系统稳态分析M.北京：中国电力出版社，2011.08.14李洪发，刘中胜，王江福.小区负荷密度指标法在格尔木城区电网负荷预测中的应 用J.青海电力，2007，26（2）：30-33.15T.J.E.Miller. Reactive Power Control in Electric SystemsM.New York:John Wiley&Sons,1982.16L.L. GrigsbyBoca Raton.Electric Power Engineering HandbookM.CRC Press LLC, 2001.17刘涤尘.电气工程基础M.武汉：武汉理工大学出版社，2003.18华中工学院.发电厂电气部分M.北京：水利电力出版社，1984.11.19 王士政.电力系统控制与调度自动化M.北京：中国电力出版社,2008.20A.R Van C.Warrington. Protective Relays Their Theory and PracticeM. Chapman and Hall Press, 1977.21王士政. 电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程M. 北京：中国水利水电出版社，2007. 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1 拟解决的关键问题本课题主要研究的是在格尔木地区已有的电力设施基础上新建一个发电厂并进行地区电网规划，使该地区的电网发展更合理，更经济。本次课题主要解决该地区电网规划和电厂电气主接线设计问题。根据毕业设计任务书所提供的原始数据，参考电力工程设计手册 、 电力工程基础 、 电力系统分析 、 电力系统规划等书籍，结合具体学习的特点，准确的知识资料，通过严密的全面的分析，对该地区进行合理的、经济的电网规划。根据任务书上了解设计内容，积极的多方面查阅有关资料，综合运用所学理论知识，根据设计任务书提供的资料，结合电力工程设计手册、设计规程、规范等资料，找出几个电气主接线方案，最后进行全面的技术、经济比较，确定最佳方案，并用博超软件绘制电气主接线图，进行地区电网手算潮流计算，及输配线路网络的潮流计算。2 研究方法了解并掌握电网规划的国内外现状特点和发展前景，查阅资料，结合电力系统方向所学专业课程以及他人的设计、研究成果，掌握该地区电网规划及新建发电厂设计中拟订的主接线的方案，为校验电气设备而计算短路电流的方法，合理的选择主要电气设备，配置主要的电气设备以及合理设计各种保护的方法，并归纳、创新出自己的研究方案。根据各地不同情况，对新建发电厂厂址的选