電網結構

電網結構是指電力網內各發電廠、變電所和開關站的布局，以及連線它們的各級電壓電力線路的連線方式。電網的強弱關係到電力網運行的安全穩定、供電的質量和經濟效益。

基本介紹

• 中文名：電網結構
• 外文名：The grid structure
• 學科：電力工程
• 領域：能源
• 目的：電力網運行的安全穩定
• 釋義：各級電壓電力線路的連線方式

簡介

用電需求的增長，要求電源增長，並通過電網結構實現電力的供需平衡。只有通過電網才能解決能源資源和負荷在地理分布上不均衡的矛盾，能夠更合理地利用遠離負荷中心的動力資源。大電網可使水電、火電和核電等不同電廠組合運行，充分發揮各自的優點，取得更大經濟效益;大電網可以錯開高峰，利用負荷特性互補減少總裝機容量，有利於採用高效率大容量發電機組，加快電源建設進度，並節約建設和運行費用。總之，規劃、建設好電網結構，發揮大電網的技術優勢和經濟效益，是電力工業發展的方向。

電網規模的擴大，特別是高電壓、大容量、長距離輸電系統的出現，使電網的建設、運行在技術上的複雜性顯著增加。電網是資金和技術密集型的綜合工程，它的經濟使用壽命長達數十年之久，電網結構合理與否對電網的技術性能和經濟效益將產生長期影響。總之，電網結構規劃必須提前15-25a進行，並依據電網客觀發展情況，分步實施，不斷修正。電網結構規劃的任務和要求

電網結構規劃的任務是以未來負荷預測水平和電源擴展狀況為前提，確定擴建的輸電線路及其迴路數，使電網結構滿足指定規劃年度內所需要的輸電能力，保證負荷用電，運行性能達到應有的技術標準，同時使建設和運行費最小，經濟效益最佳。

電網結構規劃的具體要求

電網正常發展的條件是：要有長遠的電源規劃；具備安全、經濟、靈活供電的網路結構；保證電能質量的有功功率和頻率控制，無功功率和電壓控制；滿足電網安全穩定運行的繼電保護和安全自動裝置；適應電網正常生產的監控系統和指揮系統。電網結構規劃的任務和技術問題主要有：(1)滿足對負荷供電的可靠性。輸電線路、送變電設備等在正常運行時不過負荷，單一元件故障仍能連續供電。(2)滿足水、火、核電聯合運行，合理利用水電，減少棄水，充分發揮已投產發電設備的效益，各廠滿發電時不窩電。(3)電壓等級合理。適時出現所需要的高一級電壓，提高網路輸電能力，把短路電流限制在與設備相適應的範圍內。(4)網路結構合理。有足夠的穩定性，能有效隔離故障元件，合理分層分區，按電壓等級分層，按電源負荷需求分區。(5)必須的靈活性。便於分期建設，對未能預見的負荷與電源的變化提供適應能力。適應聯網需要，為互聯電網交換電力、電量、事故支援、滿足互聯繫統穩定性要求及互聯的發展提供方便。(6)便於調度、管理，體現調度管理體制的要求，為調度管理現代化提供有利條件。(7)對方案進行優選，力求節省網路的建設投資，降低損耗和運行費用。

輸電規劃依賴於電源規劃的結果

電源規劃是電力系統發展的核心，應根據國家能源政策，制定各類電源的開發方案，作出最佳化選擇，對經濟技術指標好，建設條件優越的水電站應優先進行開發。尤其是靠近負荷中心的水電站更應優先開發，因為水電是一次可再生能源，調頻和調峰性能好，又是事故時的重要備用電源。電源依據不同時期和承擔的任務，可分為基荷、腰荷、調峰、調頻等。依據能源供給途徑在礦口、港口、路口建設大型火電廠，並以高壓電網相連線。

當前，我國電力建設落後於經濟發展的需要，能源供應緊張，資金短缺，因而建設大型水火電廠，採用高效大機組，用高壓輸電是經濟合理的，可以加快電力建設速度和節省基建投資。因此，從總體的負荷增長預測與電源的分階段平衡，作好最佳化的電源開發規劃是非常重要的，只有電源規劃最佳化了，才能作出相適應的最佳化輸電規劃。

根據負荷預測和電源規劃的水平年，確定輸電規劃的水平年，通常選定15-30a作為規劃的水平年，根據水平年的負荷發展水平與電源建設進度，對輸電網路進行規劃和布局。規划水平年選長一些的好處是：(1)可使輸電網路在發展過程中便於分步過渡和實施，保持最佳結構。(2)可預見到規劃期內應否出現更高一級電壓及何時出現，以便提前向科研和設備製造部門提出課題和要求。(3)可使網路建設有一個切合實際的安排。

輸電線路的電壓和輸電方式

輸電線路採用直流或交流輸電，採用多高的電壓，是否需要出現更高的電壓，新建電廠出線採用1種還是2種電壓，這是輸電規劃工作必然要遇到的問題，也是與網路結構密切相關的問題。對於長距離、大容量輸電，特大水電廠和能源基地的大火電廠或水電廠群的出線，應對多種電壓輸電作分析比較，如長江三峽水電站向華東電網送電，準格爾煤電基地向華北、東北電網送電等，都曾對500 kV和750kV交流輸電及高壓直流輸電作過方案比較。一般高一級電壓和現有網路的最高電壓級差，以2-3倍較為合適。級差太小，線路輸電能力增加也小，輸電能力提高所得到的效益可能不足以補償為這2級電壓互聯而增設的變電站所需的費用；級差太大，則由於高一級電壓線路的傳輸功率很大，與高壓線路輸電能力相匹配的低壓變電站個數必然增加，費用也將昂貴。只有級差選得合理，才能獲得較好的經濟效益。

輸電網路電壓選擇和更高電壓在何時出現，還應考慮以下幾個限制性因素：(1)一回線路輸送的功率不能太大，特別是以單回線向受端電網送電的線路一般不宜超過受端系統負荷功率的10%-15%,以免因線路故障跳閘而危及受端電網安全運行，在特殊情況下則應有相應的安全措施規劃。(2)主要大電廠出線的迴路不宜太多，出線過多，說明出線電壓選得太低，應儘可能地選擇和電廠容量相適應的電壓。(3) 1個電廠出線的電壓不宜多於2種，應儘量將大電廠的電力用電網最高一級電壓直接送到主網上，避免2級升壓。(4)線路走廊和短路電流的限制，提高輸電線電壓等級通常是節省走廊和限制短路電流的有效措施，需要根據經濟技術的合理性來決定。

輸電方式選擇，隨著直流輸電技術的發展，直流輸電已逐漸成為輸電網路的一個組成部分，交流和直流輸電各有其特點，應根據其特點來選擇、套用。

電力輸送的主要方式是三相交流輸電，但是在某些場合下，如2個不同頻率的電網互聯，則只能採用直流輸電。對於長距離大功率輸電，需要進行技術經濟論證來確定其輸電方式。直流線路的容量和電壓，一般可根據所聯繫的交流系統的狀況來確定，但在交直流並聯輸電系統中，直流輸電線單回線的最佳容量是由系統運行的穩定性所決定的，因此在規劃方案初步完成後，需要進一步用穩定性計算來校核其容量是否合理，並作出最佳容量選擇，在交直流並聯繫統中，直流線路的調製作用與網路狀況的關係比較複雜，因此在規劃階段中一般不計入其調製作用，在運行階段中校核直流調製對系統穩定性的作用。

電網結構的規劃原則

電網結構是保證電網安全經濟生產的物質基礎。電網分層分區是合理的生產管理和調度自動化所必須遵循的原則，是合理的電壓等級配合和電源與負荷平衡的網路條件，主幹網的結構應該通盤規劃，統籌安排，高壓主幹網架應儘早形成，做到布局合理，分層分區，主次分明。

總結

隨著經濟發展，要求電源與負荷需求平衡，電網結構應按若干個規划水平年規劃，分步加以實施，對若干技術關鍵、輸電電壓等級、輸電方式及特高壓輸電問題等，也應在電網結構規劃中加以考慮。電網結構依據電源規劃，按不同時期貫徹分層分區的原則，各類電源接入不同電壓等級的電網，主力電廠接入主網最高電壓等級，遠方電源分散接入，各分區力求電源負荷平衡，並適當考慮聯絡線的電力電量和事故支援。