一种基于MATLAB的区域电网规划设计方法

摘要

本发明公开了一种基于MATLAB的区域电网规划设计方法，适用于已知道原始资料的区域电网的规划设计，设计的关键在于网络的主接线图和网络参数的确定。通过对原始资料的分析，初步设计多种电力网络方案，然后通过对方案的比较，选择出最优的方案，再做出发电厂、变电站的电气主接线设计及厂用电、站用电的设计，之后在MATLAB的辅助下，对选出的最优方案进行主要设备的选型及校验、网络的潮流计算和短路校验，最后对设计的区域电力网络进行经济估算，检验方案的经济性。本方法利用了MATLAB强大的运算功能进行复杂的潮流运算，大大减少了电网设计过程中的计算量，为电网规划实现计算机辅助分析提供途径，减少了人力资源的浪费。

主权项

一种基于MATLAB的区域电网规划设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)检验待设计的系统是否满足有功、无功平衡并编制电力电量平衡，确定原发电厂是否需要增容，如下：1.1)利用最大负荷利用小时数的定义，以最大负荷运行最大负荷利用小时数所消耗的电量等于全年实际耗电量，应大于全年以最小负荷运行所消耗的电量检验负荷的合理性；1.2)有功功率平衡校验时需考虑负荷备用、事故备用和检修备用，校验电网发电的有功备用容量是否满足要求，通常综合备用应在10％‑15％以上，即P_备用＝P_总‑P_f＞0.2P_f，其中，P_备用为电网发电的有功备用容量，P_总为发电厂的装机容量，P_f为发电负荷；1.3)无功功率平衡校验时发电厂的无功备用容量应为最大无功负荷的10％，即Q_备用＝Q_总‑Q_z＞0.1Q_z，其中，Q_备用为电网的无功备用容量,Q_z为电网的总无功负荷，Q_总为发电厂发出的总无功负荷；1.4)分别绘制电力平衡表和电量平衡表，确定原发电厂是否需要增容；2)根据原始资料给出的发电厂和变电站的地理位置设计出多种网络接线方案，从供电可靠性、线路总长度、开关数量、继电保护整定的难易程度、正常运行和故障运行时的电压损耗选择出最优的方案，最后选择的电力网络接线方案应满足以下要求：2.1)主干网络应有抗干扰能力，防止发生灾害性的大面积停电；2.2)系统主干网络结构应与电源方案协调一致，且具有适应发展能力；2.3)送端系统与受端系统间有多回联络线时，交流一回线故障，应能保持系统稳定运行并不损失负荷；2.4)网络的输送容量必须满足各种正常及事故后运行方式的送电要求，输送容量至少应考虑投运后5‑10年的发展，若线路走廊困难时，应充分考虑发展裕度；2.5)同一电压等级网络内任一元件事故时，其它元件不应超过事故过负荷的规定值；3)基于MATLAB的辅助，对选出的最优网络接线方案进行具体设计，确定网络的主接线图和网络参数，如下：3.1)对线路进行初步选型；3.2)用MATLAB编制牛顿—拉夫逊法潮流计算程序，进行初步的潮流计算，并与PowerWorld软件的潮流计算结果比对；3.3)用经济电流密度法，确定各条线路的截面和型号；3.4)确定各厂、站接线方案，并对主要设备选型；3.5)用MATLAB编制“N‑1”校验程序完成大方式的“N‑1”潮流校核，进行线路载流能力和电压水平分析，并针对存在的问题，调整线路选型；3.6)用MATLAB编制短路校验程序完成短路计算，进行三相短路容量测算校核；3.7)计算电力网的网损和投资经济指标，确定方案的经济性。