1 電力電量平衡的目的與要求
1.1 一般要求
電力電量平衡是指電力電量供需之間的平衡，是電力系統規劃和系統設計中的重要基礎及環節，在電源專案和輸變電專案可研、接入系統和初設階段也都需要進行電力電量平衡計算。
1．電力平衡的目的
1 ) 根據系統**的負荷水平，必要的備用容量以及廠用電網損容量確定系統所需的裝機容量水平。系統需要的發電裝置容量應該是系統綜合最大負荷與系統綜合備用容量及系統中廠用電和網損所需的容量之和。確定電力系統的備用容量，研究水、火電之間的合理比例。
2) 確定電力系統需要的調峰容量，使之能夠滿足設計水平年不同季節的調峰需要，並提出典型日的調峰方式和系統調峰方案。
3) 確定規劃設計年限內電力系統所需發電裝置和變電裝置的容量和建設進度。確定各類發電廠及新建變電所的建設規模及建設進度。
4 ) 研究電力系統可能的供電地區及範圍，同時，還應研究與相鄰電力網 (或地區) 聯網的可能性和合理性。
5 ) 確定電力系統 (或地區) 之間主幹線的電力潮流，即確定可能的交換容量。
2．電量平衡的目的
1) 確定系統需要的發電量。
2) 研究系統現有發電機組的可能發電量，從而確定出系統需新增加的發電量。
3) 根據選擇的代表水平年，確定水電廠的年發電量和利用程度，以論證水電裝機容量的合理性；確定火電廠的年發電量並根據火電廠的年發電量進行必要的燃料平衡。
4) 根據系統的火電裝機容量及年發電量，確定出火電機組的平均利用小時數，以便校核火電裝機規模是否滿足系統需要。
5) 在滿足電力系統負荷及電量需求的前提下，合理安排水火電廠的執行方式，充分利用水電，使燃料消耗最經濟，確定火電廠的年發電量（年利用小時）。
6) 電量平衡是全國 (或地區) 能源平衡的基礎資料之一。電量平衡的好壞，也關係到全國 (或地區) 能源平衡的質量，並影響能源工業的發展。
7) 分析系統之間或地區之間的電力電量交換，為論證擴大聯網及擬定網路方案提供依據。
1.2 工程專案各階段電力電量平衡要求
在不同的設計階段、對於不同的設計重點，電力電量平衡的目的與要求不完全相同。以下針對我們規劃工作中常見的設計階段及設計重點對電力電量平衡的要求作簡要說明。
1.2.1 電力系統規劃設計階段
1) 在電力系統規劃和設計階段，應通過電力電量平衡計算確定規劃設計水平年內全系統所需的裝機容量、調峰容量以及與外系統的送受電容量，通過系統內各供電分割槽的分割槽平衡確定電源的送電方向，為擬定電源裝機方案、調峰方案、變電容量配置、網路方案以及計算燃料需要等提供依據。
2) 對於地區電網規劃，，為擬定地區電網網路方案提供依據。平衡計算應分層（電壓層）進行，並考慮各電壓層地方電源出力及相鄰地區電網送受電力。
1.2.2 電源專案
1) 火電專案初步可行性研究階段的目的是初步論證專案建設的必要性及可行性，應通過電力電量平衡計算分析未來電力系統市場需求空間，以及本電廠建設的合理規模，平衡計算時應考慮沒有本電廠和本電廠參加平衡兩種情況，本電廠不參加平衡的目的是為了說明電力市場需求空間，本電廠參加平衡目的是為了確定本電廠的裝機容量及論證專案建設的必要性。
2) 火電專案可行性研究階段主要是論證專案建設的必要性和可行性，應根據系統設計及電源優化專題研究提出的電源建設方案，對全系統及電廠近區電網進行自本電廠第1臺機組投產前一年至設計水平年的逐年和展望年的電力平衡，根據全系統電力平衡結果，分析全系統調峰情況及對本電廠的調峰要求，計算本電廠的工作出力，校核本電廠的合理裝機規模與建設進度，通過電量平衡確定本電廠合理的設計年利用小時數。根據電廠近區電力電量平衡結果，確定電廠的送電方向，擬定火電廠電力送出方案。因此，在進行全系統平衡時，本電廠應與系統現有或其他規劃電源一起參加全系統電力電量平衡。
3) 火電專案接入系統設計主要是研究火電廠電力送出方案，本階段電力電量平衡的要求與可研階段相同。
4) 火電專案初步設計階段是在可行性研究和接入系統審定後進行的，設計重點是主要裝置的選擇，本階段電力電量平衡的要求與可研基本相同，要求對全系統和電廠近區系統設計水平年內逐年及展望年進行電力電量平衡，根據本電廠承擔的工作出力和備用容量，校核本電廠的合理建設進度，確定本電廠的設計年利用小時。因此在進行全系統平衡時，本電廠應與系統現有或其他規劃電源一起參加全系統電力電量平衡。
5) 對於小型電源接入系統，進行電力電量平衡的目的主要是確定該電源供電範圍及送電方向，計算前應了解本電源近區電網其他地方電源情況及與相鄰供電區之間的電力交換情況。
1.2.3 輸變電工程
對於一般的輸變電專案，進行電力電量平衡的目的主要是確定本工程的建設規模及建設進度。計算前首先應確定本專案的供電範圍，並了解供電範圍內的地方電源情況及與相鄰供電網區之間的電力交換情況，平衡計算只需在該電壓層進行，例如，為確定某擬建220kv變電所容量規模，變電所供電範圍內110kv及以下電源及與外網區送受電力都應參與平衡。
2 電力電量平衡的一般方法
2.1 常用方法
地區電網規劃、一般的輸變電工程及小型電源接入系統所涉及的供電範圍不大，網區內主力電源不多，選取豐、枯水期代表月份，人工採用簡單的**法對豐、枯水期代表月份進行電力電量平衡計算即可滿足要求。
對於較大系統的規劃和設計，如乙個省（區）電網規劃和設計，為保證規劃設計的正確、合理性，需要對規劃階段各水平年全年逐月進行執行平衡模擬計算，由於網區內電源眾多，且各種型別電源聯合執行，尤其是水電比重較大的網區，如廣西電網，由於水電站的出力過程較為複雜，且不同的水文年水電站的出力也不相同，採用簡單的**法難以模擬，且準確度較低，更難以完成對系統調峰分析的任務，因此對於較大的系統，一般使用程式完成電力電量平衡計算。
目前，設計部門採用較多的計算程式是華中科技大學開發的聯合系統執行模擬程式(whps 2000)。
2.2 關於whps 2000
在電力系統規劃設計中，可利用whps 2000完成下述工作：
1) 完成聯合電力系統及各分割槽系統全年逐月典型日的執行模擬計算；
2)規劃水平年聯合電力系統的合理裝機容量、裝機構成、及其在聯合系統中各分割槽系統間的合理分配；
3)研究聯合電力系統中各分割槽系統間聯絡線的合理交換電力和電量，從而確定各分割槽系統間聯絡線的合理輸電容量；
4)完成聯合電力系統及各分割槽系統的調峰專題研究；
5)完成某些電站（包括水電、火電、核電和抽水蓄能電站等）接入電力系統的專題研究。
使用該程式需先準備規劃期內各水平年系統及各分割槽全年逐月典型日負荷曲線、年負荷曲線、年最大負荷及**電量，分區間聯絡線資料，系統及各分割槽所屬各類電站（包括水電、火電、核電、抽水蓄能、燃氣輪機、啟停調峰電站等）的技術經濟資料，系統與外系統的交換電協議資料，系統及各分割槽火電機組出力特性資料，水電站水文資料，以及其他一些資料。
程式使用過程中應注意的問題：
1) whps 2000中不能直接對沒有分割槽的獨立系統進行模擬計算，但可以利用「虛擬分割槽」實現對獨立系統的執行模擬。「虛擬分割槽」指負荷為零、各類電站裝機均為零或僅水電站裝機不為零的分割槽。whps 2000中最多允許聯合系統中有乙個虛擬分割槽。
2)系統的旋轉備用容量必須大於該系統最大一台機組的單機容量，當人工填入的系統旋轉備用小於系統最大單機時，程式自動將系統旋轉備用設定為系統的最大單機容量。
3)由於程式本身原因，每次計算後新生成的檢修檔案均覆蓋上次計算生成的檢修檔案，如想儲存或者重複利用已生成的檢修檔案，應另外儲存。
使用方法詳見程式說明書。
3 平衡計算的基本概念
3.1電力平衡中的容量組成
（1）裝機容量。指系統中各類電廠發電機組額定容量的總和。
（2）必需容量。指維持電力系統正常供電所必需的裝機總容量，即工作容量和備用容量之和。
（3）工作容量。指發電機擔任電力系統正常負荷的容量，在電力平衡表中的工作容量是指電力系統最大負荷時的工作容量。其中擔任基荷的電廠出力就是工作容量，擔任峰荷和腰荷的發電廠以日負荷最大時刻的出力作為工作容量。
水電廠的工作容量是指按保證出力執行時所能提供的發電容量，大小與其保證出力及其在電力系統日負荷曲線上的工作位置有關。
（4）備用容量。指為了保證系統不間斷供電、並保證在額定頻率下執行而設定的裝機容量。包括負荷備用、事故備用和檢修備用三部分。
負荷備用是指為擔負電力系統一天內瞬時的負荷波動和計畫外的負荷增長所需要的發電容量。事故備用是指在電力系統中發電裝置發生事故時為保證正常供電所需要的發電容量。檢修備用是指在電力系統一年內的低負荷季節，不能滿足全部機組按年計畫檢修而發布必須增設的發電容量。
（5）重複容量。指水電廠為了多發季節性電能，節省火電燃料而增設的發電容量。重複容量是在一定的設計供電範圍、負荷水平和設計保證率條件下選定的，當任一條件變化時，有可能部分或全部轉化為必需容量。
（6）受阻容量。指由於各種原因，發電裝置不能按額定容量發電時的容量稱受阻容量。機組受阻的原因很多，火電機組有裝置缺陷、燃料發熱量過低、迴圈水溫過高等原因。
水電機組由於執行水頭低於設計水頭而受阻的稱為水頭受阻容量；由於水量不足而受阻的稱為水量受阻容量，主要發生在徑流式電廠中。對乙個水電廠來說，水頭受阻平均分配在每台機上；水量受阻可排程集中於一台機或幾台機組，這些機組可替代本廠的檢修備用和和其它機組的事故備用。
（7）水電空閒容量。指電力平衡中未能得到利用的部分水電裝機容量。其大小隨著各水電廠工作容量的大小而變化。
3.2 平衡計算代表水文年的選擇
（1）豐水年。保證率不大於10％的水文年。豐水年電力電量平衡的目的在於校核水電廠的最大發電量及由平水年確定的送電線路的導線截面。
（2）平水年。保證率為50％的水文年，接近平水年的水文年是最常見的年份，平水年的系統運**況是最普通最常見的運**況。通過平水年電力電量平衡可以確定水電廠擔負的發電量、水電廠晝夜及年內的輸送潮流變化，為系統的燃料平衡、水電廠的電氣主接線方式、送電線路導線截面選擇提供計算依據。
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