配电系统规划参考手册 第2版 下PDF电子书下载

下册 763

方法篇 763

第20章 规划的目标和准则 763

20.1引言 763

20.1.1属性、准则和导则 763

20.1.2准则必须满足 765

20.1.3属性应该优化 765

20.2与电压和客户供电相关的准则及导则 765

20.2.1采用电压准则的第1个原因：客户的供电需求 765

20.2.2采用电压准则的第2个原因：设备的电压导则 767

20.2.3电压准则必须满足 769

20.2.4通常在配网中压侧应用电压准则 770

20.2.5降压节能 773

20.2.6电压准则和导则的应用 775

20.3与配网设计和运行相关的导则 775

20.3.1电压平衡 775

20.3.2故障电流限值和保护准则 776

20.4与负载率和载荷水平相关的导则 777

20.4.1事故裕度 779

20.5与设备型号系列相关的设计准则 779

20.5.1设计准则 780

20.6总结 781

参考文献 781

第21章 可靠性的相关准则及其应用 783

21.1引言 783

21.1.1强调可靠性的原因 783

21.1.2属性、准则和导则的差异 785

21.1.3确定可靠性准则与导则的三种方式 786

21.1.4可靠性准则与导则必须以客户和费用为导向 786

21.2可靠性的衡量、目标和准则 787

21.2.1基于可靠性的目标 788

21.2.2可靠性期望值的差异是不可避免的 789

21.2.3预期结果与实际结果 792

21.2.4基于可靠性的费率和惩罚 795

21.2.5不同层级和区域间的可靠性差异 798

21.3基于可靠性准则的实际事项 799

21.3.1基于可靠性期望值的目标 799

21.4设定可靠性目标的方法和准则 802

21.4.1设定可靠性目标的6种方法 802

21.4.2可靠性规划的基本方式及其准则 805

21.5总结 809

参考文献 811

第22章 配电系统电气性能分析方法 812

22.1引言 812

22.1.1规划分析方法的标准化、一致性及文档化 812

22.1.2电气性能的仿真软件与决策支持方法 812

22.1.3电气性能仿真软件 813

22.1.4系统模型和基于物理性能的模型 814

22.2模型、算法和计算程序 814

22.2.1应更关注模型而非算法或计算程序 815

22.2.2良好电路分析工具的构成 815

22.3电路模型 816

22.3.1相位及相位分析 817

22.3.2节点数的设置原则 818

22.3.3分支线的等值与负荷汇集点的使用 818

22.3.4电路模型中日益增加的细节 820

22.3.5线路阻抗模型 820

22.3.6设备模型 823

22.3.7设备细节信息无需过多 824

22.4电力负荷模型 824

22.4.1恒功率、恒电流和恒阻抗的负荷模型 825

22.4.2负荷在三相中的分配 826

22.4.3负荷的功率因数 827

22.4.4负荷在各节点中的分配 827

22.5系统电气特性模型的类型 830

22.5.1单线直流模型 831

22.5.2单线交流模型 831

22.5.3采用单线模型的逐相计算 832

22.5.4三相电气分析中的三相电路模型 833

22.5.5电动机启动分析 834

22.5.6潮流分析的前提条件 836

22.5.7短路和保护 837

22.6同时性效应对潮流计算的影响 837

22.6.1所有潮流计算结果都低估了客户附近的最大压降和最大电流 839

22.6.2“同时性效应引起的误差”是一个潜在问题 840

22.6.3模拟单节点的非同时性时的“最严重”电压 841

22.6.4处理负荷同时性效应误差的程序 842

22.7总结 843

参考文献 843

第23章 配电系统可靠性分析方法 845

23.1引言 845

23.1.1可靠性日益重要 845

23.1.2可靠性设计的传统方法：设计准则与N-X方法 846

23.1.3配电系统的可靠性预测分析 847

23.1.4最终目标是合理的供电可靠性 848

23.1.5可靠性规划的目标 849

23.2基于预想事故的规划方法 849

23.2.1 N- 1准则 849

23.2.2基本预想事故规划概念的应用 850

23.2.3用计算程序实现N-1准则 851

23.2.4 20世纪后期的有效方法 852

23.2.5系统预期性能良好但实际可靠性不佳 853

23.2.6 N-1方法的非充分性 853

23.2.7 N-1方法的问题总结 854

23.2.8设备负载率与可靠性的关系 854

23.2.9 N-1方法的局限性 857

23.2.10负载率高及系统设备老化将增大供电难度 862

23.2.11负载率高增加了系统压力及其持续时间 862

23.2.12延长降额使用的运行时间 862

23.2.13单一的规划工具导致规划结果可信度不高 863

23.2.14系统规划需关注的其他方面 864

23.2.15负载率高未必意味着可靠性低 871

23.3基于可靠性的工程应用方法 871

23.3.1可靠性数据的获取 873

23.3.2可靠性评估计算过程与潮流计算过程相似 874

23.4配电系统的可靠性评估方法 875

23.4.1网络分析法 876

23.4.2马尔可夫分析法 877

23.4.3解析模拟法 877

23.4.4蒙特卡罗模拟法 878

23.5可靠性评估的重要方面 878

23.5.1各种事故的模拟 879

23.5.2改进增量法 881

23.5.3应用实例 881

23.5.4可靠性的差异化设计 881

23.5.5基于不同可靠性指标的工业客户合同 882

23.6可靠性模拟与财务风险评估 884

23.6.1“基于可靠性费率”的风险分析 886

23.7总结 889

参考文献 893

第24章 配电系统自动优化规划方法 895

24.1引言 895

24.2寻找可行方案的捷径 896

24.2.1数学复杂但概念简单 896

24.2.2优化方法应用过程中的折中处理 898

24.2.3优化算法在规划过程三个主要步骤中的应用 901

24.2.4优化方法并不完美 905

24.2.5一些“优化方法”并不起作用 905

24.2.6“隐式”的站址与路径选择算法 906

24.3自动馈线规划方法 907

24.3.1组合数的挑战 908

24.3.2馈线系统优化方法期望的特性 910

24.3.3三类主要的馈线系统规划 911

24.3.4辐射馈线系统规划的优化 914

24.3.5馈线规划优化方法的典型算法 914

24.3.6馈线系统规划的优化方法 915

24.4变电站层级及战略性的规划工具 917

24.4.1变电站战略性规划的要点 918

24.4.2变电站容量优化 918

24.4.3供电范围优化 919

24.4.4供电范围优化方法的用途 922

24.4.5变电站使用周期的规划 924

24.5规划工具的应用 926

24.5.1使用自动规划工具及优化方法的理由 926

24.5.2多年规划与单年规划的应用 927

24.5.3否定规划结果的理由 928

24.5.4考虑特定因素或特性的规划 930

24.6总结 930

24.6.1“零方案”应该总是一种选择 930

24.6.2尽可能使用能够“自我证明”的规划方法 930

24.6.3保证自动规划工具使用的一致性 931

24.6.4目标和需求的确定应优先于工具的选择 931

24.6.5重点是规划而不是工具 931

24.6.6长期规划工具需具备系统论分析的能力 931

24.6.7长期规划工具需具备评估资金时间价值的能力 931

24.6.8了解和借鉴过去的经验 931

24.6.9不要彻底颠覆现有的方法 931

24.6.10“新”算法未必优于旧算法 932

24.6.11节约费用的期望值不要过高 932

24.6.12希望规划人员更加精益求精 932

参考文献 934

第25章 空间负荷预测方法 935

25.1引言 935

25.1.1负荷预测的小区域面积 936

25.1.2负荷预测的规划周期系列年限 937

25.2负荷增长的特性 937

25.2.1负荷增长的两个原因 937

25.2.2小区域范围的负荷增长 938

25.3空间负荷预测的要素 942

25.3.1预测精度 942

25.3.2短期和长期负荷预测 943

25.3.3多场景负荷预测 945

25.3.4空间负荷预测法与小区域负荷预测法的对比 946

25.3.5代表性精度 946

25.3.6与综合预测结果的协调 947

25.3.7在空间和时间上进行负荷预测 947

25.3.8空间分析的需求 948

25.3.9覆盖全部区域的问题 948

25.3.10时间标尺 948

25.3.11客户类别的识别 949

25.4空间负荷预测的趋势法 950

25.4.1基于多项式曲线拟合的外推 950

25.4.2基于多元回归曲线拟合的改进 955

25.4.3基于分层负荷空缺区域推断曲线拟合法预测负荷 957

25.4.4非回归曲线拟合的趋势法 959

25.4.5具有特殊负荷叠加的趋势法 961

25.5空间负荷预测的模拟法 966

25.5.1负荷增长两个原因的解耦分析 966

25.5.2基于用地性质的客户分类 967

25.5.3模拟法的总体框架 969

25.5.4确定用地性质的演变过程 973

25.5.5模拟法的计算机化 980

25.6趋势模拟混合法 981

25.6.1模板匹配法（TM） 982

25.6.2考虑多类数据的扩展模板匹配法 982

25.6.3 SUSAN是一种基于模拟法的趋势法 983

25.6.4数据需求 986

25.6.5编程方法 986

25.6.6 SUSAN法的结果和总结 988

25.7总结 989

参考文献 991

管理篇 997

第26章 规划决策过程和输配电规划过程 997

26.1引言 997

26.2规划目标、优先顺序和方向 998

26.2.1规划人员需了解规划如何与电力企业相适应 998

26.2.2企业的“个性”和文化 998

26.2.3企业的使命和价值 1005

26.2.4财务优先 1006

26.2.5监管问题 1007

26.2.6可靠性目标和基于可靠性的电价 1007

26.3规划策略：寻找最佳备选方案 1008

26.3.1具有5个步骤的规划过程 1008

26.3.2第1步：识别问题 1008

26.3.3第2步：确定目标 1009

26.3.4第3步：确定备选方案 1010

26.3.5第4步：评估备选方案 1014

26.3.6第5步：选择最佳方案 1015

26.4短期规划与长期规划 1018

26.4.1短期规划：决定与实施 1018

26.4.2长期规划：着眼于降低费用 1020

26.5不确定性和多场景规划 1022

26.5.1不能只做一个基于负荷平均值的规划来处理负荷增长预测的不确定性 1023

26.6输配电规划过程 1026

26.6.1空间负荷预测 1028

26.6.2输电层规划 1030

26.6.3变电站层规划 1032

26.6.4馈线层规划 1034

26.6.5供电层规划 1036

26.6.6长期规划需协调多层级的需求 1037

26.7总结 1039

26.7.1规划过程 1039

26.7.2给规划人员的重要建议和理由 1040

26.7.3输配电规划基本过程 1041

26.7.4输配电系统规划流程 1041

参考文献 1045

第27章 负荷预测的实际应用 1046

27.1引言 1046

27.1.1负荷预测是一个强制的规划步骤 1047

27.2气候归一化及设计准则 1047

27.2.1“气候归一化”的两个部分 1048

27.2.2峰值负荷需求与售电量都是气候的函数 1049

27.2.3因果关系和峰值负荷需求函数 1050

27.2.4四个关键技术步骤 1051

27.2.5设置设计气候条件 1054

27.2.6方法1：无气候准则 1054

27.2.7方法2：任意气候准则 1055

27.2.8方法3：“不再发生”准则 1056

27.2.9方法4：基于可靠性的准则 1056

27.2.10通常以“平均值”建立电量的模型 1058

27.3负荷预测方法的选择 1058

27.3.1概述 1058

27.3.2影响负荷预测方法选择的因素 1061

27.4空间负荷预测方法的应用 1069

27.4.1建议1：侧重规划而不是负荷预测 1070

27.4.2建议2：只使用具有正规文档化的负荷预测方法 1070

27.4.3建议3：每一个负荷预测均文档化（包括数据、方法和结果） 1072

27.4.4建议4：清楚地规定所有的术语和定义 1073

27.4.5建议5：保持客观性 1074

27.4.6建议6：对所有的历史负荷记录和负荷预测进行气候归一化 1074

27.4.7建议7：使公司内所有的负荷预测相互一致 1074

27.4.8建议8：总是使用多场景框架 1075

27.4.9建议9：在负荷预测前需作准备 1075

27.4.10建议10：恰当地考虑最近的事件或变化 1076

27.4.11建议11：不要随意调整负荷预测结果 1076

27.4.12建议12：要对所有结果保留一定的怀疑 1077

27.4.13建议13：负荷预测程序要进行持续的改进 1077

27.5负荷预测中需避免的误区 1077

27.5.1误区1：对负荷预测投入的力度太小 1078

27.5.2误区2：自己直接判断出负荷预测结果 1078

27.5.3误区3：让已有数据支配负荷预测方法的选择 1079

27.5.4误区4：对负荷预测方法强调得过多 1079

27.5.5误区5：不加以分析地从其他电力企业引进负荷预测数据 1080

27.5.6误区6：对正常和紧急状态的规划采用不同的气候归一化条件 1081

27.5.7误区7：在输入数据中剔除无法解释的趋势或异常数据 1081

27.5.8误区8：进行幅值负荷预测，而不进行空间负荷预测 1081

27.6总结 1081

参考文献 1082

第28章 基于支出水平的可靠性规划 1084

28.1引言 1084

28.1.1可靠性：电力工程的新尺度 1084

28.1.2不计成本则很容易解决可靠性问题 1086

28.1.3可靠性成本效益的最大化 1086

28.2基本概念 1087

28.2.1可靠性与费用的非线性关系 1087

28.2.2不以最优方式“购买”可靠性的原因 1091

28.3可靠性边际成本优化的方法 1092

28.3.1对可靠性进行优化 1093

28.3.2基于比较和排序的优化过程 1093

28.3.3可靠性规划的四个基本概念 1093

28.3.4概念1：收益/成本（B/C）分析 1093

28.3.5概念2：收益增量/成本增量分析 1094

28.3.6概念3：系统论方法 1097

28.3.7概念4：不同层级间的可靠性分配 1100

28.3.8设定可靠性的投资上限 1106

28.4基于成本效益的可靠性改进方法（CERI） 1107

28.4.1方法概述 1107

28.4.2设置具有多专业的项目组 1109

28.4.3设计减少工作量的方法 1109

28.4.4尽量减少目标管理方面的工作量 1109

28.4.5步骤1：建立支出和可靠性的基础信息 1111

28.4.6步骤2：建立支出和可靠性的数据关系图 1114

28.4.7步骤3：建立支出与可靠性的静态关系图（二元关系） 1117

28.4.8步骤4：建立支出与可靠性的动态关系图（等级逻辑） 1117

28.4.9步骤5：对改进可靠性的项目进行排序 1121

28.4.10步骤6：详细地研究和优选 1123

28.4.11分解及合成过程 1123

28.4.12要点和难点的补充 1130

28.5可靠性规划所需的工具和资源 1131

28.5.1需求1：用于可靠性定量预测的分析法 1131

28.5.2需求2：明确的可靠性目标 1132

28.5.3需求3：明确完整的财务基础 1133

28.5.4需求4：正确的负荷预测结果及其他量化目标 1134

28.5.5良好的过程和流程 1135

28.6可靠性优化的“公平性”问题 1135

28.6.1“公平性”的政策难题 1135

28.6.2地区之间的支出分配方案 1136

28.6.3不公平是难以避免的 1139

28.6.4“不均衡”支出及其结果的示例 1140

28.6.5政治决策起决定性作用 1141

28.6.6避免区域内的不平衡 1142

28.6.7对所有方案进行优化 1142

28.7可靠性规划的方法 1142

28.7.1方法1：稍加修改的传统规划方法 1142

28.7.2方法2：基于可靠性准则的规划方法 1143

28.7.3方法3：基于传统可靠性设计准则和规则的规划方法 1146

28.7.4方法4：基于可靠性成本效益优选的规划方法（定额预算规划） 1146

28.8资产管理 1147

28.8.1采取什么管理模式 1147

28.8.2为何要进行资产管理 1148

28.8.3风险管理概要 1149

28.8.4配电系统规划人员关于资产管理的观点 1149

28.8.5与传统理念和方法的重大差异 1150

28.9总结 1152

参考文献 1153

第29章 规划报告的客观性、偏向性和准确性 1156

29.1引言 1156

29.2规划研究报告的各种类型 1158

29.2.1合理偏向性的研究报告 1158

29.2.2造假性的研究报告 1158

29.2.3错误通常在相对结果中造成偏向性 1159

29.2.4按偏向性类型和偏向性目标分类 1160

29.3导致偏向性的原因 1161

29.3.1由基准引起 1161

29.3.2由疏忽性错误引起 1162

29.3.3由过于热情的偏向性引起 1163

29.3.4由蓄意制造引起 1164

29.4在偏向性规划研究报告中隐藏使用的“手段” 1164

29.4.1主场优势 1164

29.4.2 3种手段和四个技巧 1165

29.4.3手段1：小幅度调整的手段（造假程度只需到能赢为止） 1166

29.4.4手段2：分布式扭曲的手段（用很多小数据的调整来累积大的优势） 1166

29.4.5手段3：成比例模糊化的手段（调整正比于每个因素的不确定范围） 1167

29.4.6 3种手段的同时使用使得偏向性难以察觉和证明 1167

29.4.7手段2和3所派生的四个技巧 1167

29.5规划报告中引入偏向性和错误的四个方面 1169

29.5.1方面1：经济因素 1170

29.5.2方面2：基础输入数据的偏向性 1171

29.5.3方面3：故意遗漏（数据、细节或分析步骤等） 1174

29.5.4方面4：分析方法和数值方法中的错误 1175

29.5.5规划报告的质量 1177

29.6造假性报告、合理偏向性报告和伪装报告的例子 1178

29.6.1客观的规划报告 1178

29.6.2例1：“造假”研究报告——非常复杂 1181

29.6.3例2：合理偏向研究报告——揭示实质 1187

29.6.4例3：伪装研究报告——只掩饰舍入误差 1188

29.6.5例子的要点 1189

29.7检查、发现和评估偏向性的规则和方法 1190

29.7.1寻找错误而不是寻找偏向性 1191

29.7.2寻找规划报告中的故意偏向性的规则和建议 1198

29.7.3检查数据调整的模式（最重要的） 1209

29.8总结 1217

29.8.1编写带有偏向性的研究报告并不困难 1218

29.8.2具有偏向性的研究报告很常见 1219

29.8.3解决方案取决于严格的审查过程和标准 1220

参考文献 1222

第30章 要点及指导性建议 1223

30.1引言 1223

30.2配电系统的特点 1223

30.2.1配电（D）和输电（T）：老术语的新含义 1224

30.2.2峰荷、供电量和可靠性在设计方面的考虑 1226

30.2.3峰荷需求的同时性效应 1226

30.2.4输配电系统的基本法则 1227

30.3电力企业的文化及其现实 1228

30.3.1电力企业的使命和文化 1228

30.3.2电力企业的现实 1230

30.4良好规划的要点 1234

30.4.1规划的目的和重点 1234

30.4.2财务和风险为主、工程标准和规则为辅 1236

30.4.3现代配电规划的要点 1238

参考文献 1241

索引表 1242