1、电力系统规划,Power System Planning,1 绪论,1.1 什么是电力系统,一 定义：从发电厂经过电力输送设备（输电线，变电站和配电线）到负荷的各种设备紧密地联系起来的系统。,1.2 电力系统的发展概况,一 国外电力系统的发展概况,1831年法拉第发现电磁感应定律 1882年第一座发电厂在英国伦敦完成 1882年建成世界上第一个电力系统 1885年出现了变压器及交流系统，实现了单相交流输电 1891年第一条三相交流输电线路在德国运行,二 中国电力系统的情况,1949年以前，中国电力系统发展非常缓慢，110kV以上电压等级的电力系统仅东北有两个。 1953年，220kV的高压输电
2、线路在东北电 力系统开始运行。 1972年中国第一条330kV超高压输电线路投运（刘家峡经天水到陕西关中的全长534 km)。 1981年中国第一条500kV 超高压输电线路投入运行（河南的平顶山到湖北武汉）。 1988年中国第一条500kV超高压直流输电线路投入运行（葛洲坝到上海）。,500kV交流输电是目前我国最高电压等级的输电方式。500kV 交流输电线路已构成我国电网的骨干网络。,1 发展简史,2 我国装机及发电量情况,跨省（区）电网除西北电网采用330千伏电压外，均已形成500千伏骨干网架，华东和华中电网之间以500千伏直流输电工程和500千伏交流工程实现了跨大区联网，南方电网现已建
3、成500千伏直流输电工程和500千伏交流工程，香港和澳门两地区分别以400千伏和110千伏电压与广东电网相联。,东北：辽宁、吉林和黑龙江三省以及内蒙古自治区东部 华北：北京、天津、河北省、山西省和内蒙古自治区的西部 华东：上海市、江苏省、浙江省、安徽省 华中：河南、湖北、湖南和江西 西北：陕西、甘肃、青海三省和宁夏 川渝：四川，重庆 南方：广东，广西，云南和贵州,7个跨省（区）大电网5个独立省网,山东 福建 新疆 海南 西藏,3 我国主要电网,火力发电厂 水力发电厂 核能电厂 其他能源发电厂,1.3 电力系统中电源的构成,锅炉 汽轮机 发电机,燃煤式火电厂的工作过程,反应堆 蒸汽发生器 汽轮机
4、 发电机,调峰填谷； 担任系统备用容量； 担任系统调频任务； 担任调相任务； 使水电站更好地发挥综合利用效益。,抽水蓄能电站的功能,环保问题日益突出、环保压力增大； 电气化程度低； 供电可靠性不高； 技术经济水平偏低； 中国各大电网负荷特性发生显著变化，负荷率逐年下降。,1.4 存在的主要问题,1.5 电力规划的意义及基本要求,构成电力系统的设备极为庞大，其建设周期长，投资区大，同时在建成后，必须长年累月地连续运转。 城市越来越拥挤，变电站用地，或者输电线，尤其是地下电缆回路的用地日渐困难。为了使电力系统在长期中能合理的构成，需要从长远的观点出发，确保用地先行。,一 规划的意义,二 电力规划的
5、任务及分类,制定发电设备的维修计划； 分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益； 分析与相邻电力系统互联的效益及互联方案； 确定燃料需求量及购买、运输、贮存计划。,三 短期电源规划的具体内容,何时、何地扩建新发电机组； 扩建什么类型及多大容量的发电机组； 现有发电机组的退役及更新计划； 燃料的需求量及解决燃料问题的策略； 采用新发电技术(如太阳能发电)的可能性； 采用负荷管理对系统电力电量平衡的影响； 与相邻电力系统进行电力交换的可能性。,四 长期电源规划应解决的问题,短期规划确定和选择扩建方案所需要的输变电设备。 长期电网规划需要列举各种可能的过渡方案、估计各种不确定因素的影响等。长期规划的方
6、案并不一定在建设中原封不动地实施，由于客观条件或环境的改变，规划方案也将不断变化。,五 电网规划的内容,传统的规划方法：从几种给定的可行方案中， 通过技术经济比较选择出推荐的方案。 优化规划方法：将系统工程、运筹学领域的成果运用于电力系统规划。,六 电力系统规划方法,电能质量 提高可靠性 经济性 长期性 整体规划 积极采用新技术,七 规划的基本要求,2 电力负荷预测的理论及方法,2.1 电力系统的负荷,1 日负荷曲线,小于最小负荷的部分称为基荷 大干平均负荷的部分称为峰荷 两者之间的部分称为腰荷。,日电量： 日平均负荷： 日负荷率： 日最小负荷率：,时序负荷曲线,持续负荷曲线,2 时序负荷曲线
7、与持续负荷曲线的关系,3 年持续负行曲线,年电量最大负荷利用小时数,2.2 电力负荷的分类及特性,城市民用负荷：持续的年增长及明显的季节性 商业负荷：具有季节性变动的特性 工业负荷：用电量大，用电比较稳定 其他负荷：主要为市政生活和交通运输业,一 负荷分类,二 影响电力负荷的因素,经济因素 时间因素 气候因素 随机干扰,三 电力负荷两个明显的特征,年间负荷不断增长 年内周期性变化,2.3 电力负荷预测的必要性及分类,负荷预测偏低会引起电力供应紧张， 供电可靠性下降； 负荷预测偏高将导致发变电设备不能充分利用，造成大量资金积压， 影响系统的经济性指标。,一 负荷预测的必要性,短期预测：预测周期在
8、一年以内，主要用来制定现有电力系统的运行方式、开停机计划等。 中期预测：预测周期为510年，主要用于电力系统规划。 长期预测：预测未来l0一30年，主要用来制定电力工业战略规划。,2.4 电力负荷预测的一般过程,预测內容的确定 相关资料的收集 基础资料的分析 经济发展的预测 预测模型的选择 预测模型的应用 预测结果的评价 预测精度的评价,2.5 电力负荷预测的內容及方法,确定性负荷预测 不确定性负荷预测 空间负荷预测,负荷功率的预测 负荷电量的预测 负荷曲线的预测,相关系数预测法 最小二乘法,模糊预测法 灰色预测法 人工神经网络法,2.6 中长期负荷电量,宏观方式(电力弹性系数法)，即直接预测
9、电力系统的总负荷电量； 微观方式(产值单耗法)，即分别预测各类负荷的电量，然后综合得出电力系统的总负荷电量。,二 预测方式,一 负荷电量预测就是预测未来某一时期内负荷需用的电量。,相关法 外推法,三 预测方法,三 宏观法：,电力弹性系数,电力负荷与国民经济的发展有密切的关系。国民经济的综合指标往往用国民经济总产值GNP(Gross National Products)表示，有时用工农业总产值GIAP(Gross Industrial Agricultural Products)表示。总负荷电量和它们之间的关系满足如下经验公式。,四 微观法(产值单耗法),我国历年的电力弹性系数,2.7 最小二乘
10、法,假定我们选定函数(x)来逼近f(x)，近似函数在xi点的误差：,各点误差的平方和为最小：,根据误差平方和最小的原则选择f(x)的近似函数(x)的方法就叫曲线拟合的最小二乘法。,根据一组实测数据(xi, yi)(i =1, 2, n)，寻找变量x与y之间函数关系：y = f(x),我国某地区发电量的增长情况,一 函数类型,直线 抛物线 三阶曲线 指数曲线 几何曲线 增长曲线 Compertz 曲线,设一个具有 n 对值 (x1, y1), (x2, y2), , (xn, yn) 的函数 y =f (x),拟采用一个 m 次多项式进行拟合,S 为 m+1个自变量 a0, a1, , am 的
11、函数。求 S 对 a0, a1, , am 的偏导数并使这些导数等于零。,拟合曲线的误差计算,2.8 中长期最大负荷功率及负荷曲线预测,最大负荷功率的预测,直接预测法：前述的各种顶测电量的方法；电量一负荷率法：最大负荷功率与电量、负荷率之间的关系；负荷曲线法。,2.9 电力负荷预测的不确定性方法,一 确定性电力负荷预测方法的不足：对影响负荷的各种因素考虑不全面。,二 模糊预测法,考虑电力负荷与多因素的相关性，将负荷与对应环境作为一个数据整体进行加工，得出负荷变化模式与对应环境特征，将待测年环境因素与各历史环境特征进行比较，得出所求的负荷增长率。,1 模糊聚类预测法,电力负荷增长率1,历史环境1
12、,历史环境2,历史环境n,电力负荷增长率n,电力负荷增长率2,2 模糊相似优先比法,环境因素的增长率和电力增长率变化规律相似,优势因素1,电力负荷增长率1,优势因素2,优势因素n,电力负荷增长率2,电力负荷增长率n,3 模糊最大贴近度法,参考地区1,参考地区2,参考地区n,研究地区,横向比较,主要因素为依据，择近原则,最为接近的参考地区,研究地区,主要因素 （国民生产总值，人均国民收入）,研究地区的预测值,三 人工神经网络法,人工神经网络是由大量的简单神经元组成的非线性系统。每个神经元的结构和功能都比较简单，而 大量神经元组合产生的系统行为却非常复杂；它具有较强的学习能力、计算能力、变结构适应
13、能力、复杂映射能力、记忆能力、容错能力及各种智能处理能力。人工神经网络反映了人脑功能的若干基本特性，但是它仅仅是人脑功能的某种模仿、简化和抽象。在人工神经网络研究领域中，有代表性的网络模型已达数十种。随着应用研究的不 断深入，新的模型也在不断推出。,首先把x(1), x(2), , x(n)分成 k 组，每组 m+1个值，前 m个值作为网络输入节点的输入，后一个作为输出接点的期望值； 利用多层感知器学习算法； 将x(n-m+1), x(n-m+2), , x(n) 输入，得到x(n+1)。,人工神经网络用于电力系统负荷预测，属于时间序列范畴。假设已得到负荷序列 x(1), x(2), , x(
14、n)，现在需要用其中 m 个观测值，预测 n+1 时刻的值。,四 灰色预测法,灰色系统理论的基本模型是灰色模型(Grey Model，简称GM)。 灰色系统理论用颜色形象地描述模型信息的已知程度。白色的模型表示模型的信息全部已知，黑色的模型表示模型的信息全部未知，灰色的模型表示模型的信息已知程度介于白与黑之间。未来的负荷预测就是一个灰色问题，人们对未来有关预测量信息部分已知，部分未知。预测问题一个灰色问题，如下图所示：,2.10 空间负荷预测,3 工程经济分析基础,工程项目的经济评价,国民经济评价 财务评价,国民经济评价从国民经济全局观点对工程项目的净效益进行分析计算，并以此判断该项目在经济上
15、的合理性。,财务评价在现行财税制度和条件下，考察项目在财务上的可行性。,一在电力系统规划中、经济评价应考虑以下的内容。 1 在投资方面包括： 水、火电站的建设投资； 配套的输变电工程投资； 网损(有功功率和无功功率)的补偿容量的投资； 厂用电的补偿容量的投资。 2 在运行费用方面包括： 水、火电站的运行管理费用； 辅变电设备的运行管理费用； 输变电设备电能损失费用； 火电站的燃料费用。,3.1 概述,二 在进行经济评价时，必须注意各方案在技术上和其它有关方面是可比的。可比条件有：,在产品的数量(发电容量、发电量、供热量等)、质量(电压、频率) 、供电可靠性方面能同等程度地满足该系统的发展需要；
16、 在工程技术设备的供应等方面都是现实可行的； 对国家各项资源的利用和影响，各方案均能取得平衡或对等可比； 各方案在环境保护方面均能达到国家的标准； 适应未来远景的发展。,三 目前采用的经济评价方法,静态评价法 动态评价法 不确定的评价法,净现值法 內部收益率法 费用现值法 等年费用法,盈亏平衡分析 灵敏度分析 概率分析,在经济分忻中，工程项目有关资金的时间价值可以用以下四种方法来表示：,资金的现值P发 生在第一年初，将来值发生在最后年末，而等年值则发生在每年的年底。,3.2 资金的时间价值,1 由现值P求将来值F本利和计算,2 由将来值F求现值P-贴现计算,本利和系数,贴现系数,3 由等年值A
17、求将来值F 等年值本利和计算,等年值本利和系数,4 由将来值F求等年值A偿还基金计算,偿还基金系数,5 由等年值A求现值P等年值的现值计算,等年值的现值系数,6 由现值P求等年值资金收回计算,资金收回系数,3.3 经济评价方法,1 净现值法,净现值法 内部收益法 最小费用法 等年值法,净现值函数曲线,2 内部收益率法投资回收法,3 最小费用法,等年值法把工程项目使用期内的费用换算成等额的每年一笔的费用， 然后用等年值进行方案比较。这是互斥方案经济评价常用的方法。,4 等年值法,4 发电系统电力平衡及可靠性,负荷备用: 2%-5% 事故备用: 10%, 不小于系统最大一台单机容量 检修备用: 8
18、%-15%,4.1 发电系统的电力电量平衡,一 电力平衡计算,CHj第j个水电站的有效容量 ; CTk第k个火电站的有效容里 NH系统少水电站的个数； NT系统中火电站的个数； Pmax系统最大负荷功率； r一备用系数； Cr备用容量。,确定系统所需要的发电设备容量； 确定各类发电站的建设规模及装机进度； 确定与其它电力系统联网的合理性。,在电力系统的电源规划中，进行电力平衡的主要目的为：,电力平衡要求逐年进行，一般可选择水电枯水季节中负荷最大的一个月代表全年的情况。,确定各代表水文年系统中各电站的发电量或发电设备利用小时数； 确定水电站电量的利用程度，论证水电站装机容虽的合理性； 确定与其它
19、电力系统交换电量的情况。,电量平衡方程式如下：,当电力系统中水电机组比重较大时，除电力平衡以外，还要求逐年逐月进行电量平衡, 其主要目的是：,第i月火电站变 k 的发电量,第i月的系统负荷电量,第i月水电站j 的发电量,第 i 月的系统月平均负荷,第 i 月水电站 j 的平均出力,第 i 月火电站变 k 的平均出力,二 电量平衡计算,长期以来，我国电力系统规划一直采用确定性分析方法来确定装机规模，其中之一就是采用系统发电备用容量为系统最大发电负荷的2030%来计算。然而，当系统容量愈来愈大，机组愈来愈多和愈来愈大时，这种方法就显得过于粗放了，因为它难以计及由于系统规模、机组构成、负荷特性和运行
20、管理水平等因素的不同，对可靠性水平带来的显著差异。因此，国外许多电力公司在规划设计阶段愈来愈多地采用概率分析法，以此定量分析发电系统的可靠性，并根据设定的可靠性判据确定合理的备用容量。,4.2 发电系统可靠性的基本概念,一、发电系统的裕度表,系统的裕度,系统的裕度,系统的负荷（随机量）,设某系统发电机组的总可用容量Ci=120MW，其日负荷曲线如下：,Pmax=100MW, Pmin=50MW,发电系统的裕度表,确切概率Pi裕度等于Xi的概率 累积概率Pi*裕度小于等于Xi的概率 累积频率Fi*裕度小于等于Xi的发生次数,NI=NS+NC+1,xi=(NS-I)X,二 发电系统可靠性,1 电力
21、不足概率(LOLP，Loss of Load Probability) 发电系统裕度小于零的概率。,2 电力不足期望值(LOLE, Loss of load Expectation)在研究周期内由于供电不足造成用户停电的时间。,3 电量不足期望值(EENS，Energy Expectation Not Served) 在研究周期内由于供电不足造成用户停电所损失电量的期望值。,5 系统一分(SM, ),4 频率及持续时间(FD，Frequency Duration),停电的频率为发电系统裕度小于零的频率,D=LOLE/LOLF,4.3 发电机组的可靠性模型,平均无故障工作时间 MTTF 平均修复
22、时间(简称修复时间) MTTR 平均故障间隔时间 MTBF,MTBF=MTTF+MTTR,运行状态的概率（有效度） 停运状态的概率（无效度或强迫停运率） 单位时间内从运行状态转移到停运状态的次数叫故障率 单位时间内从停运状态转移到运行状态的次数叫修复率 发电机组在单位时间内发生故障的次数称为故障频率,上式表明：发电机组的故障频率等于故障概率与故障状态向运行状态的转移率的乘积。其实，这只是是下述一般规律的一个特例：元件某一状态出现的频率(确切频率)等于该状态的确切概率与向其它状态总转移率的乘积。,k 状态向j 状态的转移率,k 状态的频率(确切频率),K 状态的确切概率,累积频率Fk的示意图,从
23、容量xk向停运容量小的状态的转移率 从容量xk向停运容量大的状态的转移率,增量频率,k 状态向j 状态的转移率,k 状态的频率(确切频率),K 状态的确切概率,状态 k 的向上转移率,状态 k 的向下转移率,k 状态的增量频率,上述讨论都针对发电机组是两状态的情况； 发电机组的计划检修也属停运状态，但属于确定性事件，不在上述讨论范围内； 以上公式及概念同样适用于任何两状态元件，如变压器、输电线等。,以上介绍了有关发电机组元件可靠性的基本概念。在这里应着重指出以几点：,发电机组可靠性模型是指一台或多台发电机各种容量状态的概率和频率表，通常称之为发电机组的停运表。,4.4 电力负荷的可靠性模型,为
24、了分析发电系统的可靠性，必须建立电力负荷的可靠性模型。从电力平衡观点来看，负荷可以看成是负的发电机组容量，因此也可用停运表的形式给出各负荷功率出现的概率和频率。,统计各负荷功率出现的时间,各负荷的确切概率,累积概率,总的持续时间为T=6 最大负荷为70MW 最小负荷为30MW,一 负荷的概率模型,二 负荷频率模型的原理及方法,负荷Xi的总增量频率,负荷Xi的累积频率,扫描从零时刻开始，这时的负荷水平取最后一个小时的负荷。,0时刻到1时刻,1时刻到2时刻,4.5 发电系统裕度表的形成,两个互相独立随机事件A、B同时出现的概率等于各事件概率之积。,设已知元件a、b的停运表，其确切概率分别为,两个元
25、件并联组合时，组合元件的停运容量等于两元件停运容量之和，因此组合元件C 在 的确切概率可以表示为,或,或,或,5 电源规划,5.1 电源规划解决的问题,电源结构 电源布局 新发电机组的时间，地点 发电机组的类型及容量 现有发电机组的退役及更新计划 燃料的需求量及解决燃料问题的策略 采用新发电技术的可能性 与相邻系统进行电力交换的可能性,一电源结构就是指在电力系统中各种类型的电厂之间的发展比例。,二电源构成主要是,凝汽式燃煤火电厂 热电厂 水电厂 核能厂 抽水蓄能电站 地热发电厂 潮汐电站 风力发电,受各地区动力资源储量及开发条件等制约; 电力系统电、热负荷増长速度和分布情况对各种能源的开发有很
26、大影响; 各种电源本身的技术经济指标的影响。,三影响电源结构的因素,5.2 电源结构,一 电源布局最重要的内容就是电厂厂址的选择，应该根据电力系统规划，同时结合地区经济发展情况、自然条件以及动力资源条件等各方面的因素综合进行考虑。,节约占地面积 电厂对防洪的要求 燃料来源 供水条件 除灰条件 环境保护的要求 电厂的铁路专用线, 出线条件,二 凝汽式发电厂厂址选择的有关原则,5.3 电源布局,5.4 电源规划的步骤,根据负荷预测的结果，确定各规划水平年电力系统所需要的总装机容量。 根据规划区内动力资源情况和负荷分布情况，选择具备建厂条件的厂址。 优先确定下那些具有防洪、灌溉、航运等综合利用的水利
27、枢纽用来发电的容量，对现有的有条件扩建的电厂，应在技术经济比较的基础上确定合理的扩建规模；根据热负荷情况，确定热电厂的规模。 在确定了上述三项电厂的容量后，系统不足的发电容量则应根据地区的资源条件、负荷特性以及可能提供的建厂厂址条件，进行经济分析比较，从中得出最合理的方案，确定各类型的电厂建设。规划中要充分注意到系统中调峰容量的解决。,6 电力网络规划,电网规划的任务是以未来负荷预测水平和电源扩展状况为前提，确定电网的结线方式，使电网满足指定规划年度内所需要的输电能力，保证负荷用电，运行性能达到应有的技术标准，同时使建设和运行费最小，经济效益最佳。,一 电网规划的內容,确定送电方式 选择电网电
28、压 确定变电所布局及规模 确定网络结构,6.1 概述,2 主要內容,二 电网规划的基础资料,规划期间用电负荷的电力、电量资料； 规划期间电源情况（现有和新增）； 现有电网基础资料（在建和已列入基建计划的线路和变电所）。,6.2 电网的电压等级选择,电压等级应符合国家标准 3，6，10，35，63，110，220，330，500kV; 同一电网內应尽可能简化电压等级； 各级电压级差不宜太小，110kV及以下，电压级差一般在3倍以上，110kV以上，电压级差一般在2倍左右。,我国的电压等级配置,110/220/500kV 110/330kV,一 电网的电压等级选择原则,二 电网的电压等级选择,6.
29、3 变电所的所址及容量选择,两个阶段,规划选所 工程选所,一 变电所的所址选择,接近负荷中心 使地区电源布局合理 高低压側各側进出线方便 满足近期建设和发展要求 所址不能被洪水淹没或受山洪冲刷，地质条件适宜 所址与邻近设施互不影响 交通运输方便 水源可靠 施工方便,二 变电所的规模确定,电气主结线 主变压器总容量 主变压器台数及型式,6.4 架空送电线路导线截面选择,按经济电流密度选择导线截面 按电晕条件校验导线截面 按导线长期容许电流校验导线截面 按电压损失校验导线截面 按机械强度校验导线截面,6.5 网络结构规划的常规方法,方案拟定方案比较,送电距离的确定 送电容量的确定 比较方案的形成,
30、技术方面经济方面,潮流计算分析 暂态稳定计算 短路电流计算 调相调压计算,5 电力网络规划方案的经济评价方法,5.1 经济评价的意义及内容,方案经济比较 财务评价 国民经济评价 不确定性分析,4.1 电网规划的基本原则,可靠性灵活性经济性,加强受端系统建设； 发电厂分层分区接入系统； 按受端系统，发电厂送出，联络等不同性质电网，分别提出不同的安全标准； 简化和改造超高压以下各级电网。,水能资源分布 中国在20世纪70年代末做了普查，统计了单河理论蕴藏量0.876亿kWh/a以上的河流3019条，总理论蕴藏量为5.7万亿kWh/a；加上部分较小河流后，合计为5.92万亿kWh/a（未统计台湾省水
31、能资源），居世界第一位。经统计，单站装机500kW及以上的可开发水电站共11000余座，总装机容量37853万kW，多年平均年发电量19233亿kWh。全国各大区和各水系的理论蕴藏量和技术可开发资源的分布。据1993年的初步估算，经济可开发资源为：装机容量29000万kW，多年平均年发电量12600亿kWh。中国河川水能资源的特点有：资源量大，占世界首位。分布很不均匀，大部集中在西南地区，其次在中南地区，经济发达的东部沿海地区的水能资源较少。而中国煤炭资源多分布在北部，形成北煤南水的格局。大型水电站的比重很大，单站规模大于200万kW的水电站资源量占50%。已于1994年12月开工的长江三峡工
32、程的装机容量为1820万kW，多年平均年发电量840亿kWh。位于雅鲁藏布江的墨脱水电站，经查勘研究，其装机容量可达4380万kW，多年平均年发电量2630亿kWh。,煤炭资源分布 储量丰富，分布面广，品种齐全。据中国第二次煤田预测资料，埋深在1000m以浅的煤炭总资源量为2.6万亿t。其中大别山-秦岭-昆仑山一线以北地区资源量约2.45万亿t，占全国总资源量的94%；以南的广大地区仅占6%左右。其中新疆、内蒙古、山西和陕西等四省区占全国资源总量的81.3%，东北三省占1.6%，华东七省占2.8%，江南九省占1.6%。 中国煤炭资源的种类较多，在现有探明储量中，烟煤占75%、无烟煤占12%、褐
33、煤占13%。其中，原料煤占27%，动力煤占73%。动力煤储量主要分布在华北和西北，分别占全国的46%和38%，炼焦煤主要集中在华北，无烟煤主要集中在山西和贵州两省。 中国煤炭质量，总的来看较好。已探明的储量中，灰分小于10%的特低灰煤占20%以上；硫分小于1%的低硫煤约占65%-70%；硫分1%-2%的约占15%-20%。高硫煤主要集中在西南、中南地区。华东和华北地区上部煤层多低硫煤，下部多高硫煤。 中国是世界上煤炭产量最多、增长速度最快的国家。1949年仅产煤炭3243万t，1950年4292万t；1960年达到3.97亿t，1970年3.54亿t，1980年6.20亿t，1990年突破10
34、亿t，1995年达到13.61亿t，1996年增加到13.96亿t，创历史最高年产量记录，占世界总产煤量46.07亿t的30%。1997年由于东南亚金融危机和经济结构调整的影响，煤炭产量下降到13.73亿t。中国煤炭产量分布很不均衡。1997年超过5000万t的有9个省区。其中，山西居第一，达33840万t，约占全国总产量的 1/4；以下依次为：河南（10520万t）、山东（9090万t），黑龙江（8520万t）、内蒙古（8300万t）、河北（7880万t）、贵州（6600万t）、四川（6220万t）、辽宁（5880万t）。年产煤接近5000万t的有2个省，其中陕西为4950万t，安徽为490
35、0万t 。这11个省区的产量共计10.67亿t，占全国产量的77.7%，其它17个省区的产量只有 3.058亿t，占22.3%。,石油资源分布 石油是存在于地下的一种液态、气态或固态的复杂烃类化合物，主要是烷烃，也有苯环烃和环烷。石油的成分随地区而异，一般含碳84%、氢11%-14%；另外含少量氧、氮和硫等；灰分含量低，约0.05%。石油是由古地质年代有机物质（主要是单细胞植物，如蓝-绿海藻类；单细胞动物，如有孔虫类）沉积后，经过长期物理、化学变化而生成。 根据1993年全国油气资源评价，中国陆上和沿海大陆架沉积盆地总面积约550万km2，石油总资源量940亿t。中国石油资源以陆相油藏为主，含
36、油气盆地分为3个基本类型：东部拉张型盆地、中部过渡型盆地、西部挤压型盆地。全国分为6个含油气区：东部，主要包括东北和华北地区；中部，主要包括陕、甘、宁和四川地区；西部，主要包括新疆、青海和甘肃西部地区；南部，包括苏、浙、皖、闽、粤、湘、赣、滇、黔、桂10省区；西藏区，包括昆仑山脉以南，横断山脉以西的地区；海上含油气区，包括东南沿海大陆架及南海海域。中国石油资源的勘探程度还很低，勘探领域主要是陆相地层。 据美国油气杂志的资料，1996年底中国石油探明储量约32.87亿t，居世界第九位。中国石油探明储量随石油地质勘探工作的发展而增加。1949年石油地质储量为0.29亿t，产量为12万t；1959年
37、9月发现大庆油田，1961年石油地质储量达到26亿t；1978年中国石油产量突破1亿t，地质储量达到68.1亿t；1985年石油产量为1.249亿t，地质储量达到116亿t。1990年中国石油产量为1.383亿t，居世界第5位。,天然气资源分布 天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称。包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等。主要成分为甲烷，通常占85-95%；其次为乙烷、丙烷、丁烷等。它是优质燃料和化工原料。其中伴生气通常是原油的挥发性部分，以气的形式存在于含油层之上，凡有原油的地层中都有，只是油、气量比例不同。即使在同一油田中的石油和天然气来源也不一定相同。他们
38、由不同的途径和经不同的过程汇集于相同的岩石储集层中。若为非伴生气，则与液态集聚无关，可能产生于植物物质。世界天然气产量中，主要是气田气和油田气。对煤层气的开采，现已日益受到重视。 中国沉积岩分布面积广，陆相盆地多，形成优越的多种天然气储藏的地质条件。根据1993年全国天然气远景资源量的预测，中国天然气总资源量达38万亿m3，陆上天然气主要分布在中部和西部地区，分别占陆上资源量的43.2%和39.0%。 中国天然气资源的层系分布以新生界第3系和古生界地层为主，在总资源量中，新生界占37.3%，中生界11.1%，上古生界25.5%，下古生界26.1%。天然气资源的成因类型是，高成熟的裂解气和煤层气
39、占主导地位，分别占总资源量的28.3%和20.6%，油田伴生气占18.8%，煤层吸附气占27.6%，生物气占4.7%。中国天然气探明储量集中在10个大型盆地,依次为：渤海湾、四川、松辽、准噶尔、莺歌海-琼东南、柴达木、吐-哈、塔里木、渤海、鄂尔多斯。中国气田以中小型为主，大多数气田的地质构造比较复杂，勘探开发难度大。1991-1995年间，中国天然气产量从160.73亿m3增加到179.47亿m3，平均年增长速度为2.33%。,风能资源分布中国10m高度层的风能资源总储量为32.26亿kW，其中实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿kW。 东南沿海及其附近岛屿是风能资源丰富地区，有效风能密度
40、大于或等于200W/m2的等值线平行于海岸线；沿海岛屿有效风能密度在300W/m2以上，全年中风速大于或等于3m/s的时数约为70008000h，大于或等于6m/s的时数为4000h。 新疆北部、内蒙古、甘肃北部也是中国风能资源丰富地区，有效风能密度为200300W/m2，全年中风速大于或等于3m/s的时数为5000h以上，全年中风速大于或等于6m/s的时数为3000h以上。 黑龙江、吉林东部、河北北部及辽东半岛的风能资源也较好，有效风能密度在200W/m2以上，全年中风速大于和等于3m/s的时数为5000h，全年中风速大于和等于6m/s的时数为3000h。 青藏高原北部有效风能密度在1502
41、00W/m2之间，全年风速大于和等于3m/s的时数为40005000h，全年风速大于和等于6m/s的时数为3000h；但青藏高原海拔高、空气密度小，所以有效风能密度也较低。 云南、贵州、四川、甘肃、陕西南部、河南、湖南西部、福建、广东、广西的山区及新疆塔里木盆地和西藏的雅鲁藏布江，为风能资源贫乏地区，有效风能密度在50W/m2以下，全年中风速大于和等于3m/s的时数在2000h以下，全年中风速大于和等于6m/s的时数在150h以下，风能潜力很低。,太阳能资源分布 中国地处北半球欧亚大陆的东部，主要处于温带和亚热带，具有比较丰富的太阳能资源。根据全国700多个气象台站长期观测积累的资料表明，中国
42、各地的太阳辐射年总量大致在3.351038.40103MJ/m2之间，其平均值约为5.86103MJ/m2。该等值线从大兴安岭西麓的内蒙古东北部开始，向南经过北京西北侧，朝西偏南至兰州，然后径直朝南至昆明，最后沿横断山脉转向西藏南部。在该等值线以西和以北的广大地区，除天山北面的新疆小部分地区的年总量约为4.46103MJ/m2外，其余绝大部分地区的年总量都超过5.86103MJ/m2。,地热资源分布 高温地热资源主要集中在环太平洋地热带通过的台湾省，地中海-喜马拉雅地热带通过的西藏南部和云南、四川西部。温泉几乎遍及全国各地，多数属中低温地热资源，主要分布在福建、广东、湖南、湖北、山东、辽宁等省
43、。中国400万km2的沉积盆地的地热资源也比较丰富，但差别十分明显，除青藏高原外，总的来说盆地的地温梯度是由东向西逐渐变小。地处东部的松辽平原、华北盆地和下辽河盆地等地温梯度较高，一般为2.5-6/hm；位于中部的四川盆地一般为1.7-2.5/hm；位于西部的柴达木盆地和塔里木盆地仅为1.5-2/hm。目前中国已发现的水温在25以上的热水点(包括温泉、钻孔及矿坑热水)约4000余处，分布广泛。温泉出露最多的西藏、云南、台湾、广东和福建，温泉数约占全国温泉总数的1/2以上；其次是辽宁、山东、江西、湖南、湖北和四川等省，每省温泉数都在50处以上,电力工业“十五”期间的发展基本思路,提高电力在一次能
44、源消耗和终端能源消耗中的比例； 实施“西电东送”战略，实施和促进全国电力联网； 加快水电和新能源开发，努力提高可再生能源在全国电力总装机中的比例； 积极推进洁净煤发电技术； 加快技术进步，降低能源消耗。,国家电力公司提出的城网建设改造目标,提高供电能力10%； 供电可靠性99.90%99.99%； 电压合格率98%； 网损降低10%； 符合环保要求。,负荷预测(要求年误差5%)； 电压等级(要求高/中/低电压等级4)； 接地方式(中压)； 网络接线(含馈线负载率/短路容量)； 变电站(含变压器容载比)； 无功补偿(含电压/无功优化)； 潮流及可靠分析(仅计及一次规划)； 网损分析(仅计及一次规
45、划)。,一次系统规划的主要内容,配电管理系统(SCADA/DMS)； 负荷管理系统(LM)； 电量计费系统(AMR)； 地理信息系统(GIS)； 管理信息系统(输/变/配/用电管理)； 变电站/开关站自动化(含无人值班)； 馈线自动化(含环网控制)； 通信网络(纵向/横向系统集成)。,二次自动化规划的主要内容,负荷预测是电力规划的基础，它既是规划一次系统的建设改造(在规划年限内，新建或改造变电站、开关站、线路等的数量、位置和规模)的依据，也是开展二次自动化工作(新建或改造负荷管理系统、电量计费系统等的模式、步骤和规模)的依据。 与调度的短期负荷预报不同，电力规划用的负荷预测，短期为1 年，长期
46、为510 年，并采用滚动修正的方式来保证其精确度(一般要求年误差5%)。主要预报馈线的负荷年增长率及基于地产使用(居民、商业、工业、机关学校等)和社会经济因数(城市分区大小和数量、饱和区数、密度、能量因数、负荷因数及多样性等)所决定的今后负荷水平。 这里，城网负荷预测分区、经常性的地产使用和社会经济因数的数据登录，二次自动化中离线设备管理和在线的地理接线，均与地理信息有关。因此，自动化中的地理信息系统提供城网负荷预测服务，将显著提高其使用水平。城网负荷预测软件与地理信息系统相结合，可在任一闭合的多边形内，统计检索修改有关数据，并据此进行负荷分析和预测，大大提高滚动修正、随时预测和查阅负荷的方便
47、性。,重点开展以下技术领域的研究： (1) 研究全国联网技术，加速实施全国电网的互联，重点研究电网规划关键技术，大区电网交、直流互联的关键技术和直流输电技术。 (2) 更高一级电压的输电技术，重点研究750kV和特高压的输电技术，包括高压和系统的运行控制技术等等，为全国联网和更高一级电压的选择以及大型能源基地的长距离大容量输电建设提供技术保障。 (3) 研究电网稳定，经济运行技术，提高我国电网运行的安全和经济水平，重点研究电网调频、调峰技术，系统稳定控制技术、电能质量控制技术、开发应用电力电子装置，研究提高500kV输电线路输送能力的技术，积极开展可控串补技术、紧凑型输电线路等新技术的应用，进
48、一步研究和推广应用输变电设备优化检修技术，电网可靠性评价技术，电网调压控制技术。 (4) 研究电网商业化运营技术，为电力市场化改革提供先进可靠的技术手段，重点开发厂网分开，竞价上网的技术支持系统。 (5) 研究电力系统自动化技术，提高电网运行的自动化水平，重点研究适合于互联电网和电力市场环境下的调度自动化技术和配电自动化系统、先进的500kV的变电所自动化系统。 (6) 研究电力系统通信关键技术，加速电力通信的现代化步伐，重点研究电力通信网向宽带化、智能化和综合化方向发展的技术，电力通信网络管理技术，利用输电线路进行数据高速传输的技术，IP网络在电力系统的应用技术，高速电力数据网络的组网技术，
49、研究电力信息技术，重点开发电力企业信息管理平台，完善高速数据网络和电网调度自动化系统，基本建成电力系统的信息安全体系。 (7) 研究电力营销技术，提高我国电力生产的经济效益，重点研究适合我国国情的电力需求管理的相关技术，实现削峰填谷，增供扩销。研究开发用电市场，建立、完善以服务网络为基础的客户服务中心，研究电力营销领域中电子商务技术。 (8) 研究大型水力发电的建设和运行技术，加快我国水电资源的开发和利用，水电建设要重点研究勘探技术，高坝设计和施工技术，抗震和泄洪消能技术，研究高坝快速施工技术、新工艺和施工系统优化设计及质量保证系统，缩短工程周期，降低造价，重点研究梯级水电站优化运行的技术，大
50、型机组的稳定运行技术等等。研究水电环境技术，高边坡施工期及运行期的稳定技术，大坝安全检测设备，大坝工作状态评价及缺陷处理等技术。 (9) 研究高参数、大容量火电机组和洁净煤发电的关键技术，如循环流化床，整体煤气化联合循环，增压循环流化床锅炉等发电技术，提高我国机组制造和运行水平。重点研究超临界和超超临界机组技术，燃气蒸汽联合循环发电技术，天然气发电技术，机组关键部件及材料的安全性评估技术，大型空冷技术等。 (10) 研究发电厂监控和优化运行技术，状态检修技术，提高电厂的生产自动化水平和管理现代化水平，重点研究机电炉一体化控制技术和厂级自动化系统，大力推广新型节能节油技术，研究实施发电设备最佳运
51、行方式和优化检修方式。 (11) 研究电力环保关键技术，重点研究适合我国国情的烟气脱硫技术，开发高效除尘技术及设备，加快脱硫产业和低氮燃烧技术的发展，开发应用火电厂废水零排放技术，研究水电开发流域和库区生态保护技术等。 (12) 研究核能和新能源发电技术，积极开发燃料电池、风力发电、太阳能发电等技术和设备。 为加快科技成果向现实生产力的转换，“十五“期间，将加大科技示范工程的力度，实施可控串联补偿，电力信息安全，农村电网自动化系统建设，30万kW或40万kW等级的整体煤气化、燃气-蒸汽联合循环IGCC电站。10万30万kW等级的循环流化床锅炉，和30万kW等级燃用天然气-蒸汽联合循环电站工程建设，火电厂废水处理及再利用，火电厂脱硫等工程。加快先进技术在电力系统中的应用。同时，还将实施高电压、大容量无功补偿装置工程实验，紧凑型智能化变电所工业实验，背靠背直流联网工程，锅炉尾部燃气脱氮实验工程，进一步提高这些技术的工程实用化水平。,
