1、Struktur der deutschen Stromversorgung 德国电力系统的结构 P 1 MW500.000 Netze Mittelspannung中压10/20 kVP 10-20 MW5.000 Netze Hochspannung高压 110 kVP 100 MW100 NetzeAusland Hchstspannung超高压 380/220 kV1 Netz P 1000 MWNiederspannung低压 0,4 kVZuverlssigkeitskriterien 可靠性标准Reparatur 维修Umschaltung vor Ort 站内手动分合闸操作Um
2、schaltung fernbedient 遥控分合闸操作automatische Umschaltung 自动分合闸操作Ausfall-Leistung 损失功率损失功率0,010,11101001000024 h10 h1 h10 min1 min10 s1 sUnterbrechungsdauer 恢复供电时间恢复供电时间MVANieder-spannung低压Mittel-spannung中压Hoch-spannung高压Hchst-spannung超高压Netzzuverlssigkeit 电网的可靠性beeinflusst durch 受以下因素影响：Netzstruktur 网架
3、结构(Topologie und Anlagendimensionierung 拓扑及设备容量)Netzfhrung 网络运行(berwachung监视,Steuerung控制,Entstrung排出故障)Instandhaltung 系统维护(inkl.Erneuerung包括系统更新)bisher nur qualitative Vorgaben 目前只有确定性的标准(n-1)-Kriterium电网安全(n-1)准则zuknftig auch quantitative Vorgaben 将来还会引入定量标准 TuUnterbrechungsdauer 恢复供电时间 HuUnterbrec
4、hungshufigkeit 供电中断频率 Qu=Tu Hu Unterbrechungswahrscheinlichkeit(Nichtverfgbarkeit)供电中断概率(不可用率)Deutschland德国德国Niederlande荷兰Frankreich法国Grobritannien英国Italien意大利Spanien西班牙Irland爱尔兰Norwegen挪威Finnland芬兰Portugal葡萄牙050022345970171179197218456500Nichtverfgbarkeit 不可用率min/a300200100Europaweiter Zuverlssigke
5、itsvergleich 欧洲各国可靠性比较欧洲各国可靠性比较Nichtverfgbarkeit in Deutschland(2006)2006年德国电网的不可用率Verursacher涉及区域strungsbedingt故障引起的断planmig计划性断电380-kV-Netz0,40110-kV-Netz1,4010/20-kV-Netz16,57,80,4-kV-Netz3,56,8gesamt 总计21,8 min/a14,6 min/aVerteilung配电网98%100%Erzeugung und Vertrieb发电成本及销售36%38%26%Strompreis-Kompo
6、nenten bei Haushaltskunden居民用户的电价构成GesetzlicheAbgaben赋税Netz网架费用380 kV110 kV10/20 kV400 V50%25%15%10%Verteilung配电网配电网90%Netzoptimierung 网架优化Anlagen-MengeVerluste设备及损耗Netz-kosten网架费用Kalkulations-parameter计算参数Versorgungs-aufgabe供电区域情况techn.Planungs-vorgabenSpezifische Anlagen-und Verlustkosten单位损耗及设备费用
7、Netz-konzept网架结构Netzoptimierung网架优化网架优化 Zielfunktion目标:minimale Errichtungs-und Betriebskosten 建造及运行维护费用最小化 Nebenbedingung约束条件:angemessene Zuverlssigkeit 适当的可靠性Kalkulations-parameter计算参数Kalkulations-parameter计算参数Kalkulations-parameter计算参数10 km110-kV-Netzoptimierung 网架优化m 5000 km lndliches Gebietm 28
8、 Stationen 电站m 800 MW Lastspitze 最高负荷380-kV-Station110-kV-Stationm Einfach-oder Doppelfreileitungm 380/110-kV-Transformatorenm Schaltanlagenkonzeptem TrassenwahlVersorgungsaufgabe 供电区域情况供电区域情况Freiheitsgrade 自由度自由度Fixpunkte 固定点固定点380/110-kV-Umspannstation 变电站Sammelschienenanlage 开闭所Block-/H-Schaltung
9、 次级变电站Kostengnstigstes(n-1)-Konzept 遵守(n-1)准则的成本最低电网0412Mio./aVerluste损耗Leitungen 线路Stationen(110 kV)变电站(2x300)(2x300)(2x300)groe Zuverlssigkeitsunterschiede 相当大的可靠性差异Einspeisung(380 kV)馈电部分(n-1)-sicheres Netz满足(n-1)的网络8012min/aNichtverfgbarkeit不可用率3Qu 3 min/a im gesamten Netz 不可用率小于 3 分钟/年(2x300)(2
10、x300)(2x300)Exemplarische Ergebnisse 结果示例结果示例VLSVLS Andere Netztopologie,mehr Einfachleitungen,aufwndigere Stationskonzepte网架拓扑改变，更多的单回路线路，更昂贵的变电站技术EE(n-1)3 min/a0412Mio./a8+6,6%012min/aNichtverfgbarkeit Qu3Block-/H-Schaltung 次级变电站380/110-kV-Umspannstation 变电站Sammelschienenanlage 开闭所Effizienzverglei
11、ch von 110-kV-Netzen 网架效率比较6080%100110-kV-Netze110千伏电网051015202040Netzkosten 电网成本Istnetz 现有电网现有电网Zielnetz优化后电网优化后电网OSTWEST110-kV-Station(2)10-kV-Station (265)10-kV-Kabel 电缆1 km10-kV-Netzoptimierung 电网优化电网优化Ist-Netz 现有电网现有电网10-kV-Zielnetz 优化后电网优化后电网Leitungslnge:162 km 73%线路总长Leistungsschalter:26 34%断
12、路器数量Ist现有电网Ziel优化电网0%50%100%Kosten费用Kostenvergleich 费用比较费用比较-24%Ist现有电网00,250,51/a0,360,05Ist现有电网0120240min23025Ziel优化电网lZiel优化电网Zuverlssigkeitsvergleich 可靠性比较可靠性比较HUTUZusammenfassung 总结 Verteilungsnetze bestimmen zu ber 90%配电网决定着90%以上的 die Netzkosten und 网架费用和 die Versorgungszuverlssigkeit 供电可靠性 Op
13、timierung der Netzstruktur durch Minimierung 通过优化网架结构可以降低 der Errichtungskosten und 设备成本 der Betriebskosten(Instandhaltung,Verluste)运行成本(维护，损耗)Erfolgreich eingesetzte Optimierungsverfahren sind 已成功运用的优化算法有 Genetischer Algorithmus fr Grundsatzplanung 基因算法(110 kV)Ameisen Algorithmus fr Ausbauplanung 蚁群算法(110 kV)Travelling Salesman Prozedur fr Grundsatzplanung旅行商问题算法(10/20 kV)Quantifizierung der Versorgungszuverlssigkeit mit 量化电力系统的可靠性 Simulationsverfahren仿真方法(Monte Carlo)analytischen Verfahren解析法(Markov)
