電力系統(tǒng)及自動(dòng)化概述

2020 4 6 1 積成電子股份有限公司2016校園招聘 智慧積成 精彩人生 電力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 2020 4 6 目錄 2 電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 1 電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求 2 電力系統(tǒng)的參量量綱 3 電力系統(tǒng)的設(shè)備及功能概述 4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 5 電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 3 電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 4 電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng) 地方電網(wǎng) 區(qū)域電網(wǎng) 110kV 35kV 35kV 500kV 220kV 110kV 10kV 水力發(fā)電廠 火力發(fā)電廠 變電所A 樞紐 變電所C 地方 變電所D 終端 變電所B 中間 5 并網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)點(diǎn) 供電可靠性高 運(yùn)行及調(diào)度方式靈活 實(shí)現(xiàn)水電火電互濟(jì) 節(jié)約化石能源 形成電力交易市場 缺點(diǎn) 發(fā)生事故時(shí)波及面大 大電網(wǎng)恢復(fù)難度更大 電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 6 目錄 7 電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 1 電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求 2 電力系統(tǒng)的參量量綱 3 電力系統(tǒng)的設(shè)備及功能概述 4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 5 電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn) 運(yùn)行的特點(diǎn)平衡性 電能不能存儲(chǔ) 抽水蓄能 瞬時(shí)性 以光速傳播隨機(jī)性 負(fù)荷隨機(jī)變化與國民經(jīng)濟(jì)和人民生活密切相關(guān) 8 電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求 1 保證供電可靠性停電售電量的損失遠(yuǎn)低于國民經(jīng)濟(jì)的損失分為 類負(fù)荷 類負(fù)荷 中斷發(fā)電會(huì)造成人身傷亡危險(xiǎn)或重大設(shè)備損壞且難以修復(fù) 或給政治上和經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者 類負(fù)荷 中斷供電將長生大量廢品 大量材料報(bào)廢 大量減產(chǎn) 或?qū)l(fā)生重大設(shè)備損壞事故 但采取適當(dāng)措施能夠避免者 類負(fù)荷 所有不屬于一類及二類的用電負(fù)荷 9 保證電能質(zhì)量電能質(zhì)量指標(biāo) 電壓 頻率 諧波 三相電壓不平衡電壓 電壓偏移不超過額定電壓值的 5 否則會(huì)使用電設(shè)備的運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下降 甚至不能正常工作頻率 頻率偏移應(yīng)不超過 0 2 0 5Hz 否則會(huì)影響用戶設(shè)備的正常工作 如電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速諧波 控制2 19次諧波 總諧波畸變率要求依電壓等級差別對待 超標(biāo)將引起設(shè)備損耗增大 過熱等異常三相電壓不平衡 負(fù)序電壓不平衡度 2 短時(shí) 4 此外還有公用電網(wǎng)間諧波 波動(dòng)和閃變等指標(biāo) 電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求 2 10 提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)狀 電能生產(chǎn)的規(guī)模越來越大 消耗一次能源 煤 石油 天然氣 水能等 其中化石能源 不可再生資源 占發(fā)電主導(dǎo)地位 采用高效節(jié)能的發(fā)電設(shè)備 降低發(fā)電過程的能源消耗降低電能在輸送 分配過程中的損耗 如無功補(bǔ)償大力發(fā)展電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行 合理分配電廠之間的負(fù)荷 讓經(jīng)濟(jì)性能好的電廠多發(fā)電充分利用水電資源 注意水 火電廠之間的合理調(diào)配 電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求 3 11 目錄 12 電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 1 電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求 2 電力系統(tǒng)的參量量綱 3 電力系統(tǒng)的設(shè)備及功能概述 4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 5 電力系統(tǒng)的參量 1 13 總裝機(jī)容量系統(tǒng)中實(shí)際安裝發(fā)電機(jī)組額定有功功率的總和千瓦kW 兆瓦M(jìn)W 吉瓦GW2015年末全國發(fā)電裝機(jī)容量150 828萬kW 比2014年末增長10 5 火電裝機(jī)容量99021萬千瓦 增長7 8 水電裝機(jī)容量31937萬千瓦 增長4 9 核電裝機(jī)容量2608萬千瓦 增長29 9 并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量12934萬千瓦 增長33 5 并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)容量4318萬千瓦 增長73 7 年發(fā)電量系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)組全年實(shí)際發(fā)出電能總和 2015年56184億kWh kWh 千瓦時(shí) MWh 兆瓦時(shí) GWh 吉瓦時(shí) TWh 太瓦時(shí)年售電量售電公司 供電公司 使用 計(jì)量單位同年發(fā)電量 電力系統(tǒng)的參量 2 14 最大負(fù)荷規(guī)定的時(shí)間段內(nèi) 年 月 日 系統(tǒng)總的有功功率負(fù)荷的最大值單位同裝機(jī)容量額定頻率國內(nèi)電網(wǎng)額定頻率50Hz 國外美國 日本等為60Hz電壓等級電力系統(tǒng)中最高電壓等級電力線路的額定電壓單位是kV 千伏 電力系統(tǒng)的參量 3 15 電壓等級電力系統(tǒng)中最高電壓等級電力線路的額定電壓單位是kV 千伏 等級劃分低壓網(wǎng) 電壓等級在1kV以下中壓網(wǎng) 1 10kV高壓網(wǎng) 高于10kV 低于330kV超高壓網(wǎng) 低于750kV特高壓網(wǎng) 1000kV及以上 電力系統(tǒng)的參量 4 16 電流A 安培 kA 千安培 無功功率Var 乏 kVar 千乏 MVar 兆乏 視在功率VA 伏安 kVA 千伏安 MVA 兆伏安 目錄 17 電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 1 電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求 2 電力系統(tǒng)的參量量綱 3 電力系統(tǒng)的設(shè)備及功能概述 4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 5 電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備概述 18 為滿足電能生產(chǎn) 輸送和分配的需要 在電力系統(tǒng)中安裝各類電氣設(shè)備 用于實(shí)現(xiàn)啟動(dòng) 轉(zhuǎn)換 監(jiān)視 測量 調(diào)整 保護(hù) 切換和停止等操作按電壓等級分 高壓電氣設(shè)備和低壓電氣設(shè)備 按作用分 一次設(shè)備和二次設(shè)備 電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備概述 19 一次設(shè)備直接生產(chǎn) 轉(zhuǎn)換和輸配電能的高壓電氣設(shè)備包括 發(fā)電機(jī) 變壓器 斷路器 隔離開關(guān) 自動(dòng)開關(guān) 接觸器 刀開關(guān) 母線 輸電線路 電力電纜 電抗器 電動(dòng)機(jī)等二次設(shè)備對一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測 控制 調(diào)節(jié) 保護(hù)以及為運(yùn)行 維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號所需的低壓電氣設(shè)備例如 測量表計(jì) 如電壓表 電流表 功率表 電能表 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置 直流電源等 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)各組成設(shè)備 電力系統(tǒng)二次設(shè)備 20 二次設(shè)備 系統(tǒng)類 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)配電管理系統(tǒng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)變電站直流電源系統(tǒng) 電力系統(tǒng)二次設(shè)備 21 目錄 22 電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu) 1 電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求 2 電力系統(tǒng)的參量量綱 3 電力系統(tǒng)的設(shè)備及功能概述 4 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 5 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 23 電力系統(tǒng)組成 由發(fā)電 輸電 變電 配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng) 功能 將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能 再經(jīng)輸電 變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶 電力自動(dòng)化系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)以上功能 考慮到電能不能存儲(chǔ) 電力系統(tǒng)變化非常迅速 電力系統(tǒng)非常重要這些運(yùn)行的特點(diǎn) 為了使電力系統(tǒng)更好地服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人們生活 需要自動(dòng)化系統(tǒng) 電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng) 對電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測量 調(diào)節(jié) 控制 保護(hù) 通信和調(diào)度 以保證用戶獲得安全 經(jīng)濟(jì) 優(yōu)質(zhì)的電能 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 24 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化能量管理系統(tǒng) EMS 針對發(fā)電和輸電系統(tǒng) 配電管理系統(tǒng) DMS 針對配電和用電系統(tǒng) 即10kV以下的電網(wǎng) 變電站自動(dòng)化分為各不同電壓等級的變電站 10kV 1000kV 電力自動(dòng)化概述 調(diào)度分級 25 電力自動(dòng)化概述 調(diào)度分級 26 五級電力調(diào)度國調(diào) 網(wǎng)調(diào) 省調(diào) 地調(diào) 縣調(diào)調(diào)度基本原則統(tǒng)一調(diào)度分級管理分層控制 電力自動(dòng)化概述 電力企業(yè) 27 電網(wǎng)公司 兩大電網(wǎng)公司 國家電網(wǎng) 南方電網(wǎng)地方電力公司陜西地方電力集團(tuán)公司 陜西地電 四川省地方電力局公司 四川地電 內(nèi)蒙古電力集團(tuán)有限責(zé)任公司 蒙西 發(fā)電企業(yè)五大發(fā)電集團(tuán) 華能 大唐 華電 國電 中電投其他發(fā)電集團(tuán) 華潤電力 國華電力 國投電力 中廣核 神華 魯能 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 28 電力系統(tǒng)自動(dòng)化分類調(diào)度自動(dòng)化配電自動(dòng)化變電站自動(dòng)化 調(diào)度自動(dòng)化 主網(wǎng) 對區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的變電站進(jìn)行監(jiān)視 遙測 遙信采集 調(diào)度控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和運(yùn)行人員對當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算分析根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果判斷系統(tǒng)狀態(tài) 做出調(diào)節(jié)控制決策命令 通過遠(yuǎn)動(dòng)信息通道傳送至各電廠和變電站 從而實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化調(diào)度控制 遙控 遙調(diào) 調(diào)度控制目的 保證系統(tǒng)優(yōu)質(zhì) 安全 經(jīng)濟(jì)地供電 調(diào)度自動(dòng)化包括四遙 遙測 遙信 遙控 遙調(diào) 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 配電自動(dòng)化 配網(wǎng) 利用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)對配電網(wǎng)進(jìn)行智能化監(jiān)控管理 對配電網(wǎng)上的設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視 協(xié)調(diào)及控制功能 目的 提高供電可靠性和供電電能質(zhì)量 始終處于安全 經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài) 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述 發(fā)電廠 輸電線 變電站 配電網(wǎng) 用戶 AGC 調(diào)度自動(dòng)化 SCADA 需方管理 能量管理系統(tǒng) 配電管理系統(tǒng) 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化 配電自動(dòng)化 調(diào)度自動(dòng)化與配電自動(dòng)化關(guān)注的側(cè)重點(diǎn) 電力自動(dòng)化概述 支撐技術(shù) 32 電力系統(tǒng)理論以電路 電磁場 電機(jī)學(xué)為基礎(chǔ) 研究電力系統(tǒng)自身的特性 輸配電技術(shù)研究超高壓輸電線路 遠(yuǎn)距離交直流輸電系統(tǒng) 以及提高輸電線路輸送能力等方面的問題 電力系統(tǒng)保護(hù)故障分析 元件保護(hù) 線路保護(hù) 系統(tǒng)性故障保護(hù)和過電壓及其防護(hù) 電力系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)采集 變量調(diào)節(jié) 電能質(zhì)量控制 運(yùn)行優(yōu)化控制 能量管理系統(tǒng) 電力自動(dòng)化概述 概念術(shù)語 33 EMS能量管理系統(tǒng)EnergyManageSystemSAS變電站自動(dòng)化系統(tǒng)SubstationAutomationSystemSCADA數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)SupervisoryControlAndDataAcquisition 電力自動(dòng)化概述 概念術(shù)語 34 AGC自動(dòng)發(fā)電控制 AutomaticGenerationControl AVC 自動(dòng)電壓控制 AutomaticVoltageControl DTS 調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng) DispatcherTrainingSystem DMS配電管理系統(tǒng) DistributionManagementSystem 電力自動(dòng)化概述 概念術(shù)語 35 RTU遠(yuǎn)動(dòng)終端單元 RemoteTerminalUnit TTU配電變壓器監(jiān)測終端單元 distributionTransformersupervisoryTerminalUnit FTU饋線終端單元 具有遙控 遙信 故障檢測功能 并與配電自動(dòng)化主站通信 提供配電系統(tǒng)運(yùn)行情況和各種參數(shù)即監(jiān)測控制所需信息 包括開關(guān)狀態(tài) 電能參數(shù) 相間故障 接地故障以及故障時(shí)的參數(shù) 并執(zhí)行配電主站下發(fā)的命令 對配電設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制 實(shí)現(xiàn)故障定位 故障隔離和非故障區(qū)域快速恢復(fù)供電功能 FeederTerminalUnit 電力自動(dòng)化概述 概念術(shù)語 36 FTU