電力系統(tǒng)分析第1章

1、電力系統(tǒng)分析徐天奇tq_教材：電力系統(tǒng)分析 夏道止 中國電力出版社 第一版電力系統(tǒng)分析課程簡介研究內(nèi)容電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行分析故障分析暫態(tài)過程分析基礎(chǔ)電力系統(tǒng)潮流計算電力系統(tǒng)短路故障計算電力系統(tǒng)穩(wěn)定計算電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行分析主要研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行的性能，包括系統(tǒng)有功和無功功率的平衡，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點電壓和支路功率的分布等，解決系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整，無功功率和電壓控制等問題。電力系統(tǒng)潮流計算是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的基礎(chǔ)。潮流計算的結(jié)果可以給出電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時各節(jié)點電壓和各支路功率的分布。從而選擇運行方式，制定降低網(wǎng)損的措施，確定事故影響的程度和防止事故擴大的措施等電力系統(tǒng)故障分析主要研究電力系統(tǒng)中發(fā)生故障（

2、包括短路、斷線和非正常操作）時，故障電流、電壓及其在電力網(wǎng)中的分布。短路電流計算是故障分析的的主要內(nèi)容。短路電流計算的目的，是確定短路故障的嚴(yán)重程度，選擇電氣設(shè)備參數(shù)。整定繼電保護，分析系統(tǒng)中負序及零序電流的分布，從而確定其對電氣設(shè)備和系統(tǒng)的影響。電力系統(tǒng)暫態(tài)分析電磁暫態(tài)過程的分析研究電力系統(tǒng)故障和操作過電壓及諧振過電壓，為變壓器、斷路器等高壓電氣設(shè)備和輸電線路的絕緣配合和過電壓保護的選擇，以及降低或限制電力系統(tǒng)過電壓技術(shù)措施的制訂提供依據(jù)。機電暫態(tài)過程的分析主要研究電力系統(tǒng)受到大擾動后的暫態(tài)穩(wěn)定和受到小擾動后的靜態(tài)穩(wěn)定性能。其中暫態(tài)穩(wěn)定分析是研究電力系統(tǒng)受到諸如短路故障，切除或投入線路、發(fā)電

3、機、負荷，發(fā)電機失去勵磁或者沖擊性負荷等大擾動作用下，電力系統(tǒng)的動態(tài)行為和保持同步穩(wěn)定運行的能力。為選擇規(guī)劃設(shè)計中的電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，校驗和分析運行中的電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性能和穩(wěn)定破壞事故，制訂防止穩(wěn)定破壞的措施提供依據(jù)。靜態(tài)穩(wěn)定分析為確定輸電系統(tǒng)的輸送功率，分析靜態(tài)穩(wěn)定破壞和低頻振蕩事故的原因，選擇發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的形式和參數(shù)提供依據(jù)。本課程的地位核心專業(yè)課理解電力系統(tǒng)行為的必學(xué)課程是更深專業(yè)課學(xué)習(xí)以及開展電力系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)先修課程：高等數(shù)學(xué)工程數(shù)學(xué)電路理論電機學(xué)自動控制理論等本課程的學(xué)習(xí)方法1、鞏固先修專業(yè)知識，提高課堂效率2、合理安排時間，跟上教學(xué)進度3、自學(xué)很重要，要學(xué)

4、會獨立思考4、上課專心聽講，積極互動5、課后復(fù)習(xí)，認(rèn)真完成作業(yè)第一章 電力系統(tǒng)的基本概念1.1 電力系統(tǒng)概述一、電力系統(tǒng)的組成電能是最重要、最方便的能源。電力系統(tǒng)：生產(chǎn)、輸送、分配和消費電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體。發(fā)電廠：生產(chǎn)電能電力網(wǎng)：輸送、分配電能。包括升、降壓變壓器和各種電壓等級的輸電線路。用戶：消費電能電力系統(tǒng)示意圖電力系統(tǒng)簡圖二、電力系統(tǒng)基本參數(shù)1、額定頻率fN50Hz2、額定電壓為使互聯(lián)的各電氣設(shè)備都能運行在較有利的電壓下，各設(shè)備的額定電壓應(yīng)相互配合。一般把電力線路和用電設(shè)備的額定電壓稱為系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)）的額定電壓UN（線電壓），常包括3，6，10，35，110，220，

5、330，500KV。額定電壓發(fā)電機電壓：1.05UN變壓器電壓：一次繞組：一般UN，與發(fā)電機直接相連時1.05UN。二次繞組：一般1.1UN，短路電壓較小的變壓器或直接與用戶相連時可為1.05UN。變壓器的高壓繞組常設(shè)計有分接頭，如：抽頭變比為5，2.5%, 0，2.5, -5%, 指相對于該側(cè)繞組額定電壓UN的偏移百分?jǐn)?shù)。例：對于一臺10KV 220KV的升壓變，其額定變比為：10.5/242 KV，設(shè)有5級高壓側(cè)抽頭，則每一抽頭的實際額定電壓分別為:+5%: 2421.05KV=254.1KV+2.5 2421.025KV248.05KV主： 242KV-2.5 2420.975KV235

6、.95KV-5%: 2420.95KV=229.9KV而對于一臺220KV 10KV的降壓變，其額定變比為：220/11 KV，設(shè)有5級高壓側(cè)抽頭，則每一抽頭的實際額定電壓分別為:+5%: 2201.05KV=231KV+2.5 2201.025KV225.5KV主： 220KV-2.5 2200.975KV214. 5KV-5%: 2200.95KV=209 KV3、系統(tǒng)容量裝機容量：發(fā)電機的額定輸出有功功率。單位：千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）總裝機容量：系統(tǒng)中所有發(fā)電機組的額定有功功率綜合。負荷：負載消耗的有功功率單位：千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）發(fā)電量：實際發(fā)出電

7、能的總和。單位：兆瓦 時（MWh）、吉瓦 時（GWh）、太瓦 時（TWh）1.2 我國的電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)：由各級電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。電網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所。 3、 6、 10 、 35 、66、 110 、 220 、 330 、 500kV區(qū)域電網(wǎng)：供電電壓在220kV及以上的電網(wǎng)地方電網(wǎng)：供電電壓小于等于110kV的電網(wǎng)我國電網(wǎng)形勢：西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)我國區(qū)域電網(wǎng)分布圖我國除臺灣外已經(jīng)形成東北、華北、西北、華東（含福建）、華中（含川渝）和南方等6個跨省區(qū)電網(wǎng)和山東、海南、新疆、西藏4

8、個獨立省網(wǎng)。除西北電網(wǎng)以330kV為主網(wǎng)架外，其他跨省電網(wǎng)和山東電網(wǎng)都已建成500kV主網(wǎng)架。香港、澳門電網(wǎng)分別以400 kV和110kV和廣東電網(wǎng)從而和南方電網(wǎng)相聯(lián)；華中和華東電網(wǎng)通過葛上直流輸電工程已實現(xiàn)了互聯(lián)；東北和華北、華北和華中電網(wǎng)通過交流500 kV實現(xiàn)了互聯(lián)；華中和南方電網(wǎng)通過三廣直流輸電工程實現(xiàn)了互聯(lián)；全國聯(lián)網(wǎng)的局面正在快速推進中，2010年前后可基本實現(xiàn)除新疆、西藏、臺灣以外的全國聯(lián)網(wǎng)。到2008年底，全國發(fā)電裝機容量已超過8億kW已建成六大區(qū)域電網(wǎng)建設(shè)北、中、南三大西電東送通道推進全國聯(lián)網(wǎng)、建設(shè)堅強國家電網(wǎng)我國當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的現(xiàn)狀3000MW2500MW7200MW300

9、0MW9000MW10000MW1800MW2000MWHydro Power BaseThermal BaseACDC2005年全國電網(wǎng)互聯(lián)格局DC under constructed 西電東送：北、中、南三條輸電通 道，聯(lián)網(wǎng)送電為主 南北互供：水、火調(diào)劑，跨流域補償，聯(lián)網(wǎng)效益為主 全國聯(lián)網(wǎng)：東西強聯(lián)網(wǎng)，南北弱聯(lián)網(wǎng)的總體格局P22華北南方東北西藏臺灣西北華中上海華東新疆川渝金沙江水電晉陜寧蒙煤電基地負荷中心送電至華中華東送電至華北華中華東新疆煤電基地四川水電西藏水電送電至華中華東送電至華中大規(guī)模西電東送我國發(fā)電總裝機容量的發(fā)展2006年中國發(fā)電裝機和發(fā)電量 裝機容量發(fā)電量容量（GW） 百分比（%） 電量(TWh) 百分比（%）火電483.0577.82357.383.17水電128.5720.7416.714.7核電6.841.154.31.92