光伏電力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)基礎1電力系統(tǒng)概述、組成及電氣主接線2溫馨提示33學習建議44第一章電力系統(tǒng)的基本組成第二章電力系統(tǒng)運行的特點及要求第三章青海電網(wǎng)概況第四章電氣主接線課程內(nèi)容5第一章電力系統(tǒng)的基本組成第一節(jié)電力系統(tǒng)及電力網(wǎng)的概念

電力系統(tǒng)：由發(fā)電、送電、變電、配電和用電組成的整體稱為電力系統(tǒng)。發(fā)電輸電配電用電變電變電6

電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中的送電、變電、配電三個部分稱為電力網(wǎng)。是將各電壓等級的輸電線路和各種類型的變電所連接而成的網(wǎng)絡。

電力網(wǎng)分類：按其在電力系統(tǒng)中的作用不同，分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。

如圖1-2所示：第一章電力系統(tǒng)的基本組成7

第一章電力系統(tǒng)的基本組成8第二節(jié)電力負荷1.電力負荷的概念：電力負荷是指用電設備或用電單位所消耗的功率、容量或電流。2.電力負荷的組成：用電負荷線路損失負荷供電負荷第一章電力系統(tǒng)的基本組成93.電力負荷的分類：按發(fā)生時間不同負荷分類高峰負荷低谷負荷平均負荷第一章電力系統(tǒng)的基本組成10一類負荷是指不屬于上述一類和二類負荷的其它負荷。二類負荷三類負荷是指突然中斷供電會造成較大的經(jīng)濟損失。是指突然中斷供電將會造成人身傷亡或會引起對周圍環(huán)境嚴重污染，造成經(jīng)濟上的巨大損失等。突然中斷供電而受到的影響3.用電負荷分類：第一章電力系統(tǒng)的基本組成11

第三節(jié)供電質(zhì)量概念：是指電能質(zhì)量與供電可靠性。電能質(zhì)量：是指供應到用電單位受電端電能品質(zhì)的優(yōu)劣程度。包括電壓、頻率和波形的質(zhì)量。電壓允許偏差電壓質(zhì)量電壓允許波動與閃變公用電網(wǎng)諧波三相電壓允許不平衡度頻率質(zhì)量頻率允許偏差第一章電力系統(tǒng)的基本組成12

電壓質(zhì)量對各類電氣設備的影響：1.對照明負荷的影響：電壓降低，白熾燈的發(fā)光效率和光通量都急劇下降，電壓升高，白熾燈的壽命縮短。2.對異步電動機的影響：轉(zhuǎn)矩與端電壓的平方成正比，電壓降低過多，電動機可能停轉(zhuǎn)，或不能啟動；當輸出功率一定時，異步電動機的定子電流、功率因數(shù)和效率會隨電壓而變化，當端電壓降低時，定子、轉(zhuǎn)子電流都會顯著增大，導致電動機的溫度上升，甚至燒壞電動機。反之，當電壓過高時，會使各類電氣設備絕緣老化過程加快，設備壽命縮短。過電壓情況下甚至危及設備運行安全。第一章電力系統(tǒng)的基本組成13

我國國家標準規(guī)定電壓偏差的允許值為：35kV及以上：電壓允許偏差為額定電壓的±5%；10kV及以下三相供電：電壓允許偏差為額定電壓的±7%；220V單相供電：電壓允許偏差為額定電壓的+7%、-10%。電壓允許波動：在某一時段內(nèi)，電壓急劇變化而偏離額定值的現(xiàn)象，稱為電壓波動。我國國家標準規(guī)定電壓波動的允許值為：220kV及以上：電壓允許波動為1.6%；35kV~110kV：電壓允許波動為2%；10kV及以下：電壓允許波動為2.5%。第一章電力系統(tǒng)的基本組成14我國規(guī)定電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz。在300MVA及以上的系統(tǒng)中，不超過額定值的±0.2Hz。在300MVA以下的系統(tǒng)中，不超過額定值的±0.5Hz。思考題？Q1：線路首末端電壓一樣嗎？Q2：電網(wǎng)的頻率為什么會波動？第一章電力系統(tǒng)的基本組成15

第四節(jié)供電可靠性

供電可靠性是指企業(yè)某一統(tǒng)計期內(nèi)對用戶停電的時間和次數(shù)，可以直接反映供電企業(yè)持續(xù)向用電單位的供電能力。是以供電企業(yè)對用戶停電的時間次數(shù)來衡量的。國家規(guī)定供電可靠率不低于99.96%。第一章電力系統(tǒng)的基本組成16第一章電力系統(tǒng)的基本組成第二章電力系統(tǒng)運行的特點及要求第三章青海電網(wǎng)概況第四章電氣主接線課程內(nèi)容17第一節(jié)電力系統(tǒng)運行的特點同時性：電能的生產(chǎn)、輸送、分配以及轉(zhuǎn)換為其他形態(tài)能量的過程，是同時進行的。集中性：電力生產(chǎn)是高度集中的、統(tǒng)一的，與國民經(jīng)濟各部門關系密切。適用性：電能使用最方便，適用性最強。即時性：正常輸電過程和故障過程都非常迅速。區(qū)域性：具有較強的地區(qū)性特點。第二章電力系統(tǒng)運行的特點及要求18安全可靠優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟第一節(jié)對電力系統(tǒng)運行的基本要求

對電力系統(tǒng)運行的基本要求可以簡單地概括為：第二章電力系統(tǒng)運行的特點及要求19

1.保證供電的安全可靠性

保證供電的安全可靠性是對電力系統(tǒng)運行的基本要求。電力系統(tǒng)的各個部門應加強現(xiàn)代化管理，提高設備的運行和維護質(zhì)量。應當指出，目前要絕對防止事故的產(chǎn)生是不可能的，而各種用戶對供電可靠性的要求也不一樣。因此，應根據(jù)電力用戶的重要性不同區(qū)別對待，以便在事故情況下把給國民經(jīng)濟造成的損失限制到最小。2.保證電能的良好質(zhì)量

頻率、電壓和波形是電能質(zhì)量的三個基本指標。當系統(tǒng)的頻率、電壓和波形不符合電氣設備的額定值要求時，往往會影響設備的正常工作、危及設備和人身安全、影響用戶的產(chǎn)品質(zhì)量等。因此要求系統(tǒng)所提供電能的頻率、電壓及波形必須符合其額定值的規(guī)定。第二章電力系統(tǒng)運行的特點及要求20

3.保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性

當電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差或?qū)κ鹿侍幚聿划敃r，局部事故的干擾有可能導致整個系統(tǒng)的全面瓦解，即大部分發(fā)電機和系統(tǒng)解列，而且需要長時間才能恢復，嚴重時會造成大面積、長時間停電。因此穩(wěn)定問題是影響大型電力系統(tǒng)運行可靠性的一個重要因素。4.保證運行人員和電氣設備工作的安全

保證運行人員和電氣設備工作的安全是電力系統(tǒng)運行的基本原則。這一方面要求在設計時合理選擇設備，使之在一定過電壓和短路電流的作用下不致?lián)p壞；另一方面還應按規(guī)程要求及時地安排對電氣設備進行預防性試驗，及早發(fā)現(xiàn)隱患，及時進行維修。另外，在運行和操作中要嚴格遵守有關的規(guī)章制度。

第二章電力系統(tǒng)運行的特點及要求215.保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性

電能成本的降低不僅會使各用電部門的成本降低，更重要的是節(jié)省了能量資源。因此，會帶來巨大的經(jīng)濟效益和長遠的社會效益。為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行，除了進行合理的規(guī)劃設計外，還須對整個系統(tǒng)實施最佳經(jīng)濟調(diào)度，實現(xiàn)火電廠、水電廠及核電廠負荷的合理分配；同時還要提高整個系統(tǒng)的管理技術(shù)水平。第二章電力系統(tǒng)運行的特點及要求22本章小結(jié)本章主要介紹了：電力系統(tǒng)的構(gòu)成；電力負荷的分類；頻率和電壓的質(zhì)量要求；電力系統(tǒng)的運行要求；

安全、可靠、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)23第一章電力系統(tǒng)的基本組成第二章電力系統(tǒng)運行的特點及要求第三章青海電網(wǎng)概況第四章電氣主接線課程內(nèi)容2425西北電網(wǎng)概況西北電網(wǎng)包括：陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆五省區(qū)電網(wǎng)，電網(wǎng)覆蓋地域廣闊，東西、南北跨度大，供電面積達311.38萬平方公里，占中國陸地面積近1/3。

目前，系統(tǒng)裝機容量9349萬千瓦，火電6400萬千瓦左右，約占69%；水電2200萬千瓦，約占24%；風電641萬千瓦，約占6.8％。最大負荷達到4773萬千瓦，最大日用電量10.5億千瓦時。25海石灣祁連縣達日縣茫崖海西州玉樹州海北州海南州果洛州海東黃南州西寧800公里1300公里第三章青海電網(wǎng)概況26

那林格巴音龍羊峽電站鑫恒營莊日月山拉西瓦電廠李家峽電站泉灣吉祥積石峽電站蘇只電站公伯峽電站官亭至蘭州東至蘭州西桃園海石灣至甘肅武勝花園華電大通安通黃家寨曹家堡大石門西寧宜堿班多電站香水丁香向陽景陽阿蘭烏蘭鹽湖楊樂湟源柴達木海西西藏拉薩±400kV康城圣湖明珠格爾木330千伏變電站750千伏變電站750千伏線路330千伏線路-~瀚海聚明青海電網(wǎng)變電概況第三章青海電網(wǎng)概況27

青海電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)以水電為主，火電、光伏為輔，總裝機容量1416萬kW，水火電比例5：1。77%16%7%青海電網(wǎng)電源概況第三章青海電網(wǎng)概況28果洛藏族自治州海西藏族自治州海北藏族自治州海南藏族自治州玉樹藏族自治州黃南藏族自治州（屬格爾木市）西寧市海東地區(qū)青海電網(wǎng)負荷分布西寧電網(wǎng)75.7%海東電網(wǎng)13.6%海南電網(wǎng)1.5%黃化電網(wǎng)2.6%海北電網(wǎng)1.6%海西電網(wǎng)5.0%果洛電網(wǎng)0.1%青海電網(wǎng)地區(qū)負荷分布不均衡，西寧市和海東地區(qū)負荷占總負荷的89%，其它五個自治州農(nóng)牧區(qū)負荷僅占11%。第三章青海電網(wǎng)概況29電解鋁、鐵合金、碳化硅、電石等高耗能產(chǎn)業(yè)占主導地位，占全網(wǎng)負荷的84%。青海電網(wǎng)負荷特點第三章青海電網(wǎng)概況30青海電網(wǎng)全網(wǎng)負荷特性第三章青海電網(wǎng)概況31

青海電網(wǎng)光伏電站采用規(guī)?；?、集中式接入。

2012年9月底，青海電網(wǎng)已并網(wǎng)的大中型光伏電站40座，總?cè)萘?00.3萬kW。青海電網(wǎng)新能源建設第三章青海電網(wǎng)概況32青海電網(wǎng)全網(wǎng)發(fā)電出力曲線第三章青海電網(wǎng)概況33青海電網(wǎng)光伏發(fā)電出力曲線第三章青海電網(wǎng)概況34思考題？Q1：青海電網(wǎng)的主網(wǎng)架電壓等級是多少？第三章青海電網(wǎng)概況35本章小結(jié)本章主要學習了：西北電網(wǎng)的構(gòu)成青海電網(wǎng)的構(gòu)成地理概況電網(wǎng)接線電源結(jié)構(gòu)負荷特點光伏接入36第一章電力系統(tǒng)的基本組成第二章電力系統(tǒng)運行的特點及要求第三章青海電網(wǎng)概況第四章電氣主接線課程內(nèi)容37第一節(jié)對主接線的基本要求

第四章電氣主接線電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，它反映各設備的作用、連接方式和回路間的相互關系38對電器主接線的基本要求，概括地說包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三方面。一、可靠性電力系統(tǒng)中，按重要性的不同負荷分為三類（Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類）。主接線可靠性的具體要求：（1）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電；（2）斷路器或母線故障，以及母線或母線隔離開關檢修時，盡量減少停運出線的回路數(shù)和停運時間，并保證對Ⅰ類、Ⅱ類負荷的供電；（3）盡量避免變電所全部停運的可能性；

第四章電氣主接線39二、靈活性

（1）調(diào)度靈活，操作方便；（2）檢修安全；（3）擴建方便。母線由運行轉(zhuǎn)檢修對于雙母線接線：將該母線上所有運行和備用元件倒到另一母線，拉開母聯(lián)開關和刀閘及PT一次側(cè)刀閘，并在該母線上裝設接地線(或合上接地刀閘)。對單母線、單母開關分段或一個半開關接線：將該母線上所有的開關、刀閘拉開。在該母線上裝設接地線(或合上接地刀閘)。母線由檢修轉(zhuǎn)運行對于雙母線接線：拆除該母線上的接地線(或拉開接地刀閘)，合上PT一次刀閘和母聯(lián)刀閘，用母聯(lián)開關給該母線充電。

第四章電氣主接線40三、經(jīng)濟性（1）投資??；（2）年運行費用??；（3）占地面積小。第四章電氣主接線41第四章電氣主接線電氣設備基本接線及名稱：42第二節(jié)有匯流母線的主接線

有匯流母線的接線形式的基本環(huán)節(jié)是電源、母線和出現(xiàn)。母線是中間環(huán)節(jié)，其作用是匯集和分配電能，使接線簡單清晰，運行、檢修靈活方便，進出線可有任意數(shù)目，利于安裝和擴建。但是，有母線的接線形式使用的開關電器較多，母線故障或檢修時影響范圍較大，適用于進出線較多并有擴建和發(fā)展可能的變電所。第四章電氣主接線43一、單母線接線第四章電氣主接線只有一組工作母線，這種接線的每回進出線只經(jīng)過一臺斷路器固定接于母線的某一段上。44斷路器有滅弧裝置，而隔離開關沒有滅弧裝置，停送電操作必須嚴格遵守操作順序；即隔離開關必須在斷路器斷開的情況下或等電位的情況下才能進行操作。例如：WL1檢修后恢復送電的操作順序為：檢查QF確在斷開位置合上QS2合上QS1合上QF。

第四章電氣主接線45不分段單母線接線的優(yōu)點：接線簡單清晰，設備少，投資小，運行操作方便有利于擴建和采用成套配電裝置。不分段單母線接線的缺點：可靠性、靈活性差。

第四章電氣主接線46二、分段的單母線接線

第四章電氣主接線單母線分段接線的特點：1）兩母線段可并列運行，也可分裂運行；2）任一母線或母線隔離開關檢修，只停該段，其他段可繼續(xù)供電，減少了停電范圍。47如圖一次系統(tǒng)圖，請說明主接線接線形式、運行方式。

第四章電氣主接線48變壓器操作變壓器送電時，應當先合上電源側(cè)開關，后合上負荷側(cè)開關；多側(cè)電源的變壓器，送電時先合上主電源開關，再合上其它電源側(cè)開關，最后合上負荷側(cè)開關。

I第四章電氣主接線49停電時應先停負荷側(cè)，后停電源側(cè)。三繞組降壓變壓器停電按照低壓、中壓、高壓的順序依次進行。第四章電氣主接線因為多電源的電路，按此順序停電，可以防止變壓器反充電。若停電時先停電源側(cè)，如遇變壓器內(nèi)部故障，可能會造成保護誤動作或拒絕動作，延長故障切除時間，也可能擴大停電范圍。其次，從電源側(cè)逐級送電，如遇故障，也便于按送電范圍檢查，判斷及處理。50三、雙母線接線

第三章電氣主接線優(yōu)點：供電可靠，運行方式靈活，擴建方便。缺點：操作復雜，容易發(fā)生誤操作；說用設備多，配電裝置復雜。51第三節(jié)無匯流母線的主接線

第三章電氣主接線一、單元接線52二、橋