電氣工程導(dǎo)論-電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化

電氣信息導(dǎo)論

—電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化電氣工程學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化高校本科教育專(zhuān)業(yè)設(shè)置（三個(gè)層次）屬電氣工程一級(jí)學(xué)科下的二級(jí)學(xué)科之一學(xué)科門(mén)類(lèi)學(xué)科大類(lèi)（一級(jí)學(xué)科）專(zhuān)業(yè)（二級(jí)學(xué)科）哲學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)、教育學(xué)、文學(xué)、歷史學(xué)、理學(xué)、工學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、軍事學(xué)、管理學(xué)、藝術(shù)學(xué)08電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化高校本科教育專(zhuān)業(yè)設(shè)置（三個(gè)層次）屬電氣工程一級(jí)學(xué)科下的二級(jí)學(xué)科之一學(xué)科門(mén)類(lèi)學(xué)科大類(lèi)（一級(jí)學(xué)科）專(zhuān)業(yè)（二級(jí)學(xué)科）0801力學(xué)0802機(jī)械工程??0838公安技術(shù)0808電氣工程08工學(xué)0809電子科學(xué)與技術(shù)0810信息與通信工程0811控制科學(xué)與工程

0812計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化高校本科教育專(zhuān)業(yè)設(shè)置（三個(gè)層次）屬電氣工程一級(jí)學(xué)科下的二級(jí)學(xué)科之一學(xué)科門(mén)類(lèi)學(xué)科大類(lèi)（一級(jí)學(xué)科）專(zhuān)業(yè)（二級(jí)學(xué)科）080801電機(jī)與電器080802電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化080803高電壓與絕緣技術(shù)080804電力電子與電力傳動(dòng)080805電工理論與新技術(shù)08工學(xué)0808電氣工程由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)的系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化發(fā)電變電輸電配電用電由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)的系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)的系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)等過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度。由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)的系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)等過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度。保證用戶(hù)獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)的系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)和元件的自動(dòng)安全保護(hù)網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度企業(yè)的自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等

19世紀(jì)90年代，倫敦郊外電廠發(fā)電，變壓器將2.5kV升至10kV，經(jīng)12km輸電線(xiàn)送到倫敦市區(qū)…（發(fā)/輸/變/配/用）屬電力系統(tǒng)的雛形。1832年制成第一座發(fā)電機(jī)。1875年，巴黎北火車(chē)站建成世界第一座火電廠，為附近照明供電。1882年末，紐約珍珠街電廠，6臺(tái)發(fā)電機(jī)經(jīng)傳輸線(xiàn)與電燈相連。屬電力系統(tǒng)的萌芽。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)發(fā)電系統(tǒng)

輸電系統(tǒng)配電系統(tǒng)

用戶(hù)抽水蓄能發(fā)電廠核能電廠大型火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠水力發(fā)電廠超高壓變電所大型工廠小型工廠中型工廠電氣化鐵路快軌交通商業(yè)大廈寫(xiě)字樓住宅商店小水力電廠一次變電所二次變電所配電變電所桿上變壓器電源為負(fù)載供電發(fā)電機(jī)負(fù)荷種類(lèi)多變動(dòng)頻繁t0P加載速度緩慢電源發(fā)出功率=負(fù)荷消耗功率電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)P/kWt/year105O負(fù)荷逐年增長(zhǎng)曲線(xiàn)新建電廠建設(shè)線(xiàn)路電源規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃負(fù)荷預(yù)測(cè)隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，負(fù)荷總量逐年增長(zhǎng)（5-10%）。電廠的建設(shè)周期一般為幾年至十幾年電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)負(fù)荷年變化曲線(xiàn)檢修計(jì)劃P/kWt/month1260負(fù)荷變化系統(tǒng)可提供的發(fā)電功率(該時(shí)段總裝機(jī)容量)火電機(jī)組大修周期為1-1.5年，檢修時(shí)間大約為1個(gè)月；水電機(jī)組大修周期為2-3年，檢修時(shí)間為20天左右。

電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)負(fù)荷日變化曲線(xiàn)機(jī)組組合發(fā)電計(jì)劃物盡其用經(jīng)濟(jì)調(diào)度t/hour0P/kW96點(diǎn)折線(xiàn)發(fā)布到各發(fā)電公司（廠）電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)12t/hourP/kW0負(fù)荷變化發(fā)電計(jì)劃（在線(xiàn)）經(jīng)濟(jì)調(diào)度AGC切負(fù)荷電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)美加大停電03.8.148月13日晚9時(shí)21分14日晚9時(shí)03分衛(wèi)星拍攝夜間光亮強(qiáng)度電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)調(diào)查美加大停電事故的北美電力可靠性委員會(huì)16日的初步調(diào)查結(jié)果顯示，14日下午3時(shí)06分，俄亥俄州北部三條超高壓輸電線(xiàn)路突然發(fā)生故障。由于警報(bào)系統(tǒng)失靈，控制人員沒(méi)有發(fā)現(xiàn)并采取有效措施，導(dǎo)致輸電系統(tǒng)出現(xiàn)連鎖反應(yīng)，并在一個(gè)小時(shí)之內(nèi)蔓延到紐約及加拿大的多倫多。俄亥俄州北部克利夫蘭地區(qū)一條34.5萬(wàn)伏超高壓輸電線(xiàn)路過(guò)載第二條34.5萬(wàn)伏超高壓輸電線(xiàn)路因溫度過(guò)高線(xiàn)路軟化，落在樹(shù)枝上，短路停電克利夫蘭地區(qū)剩余3條超高壓輸電線(xiàn)路工作負(fù)荷急劇增加，最終“不堪重負(fù)”，分別在3:41、3:46和4:06斷電俄亥俄州幾座主要發(fā)電廠過(guò)載保護(hù)應(yīng)急系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，關(guān)閉發(fā)電機(jī)組

密歇根州、紐約及加拿大安大略省的發(fā)電機(jī)組也相繼自動(dòng)關(guān)閉

14日下午4時(shí)11分，美加中東部近5000萬(wàn)人陷入黑暗之中，停電29個(gè)小時(shí)后才完全恢復(fù)電力供應(yīng)。1977年的紐約大停電起因是雷電擊毀了紐約市郊某處電網(wǎng)，馬上就引發(fā)整座城市電力網(wǎng)絡(luò)癱瘓。一度引發(fā)全城搶劫和縱火，停電將一部分人推到了反社會(huì)的邊緣，直接威脅著國(guó)家安全?！笆◤棥贝笸ｋ娨l(fā)的社會(huì)混亂給美國(guó)軍方提供了靈感，軍事制勝的一個(gè)法寶就是進(jìn)攻敵方的電網(wǎng)，導(dǎo)致敵方通信、電力、生產(chǎn)、交通全面癱瘓。紐約大停電紐約大停電電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)是一個(gè)與電能的生產(chǎn)、傳輸、變換、使用、控制、管理等有關(guān)的專(zhuān)業(yè)。涉及電氣工程領(lǐng)域的裝備、運(yùn)行、信息處理等工程技術(shù)。研究電力系統(tǒng)的測(cè)量、保護(hù)、調(diào)節(jié)、控制的理論與技術(shù)，研究電力系統(tǒng)的信息化、自動(dòng)化及其他新技術(shù)發(fā)展的理論與技術(shù)。培養(yǎng)能從事與電力系統(tǒng)有關(guān)的系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、實(shí)驗(yàn)分析、研制開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟(jì)管理以及電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域工作的寬口徑“應(yīng)用型”高級(jí)工程技術(shù)人才。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)電力系統(tǒng)規(guī)劃電力系統(tǒng)擴(kuò)展規(guī)劃：在預(yù)測(cè)未來(lái)負(fù)荷發(fā)展水平的基礎(chǔ)上制定電力系統(tǒng)擴(kuò)展規(guī)劃，以解決電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組和輸配電網(wǎng)絡(luò)在規(guī)劃期內(nèi)的發(fā)展和擴(kuò)充問(wèn)題。發(fā)電規(guī)劃：主要解決發(fā)電廠的擴(kuò)展，包括在已知廠址的條件下，確定電廠類(lèi)型、容量、投入年限等；電網(wǎng)規(guī)劃：在發(fā)電規(guī)劃的基礎(chǔ)上制訂，包括確定輸電方式、電壓等級(jí)、線(xiàn)路回路數(shù)和起止點(diǎn)等。需要優(yōu)化理論等支撐電力系統(tǒng)運(yùn)行計(jì)劃用來(lái)尋找系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行方案。即在滿(mǎn)足系統(tǒng)可靠性的條件下，使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用最少。中期運(yùn)行規(guī)劃：制訂發(fā)電廠主要設(shè)備的停機(jī)維修計(jì)劃；季節(jié)性的水電管理，又稱(chēng)水庫(kù)經(jīng)濟(jì)調(diào)度；火電站的燃料計(jì)劃和核電站的核燃料更換計(jì)劃。短期運(yùn)行規(guī)劃：機(jī)組組合、發(fā)電計(jì)劃、動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度、在線(xiàn)經(jīng)濟(jì)調(diào)度等。需要優(yōu)化理論等支撐電力系統(tǒng)分析與控制電力系統(tǒng)分析：穩(wěn)態(tài)分析，包括潮流分析和功率平衡分析等；暫態(tài)分析，包括靜態(tài)穩(wěn)定性分析和暫態(tài)穩(wěn)定性分析等。電力系統(tǒng)控制：平衡控制，包括電力有功功率平衡和無(wú)功功率平衡控制；安全控制，包括功角穩(wěn)定控制和電壓穩(wěn)定控制。需要數(shù)學(xué)分析、自動(dòng)控制、優(yōu)化算法、人工智能等理論和技術(shù)電力系統(tǒng)自動(dòng)化對(duì)電能生產(chǎn)、傳輸和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)度和自動(dòng)化管理。內(nèi)容：生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和控制,系統(tǒng)和元件的自動(dòng)安全保護(hù)，網(wǎng)絡(luò)信息的自動(dòng)傳輸，系統(tǒng)生產(chǎn)的自動(dòng)調(diào)度，以及企業(yè)的自動(dòng)化經(jīng)濟(jì)管理等。目標(biāo)：是保證供電的電能質(zhì)量（頻率和電壓），保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，提高經(jīng)濟(jì)效益和管理效能。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)在電力系統(tǒng)事故或異常運(yùn)行情況下動(dòng)作，保證電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備安全運(yùn)行的自動(dòng)裝置。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障和不正常運(yùn)行情況時(shí)，用于快速切除故障，消除不正常狀況；在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或危及其安全運(yùn)行的事件時(shí)，能及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，或直接發(fā)出跳閘命令以終止事件?；救蝿?wù)：自動(dòng)迅速，有選擇的跳開(kāi)特定的斷路器；反映電氣元件的不正常運(yùn)行狀態(tài)?；疽螅核賱?dòng)性選擇性靈敏性可靠性電力市場(chǎng)理論從經(jīng)濟(jì)學(xué)和市場(chǎng)學(xué)的角度，結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律和生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)電力市場(chǎng)進(jìn)行分析和判斷，從而為電力市場(chǎng)的良好運(yùn)行提供理論依據(jù)。需要經(jīng)濟(jì)學(xué)、市場(chǎng)學(xué)等理論電能質(zhì)量分析電能質(zhì)量：關(guān)系到供電、用電系統(tǒng)及其設(shè)備正常工作(或運(yùn)行)的電壓、電流的各種指標(biāo)偏離規(guī)定范圍的程度。主要指標(biāo)：電壓、頻率和波形。從普遍意義上講是指優(yōu)質(zhì)供電，包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量。包括：頻率偏差、電壓偏差、電壓波動(dòng)與閃變、三相不平衡、暫時(shí)或瞬態(tài)過(guò)電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。需要隨機(jī)過(guò)程分析、統(tǒng)計(jì)分析等理論電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)結(jié)合傳感器技術(shù)、光纖技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)以及模式識(shí)別技術(shù)等，針對(duì)電氣設(shè)備絕緣監(jiān)測(cè)方法和故障診斷的機(jī)理，研制和開(kāi)發(fā)出發(fā)電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、電容型設(shè)備和直流系統(tǒng)等主要電氣設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，從而全面提高電氣設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。專(zhuān)業(yè)面寬：專(zhuān)業(yè)既涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)度技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)分析、設(shè)備運(yùn)行與選擇、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、高電壓技術(shù)，又涉及自動(dòng)化裝置、通訊、綜合自動(dòng)化等弱電自動(dòng)控制的內(nèi)容，做到強(qiáng)電與弱電相結(jié)合，規(guī)劃、運(yùn)行、設(shè)計(jì)與施工相結(jié)合，控制運(yùn)行與管理相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)，注意能力培養(yǎng)。

適應(yīng)性、兼容性強(qiáng)：在確?；A(chǔ)扎實(shí)的前提下，可根據(jù)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要調(diào)整和拓寬其專(zhuān)業(yè)方向，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)專(zhuān)業(yè)人材的需求變化。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課：電路、電磁場(chǎng)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、自動(dòng)控制理論、數(shù)字信號(hào)處理等。專(zhuān)業(yè)課：電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析、發(fā)電廠電氣部分、高電壓技術(shù)、繼電保護(hù)技術(shù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置、測(cè)試技術(shù)、遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)等。電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)應(yīng)修課程中國(guó)華能集團(tuán)公司、中國(guó)大唐集團(tuán)公司、中國(guó)華電集團(tuán)公司、中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司、中國(guó)電力投資集團(tuán)公司電力公司、電力調(diào)度中心、電力建設(shè)部門(mén)、發(fā)電廠電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工作去向五大發(fā)電集團(tuán)、四小豪門(mén)、四個(gè)輔助集團(tuán)等和兩大電網(wǎng)中國(guó)水電工程顧問(wèn)集團(tuán)、中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)、中國(guó)水利水電建設(shè)集團(tuán)、中國(guó)葛洲壩水利水電建設(shè)集團(tuán)華潤(rùn)電力、國(guó)華電力、國(guó)投電力、中廣核電力公司、電力調(diào)度中心、電力建設(shè)部門(mén)、發(fā)電廠電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工作去向五大發(fā)電集團(tuán)、四小豪門(mén)、四個(gè)輔助集團(tuán)等和兩大電網(wǎng)電力公司、電力調(diào)度中心、電力建設(shè)部門(mén)、發(fā)電廠電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工作去向五大發(fā)電集團(tuán)、四小豪門(mén)、四個(gè)輔助集團(tuán)等和兩大電網(wǎng)電力工業(yè)部

1997年1月16日改組成立國(guó)家電力公司（統(tǒng)籌發(fā)電/輸電/配電/供電四個(gè)環(huán)節(jié)）

2002年推行”電力改革”,國(guó)家電力公司被重組分拆為五大發(fā)電集團(tuán)和兩大電網(wǎng)公司（發(fā)電和輸電業(yè)務(wù)各屬經(jīng)營(yíng)）電力公司、電力調(diào)度中心、電力建設(shè)部門(mén)、發(fā)電廠電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工作去向承擔(dān)電氣運(yùn)行、管理，以及電氣設(shè)備的維護(hù)、檢修、安裝和調(diào)試等方面的工作電力設(shè)計(jì)院、電力規(guī)劃院、其他電力科研開(kāi)發(fā)部門(mén)各省電力設(shè)計(jì)院、規(guī)劃院南瑞、國(guó)電南自、山東魯能、許繼等等電力公司、電力調(diào)度中心、電力建設(shè)部門(mén)、發(fā)電廠電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工作去向電力設(shè)計(jì)院、電力規(guī)劃院、其他電力科研開(kāi)發(fā)部門(mén)承擔(dān)電氣運(yùn)行、管理，以及電氣設(shè)備的維護(hù)、檢修、安裝和調(diào)試等方面的工作承擔(dān)設(shè)計(jì)、研究工作各類(lèi)大、中型企業(yè)電力公司、電力調(diào)度中心、電力建設(shè)部門(mén)、發(fā)電廠電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)工作去向電力設(shè)計(jì)院、電力規(guī)劃院、其他電力科研開(kāi)發(fā)部門(mén)承擔(dān)電氣運(yùn)行、管理，以及電氣設(shè)備的維護(hù)、檢修、安裝和調(diào)試等方面的工作承擔(dān)設(shè)計(jì)、研究工作各類(lèi)大、中型