電力系統(tǒng)概述楊以涵.ppt

1、1.了解本課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)、電力系統(tǒng)的組成和運(yùn)行，了解電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、電力系統(tǒng)的暫時(shí)性過(guò)程、電力系統(tǒng)控制的各種分析和計(jì)算方法，從事后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程和未來(lái)電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作，是扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本技術(shù)。電力系統(tǒng)基礎(chǔ)(第二板塊)、2、本課程培訓(xùn)內(nèi)容、電力系統(tǒng)基礎(chǔ)、配線電力系統(tǒng)組件參數(shù)和等效電路電力系統(tǒng)流計(jì)算-每個(gè)巴士電壓、分支電流和電源及網(wǎng)絡(luò)損失電力系統(tǒng)有效功率平衡和頻率曹征電力系統(tǒng)無(wú)功平衡和電壓曹征短路電流計(jì)算和分析故障分析三相短路概念電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、暫時(shí)穩(wěn)定性、暫時(shí)穩(wěn)定性物理組件的數(shù)學(xué)模型，第三章，第一節(jié)電力系統(tǒng)概述，第一節(jié)電力系統(tǒng)的能源配置第二節(jié)電力系統(tǒng)的形成第三節(jié)電力系統(tǒng)的負(fù)荷第

2、四節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求第五節(jié)電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)和規(guī)定第六節(jié)中國(guó)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)基礎(chǔ)(第二板塊)，第四節(jié)電力系統(tǒng)的能源配置，能源分類(lèi)電力來(lái)源， 第一章電力系統(tǒng)概述煤炭、石油、天然氣、水力等自然界演化而來(lái)的電力資源；第二能源：一次能源轉(zhuǎn)換帶來(lái)的電力、火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能； 太陽(yáng)能發(fā)電，風(fēng)能發(fā)電，5，1，火力發(fā)電，火力發(fā)電燃料燃燒數(shù)蒸汽機(jī)械能發(fā)電，熱力發(fā)電廠圖1-1冷凝熱力發(fā)電廠生產(chǎn)工藝圖表，7，1，火力發(fā)電，第一章電力系統(tǒng)概述，8， 修道式：河床坡度大時(shí)的壩后式：?jiǎn)为?dú)壩，工廠第一章電力系統(tǒng)概述，11，2，水力發(fā)電，第一章電力系統(tǒng)概述，12，2，水力發(fā)電，第一章電力系統(tǒng)概述，13，

3、2，水力發(fā)電， 屆時(shí)，三峽工程將全面實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)的發(fā)展能力。第一章電力系統(tǒng)概述，14，3，核電站，核能，核蒸汽發(fā)生系統(tǒng)代替熱力發(fā)電廠鍋爐，蒸汽系統(tǒng)，裂變能量：恒定能量的中子重金屬元素核(鈾，钚)，聚變能源：不同快中子反應(yīng)堆：鈾238，钚239燃料，高速(3)核裂變釋放的能量很大，但核能也是不可再生能源。切爾諾貝利核電站：石墨冷堆三里島核電站：沒(méi)收水，16，1951年第一個(gè)100千瓦核電站美國(guó)我國(guó)秦山123期，大亞灣，英澳1期，前一期。2020年我國(guó)安裝了9.5億千瓦，其中核電4000萬(wàn)千瓦計(jì)劃在未來(lái)15年內(nèi)建設(shè)100萬(wàn)千瓦核電站核電投資40臺(tái)。1.11.65萬(wàn)韓元/千瓦；火力：4000韓元/千瓦

4、建設(shè)周期：核電70個(gè)月；火力：30個(gè)月核電站，火力壽命為30年，第一章電力系統(tǒng)概述，17，3，核電站，第一章電力系統(tǒng)概述，18，4，分布式可再生能源發(fā)展，第一章電力系統(tǒng)概述，可再生能源發(fā)展的必然性：(1) (2)(3)環(huán)境污染、環(huán)境保護(hù)等?？稍偕茉垂δ埽?1)安裝容量小，接近用戶(hù)。(2)就地取材，就地消費(fèi)。可再生能源發(fā)展、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)?、潮汐、植物橙色等?9，第一章電力系統(tǒng)概述，(1)風(fēng)力發(fā)電、異向風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)：發(fā)展規(guī)模小，與蓄電池等能源存儲(chǔ)設(shè)備或其他能源發(fā)電技術(shù)相結(jié)合，電網(wǎng)連接風(fēng)能發(fā)展的特點(diǎn)：發(fā)展規(guī)模大，可以得到大電網(wǎng)的補(bǔ)償和支持，可以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)可用的風(fēng)能資源。20，第一章電力系統(tǒng)

5、概述，(2)太陽(yáng)能發(fā)展，太陽(yáng)能：“無(wú)窮無(wú)盡，無(wú)窮無(wú)盡”，光熱轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換光化學(xué)轉(zhuǎn)換，直接轉(zhuǎn)換間接轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換格式，直接轉(zhuǎn)換，太陽(yáng)能輻射能=(1)，22，第一章電力系統(tǒng)概述，圖1-14系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)屋頂太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖，適應(yīng)太陽(yáng)能能量密度低特點(diǎn)，易于推廣，節(jié)約輸電設(shè)備，減少電力損失，具有靈活性和經(jīng)濟(jì)性。23，第一章電力系統(tǒng)概述，(2)，太陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電，圖1-15太陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電圖，24，第一章電力系統(tǒng)概述，25，電力系統(tǒng)優(yōu)越性：第一章電力系統(tǒng)概述，1)總備用容量比重，3)最大負(fù)載：通常表示在指定時(shí)間內(nèi)電力系統(tǒng)總有效電力負(fù)載的最大值(kW、MW、GW)。4)最大電壓額定值：以kV計(jì)算牙齒電力系統(tǒng)

6、最大電壓額定值電力線的額定電壓。27，電力系統(tǒng)用戶(hù)：第一章電力系統(tǒng)概述，第三節(jié)電力系統(tǒng)的負(fù)荷大致可分為異步電動(dòng)機(jī)、動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)、各種電爐、電力電子設(shè)備、電子設(shè)備、電燈等，負(fù)荷曲線：表示一段時(shí)間內(nèi)傳記負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線。28，負(fù)載曲線類(lèi)型：第一章電力系統(tǒng)概述，每日負(fù)載曲線年度負(fù)載曲線，周期性分割，負(fù)載曲線描述：不間斷連續(xù)曲線，通常是折線或階梯方法。，自定義負(fù)荷曲線區(qū)域負(fù)荷曲線電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線，按負(fù)荷范圍，29，負(fù)荷曲線示例：第一章電力系統(tǒng)概述，圖1-17活動(dòng)日負(fù)荷曲線，圖1-18活動(dòng)日負(fù)荷曲線，(線方法)，(樓梯年度負(fù)荷曲線布置維護(hù)計(jì)劃，安裝計(jì)劃的基礎(chǔ))如果Kp值小，則表明負(fù)荷曲線波動(dòng)大，發(fā)電機(jī)

7、利用率低。32，最大負(fù)荷曲線：第一章電力系統(tǒng)概述，主要用于指導(dǎo)發(fā)電設(shè)備維修計(jì)劃的制定和新建，電站擴(kuò)建計(jì)劃的制定等。圖1-19有效功率的年度最大負(fù)載曲線，33，年度連續(xù)負(fù)載曲線3360，第一章電力系統(tǒng)概述，圖1-20年度連續(xù)負(fù)載曲線，34，年度功耗，第一章電力系統(tǒng)概述，最大負(fù)載利用時(shí)間，表1-1各種用戶(hù)的年度最大負(fù)載利用時(shí)間，表1，(3)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的密切關(guān)系；(4)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量要求高，電壓、頻率和波形的嚴(yán)格國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。傳記能源的生產(chǎn)、運(yùn)輸、分配和使用是在同一時(shí)間進(jìn)行的。電以電磁波形式傳播，(30萬(wàn)公里/秒)運(yùn)行和故障發(fā)生很短。36，2，電力系統(tǒng)要求，第一章電力系統(tǒng)概述，(1)確保供電可

8、靠性，對(duì)用戶(hù)停止供電的原因，(a)電力系統(tǒng)組件(例如發(fā)電機(jī)、變壓器、電路等)故障；b)系統(tǒng)運(yùn)行的完全崩潰(如穩(wěn)定性破壞)。確保供電可靠性的要求：a)要求電力系統(tǒng)組件具有足夠的可靠性。b)提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，加強(qiáng)抗干擾能力，防止發(fā)生或容易發(fā)生引起大規(guī)模停電的系統(tǒng)崩潰事故。第37，第一章電力系統(tǒng)概述，負(fù)荷因供電可靠性要求而異，第一類(lèi)：用戶(hù)停電造成的人身傷亡，設(shè)備損壞，產(chǎn)品報(bào)廢，生產(chǎn)秩序長(zhǎng)期無(wú)法回復(fù)，市政生活混亂。2種：下屬供電中斷大量減產(chǎn)，人民生活影響。第三類(lèi)：不屬于上述兩個(gè)茄子類(lèi)別的下屬(例如，工廠的輔助車(chē)間小城鎮(zhèn)和農(nóng)村公共下屬等)。38，第一章電力系統(tǒng)概述，(2)電能質(zhì)量保證，電能質(zhì)量以電壓

9、、頻率和正弦交流的波形測(cè)量。通常，電壓偏移渡邊杏為超過(guò)額定電壓值的5%。電力系統(tǒng)規(guī)定頻率偏移不能超過(guò)0.2 0.5Hz。(3)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。A)采用高效節(jié)能的發(fā)電設(shè)備，提高發(fā)電運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，減少發(fā)電過(guò)程中的能源消耗。b)合理發(fā)展電網(wǎng)，減少輸電分配過(guò)程中電力的損失。39，第一，為什么確定額定電壓？電網(wǎng)(線路)的額定電壓只能使用國(guó)家規(guī)定的額定電壓。那是決定各種傳記設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)化：防止電壓等級(jí)數(shù)的無(wú)限制擴(kuò)展，導(dǎo)致互連困難。最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能：電力設(shè)備必須在額定電壓下優(yōu)化設(shè)計(jì)、制造和使用。，第一章電力系統(tǒng)概述，第五節(jié)電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)和規(guī)定，40，2，如何確定傳記設(shè)備的額定電

10、壓？=柵格額定電壓，升壓變化：=發(fā)電機(jī)額定電壓，在相同的公稱(chēng)電壓下，每個(gè)電氣的額定電壓都不同。1，傳記設(shè)備允許偏差，2，線路第一端允許偏差，1.05un，0.95壓降變化：=柵格額定電壓un，第二側(cè)：發(fā)電設(shè)備，額定電壓為空載電壓，內(nèi)部損耗約5%，第一章電力系統(tǒng)概述，42，第一章電力系統(tǒng)概述，43，教室練習(xí)：請(qǐng)確認(rèn)下圖所示的供電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)和各變壓器的額定電壓。第一章電力系統(tǒng)概述，44，如圖A所示，升壓變壓器，側(cè)發(fā)電機(jī)，電壓等級(jí)為10KV是。二次側(cè)接傳輸網(wǎng)，電壓等級(jí)(網(wǎng)絡(luò)電壓)為220KV。45，變壓器主額定電壓：ut n1=10.0 *(1 5%)=10.5kv；變壓器次要側(cè)主頁(yè)簽額定電壓為U

11、Tn2=220*(1 10%)=242KV。變壓器次要側(cè)5%頁(yè)簽的額定電壓為UTn2 5%=242*(1 5%)=254KV。(比主接點(diǎn)的額定電壓高5%)變壓器次要側(cè)-5%頁(yè)簽額定電壓：utn 2-5%=242 *(1-5%)=229.9kv；(比主觸點(diǎn)的額定電壓低5%)，46，例如圖B為壓降變壓器，一次傳輸網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)額定電壓為220KV；二次側(cè)配電網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)額定電壓為10KV。47，變壓器主要主頁(yè)簽額定電壓：UTN1=UTn1=Un1=220KV；一次5%進(jìn)氣口的額定電壓為UT N1 5%=220 * (1 5%)=231KV。一次性側(cè)-5%攻絲的額定電壓為UT N1-5%=220 * (1-5

12、%)=209KV。次要側(cè)主頁(yè)簽額定電壓為UT N2=10 * (1 10%)=11KV。48，第一章電力系統(tǒng)概述，三相交流輸電線路傳輸?shù)挠行щ娏镻=調(diào)度，U，I，橫截面積S，電力損失，電力損失，絕緣要求，投資擴(kuò)大，2)標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)太少，電力部門(mén)合理選擇電壓等級(jí)存在困難。50，第一章電力系統(tǒng)概述，表1-2電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓，51，第一章電力系統(tǒng)概述，52，4，不同標(biāo)稱(chēng)電壓下的傳輸距離和傳輸功率范圍，第一章電力系統(tǒng)概述，53，傳輸電壓通常為高壓，高壓(HV):35220kv；超高壓(EHV):330 750kv；UHV):1000kV或更高。Hvdc (HVDC): 600kv及以下：UHVDC):600kV及以上，包括600kv及800kV。第一章電力