電力系統(tǒng)分析2章

電力系統(tǒng)分析2章匯報人：AA2024-01-21電力系統(tǒng)基本概念與組成穩(wěn)態(tài)運行分析方法故障分析與計算方法穩(wěn)定性分析與控制策略經濟運行與優(yōu)化調度技術智能電網技術在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中應用前景01電力系統(tǒng)基本概念與組成由發(fā)電廠、輸電網、配電網和電力用戶組成的整體，用于生產、輸送、分配和消費電能。實現(xiàn)電能的生產、輸送、分配和消費，滿足社會經濟發(fā)展和人民生活的用電需求。電力系統(tǒng)定義及功能電力系統(tǒng)功能電力系統(tǒng)定義發(fā)電環(huán)節(jié)輸電環(huán)節(jié)配電環(huán)節(jié)用電環(huán)節(jié)發(fā)電、輸電、配電和用電環(huán)節(jié)將一次能源轉換為電能的過程，包括火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電等。將電能從高壓輸電線路降壓并分配給各個用戶的過程。將發(fā)電廠產生的電能通過高壓輸電線路輸送到負荷中心的過程。用戶消耗電能的過程，包括工業(yè)用電、商業(yè)用電、居民用電等。包括輻射狀電網、環(huán)狀電網和網狀電網等。電網結構類型簡單、經濟，但供電可靠性較差。輻射狀電網具有較高的供電可靠性，但投資較大。環(huán)狀電網供電可靠性高，運行靈活，但投資和維護成本也較高。網狀電網電網結構類型及特點國內電力工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國電力工業(yè)發(fā)展迅速，裝機容量和發(fā)電量居世界前列，形成了以煤電為主導、多種能源互補的電源結構，特高壓輸電技術取得重大突破，智能電網建設加快推進。國外電力工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)達國家電力工業(yè)已經實現(xiàn)了高度自動化和智能化，清潔能源占比不斷提高，分布式能源和微電網技術得到廣泛應用。同時，一些發(fā)展中國家也在加快電力工業(yè)發(fā)展步伐，提高電力供應能力和水平。國內外電力工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀02穩(wěn)態(tài)運行分析方法

潮流計算原理與方法潮流計算的目的確定電力系統(tǒng)在給定運行條件下的穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)，包括各節(jié)點的電壓、各支路的功率等。潮流計算的基本方程基于基爾霍夫定律和歐姆定律，建立節(jié)點電壓方程和回路電流方程。潮流計算的方法包括手算法、圖解法、解析法和計算機算法等。123表示電力系統(tǒng)中各節(jié)點之間電導和電納關系的矩陣。節(jié)點導納矩陣的定義根據電力系統(tǒng)的接線方式和元件參數(shù)，形成節(jié)點導納矩陣。節(jié)點導納矩陣的形成對稱性、稀疏性和主對角線元素占優(yōu)性等。節(jié)點導納矩陣的性質節(jié)點導納矩陣形成過程將非線性方程組轉化為線性方程組進行迭代求解。牛頓-拉夫遜法的基本原理初始化、形成雅可比矩陣、求解修正方程、更新變量、判斷收斂。牛頓-拉夫遜法的求解步驟收斂速度快、適用范圍廣，但需要提供良好的初值。牛頓-拉夫遜法的特點牛頓-拉夫遜法求解潮流問題03PQ分解法的特點計算量小、收斂速度快，適用于大型電力系統(tǒng)的潮流計算。01PQ分解法的基本原理將電力系統(tǒng)分解為有功功率和無功功率兩個子系統(tǒng)進行求解。02PQ分解法的求解步驟初始化、形成有功和無功迭代格式、求解修正方程、更新變量、判斷收斂。PQ分解法求解潮流問題03故障分析與計算方法包括三相短路、兩相短路、單相接地短路等，對系統(tǒng)造成嚴重的過電流和電壓降低。短路故障線路或設備斷開，導致系統(tǒng)電壓升高、潮流轉移和穩(wěn)定性問題。開路故障同時發(fā)生短路和開路故障，對系統(tǒng)影響更為復雜。復合故障故障類型及其對系統(tǒng)影響在不對稱故障中的應用通過計算各序分量的電壓、電流和功率，分析故障對系統(tǒng)的影響，如電壓降低、電流增大等。對稱分量法的局限性對于某些復雜故障，如含有非線性元件的故障，對稱分量法可能無法準確分析。對稱分量法原理將不對稱的三相量分解為正序、負序和零序分量，便于分析和計算。對稱分量法在處理不對稱故障中應用采用數(shù)值計算方法，如牛頓-拉夫遜法、PQ分解法等，對復雜故障進行精確計算。復雜故障計算方法以某實際電力系統(tǒng)為例，分析復雜故障的計算過程，包括建立數(shù)學模型、選擇計算方法、設定計算條件、進行迭代計算等步驟。實例分析根據計算結果，分析故障對系統(tǒng)的影響程度，如電壓穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性等，并提出相應的應對措施。計算結果分析與討論復雜故障計算方法和實例分析04穩(wěn)定性分析與控制策略靜態(tài)穩(wěn)定極限確定系統(tǒng)在給定運行條件下的穩(wěn)定極限，通常通過計算系統(tǒng)的雅可比矩陣和特征值來評估。靈敏度分析研究系統(tǒng)參數(shù)變化對靜態(tài)穩(wěn)定性的影響，通過靈敏度指標來量化不同參數(shù)對穩(wěn)定性的影響程度。靜態(tài)穩(wěn)定裕度衡量系統(tǒng)當前運行點與靜態(tài)穩(wěn)定極限之間的距離，用于評估系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲備。靜態(tài)穩(wěn)定性評估指標和方法時域仿真法利用系統(tǒng)的狀態(tài)方程和特征值來評估暫態(tài)穩(wěn)定性，通過分析特征值的實部和虛部來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性和振蕩特性。特征值分析法直接法基于能量函數(shù)或李雅普諾夫函數(shù)等直接判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，適用于簡單系統(tǒng)或特定場景下的暫態(tài)穩(wěn)定性評估。通過數(shù)值仿真方法模擬系統(tǒng)在暫態(tài)過程中的動態(tài)行為，觀察系統(tǒng)狀態(tài)變量的時域響應來判斷穩(wěn)定性。暫態(tài)穩(wěn)定性評估指標和方法通過增加輸電線路、提高電網互聯(lián)程度等方式來增強電網的結構強度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。加強電網結構優(yōu)化系統(tǒng)運行方式采用先進控制技術加強設備維護和檢修合理安排發(fā)電機組的出力、調整負荷分布等優(yōu)化系統(tǒng)運行方式，以降低系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素。應用現(xiàn)代控制理論和技術，如魯棒控制、自適應控制等，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。定期對電力設備進行維護和檢修，確保設備處于良好狀態(tài)，減少因設備故障引發(fā)的系統(tǒng)不穩(wěn)定事件。提高系統(tǒng)穩(wěn)定性措施和建議05經濟運行與優(yōu)化調度技術指標權重確定采用主觀賦權法、客觀賦權法或組合賦權法確定各指標的權重，以體現(xiàn)不同指標在評價體系中的重要性。綜合評價模型建立基于多屬性決策、模糊綜合評價等方法的綜合評價模型，對電力系統(tǒng)的經濟運行狀況進行定量評估。指標體系設計綜合考慮發(fā)電成本、線損、負荷率、供需平衡等因素，設計全面反映電力系統(tǒng)經濟運行的指標體系。經濟運行指標評價體系建立目標函數(shù)設計以系統(tǒng)運行成本最低、污染排放最少等為目標，構建優(yōu)化調度的目標函數(shù)。約束條件處理考慮系統(tǒng)運行的物理約束、安全約束等，將約束條件轉化為數(shù)學表達式，并嵌入到優(yōu)化調度模型中。求解算法選擇根據模型特點選擇合適的求解算法，如線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等，以獲得優(yōu)化調度方案。優(yōu)化調度模型構建及求解方法需求響應機制建立需求響應機制，引導用戶在系統(tǒng)需要時減少負荷，以緩解供需矛盾。需求側資源評估對需求側資源進行評估，包括可中斷負荷、儲能設備等，確定其在優(yōu)化調度中的潛力。需求側資源調度策略制定針對需求側資源的調度策略，如基于價格的調度、基于合同的調度等，以實現(xiàn)系統(tǒng)資源的優(yōu)化配置。需求側管理在優(yōu)化調度中應用06智能電網技術在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中應用前景智能電網技術定義智能電網技術是指通過先進的通信、信息和控制技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度等各個環(huán)節(jié)的智能化管理和優(yōu)化運行。發(fā)展趨勢隨著能源轉型和電力體制改革的深入推進，智能電網技術將朝著更加高效、安全、清潔、互動的方向發(fā)展，包括大規(guī)?？稍偕茉床⒕W、微電網技術應用、電動汽車充電設施建設等。智能電網技術概述及發(fā)展趨勢微網技術定義微網技術是一種將分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、負荷監(jiān)控及保護裝置等匯集在一起，形成一個單一可控的單元，實現(xiàn)自我控制、保護和管理的技術。在分布式能源接入中應用微網技術可以實現(xiàn)分布式電源的靈活接入和退出，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；同時，微網技術還可以實現(xiàn)能量的就地消納和優(yōu)化配置，提高能源利用效率。微網技術在分布式能源接入中應用儲能技術是指通過物理或化學方法將能量儲存起來，在需要時釋放出來的技術。常見的儲能技術包括電池儲能、超級電容器儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能等。儲能技術定義儲能技術可以解決可再生能源發(fā)電的波動性和間歇性問題，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；同時，儲能技術還可以實現(xiàn)能量的時空轉移和優(yōu)化配置，提高能源利用效率。在提高可再生能源利用率中作用儲能技術在提高可再生能源利用率中作用互聯(lián)網+對智能電網的影響互聯(lián)網+背景下，智能電網技術將面臨更加開放、互聯(lián)、智能的發(fā)展環(huán)境，包括物聯(lián)網、大數(shù)據、云計算、人工智能等新興技術的應用將推動智能電網技術的創(chuàng)新發(fā)展