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)的組成和運行，了解電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行、電力系統(tǒng)的暫時性過程、電力系統(tǒng)控制的各種分析和計算方法，從事后續(xù)專業(yè)課程和未來電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作，是扎實的基礎(chǔ)理論知識和基本技術(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)流計算-每個巴士電壓、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)無功平衡和電壓曹征短路電流計算和分析故障分析三相短路概念電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、暫時穩(wěn)定性、暫時穩(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)運行的特點和要求第五節(jié)電力系統(tǒng)的電壓等級和規(guī)定第六節(jié)中國電力產(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，能源分類電力來源， 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的電力資源；第二能源：一次能源轉(zhuǎn)換帶來的電力、火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能； 太陽能發(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：河床坡度大時的壩后式：單獨壩，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，三峽工程將全面實現(xiàn)其設(shè)計的發(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：沒收水，16，1951年第一個100千瓦核電站美國我國秦山123期，大亞灣，英澳1期，前一期。2020年我國安裝了9.5億千瓦，其中核電4000萬千瓦計劃在未來15年內(nèi)建設(shè)100萬千瓦核電站核電投資40臺。1.11.65萬韓元/千瓦；火力：4000韓元/千瓦

4、建設(shè)周期：核電70個月；火力：30個月核電站，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)境保護等。可再生能源功能：(1)安裝容量小，接近用戶。(2)就地取材，就地消費。可再生能源發(fā)展、太陽能、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：發(fā)展規(guī)模小，與蓄電池等能源存儲設(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：發(fā)展規(guī)模大，可以得到大電網(wǎng)的補償和支持，可以進一步開發(fā)可用的風(fēng)能資源。20，第一章電力系統(tǒng)

5、概述，(2)太陽能發(fā)展，太陽能：“無窮無盡，無窮無盡”，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)動屋頂太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)示意圖，適應(yīng)太陽能能量密度低特點，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)濟性。23，第一章電力系統(tǒng)概述，(2)，太陽能熱動力發(fā)電，圖1-15太陽能熱動力發(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：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機、動機電動機、各種電爐、電力電子設(shè)備、電子設(shè)備、電燈等，負(fù)荷曲線：表示一段時間內(nèi)傳記負(fù)荷隨時間變化的曲線。28，負(fù)載曲線類型：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活動日負(fù)荷曲線，圖1-18活動日負(fù)荷曲線，(線方法)，(樓梯年度負(fù)荷曲線布置維護計劃，安裝計劃的基礎(chǔ))如果Kp值小，則表明負(fù)荷曲線波動大，發(fā)電機

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)備維修計劃的制定和新建，電站擴建計劃的制定等。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)載利用時間，表1-1各種用戶的年度最大負(fù)載利用時間，表1，(3)與國民經(jīng)濟各部門的密切關(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)格國家標(biāo)準(zhǔn)。傳記能源的生產(chǎn)、運輸、分配和使用是在同一時間進行的。電以電磁波形式傳播，(30萬公里/秒)運行和故障發(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，對用戶停止供電的原因，(a)電力系統(tǒng)組件(例如發(fā)電機、變壓器、電路等)故障；b)系統(tǒng)運行的完全崩潰(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)運行的穩(wěn)定性，加強抗干擾能力，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：用戶停電造成的人身傷亡，設(shè)備損壞，產(chǎn)品報廢，生產(chǎn)秩序長期無法回復(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：不屬于上述兩個茄子類別的下屬(例如，工廠的輔助車間小城鎮(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量。通常，電壓偏移渡邊杏為超過額定電壓值的5%。電力系統(tǒng)規(guī)定頻率偏移不能超過0.2 0.5Hz。(3)提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。A)采用高效節(jié)能的發(fā)電設(shè)備，提高發(fā)電運行的經(jīng)濟性，減少發(fā)電過程中的能源消耗。b)合理發(fā)展電網(wǎng)，減少輸電分配過程中電力的損失。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：防止電壓等級數(shù)的無限制擴展，導(dǎo)致互連困難。最佳技術(shù)經(jīng)濟性能：電力設(shè)備必須在額定電壓下優(yōu)化設(shè)計、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)電機額定電壓，在相同的公稱電壓下，每個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)：請確認(rèn)下圖所示的供電系統(tǒng)的發(fā)電機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，電壓等級為10KV是。二次側(cè)接傳輸網(wǎng)，電壓等級(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)主頁簽額定電壓為U

11、Tn2=220*(1 10%)=242KV。變壓器次要側(cè)5%頁簽的額定電壓為UTn2 5%=242*(1 5%)=254KV。(比主接點的額定電壓高5%)變壓器次要側(cè)-5%頁簽額定電壓：utn 2-5%=242 *(1-5%)=229.9kv；(比主觸點的額定電壓低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，變壓器主要主頁簽額定電壓：UTN1=UTn1=Un1=220KV；一次5%進氣口的額定電壓為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，投資擴大，2)標(biāo)準(zhǔn)電壓等級太少，電力部門合理選擇電壓等級存在困難。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