电力系统_第一章.

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1、 1.传统的课程划分 电力系统稳态分析正常的、相对静止的 运行状态 电力系统暂态分析从一种运行状态向另 一种运行状态的过渡过程 课程介绍 电 力 系 统 稳 态 分 析 电力系统的基本知识和等值网络 电力系统正常运行状况的分析和计算 电力系统有功功率频率、无功功率 电压的控制与调整 课程介绍 电 力 系 统 暂 态 分 析 波过程操作或雷击时的过电压（过程最短） 电磁暂态过程与短路及励磁有关(过程较短) 机电暂态过程与动力系统有关(过程较长) 涉及电压、电流 涉及功率、功角导致系统振荡、稳定性破坏、异步运行 短路计算 对称分量法及序网概念 不对称故障的分析与计算 静稳 暂稳 课程介绍 高电压技

2、术 2.电力系统分析基础 -改革后的电力系的平台课程 主要学习电力系统稳态和短路分析知识 电力系统的基本概念发、输、变、配。 电力网元件参数及等值电路物理元件的 数学模型 简单电力网稳态分析与计算功率流动、 手工潮流计算 课程介绍 电力系统潮流的计算机算法 潮流计算的 基本原理、数学模型、求解方法和计算程 序框图 。 有功最优分配及频率控制如何保证低损 耗、 高回收 无功功率及电压调整如何使无功合理分布 使功率损耗最小 短路电流分析与计算三相短路及不对称故 障计算 课程介绍 第一章 电力系统的基本概 念 1、电力系统的概念和组成 2、对电力系统运行的基本要求 3、电力系统的电压等级 4、电力系

3、统的接线方式和中性点接 地 1.1 电力系统的基本概念 一、基本概念 电力系统的组成 （1）电力系统：生产、输送、分配与消费电能的 系 统。包括：发电机、电力网和用电设备组成 。 （2）电力网：电力系统中输送与分配电能的部分 。 （3）动力系统：动力部分与电力系统组成的整体 。 几个基本参量 (1) 总装机容量: 指该系统中实际安装的发电机组 额定有功功率的总和，以千瓦（KW）、兆瓦（MW ）、吉瓦（GW）为单位计。 1.1 电力系统的基本概念 1.1 电力系统的基本概念 年发电量指该系统中所有发电机组全年实 际发出电能的总和，以千瓦时（KWh）、兆瓦 时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。

4、 最大负荷指规定时间内，电力系统总有功 功率负荷的最大值，以千瓦（KW）、兆瓦（ MW）、吉瓦（GW）为单位计。 额定频率按国家标准规定，我国所有交流 电力系统的额定功率为50Hz。 最高电压等级是指该系统中最高的电压等 级电力线路的额定电压。 1.1 电力系统的基本概念 地理接线图主要显示系统中发电厂、变电 所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相 互间的联结。 电气接线图主要显示系统中发电机、变压 器、母线、断路器、电力线路等主要电机、电 器、线路之间的电气接线。 1.1 电力系统的基本概念 二、电力工业的发展史 1、高压输电的出现与电压等级的提高 1831年，法拉第发现电磁感应定律，为发

5、电机的发明 打下了基础 1882年，爱迪生小型电力系统（pearl street power station），6台直流发电机，16km，59个用户，电压： 直流110V。 1885年，制成变压器，为实现交流输电奠定了基础 1890年，英国从Deptford到伦敦11km的10kV线路（第 一条高压交流电力线路） 1891年，德国从Lauffen到法兰克福170km的15kV线路 （第一条三相交流输电线路） 1.1 电力系统的基本概念 远距离大容量输电是提高输电电压的动力。 2、特高压（1000kV及以上）输电的出现与展望 习惯上，110220kV为高压， 330750kV为超高压， 1000

6、kV及以上为特高压。 20世纪60年代国际上开始特高压输电的研究 1985年苏联1228km的1150kV,但至今运行于500kV 20世纪90年代日本426km的1000kV，但至今运行于500kV 目前国际上实际投运的最高电压等级750kV(加、美、俄、 巴西、南非等国） 我国西北建设750kV（青海官亭甘肃兰州） 1.1 电力系统的基本概念 3、直流输电线路、高自然功率的紧凑型线路以及灵活 交流输电（FACTS）等多种多样输电新技术的研究也 取得很大进展，有的已进入工程实践。 1.1 电力系统的基本概念 1.1 电力系统的基本概念 三、我国电力工业和电力系统的发展史 1、基本发展史 18

7、82年，英国人成立上海光电公司，中国第一个发电厂， 一台12kW直流发电机 1911年，杨树浦发电厂动工，1913年开始发电，到1924年 ，共有12台发电机，装机121MW。 1954年，中国自行设计施工的第一条220kV输电线路（ 369km）建成，从丰满水电站输送电能到虎石台变电所。这是 中国输电线路建设史上的一个里程碑。 1.1 电力系统的基本概念 1972年，第一条330kV超高压输电线路建成，从刘家峡水电 站至汉中，全长534公里。随后330kV线路延伸到陕甘宁青4个 省区，形成西北跨省联合电网 。 1981年，第一条500千伏超高压输电线路投入运行，从河南 平顶山姚孟火电厂到湖北

8、武昌凤凰山变电所，使中国成为世 界上第8个拥有500千伏超高压输电的国家。 1989年，中国第一条500千伏直流输电线路（葛洲坝上 海，1080公里）建成投入运行，实现华中电力系统与华东电 力系统互联，形成中国第一个跨大区的联合电力系统。 1.1 电力系统的基本概念 2005年9月,西北电网建成750kV青海官亭-甘肃兰州线超高 压输变电工程（140.7km），中国输电技术提高到了一个新的 水平,目前中国正在建设1000kV、800kV特高压输电线路。 2、中国电力工业的现状 年发电量：1980年以来，平均年增长率9，现为世界第 二位。 表4 1980年以来中国年发电量 年 份19801981

9、198219831984198519861987 发电发电量/亿亿kW h30063093327735143700410744964973 年 份19881989199019911992199319941995 发电发电量/亿亿kW h545158476213677575428364927810069 年 份19961997199819992000200120022003 发电发电量/亿亿kW h1075011600116701230013250140201654219052 年 份2004200520062007 发电发电量/亿亿kW h21943249752834432559 1.1 电力

10、系统的基本概念 装机容量：现居世界第二位。 表5 1980年以来中国发电设备装机容量 年 份19801981198219831984198519861987 装机容量/亿亿kW0.6590.6910.7240.7640.8010.8710.9381.029 年 份19881989199019911992199319941995 装机容量/亿亿kW1.1551.2661.3791.5151.6651.8291.9992.172 年 份19961997199819992000200120022003 装机容量/亿亿kW2.3222.462.62.943.143.33.573.91 年 份20042

11、00520062007 装机容量/亿亿kW4.425.176.247.41 1.1 电力系统的基本概念 电网规模不断壮大：我国现有发电装机容量在2000MW以上的 电力网11个，其中东北、华北、华东、华中区域电网装机容 量均超过30000MW，华东、华中电网甚至超过40000MW，西北 电网的装机容量也达到20000MW。 1.1 电力系统的基本概念 2010年前后，建成以三峡电网为中心连接华中、华东、川 渝的中部电网；华北、东北、西北三个电网互联形成的北部 电网；以及云、贵、广西、广东4省区的南部联合电网。同时 ，加快北、中、南三大电网之间实现局部互联：华北华中 加强联网、华中西北联网、川渝

12、西北联网、华东华北 联网、川黔联网等跨区电网工程建设，实现西电东送、南北 互供，初步形成全国统一的联合电网的格局，实现全国范围 内的资源优化配置，满足国民经济发展和全面建设小康社会 的要求 。 1.1 电力系统的基本概念 2020年前后，随着长江和黄河上游以及澜沧江、红水河 上一系列大型水电站的开发，西部和北部大型火电厂和沿海 核电站的建设，以及一大批长距离、大容量输电工程的实施 ，电网结构进一步加强，真正形成全国统一的联合电网。在 全国统一电网中充分实现西部水电东送，北部火电南送的能 源优化配置。此外，北与俄罗斯、南与泰国之间也可能实现 周边电网互联和能源优势互补。 西电东送三大通道： 南部

13、通道：将贵州乌江、云南澜沧江和桂、滇、 黔三省区交界的南盘江、北盘江、红水河水电站， 以及云南和贵州坑口火火电厂开发出来送往广东。 中部通道：将金沙江干支流(雅砻江、大渡河)水 电站开发出来送往华东地区。 北部通道：将黄河上游水电站和山西、蒙西地区 坑口火电厂开发出来送往京津唐地区 。 1.1 电力系统的基本概念 电力系统为什么要互联并网运行呢？ 1.采用高效率大容量机组减少备用容量 最大单机容量 最大发电厂 2.合理利用动力资源水、火电互补 3.提高供电可靠性系统越大，抗干扰能力越强 4.提高运行的经济性装高效率大容量机组、 合理利用动力资源、合理分配负荷、削峰填谷。 1.1 电力系统的基本

14、概念 我国最大单机容量 最大火电机组：1000 MW（浙江华能玉环电厂， 上海外高桥第二发电厂900MW） 最大水电机组：700 MW（三峡电厂）（葛洲坝水 电厂320 MW） 最大核电机组：1060MW（江苏田湾核电厂) 1.1 电力系统的基本概念 我国最大发电厂 最大火电厂：北仑港电厂，5600 MW 最大水电厂：三峡电厂26700 MW（二滩水电厂 6550 MW，溪洛渡水电站8700MW ） 最大核电厂：秦山（300+2600+2700MW）, ( 大亚湾290万KW,江苏田湾21060 MW,浙江三门 、广东阳江21000MW) 最大抽水蓄能电厂：广东抽水蓄能电厂8300 MW 1.

15、1 电力系统的基本概念 1.1 电力系统的基本概念 机构改革初显成效：2002年12月，中国电力工业新机构 为适应市场发展应运而生，成立了两家电网公司、5家发 电集团公司和4家辅业集团公司；2003年2月，国家电力监 管委员会宣告成立。 两家电网公司是国家电网公司、中国南方电网有限 责任公司； 家发电集团公司是中国华能集团公司、中国大唐 集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司和中国 电力投资集团公司； 家辅业集团公司是中国电力工程顾问集团公司、 中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司 和中国葛洲坝集团公司。 1.1 电力系统的基本概念 缺电问题： 1970年以来出现缺电问题

16、1998年低用电水平下基本实现了电力的供需平衡 2001电力再度短缺 原因：（1）电力工业跟不上国民经济的发展速度是造成 缺电的重要原因 1.1 电力系统的基本概念 （2）电网的瓶颈制约，网络输送能力不足，输配电“卡脖子 ”问题严重，制约了电力供应。 发电、输电、配电比例：美国 1:0.43:0.7，日本 1:0.47:0.68 ，英国1:0.45:0.78 ，我国 1:0.21:0.12 （3）发电机组出力不足（水电来水不足，火电电煤紧张） （4）经济快速增长带动用电需求高涨 （5）居民用电被激活 （6）高耗能行业发展迅速 1. 电力系统的运行特点 电能不能大量的存贮 电力系统的暂态过程非常短促（30 万KM/S） 与各行业和人