《电力系统分析 教学课件 ppt 作者 孙淑琴 第1次课-第1章 绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统分析 教学课件 ppt 作者 孙淑琴 第1次课-第1章 绪论（66页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电力系统分析课程介绍 电力系统稳态分析 电力系统暂态分析 先修课程：高等数学、线性代数、电路理论、电机学、电磁场等 教材名称 ： 电力系统分析孙淑琴 李昂，机械工业出版社 教学参考书 ： 韩祯祥，电力系统分析，浙江大学出版社 2005.12 于永源, 电力系统分析 ，中国电力 夏道止, 电力系统分析 ，中国电力 J.邓肯.格洛弗. 电力系统分析与设计（英文版第3版）,第一章 绪论,本章主要教学安排,主讲内容 电力工业历史回顾 电力系统基本概念 电力系统的组成、电压等级、电力系统接线方式等 教学要求 明确本门课程与其他课程之间的关系 学习本门课程的目的和意义 重点、难点 电力系统的组成、电压等级
2、 电力系统接线方式等,基本内容,中国电力工业历史回顾 世界电力工业概况 电力系统基本概念、组成、电压等级等 高压交流、直流输电,1.中国电力工业的历史回顾,自中国有商品电以来，已有120年。 120年来的中国电力工业的发展史，是一部波澜壮阔的历史。 中国的电力工业经过了旧中国67年的艰难曲折、蹈珊缓慢的发展。 建国后的50多年，是中国电力工业快速发展、大步前进、波澜壮阔的伟大的历史时期，中国电力迎头赶上世界先进水平。,中国电力装机，1882年的16马力(11.76kW )； 经过67年发展，到1949年达到185万kW； 而从1949年到2002年的3.53亿kW。 50多年持续以年均10%以
3、上的速度发展，在世界电力发展历史上都是罕见的。,中国电力工业的历史回顾,改革开放的1978年以来，中国的电力工业发展很快。从1979年的全国装机6300万kW，发展到2002年的35300万kW, 23年中新增装机29000万kW，平均每年新增1260万kW； 近10年，从1992-2002年，装机由16653万kW增至35300万kW，连续10年平均每年新增发电容量1860万kW，其中1999年达年新增2150万kW的高峰。 2003至2007年，国内装机容量增长速度分别达到9.77%、13.02%、16.91%、20.27%、14.4%。,中国电力工业的历史回顾,2008年，全国电力总装机
4、达7.92亿kW ，目前在建的电力产能1.85亿kW 。 从2004年到2008年，发电装机容量以每年大约1亿kW的增量从4亿kW级增长到将近8亿kW级。 截至2009年底，全国电力装机总容量累计达8.74亿kW ，同比增长10.23%。 我国连续跃过法国、英国、加拿大、德国、俄国、日本，从1996年开始就稳居世界第二，基本上扭转了长期困扰我国经济发展和人民生活需要的电力严重短缺局面。,中国电力工业的历史回顾,中国电力工业的历史回顾,2010年，我国电力装机容量超9亿kW。 国家能源局局长张国宝2010年5月21日表示，我国电力装机容量快速增长，电力结构调整迈出新步伐。到2010年，电力装机总
5、量将超过9亿kW 。 张国宝在2010年全国电力行业淘汰落后产能工作会议上说，全国水电装机从“十一五”初期的1.17亿kW增加到去年底1.97亿kW ；风电装机达到2412万kW ，跃居世界第三位；核电建设步伐明显加快，全国在建的核电基地已经达到23个，总共为2540万kW ，成为全球在建核电规模最大的国家。,中国电力工业的历史回顾,火电装机累计达6.52亿kW ，占装机总容量的74.60%，同比下降1.45%； 水电装机达1.97亿kW ，占总容量的22.51%，同比上升0.74%； 风电并网总容量1613万kW ，仅2009年就新增897万kW，同比增长92.26%； 核电建设步伐进一步加
6、快，到2009年年底在建施工规模达2305万kW 。,我国电力系统发展阶段,我国五大主要电网,现今我国有五个主要区域电网（每个覆盖一些省区）和十二个省网。五个区域网是东北、华北、华东、华中及西北电网。,中国历年发电量示意图,中国电力工业的历史回顾,从总体上说，我国平均的电力供应水平低，到1999年我国人均发电量979kWh，只为世界平均水平2479kWh的39%，为发达国家8348kWh的12%； 我国民用电比例更低，2000年我国人均生活用电为132kWh，只占总消费电量的13.7%，而发达国家达30%以上，按此推算，则相差近20倍。 2011年全国全社会用电量为4.69万亿千瓦时，人均用电
7、量3483千瓦时，超过世界平均水平。,电力工业加速发展，全国装机容量突破10亿千瓦。 1949年新中国成立时，全国发电装机容量仅有185万千瓦，年发电量为43亿kWh。新中国成立后，尤其是改革开放以来，为满足经济社会发展对电力不断增长的需求，电力工业呈现了加速发展的态势：,中国电力工业的历史回顾,（注：统计数字未包括港、澳、台。）,2020年的电力发展展望,2020年的电力规划，是针对电力需求、建设规模、电力结构及其可持续发展等问题。 预计到2020年全国需要的发电量为4.3万亿kWh，相应的装机容量为9.5亿kW左右。相当于全国人均占有电量约为2900kWh(按预测2020年全国人口数为14
8、.7亿人)，比2000年世界人均电量2500kWh略高。 预计2020年风电、核电建成装机容量从此前中长期规划的3000万kW 、4000万kW分别上调至1亿-1.5亿kW、7000万kW ，上调幅度很大。,中国国家电网总经理刘振亚表示,中国2020年用电需求将达7.7万亿千瓦时,发电装机容量达16亿千瓦左右,在现有基础上翻一番,中国并将加快清洁能源的发展步伐。 在北京的特高压输电技术国际会议上,预计到2020年中国清洁能源装机将达5.7亿千瓦,占总装机容量35%。每年可减少煤炭消耗4.7亿吨标准煤,减排二氧化碳13.8亿吨。,2020年的电力发展展望,世界电力工业概况,世界范围内电力工业正在
9、进行以打破垄断、引进竞争为特征的电力体制改革。 电力技术的发展向高效率、环保型的方向迈进。 小型分散发电技术快速发展 。 电力安全引起了广泛关注。,2.世界电力工业概况,根据美国能源部能源信息管理局(EIA)统计： 1990年全球装机容量为2712.76GW，到2001年全球装机容量达到3464.89GW，11年间增长27.72%。 其中，火电装机容量从1990年的1764.36GW增加到2001年的2325.57GW。 2009年全球风能发电装机容量达到37500MW，相当于23台核电机组发电量，2009年全球风能发电增长31%。 到2020年，中国风电（0.85 -1.16%）装机达到1.
10、5亿kW，每年就可节能1亿吨标准煤，减排二氧化碳2亿多吨。,3.基本概念,电力系统构成、基本参量 额定电压等级 接线图 发电厂变电站类型 电力系统运行的特点、要求,电力系统构成、基本参量,发电机将原始能源转换为电能，经过输电线路送至配电系统，再由配电系统把电能分配给负荷（用户），由上述四部分组成的统一整体叫做电力系统。 广义的电力系统由原动机、发电机、变压器、电力线路及用电设备组成，其中变压器和电力线路又称为电力网络。,原动机（锅炉、核反应堆、汽轮机、水轮机等）,37 母线系统,9 台发电机,10台变压器,电力系统 基本参量,（1）总装机容量系统中所有发电机组额定有功功率的总和，以兆瓦计（ M
11、W）。 （2）年发电量系统中所有发电机组全年所发电能的总和，以兆瓦时计（ MW.h ）。 （3）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，以兆瓦计（ MW）。 （4）年用电量接在系统上所有用户全年所用电能的总和，以兆瓦时计（MW.h）。 （5）额定频率我国交流电力系统额定频率50赫兹（Hz）。 （6）最高电压等级指电力系统中最高电压等级的电力系统的额定电压，以千伏计（kV）。,电力系统的电压等级与接线图,电力系统的电压等级及其适用范围 制定标准电压的依据 ：三相功率正比于线电压及线电流（S= UI）。当输送功率一定时，输电电压愈高，则输送电流愈小，因而所用导线截面积愈小 ；但电压愈高
12、对绝缘的要求愈高，杆塔、变压器、断路器的绝缘投资也愈大，因而对应于一定的输送功率与输送距离应有一最佳的输电电压。但从设备制造的经济性以及运用时便于代换，必须规格化、系列化，且等级不宜过多。,我国国家标准规定： 6、10、35、66、（60）、110、（154）、220、330、500kV和750kV。,额定电压等级,线路额定电压,线路额定电压即线路的平均电压 UN =(UaUb)/2 。 各用电设备的额定电压取与线路的额定电压相等，从而使所有用电设备在额定电压的附近处运行。,线路额定电压,用电设备容许的电压偏移一般为5%，沿线电压降落一般为10%，因而要求线路始端电压为额定值的1.05倍，并使
13、末端电压不低于额定值的0.95倍。,乌拉山发电厂,发电机额定电压,发电机通常接于线路始端，因此发电机的额定电压为线路额定电压的1.05倍。 UGN UN（15）,安装在石横发电厂的首台引进型30万千瓦汽轮发电机组，具有80年代世界先进水平。,变压器额定电压,变压器具有发电机和负荷的双重地位，它的一次侧是接受电能的，相当于用电设备；二次侧是送出电能的，相当于发电机。,上海人民广场220千伏地下变电站的安装在地下18米层的主变压器。,变压器额定电压,变压器一次侧额定电压取等同于用电设备额定电压，对于直接和发电机相联的变压器，其一次侧额定电压等于发电机的额定电压即： U1N UGN UN（15） 二
14、次侧额定电压取比线路额定电压高5% ，因变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压，而额定负荷下变压器内部电压降落约为5%。 为使正常时变压器二次侧电压较线路额定电压高5%，变压器二次侧额定电压取比线路额定电压高10%。,例,额定电压等级中相邻电压级差之比不宜过小。根据经验，110kV以下的电压一般在三倍左右，110kV以上的电压级差一般在二倍左右。 较理想的如： （6-10）/35/110/220/500kV及 （6-10）/35/110/330/750kV系列。 3kV用于工业企业内部。10kV用于城乡配电电压。35kV用于中等城市或大工业企业内部供电，也用于农村网。110kV用于中小电力系统
15、主干线或大型电力系统二次网络。220、330、500kV多用于大型电力系统主干线。,额定电压等级,架空线路电压、输送功率、输送距离,电力系统接线图,定义：电力系统整体性质的图形表示方法。 分类：地理接线图；单线电气接线图 。,无备用,有备用,简单电气接线,双回路放射式 干线式 链式及两端供电网,放射式 干线式 链式,发电厂及变电所的类型,一、发电厂的类型 1. 火力发电厂,吉林长春热电二厂于1995年10月第二批荣获电力工业部“一流火力发电厂“光荣称号。,1995年10月，华能福州电厂第二批荣获电力工业部“一流火力发电厂“光荣称号。,电厂分布图,发电厂及变电所的类型,1）火力发电厂,发电厂及变
16、电所的类型,2） 水力发电厂 迳流式、堤坝式、河床式、抽水蓄能式。,黄河上游首座河床式的八盘峡水电站,潘家口水电厂,全国首座闸墩式坝型的青铜峡水电站,陕西装机容量最大的安康水电站,发电厂及变电所的类型,2）水力发电厂,发电厂及变电所的类型,3）核能发电厂,大亚湾核电站是中国第一座大型商用核电站，位于广东东省大亚湾沿岸的大坑村。1996年12月建成 。安装两台984MW压水堆机组，由法英两国提供主要设备，年发电量超过140亿kWh。,岭澳核电站于2002年5月和2003年1月投入商业运行，并且创造当年投产发电46亿kWh 。,发电厂及变电所的类型,3）核能发电厂,发电厂及变电所的类型,4）其他可再生能源发电方式： 风力、地热、潮汐、太阳能等。,风电装机容量前六位国家(06年底),2011年中国风电总装机容量6500万千瓦 ，居世界第一。,以风电为主的可再生能源发电发展迅速。,根据我国的可再生能源中长期发展规划，到2020年全国风电总装机容量将达3000万千瓦。,年风电装机容量的努力目标是亿千瓦。,2011年中国风电总装机容量6
