1、電力系統(tǒng)分析基礎電力系統(tǒng)分析基礎Power System Analysis Basis（一）（一） 1.傳統(tǒng)的課程劃分電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析正常的、相對靜止的正常的、相對靜止的 運行狀態(tài)運行狀態(tài)電力系統(tǒng)暫態(tài)分析電力系統(tǒng)暫態(tài)分析從一種運行狀態(tài)向另從一種運行狀態(tài)向另一種運行狀態(tài)的過渡過程一種運行狀態(tài)的過渡過程課程介紹課程介紹電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)分分析析電力系統(tǒng)的基本知識和等值網絡電力系統(tǒng)的基本知識和等值網絡電力系統(tǒng)正常運行狀況的分析和計算電力系統(tǒng)正常運行狀況的分析和計算電力系統(tǒng)有功功率電力系統(tǒng)有功功率頻率、無功功率頻率、無功功率電壓的控制與調整電壓的控制與調整課程介紹課程介紹電電力力

2、系系統(tǒng)統(tǒng)暫暫態(tài)態(tài)分分析析波過程波過程操作或雷擊時的過電壓操作或雷擊時的過電壓（過程最短）（過程最短）電磁暫態(tài)過程電磁暫態(tài)過程與短路及勵磁有關與短路及勵磁有關(過程較短過程較短) )機電暫態(tài)過程機電暫態(tài)過程與動力系統(tǒng)有關與動力系統(tǒng)有關(過程較長過程較長) )涉及電壓、電流涉及電壓、電流涉及功率、功角涉及功率、功角導致系統(tǒng)振蕩、穩(wěn)定性破壞、異步運行導致系統(tǒng)振蕩、穩(wěn)定性破壞、異步運行短路計算短路計算對稱分量法及序網概念對稱分量法及序網概念不對稱故障的分析與計算不對稱故障的分析與計算靜態(tài)穩(wěn)定靜態(tài)穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定課程介紹課程介紹高電壓技術高電壓技術2.電力系統(tǒng)分析基礎 -改革后的電力系的平臺課程主要

3、學習電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和短路分析知識主要學習電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和短路分析知識電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的基本概念發(fā)、輸、變、配。發(fā)、輸、變、配。 （6學時）學時）電力網元件參數及等值電路電力網元件參數及等值電路物理元件的物理元件的 數學模型數學模型 （8學時）學時）簡單電力網穩(wěn)態(tài)分析與計算簡單電力網穩(wěn)態(tài)分析與計算功率流動、功率流動、手工手工潮流計算潮流計算 （8 8學時）學時）課程介紹課程介紹電力系統(tǒng)潮流的計算機算法電力系統(tǒng)潮流的計算機算法 潮流計算的潮流計算的基本原理、數學模型、求解方法和計算程基本原理、數學模型、求解方法和計算程序框圖序框圖 。 （8 8學時）學時）有功最優(yōu)分配及頻率控制有功最優(yōu)分配及

4、頻率控制如何保證低損如何保證低損耗、耗、 高回收高回收 （6學時）學時）無功功率及電壓調整無功功率及電壓調整如何使無功合理分布如何使無功合理分布使功率損耗最小使功率損耗最小 （6 6學時）學時）短路電流分析與計算短路電流分析與計算三相短路及不對稱故三相短路及不對稱故障計算障計算 （20學時）學時）課程介紹課程介紹4、電力系統(tǒng)分析復習指導與習題精解、電力系統(tǒng)分析復習指導與習題精解 楊淑英楊淑英 中國電力出版社中國電力出版社5、電力系統(tǒng)分析習題集，楊國旺電力系統(tǒng)分析習題集，楊國旺1、電力系統(tǒng)分析基礎，李庚銀，楊淑英，栗、電力系統(tǒng)分析基礎，李庚銀，楊淑英，栗然然 ，機械工業(yè)出版社，機械工業(yè)出版社2

5、2、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 （第三版）（第三版） 東南大學，陳珩，水利電力出版社東南大學，陳珩，水利電力出版社 3、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 （第三版）（第三版） 西安交通大學，李光琦，水利電力出版社西安交通大學，李光琦，水利電力出版社教材教材1、先修課程：電路，電機學先修課程：電路，電機學 2、聽課為主，自學為輔聽課為主，自學為輔如何學習這門課程如何學習這門課程4、及時、獨立的完成作業(yè)、及時、獨立的完成作業(yè)5、理解基本概念，不要死記硬背、理解基本概念，不要死記硬背6、多翻閱電網技術、電力系統(tǒng)自動化等期刊，、多翻閱電網技術、電力系統(tǒng)自動化等期刊，了解新概念，專業(yè)領域的成果和

6、分析。了解新概念，專業(yè)領域的成果和分析。3、看書、看書23遍遍第一章第一章 電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的基本概念1、電力系統(tǒng)的概念和組成、電力系統(tǒng)的概念和組成2、對電力系統(tǒng)運行的基本要求、對電力系統(tǒng)運行的基本要求3、電力系統(tǒng)的電壓等級、電力系統(tǒng)的電壓等級4、電力系統(tǒng)的接線方式和中性點接地、電力系統(tǒng)的接線方式和中性點接地5、電力系統(tǒng)的負荷、電力系統(tǒng)的負荷1.1 1.1 電力系統(tǒng)的基本概念一、基本概念一、基本概念 電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)的組成 （1 1）電力系統(tǒng)：）電力系統(tǒng)：生產、輸送、分配與消費電能的系生產、輸送、分配與消費電能的系 統(tǒng)。包括：發(fā)電機、電力網和用電設備組成。統(tǒng)。包括：發(fā)電機、電力

7、網和用電設備組成。 （2 2）電力網：）電力網：電力系統(tǒng)中輸送與分配電能的部分。電力系統(tǒng)中輸送與分配電能的部分。 （3 3）動力系統(tǒng)：）動力系統(tǒng)：動力部分與電力系統(tǒng)組成的整體。動力部分與電力系統(tǒng)組成的整體。1.1 1.1 電力系統(tǒng)的基本概念煤、水、汽、電煤、水、汽、電1.1 1.1 電力系統(tǒng)的基本概念幾個基本參量：幾個基本參量：年發(fā)電量年發(fā)電量指該系統(tǒng)中所有發(fā)電機組全年實際發(fā)出電指該系統(tǒng)中所有發(fā)電機組全年實際發(fā)出電能的總和，以千瓦時（能的總和，以千瓦時（kWhkWh）、兆瓦時（）、兆瓦時（MWhMWh）、吉瓦）、吉瓦時（時（GWhGWh）為單位計。）為單位計。最大負荷最大負荷指規(guī)定時間內，電力

8、系統(tǒng)總有功功率負荷指規(guī)定時間內，電力系統(tǒng)總有功功率負荷的最大值。的最大值。額定頻率額定頻率按國家標準規(guī)定，我國所有交流電力系統(tǒng)按國家標準規(guī)定，我國所有交流電力系統(tǒng)的額定功率為的額定功率為50Hz50Hz。最高電壓等級最高電壓等級是指該系統(tǒng)中最高的電壓等級電力線是指該系統(tǒng)中最高的電壓等級電力線路的額定電壓。路的額定電壓。1.1 1.1 電力系統(tǒng)的基本概念地理接線圖地理接線圖主要顯示系統(tǒng)中發(fā)電廠、變電主要顯示系統(tǒng)中發(fā)電廠、變電所的地理位置，電力線路的路徑，以及它們相所的地理位置，電力線路的路徑，以及它們相互間的聯(lián)結。互間的聯(lián)結。電氣接線圖電氣接線圖主要顯示系統(tǒng)中發(fā)電機、變壓主要顯示系統(tǒng)中發(fā)電機、變

9、壓器、母線、斷路器、電力線路等主要電機、電器、母線、斷路器、電力線路等主要電機、電器、線路之間的電氣接線。器、線路之間的電氣接線。從調度、管理、控制的角度看從調度、管理、控制的角度看1.1 1.1 電力系統(tǒng)的基本概念1.1 電力系統(tǒng)的基本概念二、電力工業(yè)的發(fā)展史二、電力工業(yè)的發(fā)展史1 1、高壓輸電的出現(xiàn)與電壓等級的提高、高壓輸電的出現(xiàn)與電壓等級的提高 18311831年，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應定律，為發(fā)電機的發(fā)明打年，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應定律，為發(fā)電機的發(fā)明打下了基礎下了基礎 18821882年，愛迪生小型電力系統(tǒng)（年，愛迪生小型電力系統(tǒng)（pearl street power station），），

10、6 6臺直流發(fā)電機，臺直流發(fā)電機，16km16km，5959個用戶，電壓：直個用戶，電壓：直流流110V110V。 18851885年，制成變壓器，為實現(xiàn)交流輸電奠定了基礎年，制成變壓器，為實現(xiàn)交流輸電奠定了基礎 18901890年，英國從年，英國從DeptfordDeptford到倫敦到倫敦11km11km的的10kV10kV線路（第一線路（第一條高壓交流電力線路）條高壓交流電力線路） 18911891年，德國從年，德國從LauffenLauffen到法蘭克福到法蘭克福170km170km的的15kV15kV線路線路（第一條三相交流輸電線路）（第一條三相交流輸電線路）1.1 電力系統(tǒng)的基本概

11、念 遠距離大容量輸電是提高輸電電壓的動力。遠距離大容量輸電是提高輸電電壓的動力。2 2、特高壓（特高壓（1000kV1000kV及以上）輸電的出現(xiàn)與展望及以上）輸電的出現(xiàn)與展望 習慣上，習慣上，110110220kV220kV為高壓，為高壓， 330330750kV750kV為超高壓，為超高壓， 1000kV1000kV及以上為特高壓。及以上為特高壓。 2020世紀世紀6060年代國際上開始特高壓輸電的研究年代國際上開始特高壓輸電的研究 19851985年蘇聯(lián)年蘇聯(lián)1228km1228km的的1150kV,1150kV,但至今運行于但至今運行于500kV500kV 2020世紀世紀9090年代

12、日本年代日本426km426km的的1000kV1000kV，但至今運行于，但至今運行于500kV500kV 目前國際上實際投運的最高電壓等級目前國際上實際投運的最高電壓等級750kV(750kV(加、美、俄、巴加、美、俄、巴西、南非等國）西、南非等國） 我國西北電網我國西北電網750kV750kV（青海官亭（青海官亭甘肅蘭州），甘肅蘭州），20052005年投運年投運 20092009年我國首條年我國首條1000kV1000kV（山西長治晉東南變電站南陽湖（山西長治晉東南變電站南陽湖北荊門變電站）投運，北荊門變電站）投運，645km645km，實現(xiàn)華北和華中電網互連，實現(xiàn)華北和華中電網互連1

13、.1 電力系統(tǒng)的基本概念3、直流輸電線路、高自然功率的緊湊型線路以及靈活交流直流輸電線路、高自然功率的緊湊型線路以及靈活交流輸電（輸電（FACTSFACTS）等多種多樣輸電新技術的研究也取得很大）等多種多樣輸電新技術的研究也取得很大進展，有的已進入工程實踐。進展，有的已進入工程實踐。1.1 電力系統(tǒng)的基本概念 高自然功率的緊湊型輸電線路（俄羅斯、巴西），我國高自然功率的緊湊型輸電線路（俄羅斯、巴西），我國500kV500kV緊湊型輸電線路北京昌平到房山。緊湊型輸電線路北京昌平到房山。 靈活輸電又稱柔性輸電可以很靈活的調節(jié)電網功率，國靈活輸電又稱柔性輸電可以很靈活的調節(jié)電網功率，國外已有較廣泛應

14、用。外已有較廣泛應用。1.1 電力系統(tǒng)的基本概念三、我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的發(fā)展史三、我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的發(fā)展史1 1、基本發(fā)展史、基本發(fā)展史 18821882年，英國人成立上海光電公司，中國第一個發(fā)電廠，年，英國人成立上海光電公司，中國第一個發(fā)電廠，一臺一臺12kW12kW直流發(fā)電機直流發(fā)電機 19111911年，年，楊樹浦發(fā)電廠動工，楊樹浦發(fā)電廠動工，19131913年開始發(fā)電，到年開始發(fā)電，到19241924年，年，共有共有1212臺發(fā)電機，裝機臺發(fā)電機，裝機121MW121MW。 19541954年，中國自行設計施工的第一條年，中國自行設計施工的第一條220kV220kV輸電線路輸

15、電線路（369km369km）建成，從豐滿水電站輸送電能到虎石臺變電所。這）建成，從豐滿水電站輸送電能到虎石臺變電所。這是中國輸電線路建設史上的一個里程碑。是中國輸電線路建設史上的一個里程碑。1.1 電力系統(tǒng)的基本概念 1972 1972年，第一條年，第一條330kV330kV超高壓輸電線路建成，從劉家峽水電超高壓輸電線路建成，從劉家峽水電站至漢中，全長站至漢中，全長534534公里。隨后公里。隨后330kV330kV線路延伸到陜甘寧青線路延伸到陜甘寧青4 4個個省區(qū)，形成西北跨省聯(lián)合電網省區(qū)，形成西北跨省聯(lián)合電網 。19811981年，第一條年，第一條500500千伏超高壓輸電線路投入運行，

16、從河南千伏超高壓輸電線路投入運行，從河南平頂山姚孟火電廠到湖北武昌鳳凰山變電所，使中國成為世平頂山姚孟火電廠到湖北武昌鳳凰山變電所，使中國成為世界上第界上第8 8個擁有個擁有500500千伏超高壓輸電的國家。千伏超高壓輸電的國家。19891989年，中國第一條年，中國第一條500500千伏直流輸電線路（葛洲壩上千伏直流輸電線路（葛洲壩上海，海，10801080公里）建成投入運行，實現(xiàn)華中電力系統(tǒng)與華東電公里）建成投入運行，實現(xiàn)華中電力系統(tǒng)與華東電力系統(tǒng)互聯(lián)，形成中國第一個跨大區(qū)的聯(lián)合電力系統(tǒng)。力系統(tǒng)互聯(lián)，形成中國第一個跨大區(qū)的聯(lián)合電力系統(tǒng)。1.1 電力系統(tǒng)的基本概念 2005 2005年年9

17、9月月, ,西北電網建成西北電網建成750kV750kV青海官亭青海官亭- -甘肅蘭州線超高甘肅蘭州線超高壓輸變電工程（壓輸變電工程（140.7km140.7km），中國輸電技術提高到了一個新的），中國輸電技術提高到了一個新的水平水平. .20082008年年1212月月3030日，我國首條日，我國首條1000kV1000kV（山西長治晉東南變電站（山西長治晉東南變電站南陽湖北荊門變電站）投運，南陽湖北荊門變電站）投運，645km645km，實現(xiàn)華北和華中電，實現(xiàn)華北和華中電網互連。網互連。800kV800kV特高壓直流輸電線路（向家壩特高壓直流輸電線路（向家壩上海）正在建設中。上海）正在建設

18、中。1.1 電力系統(tǒng)的基本概念2 2、中國電力工業(yè)的現(xiàn)狀、中國電力工業(yè)的現(xiàn)狀年發(fā)電量：年發(fā)電量：19801980年以來，平均年增長率年以來，平均年增長率9 9，現(xiàn)為世界第，現(xiàn)為世界第二位。二位。表表4 1980年以來中國年發(fā)電量年以來中國年發(fā)電量年年 份份19801981198219831984198519861987發(fā)電量發(fā)電量/億億kW h30063093327735143700410744964973年年 份份19881989199019911992199319941995發(fā)電量發(fā)電量/億億kW h545158476213677575428364927810069年年 份份1996199

19、7199819992000200120022003發(fā)電量發(fā)電量/億億kW h1075011600116701230013250140201654219052年年 份份20042005200620072008發(fā)電量發(fā)電量/億億kW h21943249752834432559346691.1 電力系統(tǒng)的基本概念裝機容量：裝機容量：現(xiàn)居世界第二位。現(xiàn)居世界第二位。表表5 1980年以來中國發(fā)電設備裝機容量年以來中國發(fā)電設備裝機容量年年 份份19801981198219831984198519861987裝機容量裝機容量/ /億億kWkW0.6590.6910.7240.7640.8010.8710.

20、9381.029年年 份份19881989199019911992199319941995裝機容量裝機容量/ /億億kWkW1.1551.2661.3791.5151.6651.8291.9992.172年年 份份19961997199819992000200120022003裝機容量裝機容量/ /億億kWkW2.3222.462.62.943.143.33.573.91年年 份份20042005200620072008裝機容量裝機容量/ /億億kWkW4.425.176.247.417.921.1 電力系統(tǒng)的基本概念電壓等級、輸電線路長度和變電容量：電壓等級、輸電線路長度和變電容量： 電壓等

21、級電壓等級除西北地區(qū)以外除西北地區(qū)以外 交流：交流：1000kV,500kV,220kV,110kV,35kV,10kV 直流：直流：500kV西北地區(qū)：西北地區(qū)：750kV,330kV,220kV,110kV,35kV,10kV750kV,330kV,220kV,110kV,35kV,10kV 截至截至20092009年年7 7月，月，220kV220kV及以上輸電線路長度達及以上輸電線路長度達到到37.537.5萬公里，躍居世界第一位。萬公里，躍居世界第一位。 20082008年，年，220kV220kV及以上變電容量及以上變電容量13.9億億kVA。1.1 電力系統(tǒng)的基本概念電網規(guī)模不斷

22、壯大：電網規(guī)模不斷壯大：我國現(xiàn)有發(fā)電裝機容量在我國現(xiàn)有發(fā)電裝機容量在2000MW2000MW以上的以上的電力網電力網1111個，其中東北、華北、華東、華中區(qū)域電網裝機容個，其中東北、華北、華東、華中區(qū)域電網裝機容量均超過量均超過30000MW30000MW，華東、華中電網甚至超過，華東、華中電網甚至超過40000MW40000MW，西北，西北電網的裝機容量也達到電網的裝機容量也達到20000MW20000MW。3000MW2500MW7200MW3000MW9000MW10000MW1800MW2000MWHydro Power BaseThermal BaseACRegional Grids

23、 Interconnection in 2005DC全國聯(lián)網已建成：全國聯(lián)網已建成：1.1 電力系統(tǒng)的基本概念 20102010年前后，建成以三峽電網為中心連接華中、華東、川年前后，建成以三峽電網為中心連接華中、華東、川渝的渝的中部電網中部電網；華北、東北、西北三個電網互聯(lián)形成的；華北、東北、西北三個電網互聯(lián)形成的北部北部電網電網；以及云、貴、廣西、廣東；以及云、貴、廣西、廣東4 4省區(qū)的省區(qū)的南部聯(lián)合電網南部聯(lián)合電網。同。同時，加快北、中、南三大電網之間實現(xiàn)局部互聯(lián)：華北華時，加快北、中、南三大電網之間實現(xiàn)局部互聯(lián)：華北華中加強聯(lián)網、華中西北聯(lián)網、川渝西北聯(lián)網、華東華中加強聯(lián)網、華中西北聯(lián)網

24、、川渝西北聯(lián)網、華東華北聯(lián)網、川黔聯(lián)網等跨區(qū)電網工程建設，實現(xiàn)北聯(lián)網、川黔聯(lián)網等跨區(qū)電網工程建設，實現(xiàn)西電東送、南西電東送、南北互供北互供，初步形成全國統(tǒng)一的聯(lián)合電網的格局，實現(xiàn)全國范，初步形成全國統(tǒng)一的聯(lián)合電網的格局，實現(xiàn)全國范圍內的資源優(yōu)化配置，滿足國民經濟發(fā)展和全面建設小康社圍內的資源優(yōu)化配置，滿足國民經濟發(fā)展和全面建設小康社會的要求會的要求 。 3000MW2500MW7200MW3000MW9000MW10000MW1800MW2000MWHydro Power BaseThermal BaseRegional Grids Interconnection in 2010DCPossi

25、ble International connectionAC1.1 電力系統(tǒng)的基本概念 20202020年前后，隨著長江和黃河上游以及瀾滄江、紅水河年前后，隨著長江和黃河上游以及瀾滄江、紅水河上一系列大型水電站的開發(fā)，西部和北部大型火電廠和沿海上一系列大型水電站的開發(fā)，西部和北部大型火電廠和沿海核電站的建設，以及一大批長距離、大容量輸電工程的實施，核電站的建設，以及一大批長距離、大容量輸電工程的實施，電網結構進一步加強，真正形成全國統(tǒng)一的聯(lián)合電網。在全電網結構進一步加強，真正形成全國統(tǒng)一的聯(lián)合電網。在全國統(tǒng)一電網中充分實現(xiàn)西部水電東送，北部火電南送的能源國統(tǒng)一電網中充分實現(xiàn)西部水電東送，北部火

26、電南送的能源優(yōu)化配置。此外，北與俄羅斯、南與泰國之間也可能實現(xiàn)周優(yōu)化配置。此外，北與俄羅斯、南與泰國之間也可能實現(xiàn)周邊電網互聯(lián)和能源優(yōu)勢互補。邊電網互聯(lián)和能源優(yōu)勢互補。3000MW2500MW7200MW3000MW9000MW10000MW1800MW2000MWHydro Power BaseThermal BaseACRegional Grids Interconnection in 2015-2020DCPossible International connection西電東送三大通道：西電東送三大通道： 南部通道南部通道：將貴州烏江、云南瀾滄江和桂、滇、黔將貴州烏江、云南瀾滄江和桂、

27、滇、黔三省區(qū)交界的南盤江、北盤江、紅水河水電站，以及三省區(qū)交界的南盤江、北盤江、紅水河水電站，以及云南和貴州坑口火火電廠開發(fā)出來送往廣東云南和貴州坑口火火電廠開發(fā)出來送往廣東。 中部通道中部通道：將金沙江干支流將金沙江干支流( (雅礱江、大渡河雅礱江、大渡河) )水電站水電站開發(fā)出來送往華東地區(qū)。開發(fā)出來送往華東地區(qū)。 北部通道：北部通道：將黃河上游水電站和山西、蒙西地區(qū)坑將黃河上游水電站和山西、蒙西地區(qū)坑口火電廠開發(fā)出來送往京津唐地區(qū)口火電廠開發(fā)出來送往京津唐地區(qū) 。1.1 電力系統(tǒng)的基本概念變電站變電站電力系統(tǒng)為什么要互聯(lián)并網運行呢？電力系統(tǒng)為什么要互聯(lián)并網運行呢？ 1.1.采用高效率大容

28、量機組采用高效率大容量機組減少備用容量減少備用容量 最大單機容量最大單機容量 最大發(fā)電廠最大發(fā)電廠 2.2.合理利用動力資源合理利用動力資源水、火電互補水、火電互補 3.3.提高供電可靠性提高供電可靠性系統(tǒng)越大，抗干擾能力越強系統(tǒng)越大，抗干擾能力越強 4.4.提高運行的經濟性提高運行的經濟性裝高效率大容量機組、裝高效率大容量機組、 合理利用動力資源、合理分配負荷、削峰填谷合理利用動力資源、合理分配負荷、削峰填谷。缺點：缺點： 1.1 電力系統(tǒng)的基本概念我國最大單機容量我國最大單機容量 最大火電機組最大火電機組：1000 MW1000 MW（浙江華能玉環(huán)電廠，上（浙江華能玉環(huán)電廠，上海外高橋第二

29、發(fā)電廠海外高橋第二發(fā)電廠900MW900MW） 最大水電機組最大水電機組：700 MW700 MW（三峽電廠）（葛洲壩水電（三峽電廠）（葛洲壩水電廠廠320 MW320 MW） 最大核電機組最大核電機組：1060MW1060MW（江蘇田灣核電廠（江蘇田灣核電廠) )1.1 電力系統(tǒng)的基本概念我國最大發(fā)電廠我國最大發(fā)電廠最大火電廠最大火電廠：北侖港電廠，北侖港電廠，5 5600 MW600 MW最大水電廠最大水電廠：三峽電廠三峽電廠2626700 MW700 MW（二灘水電廠（二灘水電廠6 6550 MW550 MW，溪洛渡水電站，溪洛渡水電站8 8700MW 700MW ）最大核電廠最大核電廠

30、：秦山（秦山（300+2300+2600+2600+2700MW700MW）, , ( (大亞灣大亞灣2 29090萬萬KW,KW,江蘇田灣江蘇田灣2 21060 MW,1060 MW,浙江三門、浙江三門、廣東陽江廣東陽江2 21000MW)1000MW)最大抽水蓄能電廠最大抽水蓄能電廠：廣東抽水蓄能電廠廣東抽水蓄能電廠8 8300 300 MWMW1.1 電力系統(tǒng)的基本概念1.1 電力系統(tǒng)的基本概念機構改革初顯成效：機構改革初顯成效：20022002年年1212月，中國電力工業(yè)新機構為月，中國電力工業(yè)新機構為適應市場發(fā)展應運而生，成立了兩家電網公司、適應市場發(fā)展應運而生，成立了兩家電網公司、

31、5 5家發(fā)電家發(fā)電集團公司和集團公司和4 4家輔業(yè)集團公司；家輔業(yè)集團公司；20032003年年2 2月，國家電力監(jiān)管月，國家電力監(jiān)管委員會宣告成立。委員會宣告成立。兩家電網公司是兩家電網公司是國家電網公司、中國南方電網有限國家電網公司、中國南方電網有限責任公司；責任公司；家發(fā)電集團公司是家發(fā)電集團公司是中國華能集團公司、中國大唐中國華能集團公司、中國大唐集團公司、中國華電集團公司、中國國電集團公司和中國集團公司、中國華電集團公司、中國國電集團公司和中國電力投資集團公司；電力投資集團公司；家輔業(yè)集團公司是中國電力工程顧問集團公司、家輔業(yè)集團公司是中國電力工程顧問集團公司、中國水電工程顧問集團公

32、司、中國水利水電建設集團公司中國水電工程顧問集團公司、中國水利水電建設集團公司和中國葛洲壩集團公司。和中國葛洲壩集團公司。 1.1 電力系統(tǒng)的基本概念缺電問題：缺電問題： 19701970年以來出現(xiàn)缺電問題年以來出現(xiàn)缺電問題 19981998年低用電水平下基本實現(xiàn)了電力的供需平衡年低用電水平下基本實現(xiàn)了電力的供需平衡 20012001電力再度短缺電力再度短缺 原因：原因：（1 1）電力工業(yè)跟不上國民經濟的發(fā)展速度是造成電力工業(yè)跟不上國民經濟的發(fā)展速度是造成缺電的重要原因缺電的重要原因 1.1 電力系統(tǒng)的基本概念（2 2）電網的瓶頸制約，網絡輸送能力不足，輸配電電網的瓶頸制約，網絡輸送能力不足，

33、輸配電“卡脖子卡脖子”問題嚴重，制約了電力供應。問題嚴重，制約了電力供應。 發(fā)電、輸電、配電比例：美國發(fā)電、輸電、配電比例：美國 1:0.43:0.71:0.43:0.7，日本，日本 1:0.47:0.68 1:0.47:0.68 ，英國，英國1:0.45:0.78 1:0.45:0.78 ，我國，我國 1:0.21:0.121:0.21:0.12（3 3）發(fā)電機組出力不足（水電來水不足，火電電煤緊張）發(fā)電機組出力不足（水電來水不足，火電電煤緊張）（4 4）經濟快速增長帶動用電需求高漲）經濟快速增長帶動用電需求高漲（5 5）居民用電被激活）居民用電被激活（6 6）高耗能行業(yè)發(fā)展迅速）高耗能行業(yè)

34、發(fā)展迅速1.1 電力系統(tǒng)的基本概念展望：我國電力工業(yè)進入了新一輪的快速發(fā)展期展望：我國電力工業(yè)進入了新一輪的快速發(fā)展期 形成形成以大型清潔高效燃煤發(fā)電、大型水電、大以大型清潔高效燃煤發(fā)電、大型水電、大型核電、多種形式的可再生能源發(fā)電和分布式電型核電、多種形式的可再生能源發(fā)電和分布式電源構成的多元化發(fā)電結構。源構成的多元化發(fā)電結構。 形成以特形成以特/ /超高壓交直流輸電為骨干，區(qū)域電超高壓交直流輸電為骨干，區(qū)域電網互聯(lián)，各級電壓電網協(xié)調發(fā)展的網互聯(lián)，各級電壓電網協(xié)調發(fā)展的堅強智能電網堅強智能電網。 智能電網概念：智能電網概念： 堅強智能電網以堅強網架為基礎，以通信信息平臺為支撐，堅強智能電網以

35、堅強網架為基礎，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)配電、用電和調度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務流電力流、信息流、業(yè)務流”的高度一體化融合，是的高度一體化融合，是堅強堅強可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動可靠、經濟高效、清潔環(huán)保、透明開放、友好互動的現(xiàn)代的現(xiàn)代電網。電網。 智能電網是一個多目標自趨優(yōu)問題，其終極目標是將整個智能電網是一個多目標自趨優(yōu)問題，其終極目標是將整個電力系統(tǒng)控制得如同一臺電力系統(tǒng)控制得如同一臺智能廣域機器

36、人智能廣域機器人，具有類似于人，具有類似于人類的智能，能夠閉環(huán)控制和自動運行。類的智能，能夠閉環(huán)控制和自動運行。1.1 電力系統(tǒng)的基本概念1.1 電力系統(tǒng)的基本概念目前電網和智能電網的比較目前電網和智能電網的比較目前電網目前電網智能電網智能電網通訊通訊沒有或單向沒有或單向雙向雙向與用戶交互與用戶交互很少很少很多很多儀表型式儀表型式機電的機電的數字的數字的運行與管理運行與管理人工的設備校核人工的設備校核遠方監(jiān)控遠方監(jiān)控功率的提供與支持功率的提供與支持集中發(fā)電集中發(fā)電集中和分布式發(fā)電并存集中和分布式發(fā)電并存潮流控制潮流控制有限的有限的普遍的普遍的可靠性可靠性傾向于故障和電力中斷傾向于故障和電力中斷

37、自適應保護和孤島化自適應保護和孤島化供電恢復供電恢復人工的人工的自愈的自愈的網絡拓撲網絡拓撲輻射狀的輻射狀的網狀的網狀的1.2 電力系統(tǒng)運行特點及基本要求一、特點一、特點 電能不能大量儲存電能不能大量儲存 暫態(tài)過程非常短促暫態(tài)過程非常短促（3030萬萬KM/SKM/S） 與國民經濟及日常生活關系密切與國民經濟及日常生活關系密切二、基本要求二、基本要求 安全安全 優(yōu)質優(yōu)質 經濟經濟 環(huán)保環(huán)保1.安全：安全：保證可靠的供電保證可靠的供電 措施措施電源與電網的建設（西電東送全國聯(lián)網）電源與電網的建設（西電東送全國聯(lián)網） SCADASCADA數據采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)數據采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（Supervi

38、sorySupervisory ControlControl AndAnd DataData Acquisition Acquisition ） 設備檢修（計劃檢修設備檢修（計劃檢修狀態(tài)檢修）狀態(tài)檢修） 人員素質人員素質1.2 1.2 電力系統(tǒng)運行特點及基本要求負荷分類負荷分類（一級一級 二級二級 三級三級）n一級負荷：對這一級負荷中斷供電，將造成一級負荷：對這一級負荷中斷供電，將造成人身事故，經濟嚴重損失，人民生活發(fā)生混亂。人身事故，經濟嚴重損失，人民生活發(fā)生混亂。n二級負荷：對這一級負荷中斷供電，將造成二級負荷：對這一級負荷中斷供電，將造成大量減產，人民生活受影響。大量減產，人民生活受影響

39、。n三級負荷：所有不屬于一、二級的負荷三級負荷：所有不屬于一、二級的負荷。n故障時，按負荷等級限電。1.2 1.2 電力系統(tǒng)運行特點及基本要求2.優(yōu)質優(yōu)質衡量電能質量的基本指標衡量電能質量的基本指標 ：電壓電壓： 35kV 5% 10kV 7% (調節(jié)無功功率無功功率）頻率頻率： 0.2（3000mw) 0.5Hz(3000MW） （有功功率有功功率）諧波：電力電子裝置，非線性負荷諧波：電力電子裝置，非線性負荷1.2 1.2 電力系統(tǒng)運行特點及基本要求3.經濟經濟 考核電力系統(tǒng)運行經濟性的指標：煤耗考核電力系統(tǒng)運行經濟性的指標：煤耗率和網損率率和網損率EX:EX:一臺一臺600MW火電機組，年

40、利用小時火電機組，年利用小時6000h，煤耗率，煤耗率320g/kW.h，煤價：，煤價：300元元/噸。噸。Sol：年發(fā)電量：年發(fā)電量：600000kW6000h36億億kW.h需標煤：需標煤：36億億kW.h320g/kW.h115.2萬噸標煤萬噸標煤燃料費：燃料費：115.2萬噸萬噸300元元/噸噸34560萬元萬元1%節(jié)約：燃料：節(jié)約：燃料：1.152萬噸標煤；燃料費：萬噸標煤；燃料費： 345.6萬元萬元廠用電率廠用電率 網損率：電網中損耗電能與供應電能的百分比網損率：電網中損耗電能與供應電能的百分比煤耗率（水耗率）：生產一度電消耗的標準煤重煤耗率（水耗率）：生產一度電消耗的標準煤重1

41、.2 1.2 電力系統(tǒng)運行特點及基本要求4.環(huán)保環(huán)保火電廠裝機火電廠裝機7070 煤炭燃燒造成的污染煤炭燃燒造成的污染 限制污染物的排放量限制污染物的排放量安全安全 優(yōu)質優(yōu)質 經濟經濟 環(huán)保環(huán)保（八字方針）（八字方針）1.2 1.2 電力系統(tǒng)運行特點及基本要求1、無備用：負荷從一個無備用：負荷從一個圖圖1-5 1-5 無備用接線方式無備用接線方式（a a）放射式）放射式 （b b）干線式樣）干線式樣 （c c） 鏈式鏈式 1.3 電力系統(tǒng)的接線方式和電壓等級一一. .電力系統(tǒng)的接線方式（電力系統(tǒng)的接線方式（有備用和無備用接線有備用和無備用接線）優(yōu)點：簡單、經濟、運行方便優(yōu)點：簡單、經濟、運行方

42、便缺點：供電可靠性差缺點：供電可靠性差 適用范圍：二級負荷適用范圍：二級負荷2 2、有備用、有備用圖圖1-6 1-6 有備用接線方式有備用接線方式（a a） 放射式樣放射式樣 （b b） 干線式干線式 （c c） 鏈式鏈式 （d d） 環(huán)式環(huán)式 （e e） 兩端供電網絡兩端供電網絡 1.3 電力系統(tǒng)的接線方式和電壓等級優(yōu)點：供電可靠性和電壓質量高優(yōu)點：供電可靠性和電壓質量高缺點：不經濟缺點：不經濟 適用范圍：電壓等級較高或重要的負荷適用范圍：電壓等級較高或重要的負荷 1.3 電力系統(tǒng)的接線方式和電壓等級1.1.電力系統(tǒng)的額定電壓等級電力系統(tǒng)的額定電壓等級 二二. .電力系統(tǒng)的標準電壓電力系統(tǒng)的

43、標準電壓根據根據S=UIS=UI，輸送一定功率時，電壓高，電流小，輸送一定功率時，電壓高，電流小，材料投資少，絕緣投資大；材料投資少，絕緣投資大；電壓低，電流大，絕緣投資少，材料投資大。電壓低，電流大，絕緣投資少，材料投資大。所以，輸送一定的功率有一個合適的電壓。所以，輸送一定的功率有一個合適的電壓。為什么規(guī)定如此多的電壓等級？為什么規(guī)定如此多的電壓等級？系統(tǒng)的額定電壓系統(tǒng)的額定電壓 1.3 電力系統(tǒng)的接線方式和電壓等級2. 2. 電氣設備的額定電壓電氣設備的額定電壓( (發(fā)電機發(fā)電機, ,變壓器變壓器, ,線路，用電設備線路，用電設備) ) 最高電壓：考慮設備的絕緣性能確定的最高運行電壓值最

44、高電壓：考慮設備的絕緣性能確定的最高運行電壓值為什么各種電氣設備的額定電壓不一樣為什么各種電氣設備的額定電壓不一樣?額定電壓：電氣設備在此電壓下長期工作，效率和壽命最好額定電壓：電氣設備在此電壓下長期工作，效率和壽命最好 用電設備用電設備: :等于等于系統(tǒng)的額定電壓系統(tǒng)的額定電壓 線路線路: :等于等于系統(tǒng)的額定電壓系統(tǒng)的額定電壓 發(fā)電機：規(guī)定比系統(tǒng)的額定電壓發(fā)電機：規(guī)定比系統(tǒng)的額定電壓高高5%5% 變壓器變壓器 一次側一次側：相當于用電設備，其額定電壓與系統(tǒng)相同；：相當于用電設備，其額定電壓與系統(tǒng)相同；與發(fā)電機直接相連時，則與發(fā)電機相同與發(fā)電機直接相連時，則與發(fā)電機相同 二次側二次側：相當于

45、電源，其額定電壓應比系統(tǒng)高：相當于電源，其額定電壓應比系統(tǒng)高5%5%，考，考慮變壓器內部的電壓損耗（慮變壓器內部的電壓損耗（5%5%），實際應定為比線路），實際應定為比線路高高1010; ;漏抗很小、與電動機直接相連時或電壓特別高漏抗很小、與電動機直接相連時或電壓特別高時，比線路高時，比線路高5 5。電氣設備的額定電壓電氣設備的額定電壓用線電壓表示的抽頭額定電壓用線電壓表示的抽頭額定電壓220kV升壓變壓器降壓變壓器 1.3 電力系統(tǒng)的接線方式和電壓等級3. 3. 電力輸送中電壓與輸送容量的關系電力輸送中電壓與輸送容量的關系各級電壓架空線路的輸送能力各級電壓架空線路的輸送能力典型例題典型例題

46、: : ( ( 1)1)確定各設備額定電壓確定各設備額定電壓;(2);(2)若若T1T1工作于工作于+2.5%+2.5%抽頭抽頭, T2, T2工作于主抽頭工作于主抽頭,T3,T3工作于工作于-5%-5%抽頭抽頭, ,求各變壓器變比求各變壓器變比. .10.5kV10.5kV121kV38.5kV110kV11kV35kV5 .10)025. 01 (1211Tk5 .381102Tk11)05. 01 (353Tk三、三相電力系統(tǒng)中性點運行方式 發(fā)電機定子繞組Y聯(lián)結的中性點： 一種是不接地一種是不接地 另一種是為了防護定子繞組過電壓而采用經過另一種是為了防護定子繞組過電壓而采用經過避雷器接地

47、。避雷器內部有氣隙，所以正常運避雷器接地。避雷器內部有氣隙，所以正常運行和不接地一樣。行和不接地一樣。 變壓器Y接法線圈的中性點： 不接地，1035kV系統(tǒng)多屬這類情況。 消弧線圈接地，即經過一個線性電抗線圈接地，1060kV系統(tǒng)有這種方式。 直接接地，110kV及以上電壓系統(tǒng)和380220V三相四線低壓系統(tǒng)都屬這類情況。1.1.中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng) 正常運行正常運行分析分析： （1）線電壓與相電壓關系；（線電壓與相電壓關系；（2）中性點）中性點 電位；（電位；（3）對地電容電流與相電壓關系）對地電容電流與相電壓關系1.1.中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng) 單相（單相（C相）接地相）接地分析：分析：（1）中性點對地電位；（）中性點對地電位；（2）非接地相對地電）非接地相對地電 位；（位；（3）對地電容電流）對地電容電流2.2.中性點經消弧線圈接地中性點經消弧線圈接地中性點經消弧線圈接地的應用中性點經消弧線圈接地的應用 3-6kV 3-6kV