《電力系統(tǒng)分析》PPT課件CATALOGUE目錄電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)電力系統(tǒng)有功功率平衡與頻率調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率平衡與電壓調(diào)整電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析電力系統(tǒng)故障分析與保護(hù)CATALOGUE目錄電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)電力系統(tǒng)有功功率平衡與頻率調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率平衡與電壓調(diào)整電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析電力系統(tǒng)故障分析與保護(hù)01電力系統(tǒng)概述01電力系統(tǒng)概述包括發(fā)電廠、小型發(fā)電裝置等，負(fù)責(zé)將各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能。電源由各種電壓等級(jí)的輸電線路和配電線路組成的網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)傳輸和分配電能。電網(wǎng)各種用電設(shè)備，消耗電能并轉(zhuǎn)換為其他形式的能量。負(fù)荷通過調(diào)度中心等機(jī)構(gòu)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行管理和控制。電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理電力系統(tǒng)的組成包括發(fā)電廠、小型發(fā)電裝置等，負(fù)責(zé)將各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能。電源由各種電壓等級(jí)的輸電線路和配電線路組成的網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)傳輸和分配電能。電網(wǎng)各種用電設(shè)備，消耗電能并轉(zhuǎn)換為其他形式的能量。負(fù)荷通過調(diào)度中心等機(jī)構(gòu)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行管理和控制。電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理電力系統(tǒng)的組成表示電位差或電場(chǎng)強(qiáng)度的物理量，是電路中電勢(shì)差或電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。電壓?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，是電荷移動(dòng)速度和強(qiáng)度的度量。電流功率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的功或轉(zhuǎn)換的能量；電能表示一定時(shí)間內(nèi)使用的電量。功率和電能電力系統(tǒng)的基本參數(shù)表示電位差或電場(chǎng)強(qiáng)度的物理量，是電路中電勢(shì)差或電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。電壓?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，是電荷移動(dòng)速度和強(qiáng)度的度量。電流功率表示單位時(shí)間內(nèi)完成的功或轉(zhuǎn)換的能量；電能表示一定時(shí)間內(nèi)使用的電量。功率和電能電力系統(tǒng)的基本參數(shù)電力系統(tǒng)在正常條件下運(yùn)行，滿足負(fù)荷需求，各項(xiàng)參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)。正常運(yùn)行狀態(tài)異常運(yùn)行狀態(tài)事故狀態(tài)由于某些原因?qū)е码娏ο到y(tǒng)部分設(shè)備異常運(yùn)行，但仍能滿足基本需求。發(fā)生重大事故導(dǎo)致電力系統(tǒng)嚴(yán)重受損，無法滿足正常需求。030201電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)在正常條件下運(yùn)行，滿足負(fù)荷需求，各項(xiàng)參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)。正常運(yùn)行狀態(tài)異常運(yùn)行狀態(tài)事故狀態(tài)由于某些原因?qū)е码娏ο到y(tǒng)部分設(shè)備異常運(yùn)行，但仍能滿足基本需求。發(fā)生重大事故導(dǎo)致電力系統(tǒng)嚴(yán)重受損，無法滿足正常需求。030201電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)02電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)02電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)在電路中，流入和流出節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和為零?；鶢柣舴螂娏鞫稍陔娐分?，沿任一閉合回路的電壓代數(shù)和為零?；鶢柣舴螂妷憾稍陔娐分?，電阻元件兩端的電壓與流過它的電流成正比。歐姆定律電路定律在電路中，流入和流出節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和為零。基爾霍夫電流定律在電路中，沿任一閉合回路的電壓代數(shù)和為零?；鶢柣舴螂妷憾稍陔娐分校娮柙啥说碾妷号c流過它的電流成正比。歐姆定律電路定律

電力系統(tǒng)元件的數(shù)學(xué)模型電阻元件表示為歐姆定律的形式，即電壓與電流成正比。電感元件表示為電壓與電流的相位差90度，即電壓超前電流90度。電容元件表示為電流與電壓的相位差90度，即電流超前電壓90度。

電力系統(tǒng)元件的數(shù)學(xué)模型電阻元件表示為歐姆定律的形式，即電壓與電流成正比。電感元件表示為電壓與電流的相位差90度，即電壓超前電流90度。電容元件表示為電流與電壓的相位差90度，即電流超前電壓90度。電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，各物理量的變化非常緩慢，可以認(rèn)為系統(tǒng)是處于一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)分析的概念通過建立電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，利用代數(shù)方法或微分方程求解系統(tǒng)的狀態(tài)變量。穩(wěn)態(tài)分析的方法主要包括電力系統(tǒng)的有功功率平衡、無功功率平衡、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定等方面的分析。穩(wěn)態(tài)分析的內(nèi)容電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下，各物理量的變化非常緩慢，可以認(rèn)為系統(tǒng)是處于一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)分析的概念通過建立電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，利用代數(shù)方法或微分方程求解系統(tǒng)的狀態(tài)變量。穩(wěn)態(tài)分析的方法主要包括電力系統(tǒng)的有功功率平衡、無功功率平衡、電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定等方面的分析。穩(wěn)態(tài)分析的內(nèi)容電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析03電力系統(tǒng)有功功率平衡與頻率調(diào)整03電力系統(tǒng)有功功率平衡與頻率調(diào)整電力系統(tǒng)有功功率平衡的概念01電力系統(tǒng)有功功率平衡是指電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功功率之和等于系統(tǒng)中所有負(fù)荷消耗的有功功率之和，以保持電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定。有功功率不平衡的影響02如果電力系統(tǒng)的有功功率不平衡，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)頻率發(fā)生變化，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。嚴(yán)重的不平衡可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，造成大面積停電。有功功率平衡的措施03為了維持電力系統(tǒng)的有功功率平衡，需要采取一系列措施，包括提高發(fā)電機(jī)的有功出力、合理配置備用容量、加強(qiáng)負(fù)荷管理和調(diào)度等。電力系統(tǒng)有功功率平衡電力系統(tǒng)有功功率平衡的概念01電力系統(tǒng)有功功率平衡是指電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功功率之和等于系統(tǒng)中所有負(fù)荷消耗的有功功率之和，以保持電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定。有功功率不平衡的影響02如果電力系統(tǒng)的有功功率不平衡，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)頻率發(fā)生變化，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。嚴(yán)重的不平衡可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，造成大面積停電。有功功率平衡的措施03為了維持電力系統(tǒng)的有功功率平衡，需要采取一系列措施，包括提高發(fā)電機(jī)的有功出力、合理配置備用容量、加強(qiáng)負(fù)荷管理和調(diào)度等。電力系統(tǒng)有功功率平衡頻率調(diào)整的方法電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整可以通過改變發(fā)電機(jī)的出力、投切負(fù)荷、投切發(fā)電機(jī)組等方法實(shí)現(xiàn)。頻率調(diào)整的策略頻率調(diào)整的策略包括基于頻率偏差的調(diào)整、基于負(fù)荷預(yù)測(cè)的調(diào)整、基于經(jīng)濟(jì)性的調(diào)整等。這些策略各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況選擇合適的策略。頻率調(diào)整的自動(dòng)化為了實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的頻率調(diào)整，需要建立自動(dòng)化的頻率調(diào)整系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的頻率值，自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)的出力或投切負(fù)荷，以維持頻率穩(wěn)定。頻率調(diào)整的方法與策略頻率調(diào)整的方法電力系統(tǒng)頻率的調(diào)整可以通過改變發(fā)電機(jī)的出力、投切負(fù)荷、投切發(fā)電機(jī)組等方法實(shí)現(xiàn)。頻率調(diào)整的策略頻率調(diào)整的策略包括基于頻率偏差的調(diào)整、基于負(fù)荷預(yù)測(cè)的調(diào)整、基于經(jīng)濟(jì)性的調(diào)整等。這些策略各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況選擇合適的策略。頻率調(diào)整的自動(dòng)化為了實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的頻率調(diào)整，需要建立自動(dòng)化的頻率調(diào)整系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的頻率值，自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)的出力或投切負(fù)荷，以維持頻率穩(wěn)定。頻率調(diào)整的方法與策略自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）是一種自動(dòng)化控制系統(tǒng)，用于控制電力系統(tǒng)的有功功率。通過采集系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)信息，AGC可以自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)組的出力，以滿足系統(tǒng)的有功功率需求，并保持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。AGC通常由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制輸出等部分組成。數(shù)據(jù)采集部分負(fù)責(zé)采集系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)信息，如頻率、發(fā)電機(jī)出力等；數(shù)據(jù)處理部分負(fù)責(zé)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，得到控制所需的參數(shù)；控制輸出部分則根據(jù)處理結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)組的出力。AGC廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，是維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段之一。通過使用AGC，可以大大提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性，減少人工操作的誤差和延時(shí)，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。AGC的概念A(yù)GC的組成AGC的應(yīng)用自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）是一種自動(dòng)化控制系統(tǒng)，用于控制電力系統(tǒng)的有功功率。通過采集系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)信息，AGC可以自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)組的出力，以滿足系統(tǒng)的有功功率需求，并保持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定。AGC通常由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制輸出等部分組成。數(shù)據(jù)采集部分負(fù)責(zé)采集系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)信息，如頻率、發(fā)電機(jī)出力等；數(shù)據(jù)處理部分負(fù)責(zé)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，得到控制所需的參數(shù)；控制輸出部分則根據(jù)處理結(jié)果，自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)組的出力。AGC廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，是維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段之一。通過使用AGC，可以大大提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性，減少人工操作的誤差和延時(shí)，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。AGC的概念A(yù)GC的組成AGC的應(yīng)用自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）04電力系統(tǒng)無功功率平衡與電壓調(diào)整04電力系統(tǒng)無功功率平衡與電壓調(diào)整無功功率不平衡的影響無功功率不平衡會(huì)導(dǎo)致電壓波動(dòng)、系統(tǒng)穩(wěn)定性降低、設(shè)備過熱等問題，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。無功電源與無功負(fù)荷的匹配為了實(shí)現(xiàn)無功功率平衡，需要合理配置無功電源和無功負(fù)荷，確保兩者之間的協(xié)調(diào)和匹配。無功功率平衡的概念無功功率平衡是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件，它確保了系統(tǒng)中的無功電源和無功負(fù)荷之間的平衡。電力系統(tǒng)無功功率平衡無功功率不平衡的影響無功功率不平衡會(huì)導(dǎo)致電壓波動(dòng)、系統(tǒng)穩(wěn)定性降低、設(shè)備過熱等問題，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。無功電源與無功負(fù)荷的匹配為了實(shí)現(xiàn)無功功率平衡，需要合理配置無功電源和無功負(fù)荷，確保兩者之間的協(xié)調(diào)和匹配。無功功率平衡的概念無功功率平衡是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件，它確保了系統(tǒng)中的無功電源和無功負(fù)荷之間的平衡。電力系統(tǒng)無功功率平衡電壓是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù)，電壓質(zhì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電力設(shè)備的安全運(yùn)行。因此，電壓調(diào)整是電力系統(tǒng)分析的重要內(nèi)容。電壓調(diào)整的必要性包括通過改變變壓器變比、投切并聯(lián)電容器或電抗器、裝設(shè)靜止無功補(bǔ)償器等手段來調(diào)整電壓。電壓調(diào)整的方法根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況和負(fù)荷需求，制定合理的電壓調(diào)整策略，確保電壓質(zhì)量符合要求。電壓調(diào)整策略電壓調(diào)整的方法與策略電壓是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù)，電壓質(zhì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和電力設(shè)備的安全運(yùn)行。因此，電壓調(diào)整是電力系統(tǒng)分析的重要內(nèi)容。電壓調(diào)整的必要性包括通過改變變壓器變比、投切并聯(lián)電容器或電抗器、裝設(shè)靜止無功補(bǔ)償器等手段來調(diào)整電壓。電壓調(diào)整的方法根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況和負(fù)荷需求，制定合理的電壓調(diào)整策略，確保電壓質(zhì)量符合要求。電壓調(diào)整策略電壓調(diào)整的方法與策略123無功補(bǔ)償裝置是用于提供或吸收無功功率的設(shè)備，如并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、靜止無功補(bǔ)償器等。無功補(bǔ)償裝置的作用在電力系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償裝置廣泛應(yīng)用于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、改善電壓質(zhì)量、降低線路損耗等方面。無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用場(chǎng)景根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求，合理配置無功補(bǔ)償裝置，確保其能夠有效地提供或吸收所需的無功功率。無功補(bǔ)償裝置的配置原則無功補(bǔ)償裝置123無功補(bǔ)償裝置是用于提供或吸收無功功率的設(shè)備，如并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、靜止無功補(bǔ)償器等。無功補(bǔ)償裝置的作用在電力系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償裝置廣泛應(yīng)用于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、改善電壓質(zhì)量、降低線路損耗等方面。無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用場(chǎng)景根據(jù)電力系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求，合理配置無功補(bǔ)償裝置，確保其能夠有效地提供或吸收所需的無功功率。無功補(bǔ)償裝置的配置原則無功補(bǔ)償裝置05電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析05電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析03穩(wěn)定性影響因素電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、負(fù)荷特性、控制策略等。01電力系統(tǒng)穩(wěn)定性定義電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行過程中，受到微小擾動(dòng)后能夠恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)的能力。02穩(wěn)定性分類小干擾穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性、長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和電壓穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)穩(wěn)定性概念03穩(wěn)定性影響因素電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式、負(fù)荷特性、控制策略等。01電力系統(tǒng)穩(wěn)定性定義電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行過程中，受到微小擾動(dòng)后能夠恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)的能力。02穩(wěn)定性分類小干擾穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性、長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和電壓穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)穩(wěn)定性概念小干擾穩(wěn)定性的定義電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析電力系統(tǒng)在受到微小擾動(dòng)后，各機(jī)組能夠保持同步運(yùn)行，不發(fā)生振蕩或失步的狀態(tài)。小干擾穩(wěn)定性分析方法基于狀態(tài)方程的線性化方法和基于阻尼特性的分析方法。優(yōu)化電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、改善機(jī)組的調(diào)節(jié)性能、加強(qiáng)無功補(bǔ)償?shù)?。提高小干擾穩(wěn)定性的措施小干擾穩(wěn)定性的定義電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析電力系統(tǒng)在受到微小擾動(dòng)后，各機(jī)組能夠保持同步運(yùn)行，不發(fā)生振蕩或失步的狀態(tài)。小干擾穩(wěn)定性分析方法基于狀態(tài)方程的線性化方法和基于阻尼特性的分析方法。優(yōu)化電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、改善機(jī)組的調(diào)節(jié)性能、加強(qiáng)無功補(bǔ)償?shù)?。提高小干擾穩(wěn)定性的措施暫態(tài)穩(wěn)定性的定義電力系統(tǒng)在受到大擾動(dòng)后，各機(jī)組能夠保持同步運(yùn)行，不發(fā)生崩潰或長(zhǎng)時(shí)間失步的狀態(tài)。暫態(tài)穩(wěn)定性分析方法基于時(shí)域仿真和基于頻域仿真的方法。提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施優(yōu)化電力系統(tǒng)的控制策略、加強(qiáng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配置等。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析030201暫態(tài)穩(wěn)定性的定義電力系統(tǒng)在受到大擾動(dòng)后，各機(jī)組能夠保持同步運(yùn)行，不發(fā)生崩潰或長(zhǎng)時(shí)間失步的狀態(tài)。暫態(tài)穩(wěn)定性分析方法基于時(shí)域仿真和基于頻域仿真的方法。提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施優(yōu)化電力系統(tǒng)的控制策略、加強(qiáng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配置等。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析03020106電力系統(tǒng)故障分析與保護(hù)06電力系統(tǒng)故障分析與保護(hù)短路故障短路故障是電力系統(tǒng)中最常見的故障之一，會(huì)導(dǎo)致電流急劇增加，電壓急劇下降，對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重威脅。斷線故障斷線故障是指輸電線路因各種原因斷裂，導(dǎo)致電力無法正常傳輸。接地故障接地故障是指輸電線路或設(shè)備對(duì)地絕緣損壞，導(dǎo)致接地電流產(chǎn)生，對(duì)設(shè)備和人身安全造成威脅。電力系統(tǒng)故障分析短路故障短路故障是電力系統(tǒng)中最常見的故障之一，會(huì)導(dǎo)致電流急劇增加，電壓急劇下降，對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重威脅。斷線故障斷線故障是指輸電線路因各種原因斷裂，導(dǎo)致電力無法正常傳輸。接地故障接地故障是指輸電線路或設(shè)備對(duì)地絕緣損壞，導(dǎo)致接地電流產(chǎn)生，對(duì)設(shè)備和人身安全造成威脅。電力系統(tǒng)故障分析繼電保護(hù)的基本原理與配置繼電保護(hù)的配置是根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況和運(yùn)行要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的，包括主保護(hù)、后備保護(hù)、輔助保護(hù)等。繼電保護(hù)的配置繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)中的重要組成部分，用于快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)和隔離故障，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。繼電保護(hù)的作用繼電保護(hù)通過比較被保護(hù)元件的電流、電壓、阻抗等參數(shù)與正常運(yùn)行時(shí)的值來判斷是否