匯報(bào)人：AA2024-01-21電力系統(tǒng)組成和特點(diǎn)學(xué)習(xí)教案目錄電力系統(tǒng)基本概念發(fā)電環(huán)節(jié)與設(shè)備輸電環(huán)節(jié)與設(shè)備配電環(huán)節(jié)與設(shè)備用電環(huán)節(jié)與設(shè)備調(diào)度管理與自動(dòng)化技術(shù)01電力系統(tǒng)基本概念電力系統(tǒng)定義電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和電力用戶組成的整體，用于將一次能源轉(zhuǎn)換成電能并輸送和分配到各用戶。電力系統(tǒng)是現(xiàn)代社會(huì)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，為工業(yè)、交通、通訊、照明等領(lǐng)域提供動(dòng)力。電力系統(tǒng)組成要素將一次能源（如煤、石油、天然氣、水能、風(fēng)能等）轉(zhuǎn)換成電能的場(chǎng)所。將發(fā)電廠產(chǎn)生的電能通過高壓輸電線路輸送到各地的網(wǎng)絡(luò)。將輸電網(wǎng)輸送來的電能通過降壓變壓器和配電線路分配給各個(gè)用戶的網(wǎng)絡(luò)。消費(fèi)電能的各類用戶，包括工業(yè)用戶、商業(yè)用戶、居民用戶等。發(fā)電廠輸電網(wǎng)配電網(wǎng)電力用戶發(fā)電廠通過發(fā)電設(shè)備將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。發(fā)電環(huán)節(jié)通過高壓輸電線路將電能從發(fā)電廠輸送到負(fù)荷中心。輸電環(huán)節(jié)通過降壓變壓器和配電線路將電能分配給各個(gè)用戶。配電環(huán)節(jié)電力用戶消費(fèi)電能，驅(qū)動(dòng)各種用電設(shè)備工作。用電環(huán)節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行原理02發(fā)電環(huán)節(jié)與設(shè)備利用煤、石油、天然氣等化石燃料燃燒產(chǎn)生熱能。燃料燃燒將燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。熱能轉(zhuǎn)換對(duì)燃燒產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行脫硫、脫硝、除塵等處理，以控制污染物排放。排放控制火力發(fā)電通過大壩或水庫(kù)蓄水，形成一定的水位差。水庫(kù)蓄水利用水位差驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。水能轉(zhuǎn)換水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電能并輸出。發(fā)電輸出水力發(fā)電核裂變反應(yīng)利用核裂變反應(yīng)釋放出的巨大能量。蒸汽驅(qū)動(dòng)高溫高壓蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。熱能轉(zhuǎn)換核裂變產(chǎn)生的熱能加熱反應(yīng)堆內(nèi)的冷卻劑，將其轉(zhuǎn)換為高溫高壓蒸汽。核能發(fā)電利用光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。太陽(yáng)能發(fā)電風(fēng)能發(fā)電生物質(zhì)能發(fā)電地?zé)岚l(fā)電利用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。利用生物質(zhì)燃燒或發(fā)酵產(chǎn)生的熱能或生物氣體驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。利用地下熱水或蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)或地?zé)岚l(fā)電機(jī)發(fā)電。新能源發(fā)電03輸電環(huán)節(jié)與設(shè)備將發(fā)電廠產(chǎn)生的電能通過高壓輸電線路輸送到遠(yuǎn)方的變電站或用戶端，實(shí)現(xiàn)電能的遠(yuǎn)距離傳輸。高壓輸電線路的作用采用高電壓等級(jí)，減小電流，降低線路損耗；采用分裂導(dǎo)線，減小電暈和無線電干擾；采用高強(qiáng)度鋼芯鋁絞線，提高線路機(jī)械強(qiáng)度。高壓輸電線路的特點(diǎn)包括導(dǎo)線、絕緣子、金具、桿塔和接地裝置等。高壓輸電線路的組成高壓輸電線路變壓器的作用實(shí)現(xiàn)電壓的變換，將高電壓變成低電壓或低電壓變成高電壓，以適應(yīng)不同用電設(shè)備的需求。變電站的作用匯集和分配電能，將高壓電能轉(zhuǎn)換成適合用戶使用的低壓電能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電能的計(jì)量、控制和保護(hù)等功能。變電站的組成包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、接地裝置和二次設(shè)備等。變壓器的類型根據(jù)用途可分為電力變壓器、特種變壓器和儀用變壓器等；根據(jù)相數(shù)可分為單相變壓器和三相變壓器；根據(jù)冷卻方式可分為油浸式變壓器和干式變壓器等。變壓器及變電站直流輸電技術(shù)的原理利用換流器將交流電轉(zhuǎn)換成直流電進(jìn)行傳輸，再在接收端通過換流器將直流電轉(zhuǎn)換回交流電供給用戶。直流輸電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)線路造價(jià)低、損耗?。徊淮嬖谙到y(tǒng)穩(wěn)定問題；調(diào)節(jié)快速、運(yùn)行可靠；適用于海底電纜送電等。直流輸電系統(tǒng)的組成包括整流站、逆變站和直流輸電線路。直流輸電技術(shù)智能電網(wǎng)的定義以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能化電網(wǎng)。智能電網(wǎng)的特點(diǎn)自愈能力強(qiáng)；互動(dòng)性強(qiáng)；兼容性好；經(jīng)濟(jì)高效；優(yōu)化資源配置。智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)包括傳感測(cè)量技術(shù)、分析決策技術(shù)、制動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、新型儲(chǔ)能技術(shù)等。智能電網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域包括智能調(diào)度、智能變電站、智能配電網(wǎng)、智能用電、新能源接入等。智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用04配電環(huán)節(jié)與設(shè)備中低壓配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)將高壓電能轉(zhuǎn)換為適合用戶使用的低壓電能，并分配給各個(gè)用戶。配電網(wǎng)定義中低壓配電網(wǎng)通常采用輻射狀、環(huán)狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以滿足不同區(qū)域的供電需求。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要包括配電變壓器、開關(guān)設(shè)備、保護(hù)裝置、測(cè)量與控制設(shè)備等，用于實(shí)現(xiàn)電能的分配、控制和保護(hù)。配電網(wǎng)設(shè)備中低壓配電網(wǎng)配電自動(dòng)化功能包括故障定位、隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電，優(yōu)化運(yùn)行方式，降低線損等。配電自動(dòng)化定義配電自動(dòng)化技術(shù)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)、通信、電子和自動(dòng)控制技術(shù)等手段，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和管理，提高配電網(wǎng)的供電可靠性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。配電自動(dòng)化實(shí)施需要建立完善的通信網(wǎng)絡(luò)，配置相應(yīng)的自動(dòng)化設(shè)備，如饋線自動(dòng)化開關(guān)、配電自動(dòng)化終端等。配電自動(dòng)化技術(shù)分布式能源接入分布式能源的接入改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的單向潮流特性，對(duì)配電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行和管理提出了新的挑戰(zhàn)和要求。分布式能源對(duì)配電網(wǎng)的影響分布式能源是指分布在用戶端的能源綜合利用系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源，以及余熱余壓利用、小型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池等清潔能源。分布式能源定義分布式能源可以通過并網(wǎng)逆變器、并網(wǎng)開關(guān)等設(shè)備接入配電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與主網(wǎng)的互聯(lián)互通。分布式能源接入方式微電網(wǎng)定義微電網(wǎng)是一種由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)。微電網(wǎng)的特點(diǎn)微電網(wǎng)具有并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種運(yùn)行模式，可以平滑地與主網(wǎng)進(jìn)行能量交換，提高供電可靠性和能源利用效率。同時(shí)，微電網(wǎng)還可以作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)多種能源的互補(bǔ)和優(yōu)化配置。微電網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景微電網(wǎng)適用于海島、偏遠(yuǎn)地區(qū)、城市樓宇等多種場(chǎng)景，可以滿足不同用戶的個(gè)性化用電需求，提高電力系統(tǒng)的靈活性和可持續(xù)性。微電網(wǎng)技術(shù)05用電環(huán)節(jié)與設(shè)備大功率設(shè)備工業(yè)用電負(fù)荷通常包括大功率電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電解設(shè)備等，這些設(shè)備需要消耗大量電能。連續(xù)運(yùn)行工業(yè)生產(chǎn)線通常需要24小時(shí)不間斷運(yùn)行，因此工業(yè)用電負(fù)荷具有連續(xù)性和穩(wěn)定性。高電壓等級(jí)工業(yè)用電設(shè)備通常采用高電壓等級(jí)，如10kV、35kV等，以降低傳輸損耗和提高供電效率。工業(yè)用電負(fù)荷特點(diǎn)波動(dòng)性商業(yè)和居民用電負(fù)荷受季節(jié)、天氣、時(shí)間等因素影響波動(dòng)較大，如夏季空調(diào)負(fù)荷增加，夜晚照明負(fù)荷減少等。低電壓等級(jí)商業(yè)和居民用電設(shè)備通常采用低電壓等級(jí)，如220V或380V，以確保用電安全。多樣性商業(yè)和居民用電負(fù)荷種類繁多，包括照明、空調(diào)、電視、冰箱、洗衣機(jī)等各種用電設(shè)備。商業(yè)和居民用電負(fù)荷特點(diǎn)能效標(biāo)準(zhǔn)政府制定各類電器設(shè)備的能效標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)使用高效節(jié)能設(shè)備，降低用電負(fù)荷。峰谷分時(shí)電價(jià)實(shí)施峰谷分時(shí)電價(jià)政策，引導(dǎo)用戶在低谷時(shí)段用電，降低高峰時(shí)段用電負(fù)荷。節(jié)能減排技術(shù)推廣節(jié)能減排技術(shù)，如LED照明、太陽(yáng)能熱水器等，降低用電負(fù)荷和能源消耗。節(jié)能減排政策對(duì)用電影響030201ABCD智能用電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)智能電表采用智能電表實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表和數(shù)據(jù)分析，提高用電管理效率。需求響應(yīng)通過需求響應(yīng)技術(shù)引導(dǎo)用戶在高峰時(shí)段減少用電負(fù)荷，保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。用電監(jiān)測(cè)與診斷利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障診斷，提高用電安全性和效率。分布式能源與微電網(wǎng)發(fā)展分布式能源和微電網(wǎng)技術(shù)，提高可再生能源利用率和供電可靠性。06調(diào)度管理與自動(dòng)化技術(shù)負(fù)荷預(yù)測(cè)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和天氣預(yù)報(bào)等信息，預(yù)測(cè)未來一段時(shí)間內(nèi)的電力負(fù)荷需求。調(diào)度指令下達(dá)在出現(xiàn)電力故障或緊急情況時(shí)，迅速下達(dá)調(diào)度指令，調(diào)整電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式。發(fā)電計(jì)劃根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，制定合理的發(fā)電計(jì)劃，確保電力系統(tǒng)的供需平衡。實(shí)時(shí)監(jiān)控收集、處理并顯示電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括電壓、電流、功率等參數(shù)。調(diào)度中心職責(zé)和功能包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、配電管理系統(tǒng)（DMS）等子系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)通過遠(yuǎn)程終端單元（RTU）或智能電子設(shè)備（IED）收集電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和顯示。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的有功和無功功率的平衡，優(yōu)化電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式，降低網(wǎng)損。能量管理對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，包括故障定位、隔離和恢復(fù)供電等功能。配電管理調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)及功能遠(yuǎn)程監(jiān)控通過通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括設(shè)備狀態(tài)、參數(shù)等信息。故障診斷利用專家系統(tǒng)、模糊邏輯等人工智能技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)故障進(jìn)行自動(dòng)診斷和處理。預(yù)警機(jī)制建立故障預(yù)警機(jī)制，提前發(fā)現(xiàn)潛在故障并采取措施，避免或減少故障對(duì)電力系統(tǒng)的影響。遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷技術(shù)應(yīng)用人工智能在調(diào)度管理中應(yīng)用前景智能調(diào)度利用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能調(diào)度，包括負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電計(jì)劃制定