電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)2022穩(wěn)態(tài)分析第一章

電力系統(tǒng)的基本概念第二章

電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第三章

簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算與分析第四章

復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法第五章

電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整第六章

電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)整第七章

電力系統(tǒng)三相短路分析與計(jì)算第八章

電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障分析與計(jì)算暫態(tài)分析電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第三版）東南大學(xué)陳珩，水利電力出版社電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（第三版）西安交通大學(xué)李光琦，水利電力出版社電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)李庚銀、楊淑英、栗然，機(jī)械工業(yè)出版社電力系統(tǒng)分析習(xí)題集楊國旺電力系統(tǒng)分析復(fù)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題精解楊淑英，中國電力出版社先修課程：電路、電機(jī)學(xué)聽課為主、自學(xué)為輔按時(shí)、獨(dú)立完成作業(yè)理解基本概念，不要死記硬背工程觀念和思想，理論結(jié)合實(shí)際第一章 電力系統(tǒng)的基本概念1.1

電力系統(tǒng)概述1.2

電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求1.3

電力系統(tǒng)的接線方式和電壓等級(jí)1.4

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式1.5

電力系統(tǒng)分析的含義與內(nèi)容1.6

我國電力系統(tǒng)的發(fā)展1.1

電力系統(tǒng)概述一、電力系統(tǒng)的形成與發(fā)展二、電力系統(tǒng)的基本概念三、電力系統(tǒng)的基本參量和接線圖1831年法拉第發(fā)現(xiàn)

電磁感應(yīng)定律交流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：輸電電壓低，輸送距離短，輸送功率小。100~400V=直流發(fā)電機(jī)電弧燈M直流電動(dòng)機(jī)電的產(chǎn)生高壓輸電1882年，法國人M

·

德波列茨將位于彌斯巴赫煤礦的蒸汽機(jī)發(fā)出的電能輸送到57km外的慕巴黑，并用以驅(qū)動(dòng)水泵。輸電電壓：直流1500~2000V，輸送功率：約1.5kW。世界上第一個(gè)電力系統(tǒng)！57km,

1500~2000V=直流發(fā)電機(jī)M直流電動(dòng)機(jī)交流輸電1885年制成變壓器實(shí)現(xiàn)單相交流輸電1891年制成三相變壓器和三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)三相交流輸電～178km,25kVLauffen鎮(zhèn)法蘭克福水輪發(fā)電機(jī)組95V/25kV25kV/112V1891年德國建成第一條三相交流輸電系統(tǒng)M白熾燈異步電動(dòng)機(jī)95V,

230kVA150r/min三相交流制迅速發(fā)展，而直流制被淘汰；汽輪發(fā)電機(jī)組取代以蒸汽機(jī)為原動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)組；發(fā)電廠之間出現(xiàn)了并列運(yùn)行；輸電電壓、輸送距離和輸送功率不斷增大；電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大。電力系統(tǒng)的發(fā)展電力網(wǎng)動(dòng)力部分發(fā)電機(jī)發(fā)電 變電電力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)變電 用電輸電電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)與動(dòng)力系統(tǒng)的概念～工業(yè)農(nóng)業(yè)商業(yè)生活電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)：生產(chǎn)、輸送、分配與消費(fèi)電能的系 統(tǒng)。包括：發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電電路和用電設(shè)備。 電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中輸送與分配電能的部分，包括變壓器和輸電電路。動(dòng)力系統(tǒng)：動(dòng)力部分與電力系統(tǒng)組成的整體。二、電力系統(tǒng)的基本概念總裝機(jī)容量：指系統(tǒng)中實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率的總和，以千瓦(kW)、兆瓦(MW)、吉瓦(GW)計(jì)。年發(fā)電量：指系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)組全年實(shí)際發(fā)出電能的總和，以千瓦·時(shí)(kW·h)、兆瓦·時(shí)(MW·h)、吉瓦·時(shí)(GW·h)計(jì)。最大負(fù)荷：指規(guī)定時(shí)間內(nèi)，電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷的最大值。額定頻率：按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國所有交流電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz。最高電壓等級(jí)：指該系統(tǒng)中最高的電壓等級(jí)電力線路的額定電壓。1．電力系統(tǒng)的基本參量地理接線圖：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，以及它們相互間的聯(lián)結(jié)。2．電力系統(tǒng)的接線圖地理接線圖：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，以及它們相互間的聯(lián)結(jié)。2．電力系統(tǒng)的接線圖電氣接線圖：主要顯示系統(tǒng)中某發(fā)電廠（變電所）內(nèi)的發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、電力線路等主要電機(jī)、電器、線路之間的電氣接線。T210kVT1G1~G2~G3

G4~

~110kV220kV某發(fā)電廠的電氣主接線地理接線圖：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，以及它們相互間的聯(lián)結(jié)。電氣接線圖：主要顯示系統(tǒng)中某發(fā)電廠（變電所）內(nèi)的發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、電力線路等主要電機(jī)、電器、線路之間的電氣接線。2．電力系統(tǒng)的接線圖宏觀微觀1.2

電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求可以很方便地轉(zhuǎn)換成其他形式的能，如光能、熱能、機(jī)械能、化學(xué)能等。便于生產(chǎn)、輸送、分配、使用，易于控制?？梢苑奖愕貙⒆匀唤绲囊淮文茉崔D(zhuǎn)化為電能，如煤、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能和太陽能等。與國民經(jīng)濟(jì)各部門關(guān)系密切電能不能大量存儲(chǔ)電力系統(tǒng)各個(gè)部分不可分割過渡過程非常迅速對(duì)電能質(zhì)量要求嚴(yán)格1.

保證可靠地持續(xù)供電保證良好的電能質(zhì)量提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性安全

優(yōu)質(zhì)

經(jīng)濟(jì)

環(huán)保1.保證可靠地持續(xù)供電電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)電源與網(wǎng)架規(guī)劃、西電東送、全國聯(lián)網(wǎng)等電網(wǎng)監(jiān)視與控制SCADA－數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（Supervisory

Control

And

Data

Acquisition

）電氣設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷（計(jì)劃檢修→狀態(tài)檢修）負(fù)荷分級(jí)（一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)），故障時(shí)，按負(fù)荷等級(jí)限電。負(fù)荷（一級(jí)二級(jí)三級(jí)）一級(jí)負(fù)荷：對(duì)這一級(jí)負(fù)荷中斷供電，將造成

人身事故，經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重?fù)p失，人民生活發(fā)生混亂。二級(jí)負(fù)荷：對(duì)這一級(jí)負(fù)荷中斷供電，將造成大量減產(chǎn)，人民生活受影響。三級(jí)負(fù)荷：所有不屬于一、二級(jí)的負(fù)荷。衡量電能質(zhì)量的基本指標(biāo)：電壓質(zhì)量頻率質(zhì)量2.保證良好的電能質(zhì)量35kV及以上：±5%

10kV及以上：±7%±0.2

~

0.5Hz主要指標(biāo)：電壓偏差、頻率偏差、諧波畸變率、三相不平衡度、電壓波動(dòng)和閃變。原因：整流設(shè)備、電力機(jī)車、電弧爐、壓鋼機(jī)等非線性負(fù)荷和沖擊負(fù)荷造起系統(tǒng)諧波、不對(duì)稱、電壓波動(dòng)等?？己穗娏ο到y(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)：煤耗率生產(chǎn)一度電消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤重，與鍋爐、汽輪機(jī)的特性及廠用電率有關(guān)。網(wǎng)損率電網(wǎng)中損耗電能與供應(yīng)電能的百分比3.提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性環(huán)?；痣姀S裝機(jī)接近70％煤炭燃燒造成的污染限制污染物的排放量提高供電可靠性，減少系統(tǒng)備用容量有利于削峰填谷，提高發(fā)電設(shè)備利用率合理利用動(dòng)力資源，（水、火電互補(bǔ)）， 提高經(jīng)濟(jì)性采用高效率大容量機(jī)組，減小負(fù)荷波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響—系統(tǒng)越大，抗干擾能力越強(qiáng)四、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行1.3

電力系統(tǒng)的接線方式和電壓等級(jí)含義：發(fā)電廠、變電所（站）之間的接線方式。類型：無備用接線方式有備用接線方式用戶只能從一個(gè)方向取得電源1.無備用接線方式放射式 干線式優(yōu)點(diǎn)：簡單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行方便缺點(diǎn)：供電可靠性差適用范圍：二級(jí)負(fù)荷鏈?zhǔn)絻?yōu)點(diǎn)：供電可靠性和電壓質(zhì)量高缺點(diǎn)：不經(jīng)濟(jì)適用范圍：電壓等級(jí)較高或重要的負(fù)荷用戶可以從多個(gè)方向取得電源2.有備用接線方式雙回路放射式雙回路干線式雙回路鏈?zhǔn)江h(huán)式兩端供電電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)電力系統(tǒng)各元件的額定電壓電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇1.電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)為什么規(guī)定電壓等級(jí)？根據(jù)S

=UI，當(dāng)輸送功率一定時(shí)，電壓高，電流小，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。所以，輸送一定的功率有一個(gè)經(jīng)濟(jì)電壓。但不能任意確定線路電壓！我國規(guī)定的電力系統(tǒng)額定電壓等級(jí)（kV）：3、6、10、20、35、（60）、110、（154）、220、330、500、750、1000kV交流線電壓有效值系統(tǒng)的額定電壓什么是額定電壓？電氣設(shè)備在此電壓下長期工作，效率和壽命最好為什么各種電氣設(shè)備的額定電壓不一樣?電壓損耗、電壓降落、各點(diǎn)電壓電壓不相同2.電力系統(tǒng)各元件的額定電壓電力網(wǎng)絡(luò)中的電壓分布規(guī)定：線路的額定電壓等于線路的平均電壓，等于系統(tǒng)的額定電壓。規(guī)定：用電設(shè)備的額定電壓等于系統(tǒng)的額定電壓。規(guī)定：發(fā)電機(jī)的額定電壓比系統(tǒng)額定電壓高5%。若變壓器漏抗很小、二次測與用電設(shè)備直接相連或電壓特別高時(shí)，其二次側(cè)額定電壓比線路僅高5％。變壓器一次側(cè)：相當(dāng)于用電設(shè)備，其額定電壓與系統(tǒng)相同；與發(fā)電機(jī)直接相連時(shí)，則與發(fā)電機(jī)相同。變壓器額定電壓的規(guī)定變壓器二次側(cè)：相當(dāng)于電源，其額定電壓應(yīng)比系統(tǒng)高5%，考慮變壓器內(nèi)部的電壓損耗(5%)，實(shí)際應(yīng)比線路高10%。變壓器的抽頭（分接頭）220kV升壓變壓器降壓變壓器3.電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇各級(jí)電壓架空線路的輸送能力10.5kV10.5kV121kV38.5kV110kV11kV35kV[例題]

(1)確定各設(shè)備額定電壓;(2)若T1工作于+2.5%抽頭,

T2工作于主抽頭,T3工作于-5%抽頭,求各變壓器變比。1.4

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式什么是中性點(diǎn)？三相電源或三相負(fù)載連接成星形時(shí)

出現(xiàn)的一個(gè)公共點(diǎn)。ABCO什么是中性點(diǎn)接地方式？中性點(diǎn)與大地之間的電氣連接方式。接地？不接地？為什么要研究中性點(diǎn)接地方式？中性點(diǎn)接地方式直接影響設(shè)備絕緣水平的選擇、過電壓水平及繼電保護(hù)方式、通訊干擾等。正常運(yùn)行分析：（1）線電壓與相電壓關(guān)系；中性點(diǎn)電位；對(duì)地電容電流與相電壓關(guān)系。單相（C相）接地分析：（1）中性點(diǎn)對(duì)地電位；非接地相對(duì)地電位；對(duì)地電容電流。（3）對(duì)地電容電流分析補(bǔ)償方式過補(bǔ)（IL>Ic）欠補(bǔ)（IL<Ic）全補(bǔ)（IL=Ic）不允許，容易諧振一般采用這種方式單相（C相）接地優(yōu)點(diǎn)：非故障相電壓基本不變。缺點(diǎn)：單相短路電流大。經(jīng)消弧線圈接地：接地電流可減至很小，接地電流產(chǎn)生的電弧易于熄滅。其他特點(diǎn)與不接地系統(tǒng)基本相同。小電流接地方式：中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地；大電流接地方式：中性點(diǎn)直接接地。不接地：3~35kV系統(tǒng)；經(jīng)消弧線圈接地：3~60kV系統(tǒng)；直接接地：110kV及以上電壓系統(tǒng)，380/220V三相四線低壓系統(tǒng)。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地應(yīng)用場合：3-6kV系統(tǒng)，接地電流>30A；10kV系統(tǒng)，接地電流>20A；35-60kV系統(tǒng)，接地電流>10A。1.5

電力系統(tǒng)分析的含義及內(nèi)容～分析就是將研究對(duì)象的整體分為各個(gè)部分、方面、因素和層次，并分別地加以考察的認(rèn)識(shí)活動(dòng)。電力系統(tǒng)的組成：工業(yè)農(nóng)業(yè)商業(yè)生活分析方法：各個(gè)元件的數(shù)學(xué)模型整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及求解穩(wěn)態(tài)分析——正常的、相對(duì)靜止的運(yùn)行狀態(tài)暫態(tài)分析——從一種運(yùn)行狀態(tài)向另一種運(yùn)行狀態(tài)的過渡過程電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析電力系統(tǒng)的基本知識(shí)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況的分析和計(jì)算電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的控制與調(diào)整包括頻率調(diào)整和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值網(wǎng)絡(luò)各個(gè)元件的數(shù)學(xué)模型整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及求解手算機(jī)器算不考慮發(fā)電機(jī)內(nèi)部的過渡過程電力系統(tǒng)暫態(tài)分析電磁暫態(tài)過程—與短路及勵(lì)磁有關(guān)(過程較短)涉及電壓、電流三相短路計(jì)算不對(duì)稱故障的分析與計(jì)算機(jī)電暫態(tài)過程—與動(dòng)力系統(tǒng)有關(guān)(過程較長)涉及功率、功角—導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩、穩(wěn)定性破壞、異步運(yùn)行靜態(tài)穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定波過程—操作或雷擊時(shí)的過電壓（過程最短）高電壓技術(shù)包括電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和部分電磁暫態(tài)分析：電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型簡單電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算與分析

復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)三相短路分析與計(jì)算電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障分析與計(jì)算第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章1.6

我國電力系統(tǒng)的發(fā)展1882年，英國人成立上海光電公司，中國第一個(gè)發(fā)電廠，一臺(tái)12kW直流發(fā)電機(jī)。1911年，楊樹浦發(fā)電廠動(dòng)工，1913年開始發(fā)電，到1924年，共有12臺(tái)發(fā)電機(jī)，裝機(jī)121MW。1954年，中國自行設(shè)計(jì)施工的第一條220kV輸電線路

(369km)建成，從豐滿水電站輸送電能到虎石臺(tái)變電所。中國輸電線路建設(shè)史上的一個(gè)里程碑。1972年，第一條330kV超高壓輸電線路建成，從劉家峽水電站至漢中，全長534公里。隨后330kV線路延伸到陜甘寧青4個(gè)省區(qū)，形成西北跨省聯(lián)合電網(wǎng)。1981年，第一條500千伏超高壓輸電線路投入運(yùn)行，從河南平頂山姚孟火電廠到湖北武昌鳳凰山變電所，使中國成為世界上第8個(gè)擁有500千伏超高壓輸電的國家。1989年，中國第一條±500千伏直流輸電線路（葛洲壩－上海，1080公里）建成投入運(yùn)行，實(shí)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(gè)跨大區(qū)的聯(lián)合電力系統(tǒng)。2005年9月,西北電網(wǎng)建成750kV青海官亭-甘肅蘭州線超高壓輸變電工程(140.7km)，中國輸電技術(shù)提高到一個(gè)新的水平。2008年12月30日，我國首條1000kV（山西長治晉東南變電站－河南南陽開關(guān)站－湖北荊門變電站）投運(yùn)，645km，實(shí)現(xiàn)華北和華中電網(wǎng)互連。2009年12月28日，我國首條±800kV特高壓直流輸電線路（云南—廣東）投運(yùn)，5000MW，1437km。2010年7月8日，國網(wǎng)首條±800kV特高壓直流輸電線路（向家壩-上海）投運(yùn)，6400MW，1907km。裝機(jī)容量：現(xiàn)居世界第一位。1980年以來中國發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量年發(fā)電量：1980年以來，平均年增長率9％，現(xiàn)為世界第一位。1980年以來中國年發(fā)電量裝機(jī)容量185658785001378921722319005084196641萬kW年發(fā)電量4330063950621310069136852474742278億kW·h最大單機(jī)容量最大火電機(jī)組：1100

MW（新疆農(nóng)六師煤電有限公司）1000MW(華電國際鄒縣發(fā)電廠、華能玉環(huán)電廠)最大水電機(jī)組：800

MW（向家壩電廠）700MW(三峽電廠)最大核電機(jī)組：1000MW(百萬千瓦級(jí))(大亞灣、嶺澳、田灣)最大發(fā)電廠最大火電廠：北侖電廠，5×600MW+2×1000=5000MW鄒縣電廠，4×335+2×600+2×1000=4540MW最大水電廠：三峽電廠(14+12(+6))×700MW=18200(+4200)MW最大核電廠：秦山核電站（6546MW，9臺(tái)機(jī)組，最大的1080MW）某火力發(fā)電廠外景百萬千瓦機(jī)組汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)百萬千瓦機(jī)組控制室電壓等級(jí)、輸電線路長度和變電容量：電壓等級(jí)除西北地區(qū)以外交流：1000kV,500kV,220kV,110kV,35kV,10kV直流：±500kV西北地區(qū)：750kV,330kV,220kV,110kV,35kV,10kV截至2009年7月，220kV及以上輸電線路長度達(dá)到37.5萬公里，躍居世界第一位。2008年，220kV及以上變電容量13.9億kVA。500kV變電站三相電力變壓器500kV變電站配電裝置500kV變電站線路華北、華東、華中、南方電網(wǎng)的裝機(jī)容量已超過

1億kW(100GW)電網(wǎng)規(guī)模：東北、西北電網(wǎng)的裝機(jī)容量也超過4000萬kW

(40GW)電網(wǎng)互聯(lián)1989年9月，±500kVDC2001年5月，500kVAC2003年6月，500kVAC2003年9月，500kVAC2004年6月，±500kVDC2005年6月，直流背靠背2008年底，1000kVAC電網(wǎng)互聯(lián)北部電網(wǎng)中部電網(wǎng)南部聯(lián)合電網(wǎng)局部互聯(lián)西電東送南北互供輸電電壓、輸送距離、輸送功率千百倍的增長；電源結(jié)構(gòu)、負(fù)荷成份呈現(xiàn)多樣性；運(yùn)行管理高度自動(dòng)化；交流輸電與直流輸電并存。遠(yuǎn)距離大容量輸電是提高輸電電壓的動(dòng)力特高壓的定