電力系統(tǒng)基本知識匯報人：23目錄02電力系統(tǒng)主要設施01電力系統(tǒng)概述03電力系統(tǒng)電壓等級與分類04電力系統(tǒng)運行與控制技術05電力系統(tǒng)通信與信息技術應用06新能源接入對電力系統(tǒng)影響分析01電力系統(tǒng)概述Chapter電力系統(tǒng)是由發(fā)電、供電（輸電、變電、配電）、用電設施以及為保障其正常運行所需的調節(jié)控制及繼電保護和安全自動裝置、計量裝置、調度自動化、電力通信等二次設施構成的統(tǒng)一整體。電力系統(tǒng)的主體結構有電源（水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠），變電所（升壓變電所、負荷中心變電所等），輸電、配電線路和負荷中心。各電源點還互相聯(lián)接以實現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調節(jié)，從而提高供電的安全性和經(jīng)濟性。輸電線路與變電所構成的網(wǎng)絡通常稱電力網(wǎng)絡。定義組成定義與組成主要功能電能變換將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應到各用戶。通過變壓器等設備將不同電壓等級的電能進行變換，以便高效地輸送和分配電能。功能與作用調節(jié)與控制通過自動調節(jié)和控制手段，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)測和調整，確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。繼電保護當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常情況時，通過繼電保護裝置迅速切除故障部分，保障電力系統(tǒng)安全運行。電力系統(tǒng)經(jīng)歷了從最初的小型電力系統(tǒng)到現(xiàn)代大型聯(lián)合電力系統(tǒng)的演變過程，隨著科技的不斷進步和需求的不斷增長，電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大，電壓等級不斷提高，自動化程度也越來越高。發(fā)展歷程現(xiàn)代電力系統(tǒng)已成為高度自動化、智能化的復雜系統(tǒng)，具有高效、安全、可靠、經(jīng)濟、環(huán)保等特點。同時，隨著新能源技術的發(fā)展和應用，電力系統(tǒng)正在向更加清潔、低碳、可持續(xù)的方向發(fā)展。現(xiàn)狀發(fā)展歷程與現(xiàn)狀02電力系統(tǒng)主要設施Chapter發(fā)電設施水電站利用水流的動力驅動渦輪發(fā)電機轉動，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。火電廠通過燃燒化石燃料或生物質等產(chǎn)生熱能，加熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，蒸汽驅動汽輪機發(fā)電。核電站利用核裂變或核聚變反應產(chǎn)生大量熱能，加熱工作介質產(chǎn)生蒸汽，驅動汽輪機發(fā)電。新能源發(fā)電設施如風能、太陽能等可再生能源發(fā)電設施，通過發(fā)電機將機械能或光能轉化為電能。將發(fā)電廠產(chǎn)生的電能進行升壓變換，以便進行遠距離傳輸，減少電能損失。包括架空線路和電纜線路，用于將電能從發(fā)電廠或變電所傳輸?shù)接脩舳?。將高壓電能進行降壓變換，使其適合用戶設備的電壓等級，同時保證電能質量。將降壓后的電能分配到各個用戶，并為用戶提供計量、保護和控制等服務。供電設施升壓變電所輸電線路降壓變電所配電所電力用戶包括工業(yè)用戶、商業(yè)用戶、居民用戶等，是電能的最終消費者。用電設備如電動機、照明設備、電熱設備等，將電能轉化為其他形式的能量或信號進行使用。負荷中心大量用電設備集中使用的地區(qū)或單位，如城市中心、大型企業(yè)等。用電安全設施如漏電保護器、過載保護裝置等，確保用電過程中的安全。用電設施01020304當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動切除故障部分，防止故障擴大，保證其他部分正常運行。調節(jié)控制及保護裝置繼電保護裝置用于測量、記錄電能的消耗情況，為電力管理和計費提供依據(jù)。計量裝置如頻率電壓穩(wěn)定器、自動重合閘裝置等，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。安全自動裝置對電力系統(tǒng)進行實時監(jiān)控、調度和控制，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。調度自動化系統(tǒng)03電力系統(tǒng)電壓等級與分類Chapter電壓等級劃分標準額定電壓電力系統(tǒng)正常運行的電壓等級，包括設備額定電壓和系統(tǒng)額定電壓。設備額定電壓在正常運行條件下，設備的最高允許電壓，一般為系統(tǒng)額定電壓的1.1~1.15倍。系統(tǒng)額定電壓電力系統(tǒng)中各元件的額定電壓之和，通常為發(fā)電機的額定電壓。標稱電壓電力系統(tǒng)中的實際電壓，用于電壓等級的劃分，通常為額定電壓的整數(shù)倍。相電壓與線電壓概念相電壓01相[線]導體與連接系統(tǒng)中性點的導體之間電壓，多相交流電路中在給定點的相[線]導體與連接系統(tǒng)中性點的導體之間的電壓。線電壓02多相交流電路中給定點的兩相[線]導體間電壓，線電壓（LineVoltage）是多相交流電路中在給定點的兩相[線]導體間的電壓。相電壓與線電壓關系03在星形連接中，線電壓是相電壓的√3倍；在三角形連接中，線電壓等于相電壓。相電壓與線電壓的應用04在電力系統(tǒng)中，相電壓主要用于單相負載的電壓測量和單相設備的額定電壓標注；線電壓主要用于三相負載的電壓測量和三相設備的額定電壓標注。特高壓、高壓及直流系統(tǒng)特點高壓電壓等級較高，輸電能力較強，但設備絕緣要求較高，對設備的技術要求和造價也較高。直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)主要用于水力、火力發(fā)電廠等需要直流電源的場所，具有輸電穩(wěn)定、控制方便等優(yōu)點，但直流電的應用范圍受限，且直流電轉換和交流電的過程中會有能量損耗。特高壓電壓等級高，輸電能力強，能量損耗低，但設備絕緣要求高，技術難度大，造價高。03020104電力系統(tǒng)運行與控制技術Chapter工頻及頻率調整方法頻率調整方法包括一次調頻和二次調頻。一次調頻是指由發(fā)電機組自身的調速系統(tǒng)根據(jù)頻率變化自動調整發(fā)電機的出力；二次調頻是指通過調度自動化系統(tǒng)，根據(jù)負荷變化和系統(tǒng)頻率偏差，對各發(fā)電機組的負荷進行分配和調整。頻率調整目的頻率調整是指通過調整發(fā)電機組的轉速或負荷，使電力系統(tǒng)的頻率保持在規(guī)定的范圍內，以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。工頻概念工頻是指電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電和用電設備共同使用的統(tǒng)一頻率，我國規(guī)定為50赫茲。潮流計算潮流計算是電力系統(tǒng)分析的基礎，通過潮流計算可以了解電力系統(tǒng)中各節(jié)點的電壓、功率分布以及線路的功率傳輸情況。穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性分析是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行的重要任務，主要包括靜態(tài)穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性分析。靜態(tài)穩(wěn)定性分析主要考察系統(tǒng)在正常負荷條件下能否保持穩(wěn)定運行；動態(tài)穩(wěn)定性分析則研究系統(tǒng)在受到擾動后的動態(tài)過程，判斷系統(tǒng)是否能夠恢復穩(wěn)定運行狀態(tài)。潮流計算與穩(wěn)定性分析方法潮流計算方法主要有牛頓-拉夫遜法和PQ分解法；穩(wěn)定性分析方法包括小擾動分析法、時域仿真法等。潮流計算與穩(wěn)定性分析調度自動化系統(tǒng)調度自動化系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，主要包括信息采集與處理、控制策略制定與執(zhí)行、安全分析與預警等功能。調度自動化技術應用調度自動化技術作用通過實時采集電力系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控和分析，制定合理的控制策略，并通過自動化手段對系統(tǒng)進行遠程控制和調節(jié)，以保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。調度自動化技術應用實例包括自動發(fā)電控制（AGC）、自動電壓控制（AVC）、電網(wǎng)調度自動化等。繼電保護及安全自動裝置原理繼電保護：繼電保護是電力系統(tǒng)的重要保護措施，當電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常時，繼電保護裝置會迅速切除故障部分，保證非故障部分的正常運行。繼電保護裝置類型：包括電流保護、電壓保護、差動保護等多種類型，每種保護都有其特定的原理和應用范圍。安全自動裝置：安全自動裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，包括重合閘裝置、備用電源自動投入裝置等，當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，這些裝置能夠自動投入工作，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。繼電保護及安全自動裝置的應用：通過合理配置和使用繼電保護和安全自動裝置，可以大大提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，減少故障損失和停電時間。05電力系統(tǒng)通信與信息技術應用Chapter網(wǎng)絡拓撲結構電力通信網(wǎng)的網(wǎng)絡拓撲結構通常采用網(wǎng)狀、星形、環(huán)形等結構，以保證通信的可靠性和靈活性。電力通信網(wǎng)架構電力通信網(wǎng)是國家專用通信網(wǎng)之一，包括骨干通信網(wǎng)、城域網(wǎng)和接入網(wǎng)三個層次，覆蓋各級調度中心、發(fā)電廠、變電站、用戶等節(jié)點。傳輸技術電力通信網(wǎng)采用光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信等多種傳輸技術，滿足電力系統(tǒng)對通信可靠性、實時性、帶寬等方面的要求。電力通信網(wǎng)架構及傳輸技術調度中心通過遠程終端單元（RTU）或廠站監(jiān)控系統(tǒng)采集電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)，并對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控調度中心對采集到的數(shù)據(jù)進行處理和分析，包括電力系統(tǒng)狀態(tài)估計、負荷預測、安全分析、經(jīng)濟調度等，為電網(wǎng)調度提供支持。數(shù)據(jù)處理與分析調度中心通過電力通信網(wǎng)與其他部門或系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和共享，實現(xiàn)信息的互通和協(xié)同工作。數(shù)據(jù)交換與共享調度中心數(shù)據(jù)交換與處理流程智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢及挑戰(zhàn)發(fā)展趨勢智能電網(wǎng)是未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，具有自愈、互動、協(xié)調、優(yōu)化等特點，能夠實現(xiàn)電力生產(chǎn)和消費的智能化管理。技術挑戰(zhàn)智能電網(wǎng)的發(fā)展需要先進的傳感和測量技術、設備技術、控制方法以及決策支持系統(tǒng)技術的支持，同時還面臨著數(shù)據(jù)安全、隱私保護等方面的挑戰(zhàn)。經(jīng)濟挑戰(zhàn)智能電網(wǎng)的建設需要大量的投資，包括升級現(xiàn)有電網(wǎng)、建設新的通信網(wǎng)絡和智能化設備等，需要解決資金和技術經(jīng)濟問題。信息安全防護策略加強電力通信網(wǎng)的物理安全防護，如采用光纜、微波等傳輸方式，確保通信線路的安全可靠。物理安全加強電力通信網(wǎng)的網(wǎng)絡安全防護，包括網(wǎng)絡拓撲結構優(yōu)化、訪問控制、數(shù)據(jù)加密等措施，防止網(wǎng)絡攻擊和數(shù)據(jù)泄露。網(wǎng)絡安全建立完善的應急響應機制和備份恢復策略，以應對可能發(fā)生的信息安全事件，確保電力系統(tǒng)的正常運行和穩(wěn)定。應急響應與恢復06新能源接入對電力系統(tǒng)影響分析Chapter風能發(fā)電利用風力發(fā)電，接入電網(wǎng)需考慮風速波動和發(fā)電穩(wěn)定性問題。太陽能光伏發(fā)電利用太陽能電池板將太陽能轉化為電能，接入電網(wǎng)需考慮日照強度和發(fā)電波動性問題。地熱能發(fā)電利用地熱資源進行發(fā)電，接入電網(wǎng)需考慮地熱資源分布和穩(wěn)定性問題。潮汐能發(fā)電利用潮汐能進行發(fā)電，接入電網(wǎng)需考慮潮汐周期性變化和發(fā)電穩(wěn)定性問題。新能源類型及其接入方式新能源接入對電網(wǎng)穩(wěn)定性影響電網(wǎng)電壓波動新能源發(fā)電的波動性和不穩(wěn)定性會對電網(wǎng)電壓造成影響，導致電壓波動和閃變。電網(wǎng)頻率波動新能源發(fā)電的波動性會導致電網(wǎng)頻率的變化，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。諧波污染新能源發(fā)電設備可能產(chǎn)生諧波，對電網(wǎng)造成污染，影響其他用電設備的正常運行。發(fā)電穩(wěn)定性新能源發(fā)電的可靠性和穩(wěn)定性較低，接入電網(wǎng)后會影響電網(wǎng)的供電可靠性。新能源發(fā)電的波動性和不穩(wěn)定性要求調度機構調整原有的調度策略，以適應新能源接入后的電網(wǎng)運行。通過儲能系統(tǒng)來平衡新能源發(fā)電的波動性和不穩(wěn)定性，提高新能源利用率。新能源發(fā)電的地理分布不均衡，需要進行跨區(qū)域調度，以實現(xiàn)新能源的充分利用。通過需求側管理，引導用戶合理使用電力，減少新能源接入對電網(wǎng)的沖擊。新能源接入對調度運行策略調整調度策略調整儲能系統(tǒng)應用跨區(qū)域調度需求側管理新能源發(fā)電設備