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1、电力系统分析,第1章 电力系统的基本概念电力系统的组成1.1电力系统的额定,1.1 电力系统的组成,1.1 电力系统的组成能 源发 电 输 配,1 能源 :,1.1 电力系统的组成,能提供能量的自然资源。包括化石燃料(煤、石油、天然气) 、光能、风能、水能、海洋能。,一次能源 从自然界直接取得的能源。如 煤、石油、天然气、水等。,二次能源 一次能源经过加工转换后获得 的能源。电能是二次能源。,按照能源来源,按照能源循环方式,可再生能源：可持续利用的能源。 如风能、太阳能、水能、 潮汐等,非可再生能源：经过亿万年形成的短期内无法 恢复的能源，如煤、石油、天然 气等。,1 能源 : 1.1 电力系
2、统的组成能提供,(1) 将自然能转换为电能的过程,输送,控制：便于实现生产过程自动化电能是一种优良的能量形式,电能,1.1 电力系统的组成,2 发电,(1) 将自然能转换为电能的过程便于输送控制：便于实现生产过,1.1 电力系统的组成,(2)用于发电的一次能源,常规能源：煤炭、石油、天然气、 水力、 核电,新能源：风力、太阳能、潮汐、地热,(3)发电厂类型,火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风电场、光伏电站、潮汐发电厂,1.1 电力系统的组成(2)用于发电的一次能源常规能源：煤炭,1.1 电力系统的组成,3 输变电,(1) 输配电,电力传输线路:如杆塔、架空线、电缆,(2) 变电,变电所,枢纽变
3、电所:500kV/220kV,一次变电所:220kV/60kV,二次变电所:60kV/10kV,终端 变电所:10kV/0.38kV,在电能传输过程中,起到改变电压等级的作用,1.1 电力系统的组成 3 输变电(1) 输配电电力传输线路,1.1 电力系统的组成,4 电力系统的组成,动力系统、电力系统与电力网示意图,1.1 电力系统的组成 4 电力系统的组成水库锅炉锅炉锅炉锅,1.1 电力系统的组成,U,动力系统、电力系统与电力网示意图,电力系统,动力系统,电力网,1.1 电力系统的组成U动力系统、电力系统与电力网示意图发电,1.1 电力系统的组成,(1)电力系统 由发电厂、输电线、配电系统及负
4、荷组成。,(2)动力系统 电力系统再包括火电厂的锅炉、汽轮机、供热管道和热用户，水电 厂的水轮机和水库等动力部分。,(3)电力网 由变压器、电力线路等变换、输送、 分配电能设备所组成。电力系统去掉发电厂和负荷,就是电力网.,1.1 电力系统的组成(1)电力系统(2)动力系统(3)电力,1.2 电力系统的额定频率与电压,1.2 电力系统的额定频率与电压电力系统 的电力系统,1 电力系统的额定频率:,额定频率工业频率（工频），我国 交流 电力系统的额定功率为50Hz。,中国、欧洲 50Hz 美国、加拿大 60Hz 日本东部 50Hz、西部 60Hz,1.2 电力系统的额定频率与电压,1 电力系统的
5、额定频率: 额定频率工业,1.2 电力系统的额定频率与电压,2 电力系统的额定电压:,(1)电压等级的确定,输送功率和输送距离决定一个合理的 电压等级.,用电设备制造的规范性和系列性决定 电压等级不易过多.,传输距离 传输功率与等级电压,1.2 电力系统的额定频率与电压2 电力系统的额定电压:,传输距离 传输功率与等级电压,传输距离 传输功率与等级电压,1.2 电力系统的额定频率与电压,(2).额定电压,用电设备额定电压=系统额定电压UN,电力线路额定电压=系统额定电压UN,同步发电机额定电压=1.05 UN,变压器额定电压,一次绕组等于,发电机额定电压（升压变压器）,电力系统额定电压（降压变
6、压器）,二次绕组高于,系统额定电压5%（Uk%7%或 厂用变压器）,系统额定电压10%,1.2 电力系统的额定频率与电压(2).额定电压用电设备额定,1.2 电力系统的额定频率与电压,+5%，254kV,+2.5%，248kV,主抽头，242kV,2.5%，236kV,5%，230kV,10.5kV,231kV，+5%,225.5kV，+2.5%,220kV，主抽头,214.5kV，2.5%,209kV，5%,11kV,升压变压器分接头,降压变压器分接头,以变压器为例,1.2 电力系统的额定频率与电压+5%，254kV+2.5%,(3)电力线路的平均额定电压,1.2 电力系统的额定频率与电压,
7、(4)变压器的变比,变压器额定变比:变压器一、二次额定电压之比;,变压器实际变比:变压器高压侧分接头的额定电 压与二次绕组额定电压之比;,变压器平均额定电压之比:变压器所连接的系统 平均额定电压之比.,(3)电力线路的平均额定电压1.2 电力系统的额定频率与电压,1.3 电力系统运行的基本要求,1.3 电力系统运行的基本要求电力系统 的电力系统,1.3 电力系统运行的基本要求,(1)电能不能大量存储, 发、输、配、用同 时进行；,(2)过渡过程十分短暂； 故障传播速度快、影响面大；,(3)电能与生产、生活关系密切；,1.电力系统运行的特点,1.3 电力系统运行的基本要求(1)电能不能大量存储,
8、(2),1.3 电力系统运行的基本要求,2.电力系统运行的基本要求,(1)保证供电可靠；,一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人身事故， 经 济严重损失，人民生活发生混乱。 两个独立的电源供电，并且采用备用电源 自动投入方式,二级负荷: 对这一级负荷中断供电，将造成大量减产， 人民生活受影响。 两个独立的电源供电，备用电源手动投入方式,三级负荷:所有不属于一、二级的负荷。 可由一个电源供电,1.3 电力系统运行的基本要求2.电力系统运行的基本要求(1,1.3 电力系统运行的基本要求,(2)保证良好的电能质量；电压;频率;波形,电压偏移量,5%UN 35Kv,7%UN 10Kv,-10%UN
9、+5%UN 偏远地区,频率 50Hz 允许偏移量(0.20.5)Hz,波形 畸变率5%,(3)提高电力系统运行经济性；,(4)尽可能减少对生态环境的有害影响.,洁净能源和高效能源的使用,减少排放量,1.3 电力系统运行的基本要求(2)保证良好的电能质量；电压,1.3 电力系统运行的基本要求,3.电力系统的发展状况,现代社会中最重要、最庞杂的系统工程之一。以 交流为主干，直流输电为辅的交直流混合系统。,两大电网公司 国家电网公司（华东、华北、东北、华中、西北） 南方电网公司（广东、广西、海南、云南、贵州）,五大发电公司 中国国电、中国电力投资集团、华能、大唐、 中国华电,22,0,50,100,
10、150,200,250,300,美,俄,日,中,加,德,中国发电量和装机容量现居世界第二位,建国初期：发电量第25位 装机容量第21位2002年 均已跃居第 2位,GW,350,1.3 电力系统运行的基本要求3.电力系统的发展状况现代社会,21世纪前20 年，平均每年需要新增装机3000万kW左右。这样到2020年，全国装机容量达到8亿kW左右，人均0.6 kW2050年我国人均产值（GDP）将达到当时的中等发达国家水平，估计人均用电量将达6000kWh，全国发电装机将达18亿kW,1.3 电力系统运行的基本要求,4.电力系统的发展状况,目标,21世纪前20 年，平均每年需要新增装机3000万
11、kW左右。,1.4 电力系统的接线方式,1.4 电力系统的接线方式无备用方式无备用方式,1.4 电力系统的接线方式,1.无备用方式,优点：简单、经济、运行方便,缺点：供电可靠性差,适用范围：二级负荷,1.4 电力系统的接线方式1.无备用方式(a) 放射式网络(,1.4 电力系统的接线方式,1.有备用方式(双电源),优点：供电可靠性和电压质量高,缺点：不经济,适用范围：电压等级较高或重要的负荷,1.4 电力系统的接线方式1.有备用方式(双电源)(a) 单,1.5 电力系统分析的主要内容,1.5 电力系统分析的主要内容暂态分析基础知识稳态分析稳态性,1.5 电力系统分析的主要内容,1.基础知识,各
12、元件的等值电路和参数计算；,电力系统基本概念；,各元件的等值电路和参数计算；,1.5 电力系统分析的主要内容1.基础知识各元件的等值电路和,1.5 电力系统分析的主要内容,2.暂态分析,三相短路的过渡过程及计算（恒定电源，实际系统）；,不对称故障计算对称分量法、序阻抗、序网络；,1.5 电力系统分析的主要内容2.暂态分析三相短路的过渡过程,1.5 电力系统分析的主要内容,3.稳态分析,潮流计算；,无功平衡与电压调整；,有功平衡与频率调整,经济运行,1.5 电力系统分析的主要内容3.稳态分析潮流计算； 无功平,1.5 电力系统分析的主要内容,4.稳态性分析,稳定的基本概念；,暂态稳定；,静态稳定；,提高稳定性的措施,1.5 电力系统分析的主要内容4.稳态性分析稳定的基本概念；,1.电力系统的组成:电力系统; 动力系统 ;电力网,2.电力系统的额定电压和额定频率: *电力系统设备额定电压的规定 *衡量电能质量的指标,3.电力系统运行的基本要求,4.电力系统的接线方式:无备用;有备用,5.电力系统分析课程的主要内容,总 结1.电力系统的组成:电力系统; 动力系统 ;电力网2,
