现代电力系统分析--第一章系统基本概念.ppt

1、现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析第一章第一章 电力系统基本概念电力系统基本概念一电力系统组成和基本概念二电力系统的基本要求三电压等级及适用范围四电力系统接线方式、中性点运行方式五，现代电力系统特点六、电厂生产流程1第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析一电力系统组成和基本概念一电力系统组成和基本概念 l电力系统电力系统(power system)发电发电 生产、输送、分配和消费生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备电能的各种电气设备 连接在一起而组成的整体。连接在一起而组成的整体。输电输电变电变电配电配电用电用电2第一章 电力系统基本概念现现 代

2、代 电电 力力 系系 统统 分分 析析将一次能源将一次能源机械能机械能电能电能以较高电压等级传输电能以较高电压等级传输电能在负荷中心降压在负荷中心降压较低电压等级较低电压等级,进行电能的分配进行电能的分配电能转化为其它形式电能转化为其它形式发电发电(generation)输电输电(transmission)变电变电(transformation)配电配电(distribution)用电用电(consumption)l电力系统电力系统3第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析l电力网电力网(power system network)由由变压器、电力线路变压器、电力线

3、路等变换、输送、分配电能等变换、输送、分配电能设备所组成设备所组成l一次系统一次系统电力线路电力线路 架空线路、电缆架空线路、电缆输电输电变电、配电变电、配电 变压器变压器 升压变压器、降压变压器升压变压器、降压变压器 电力系统中直接参与生产、输送、分配和使用电力系统中直接参与生产、输送、分配和使用电能的电能的电力设备组成的系统电力设备组成的系统。电力系统包含的电力系统包含的各种测量、保护和控制装置各种测量、保护和控制装置。l二次系统二次系统4第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析l 电力系统的主设备电力系统的主设备发电机发电机线路线路发电发电发电发电输电输电输

4、电输电变、配电变、配电变、配电变、配电用电用电用电用电变压器变压器负荷或负载负荷或负载汽轮机、水轮机、柴油机、燃气轮机、风机、热力机组等汽轮机、水轮机、柴油机、燃气轮机、风机、热力机组等架空线、电缆等架空线、电缆等普通变压器、自耦变压器普通变压器、自耦变压器工业负荷、民用负荷等工业负荷、民用负荷等降压、升压降压、升压双绕组、三绕组双绕组、三绕组综合性负荷、电动机综合性负荷、电动机5第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析l 电力系统中的电源电力系统中的电源发电机发电机发电机发电机有功电源有功电源有功电源有功电源无功电源无功电源无功电源无功电源分散在变电所的各种无功

5、补偿设备分散在变电所的各种无功补偿设备并联电容器、串联电容器、并联电抗器并联电容器、串联电容器、并联电抗器静止无功补偿器静止无功补偿器SVC、静止无功发生器、静止无功发生器SVG、同步静止无功补偿器同步静止无功补偿器STATCOM6第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析 是指该系统中实际安装的发电机组额定有功是指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦（功率的总和，以千瓦（KW）、兆瓦（）、兆瓦（MW）、）、吉瓦（吉瓦（GW）为单位计。）为单位计。l总装机容量（总装机容量（total installed capacity）l年发电量（年发电量（ann

6、ual generation capacity）指该系统中所有发电机组全年实际发出电能指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时（的总和，以千瓦时（KWh）、兆瓦时（）、兆瓦时（MWh）、）、吉瓦时（吉瓦时（GWh）为单位计。）为单位计。7第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析l最大负荷（最大负荷（maximum load）l额定频率（额定频率（rated frequency）指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（最大值，以千瓦（KW）、兆瓦（）、兆瓦（MW）、吉瓦）、吉瓦（GW）为单位计。）为单

7、位计。按国家标准规定，我国所有交流电力系统的按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为额定功率为50Hz。8第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析l 负荷曲线负荷曲线日负荷曲线日负荷曲线系统负荷（系统负荷（P）随时间变化的规律）随时间变化的规律日耗电量日耗电量平均负荷平均负荷表征负荷曲线的系数：表征负荷曲线的系数：日负荷曲线作用：日负荷曲线作用：安排日发电计划和确定系统运行方式安排日发电计划和确定系统运行方式一天内负荷变化的幅度一天内负荷变化的幅度腰荷峰荷基荷 6 24 负荷率负荷率9第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析

8、年负荷曲线年负荷曲线年持续负荷曲线年持续负荷曲线*安排月发电设备的检修计划安排月发电设备的检修计划*制定发电机组的扩建或新建提供制定发电机组的扩建或新建提供 依据依据全年耗电量全年耗电量(kwh）装机容量 6 24 87601210第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析年持续负荷曲线年持续负荷曲线最大负荷利用小时数最大负荷利用小时数TmaxTmax876012 Tmax反映负荷在一年中的变化程度。若反映负荷在一年中的变化程度。若Tmax较小，说明较小，说明负荷变化较剧烈；反之，则说明负荷变化较平缓。负荷变化较剧烈；反之，则说明负荷变化较平缓。Tmax物理意义：物

9、理意义：假定负荷始终以全年中的最大负荷假定负荷始终以全年中的最大负荷Pmax运行，经过运行，经过Tmax小时所消耗的电能恰好等于负荷全年按实际负荷曲线运行所小时所消耗的电能恰好等于负荷全年按实际负荷曲线运行所消耗的电能。消耗的电能。11第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析 滞后滞后功率因数功率因数 为正，感性无功为正，感性无功发电机发电机 运行，所运行，所发出发出的无功功率的无功功率 超前超前功率因数功率因数 为负，容性无功为负，容性无功 滞后滞后功率因数功率因数 为正，感性无功为正，感性无功负荷负荷 运行，所运行，所吸取吸取的无功功率的无功功率 超前超前功率

10、因数功率因数 为负，容性无功为负，容性无功l 复功率的符号说明复功率的符号说明 取12第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析l对电力系统的基本要求对电力系统的基本要求可靠持续供电可靠持续供电 一级负荷、二级负荷、三级负荷一级负荷、二级负荷、三级负荷良好电能质量良好电能质量 V：5%10%；f：0.2Hz系统运行经济系统运行经济 a.a.煤耗低；煤耗低；b.b.经济调度经济调度:环保环保二、电力系统的基本要求二、电力系统的基本要求13第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析l 供电供电可靠性指标可靠性指标(reliability in

11、dex)供电可靠率：供电可靠率：用户平均停电时间（用户平均停电时间（h/h/户）：户）：用户平均停电次数（次用户平均停电次数（次/户）：户）：系统故障停电率（次系统故障停电率（次/（百（百km.km.年）年）外部影响停电率：外部影响停电率：14第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析一级负荷：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。损失，人民生活发生混乱。二级负荷：二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活受影响。受影响

12、。三级负荷：三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。所有不属于一、二级的负荷。l负荷分级（按供电可靠性要求）负荷分级（按供电可靠性要求）15第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析 指线路末端输出有功功率与线路始端输入有功功率指线路末端输出有功功率与线路始端输入有功功率的比值，以百分数表示：的比值，以百分数表示：线路上损耗的电能与线路始端输入的电能的比值线路上损耗的电能与线路始端输入的电能的比值l电能经济指标电能经济指标 线损率或线损率或网损网损率率(transmission loss)输电效率输电效率16第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分

13、分 析析电压等级电压等级指该系统中指该系统中电力线路电力线路的额定电压的额定电压(voltage)。电力系统规定的额定电压有哪些？电力系统规定的额定电压有哪些？受电设备与系统受电设备与系统额定线电压额定线电压KV供电设备供电设备额定线电压额定线电压KV变压器额定线电压变压器额定线电压 KV一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组66.36及及6.36.3及及6.61010.510及及10.510.5及及1113.813.815.7515.7518182020353538.5110110121220220242500500525及及550三电压等级及适用范围三电压等级及适用范围 17第一章 电力系统基本

14、概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析l电压降落（电压降落（voltage drop）指线路始末两端电压的相量差，为相量。指线路始末两端电压的相量差，为相量。l电压损耗（电压损耗（voltage loss）指线路始末两端电压的数值差，标量以百分值指线路始末两端电压的数值差，标量以百分值表示。表示。沿线路的电压降落一般为沿线路的电压降落一般为10%10%；在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为5%5%。18第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析l电压偏移（电压偏移（voltage deviation）指线路始端或末

15、端电压与线路额定电压的数值指线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差，标量以百分值表示。差，标量以百分值表示。用电设备的容许电压偏移一般为用电设备的容许电压偏移一般为5%5%。19第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析l用电设备额定电压为线路额定电压，使所有设备 能在接近它们的额定电压下运行；l线路始端电压为额定电压的105%；l发电机(Generator)额定电压电力系统中各种电气设备的额定电压？电力系统中各种电气设备的额定电压？发电机带有直配负荷发电机带有直配负荷 无直配负荷的大容量发电机无直配负荷的大容量发电机按技术条件来确定，不受线路额定电压的限制按技术

16、条件来确定，不受线路额定电压的限制国产国产125MW125MW、200MW200MW、300MW300MW、600MW600MW的汽轮发电机，其额定电压的汽轮发电机，其额定电压基本为基本为13.8kV13.8kV、15.75kV 15.75kV、18kV18kV、20kV20kV。20第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统统 分分 析析l变压器额定电压一次侧(接受功率侧)接电源取一次侧额定电压等于用电设备额定电压升压变压器（例如升压变压器（例如35/121kv35/121kv，10.5/242kv10.5/242kv）直接和发电机相联的变压器一次侧额定电压直接和发电机相联的变压器一次侧额定电压,等于发电机等于发电机 的额定电压。的额定电压。降压变压器（降压变压器（110/38.5kV110/38.5kV，220/38.5kV220/38.5kV）一次侧（高压侧）接线路末端，相当于用电设备，一次侧一次侧（高压侧）接线路末端，相当于用电设备，一次侧 额定电压等于用电设备的额定电压；额定电压等于用电设备的额定电压；21第一章 电力系统基本概念现现 代代 电电 力力 系系 统