东北电力大学电力系统课件讲座1

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1、,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,第一章 绪论,（,Introduction to Power System),问题,人类为何选择使用电能？,电能是如何产生的？,电能是如何传输的？什么是电力系统？,电力系统运行的特点和要求？,电力系统分析课程的主要内容及特点？,2,人类为什么选择使用电能？,十八世纪，蒸汽机发明：热能机械能，划时代的工业革命,十九世纪，人类开始使用电能，进入电气化时代。,3,显

2、著优点,洁净,：环保,方便,:,输送、分配、使用,节能,:,能耗小，转换效率高,人类为什么选择使用电能？,电 气 化,4,人类为什么选择使用电能？,2002,年，中国电力消费在终端能源消费中的比例为,42,，,2020,年达到,70,左右。,2002,年，中国人均电力消费,1280,千瓦时，仅相当于,20,世纪,70,年代的世界平均水平，约为目前世界平均水平,2500,千瓦时的一半。,试想：没有电能你的生活会如何？,苏维埃电气化共产主义（,_,）,5,1830,年,法拉第发明电磁感应定律，为未来电力工业发展奠定基础。,1875,年,第一台火力发电机组（直流发电机）在法国巴黎火车站，照明。,18

3、79,年,美国旧金山实验电厂开始发电，这是世界上最早出售电力的电厂。,1882,年,美国爱迪生纽约珍珠街电力系统，,6,台直流发电机，,110V,，,照明。,1884,年,变压器发明。为三相交流及大容量、远距离输电奠定基础。,1889,年,美国,Oregon,和,Portland,建立长,21,公里的交流输电系统。,1891,年,德国世界上第一个三相交流输电系统，距离,179,英里、电压,12000,伏。,1897,年,电压为,44000KV,的输电线路在美国,Utah,州建成。,电压等级不断升高，电网规模逐步增大,截至,2002,年：全球发电装机容量约为,35,亿千瓦,总发电量超过,15,亿

4、千瓦时,电力工业发展的历程,6,1882,年,英国商人在上海创办了上海电气公司，装机容量,12KW,，,5,盏电灯。,1913,年,上海杨树浦发电厂发电，,1924,年该厂装机,12,台，总容量,121MW,，,成为当时远东第一大发电厂。,1949,年,以前，仅东北有,220KV,和,154KV,的电网（日本人建造）。,80,年代,，形成了,17,个以,220KV,为骨干输电网的跨省地区电网和省际电网。,1972,年,由甘肃天水陕西关中的,534KM,的我国第一条,330KV,输电线路工程。,1981,年,由河南平顶山湖北武汉的全长,595KM,的我国第一条,500KV,输电线路。,1989,

5、年,建成了我国第一条远距离,500KV,葛洲坝上海的直流输电线路,1997,年三峡工程建设，,26,台,700MW,，,15,回,500KV,交流及三回,500KV,直流，连接华东、华中、河南、四川、广东等电网，中国电网联网的核心。,2006,年,甘肃官厅第一条,750KV,交流输电线路,目前，形成,7,个跨省区电网和山东,500KV,的主干网络,我国电力工业的发展,7,电力系统是如何描述的？,19802002年全国发电量如图示（亿千瓦时）,8,电力需求旺盛、增长快,1882,年我国开始使用电能,1987,年全国发电装机容量突破,1,亿千瓦,1995,年,3,月，装机容量突破,2,亿千瓦,到,

6、1996,年，发电装机容量居世界第,2,位。,2000,年,4,月，全国装机突破,3,亿千瓦,2004,年,5,月底，全国装机容量突破,4,亿千瓦,2005,年底我国装机总容量将突破,5,亿千瓦。,105年,不到,8,年,5,年,4,年,1.5,年,每,增加,1,亿装机,2000,年容量,3,亿千瓦,1995,年容量,2,亿千瓦,1987,年容量,1,亿千瓦,1978,年容量,5712,万千瓦,1949,年容量,185,万千瓦,9,中国电网,500,kV,220,kV,330,kV,火电厂,水电厂,核电厂,新疆,西藏,东北,华北,西北,川渝,华中,华东,南方,电网覆盖率 96.4%,10,电能

7、是如何产生的？,大规模电能是由,同步发电机,产生,同步发电机发电原理？回顾一下电机学知识,.,机械能,电能,11,电能是如何产生的？,推动转子旋转的能源形势的形式多种多样，大家说说,.,蒸汽,水力,风力,火力、核、地热,水力发电,风力、潮汐发电,12,13,福建安砂水电厂宽缝重力坝,14,15,电能是如何传输的？,16,电能是如何传输的？,电动机等,墙壁上,17,电力系统是如何描述的,电压(,KV）,1000（,计划建设中）、750（建设中）、500、330、220、110、60、35、10、0.6 0.38/0.22,频率（,HZ）50，60,装机容量,发电量,最大负荷,电气接线图,地理位置

8、接线图,18,电力网络,电力网络是连接发电机与用电设备（负荷）的中间环节，由变压器和输电线路组成，实现电能的传输与分配的功能。,电力网络是由许多子电力网络发展、互联而成，分区分层是电力网络的一大特点。,输电网络、高压配电网络、中压配电网络和低压配电网络。,19,电力网络接线方式,电力网络接线形式主要是指电力网络的输电线路、变压所与用户之间的电气连接关系。,电力系统的接线形式对保证安全、优质和经济地向用户供 电具有非常重要的作用。,通常按照供电可靠性分为无备用和有备用两类。,20,电力网络接线方式,（,1,）无备用接线（开式）,每一个负荷点只能从一电源点获得电能。应用于对供电可靠性要求较低的网络

9、或负荷。,(a),放射式,(b),干线式,(c),链式,21,（,2,）有备用接线（闭式）,每一个负荷点只能从两个或两个以上的电源点获得电能。应用于对供电可靠性要求高的网络，如输电网等。,(a),放射式,(b),干线式,(c),链式,(d),环网,(e),两端供电网,电力网络接线方式,22,电力线路输送的功率一定时，输电电压越高，线路电流越小，导线等载流部分的截面积越小；但电压越高，对设备绝缘水平的要求越高，设备的投资越大。综合上述考虑，对应一定的输送功率和输送距离有一最合理的线路电压。,国际电工委员会的,IEC,标准电压,对电压等级的选择建议在任意国家内，相邻两级电压之比不应小于,2,倍。,

10、我国规定的电力网标准电压等级为线路的额定电压，主要有,0.22/0.38,、,3,、,6,、,10,、,35(60),、,110,、,220,、,330,、,500KV,、,750KV,、,1000KV,。,额定电压等级,23,输电线路,电能的输送是在输电线路上进行的。,按结构可分为,架空线路,和,电缆,两类,直流输电线路和交流输电线路,24,架空输电线路,25,电 缆,26,变电站主要承担电能的电压等级变换以及能量分配的主要任务。,变电站主要分为发电厂内升压变电站、一次变电站（输电变电站）、二次变电站（配电变电站）、用户变电所等。,屋内、屋外,变电站,27,500kV,交流变电站全景,28,

11、220kV,交流变电站,29,电力系统的构成,20,世纪中叶以来出现的大电力系统，是一切工业系统中，规模最大、层次复杂、资金和技术密集的人造复合系统，是人类工程科学史上最重要的成就之一。,现代电力系统,由电力流、信息流、货币流,构成,30,电力流：,由高压设备（如发电机、变压器、输电线路以及其它配电装置）构成（,一次系统,），实现电能的转化和变换、电能传输、分配、使用。,信息流：,由传感器、通信网络和计算机构成的，旨在电力系统可靠、稳定、安全和经济运行的监控、保护、自动控制、调度自动化等（,二次系统,）,；,货币流：,电能的市场行为交易活动。,电力系统的构成,31,电力系统运行的特点,电力系统

12、运行的特点,电能不能大量储存，要求电能的生产、输送、分配和使用几乎是在同一瞬间内完成。,电能和社会的生产、人民的生活、国家的国民经济紧密相关。,电力系统的暂态过程短促，因此电力系统的安全监测与控制非常困难。,32,电力系统运行基本要求,电力系统运行的基本要求,供电安全可靠性,根据可靠性要求不同，分为,、,、,负荷。,电能的优质性,频率、电压、波形,运行的经济性,一次能源的消耗、网损和线损,33,美加,2003,年“,8.14”,大停电事故,纽约一篇漆黑，布什一脸无奈，与,911,并提,34,本课程的主要内容及特点,电力系统分析,是主要研究电力系统在正常以及故障下的运行状态。,该课程该课程既是,

13、专业课,，也是,专业基础课,。是学习和研究该领域的重要课程。,35,电力系统分析,电路,电机学,自控,其它,保护,控制,调度,设备,其它,电磁场,特点：,理论性强,实践性强,工程性强,本课程的主要内容及特点,工程,理论,工程,36,本课程的主要内容及特点,主要框架,电力系统稳态分析,电力系统暂态,电力系统电磁暂态,电力系统机电暂态,37,本课程的主要内容及特点,主要内容,电力系统稳态分析,电力系统元件的稳态数学模型,电力网络的数学模型,电力系统潮流分析,电力系统运行与控制,无功,/,电压控制,有功,/,频率控制,38,本课程的主要内容及特点,主要内容,电力系统暂态分析,同步电机的数学模型,电力

14、系统故障分析,电力系统稳定性分析,静态稳定,暂态稳定,39,本课程的主要内容及特点,实践环节,电网规划设计,仿真系统实验,电力系统物理仿真,电力系统数字仿真,40,电力系统规划设计,给定一两机（水火电），,4,个变电所的电力系统，进行潮流计算、短路计算、无功,/,电压计算（手算和计算机）、稳定性计算（计算机,),41,电力系统动态模拟实验室,（综合楼,1,楼）,电力系统元件特性方面实验,电力系统调度运行方面实验,电力系统故障分析方面实验,电力系统稳定性方面实验,42,电力系统数字仿真实验室,（二教,12,楼）,43,电力系统辅助分析软件包,课程组自主研发,多机电网变电站联合仿真系统,（中国电科院研制）,电力系统数字仿真实验室,（二教,12,楼）,44,电力系统动态实时仿真系统,（清华大学研制）,电力系统计算机辅助分析软件,加拿大曼尼托巴,HVDC,研究中心,其它辅助软件,45,开设实验,：,电力系统计算机潮流,电力系统计算机短路计算,电力系统计算机无功,/,电压优化计算,电力系统电磁暂态计算,电力系统机电暂态计算,46,