电力系统分析课件第一章电力系统的基本概念.ppt

1、2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念12022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念2学习注意事项学习注意事项v重点掌握的内容v一般掌握的内容v理解的内容v了解的内容v作业很重要2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念31-1 引言（了解）（了解）v能源是人民生活和经济发展的重要基础，是战争争夺的主要资源。v18世纪 蒸汽机（热能机械能）第一次工业革命伊朗手中握有石油牌（漫画）伊朗手中握有石油牌（漫画）OIL2022-10-5电力系统分

2、析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念4v19世纪电能开始利用迈入电气化时代。u电能由于转化容易、输送方便、清洁、高效的优点，成为人类生产和生活不可缺少的部分。电电 厂厂2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念5v我们身边的请思考：请思考：电能怎样产生的？电能怎样输送的？电能怎样产生的？电能怎样输送的？电力机车电力机车2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念6发电厂高压输电变电所城市的光明。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基

3、本概念电力系统的基本概念7电力系统中的图例电力系统中的图例（掌握）（掌握）2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念8注意：图中线路单线：三相注意：图中线路单线：三相简化单相！简化单相！书书p2 p2 图图1-11-12022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念9一、电力系统组成一、电力系统组成（重点掌握）（重点掌握）v电力系统：生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体。u发电机、变压器、输配电、用电设备v动力系统：电力系统和发电厂动力部分的总和。u汽轮机、锅炉、水轮机、

4、大坝、核电厂的反应堆等v电力网：输送和分配电能，包括变压器和各种电压等级的输电线路。v发电厂：生产电能v电力变压器：升高、降低电压;不同电压等级电网相联系。v用户：消费电能2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念10图图1-2 1-2 动力系统、电力系统和电力网的示意图动力系统、电力系统和电力网的示意图（三者关系重要）G10.5kV T2T3 T1220kV10kV35kV6kV锅锅炉炉汽轮机汽轮机M380/220VM电力网电力网电力系统电力系统动力系统动力系统发电厂发电厂2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的

5、基本概念电力系统的基本概念11图图1-2 直流输电系统示意图直流输电系统示意图GT1 T2G直流输电线换流站换流站交流系统交流系统2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念12二、电力系统的能源构成二、电力系统的能源构成（了解）（了解）v一次能源u自然界以自然形态存在的、可以利用的能源，主要有风能、水力能、太阳能、地热能、化学能和核能等，其中有些可以直接利用，但通常需要经过适当加工转换后才能利用。v二次能源u由一次能源加工转换后的能源（热能，机械能和电能）2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基

6、本概念13v根据一次能源的不同，对应不同类型发电厂u火力发电厂火力发电厂n燃料燃料热能热能机械能机械能电能（锅炉、汽电能（锅炉、汽轮机、发电机）轮机、发电机）u水力发电厂水力发电厂n水能水能机械能机械能电能（水轮机、大坝）电能（水轮机、大坝）u核电厂核电厂n原子能原子能热能热能机械能机械能电能（核反应电能（核反应堆、汽轮机、发电机）堆、汽轮机、发电机）u其他发电形式其他发电形式建设中的秦山核电站外景建设中的秦山核电站外景 2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念14三、电力工业的发展概况（了解）2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第

7、一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念15 几个名词几个名词1.总装机容量。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(kW)103、兆瓦(MW)（一百万瓦）106、吉瓦(GW)（十亿瓦）109计。2.年发电量。电力系统的年发电量指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以兆瓦时(MW.h)、吉瓦时(GW.h)、太瓦时(TW.h)（一百亿千瓦）1010计。3.最大负荷。最大负荷一般指规定时间，如一天、一月或一年内，电力系统的有功功率负荷的最大值，以千瓦(kW)、兆瓦(MW)、吉瓦(GW)计。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电

8、力系统的基本概念16 电力工业发展历程v1831年法拉弟发现电磁感应定理，奠定了发电机的理论基础。v1875年巴黎火车站的直流发电机（火力、直流、照明）。v1879美国旧金山实验电厂开始发电，出售电力。v1882年爱迪生纽约珍珠街建成了世界上第一座正规发电厂（6台直流发电机，共661.5kW，110V电缆、照明、送电距离为1.6km、曼哈顿地区59个用户）Power System2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念17直流电直流电交流电交流电v1882年，爱迪生 v1882年，威斯康星州的阿普尔顿安装了首台水轮发电机v由此爱迪生专利授权

9、下，成立很多电力公司，生产照明电。v问题：低压输电，I2R损耗巨大，爱迪生的直流电输送距离近！2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念18v 1884年发明变压器v 1886年美国的乔治威斯汀豪斯建成了第一个单相交流输电系统。v 1891年德国建成第一条三相交流送电线路（179英里、12000V）。v 目前，世界上输电线路电压最高达到1150kV、输送距离最长达到1900km，一个电力系统的总装机容量达到22340万kW，最大的火电机组容量达到130万kW。乔治乔治威斯汀豪斯威斯汀豪斯尼古拉尼古拉特斯拉特斯拉 托马斯托马斯爱迪生爱迪生 20

10、22-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念19 电网发展形势电网发展形势v 单机容量越来越大，电网电压越来越高，电网规模大u单机容量最大：n金沙江向家坝水电站，单机容量80万千瓦世界最大水轮发电机组。n台山核电站，单机容量为175万千瓦。u交流电压等级最高：1500 千伏u直流电压等级最高：800千伏（云南至广东特高压）u美加电网、前苏联统一电网（前苏联东欧）u2005年，华中电网、华北电网、西北电网成功联网（除新疆电网、西藏电网、海南电网和台湾电网），一个交、直流联合电网成为世界最大电网u发电形势多种多样：火力、水力、核电、太阳能、地热、潮汐、

11、风力v 全世界发电装机容量：u预计2030年63.49亿千瓦2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念20 我国电力工业我国电力工业v 1882年英国人上海电气公司建立第一个12kW发电厂。v 1949年前，仅有220kV、154kV东北电网。v 1949年全国解放时全国发电的总装机容量为185万kW。年发电量为43亿kWh、分别名列世界第25、21位。v 17个省级电网（220kV为主）u1972年 我国第一条330KV输电线路（天水关中）u1982年 河南平顶山湖北双河武昌（500kV）超高压时代u1988年 浙江镇海舟山 第一条直流输电

12、（100kV）u1989年 葛洲坝上海南桥 直流输电（500kV）u7个跨省区电网u1997年 三峡工程 26台700MW机组；总装机容量18200MW；世界最大水电站。和国际比较我国电力工业发展表2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念21v1990年，全国发电装机容量已达到13789万kW，年发电量达到6213亿kWh，均名列世界第4位。v2003年全国发电装机容量为38450万kW（世界第二位），年发电量为19080.1亿kWh。v国内已经建成晋东南南阳荆门特高压交流1000kV；云南至广东800kv高压直流直流输电示范工程 v预计到

13、2020年发电量为4.7万亿kWh；装机容量10.5亿kW 2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念22u晋东南南阳荆门1000kV输电线路工程，线路全长645公里，共有杆塔1285基，分别由山西、河南、湖北三省电力公司负责运行维护。u2009年2月20日上午，国家电网公司对长南I线、南荆I线1000kV特高压交流输电线路直升机首次带电航巡全面展开。该片区铁塔高度高、相间距大、线多、里程长，特高压线路部分线路地处山区。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念23u2009年12月28日，

14、我国第一条800kV特高压直流输电工程-云南至广东特高压直流输电工程投产仪式。u云广特高压直流输电工程是世界上第一个800kV特高压直流输电工程，也是我国特高压直流输电自主示范工程。工程西起云南楚雄洲禄丰县，东至广州增城市，途径云南、广西、广东三省（区），直流线路全长1373公里，额定直流电压800kV，额定输送容量500万kW。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念24三峡三峡2008年完成发电量808.12亿千瓦时，较上年增加31.28 2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念25

15、我国电力工业发展的数字2006-2008年各月累计总发电量及增长趋势 2006-2008年各月水、火电发电量比重2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念26截止到2008年底v 我国发电设备装机容量达到79253万千瓦，同比增长10.34%。v 水电17152万千瓦，约占总容量21.64%，同比增长15.68%；v 火电60132万千瓦，约占总容量75.87%，同比增长8.15%；v 水、火电占总容量的比例同比分别上升1.00个百分点和下降1.55个百分点；v 风电并网总容量894万千瓦，同比增长111.48%。v 全国电网220千伏及以上

16、输电线路回路长度36.48万千米，同比增长11.10%，220千伏及以上变电设备容量138714万千伏安，同比增长17.80%。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念27我国电网分布规划西电东送，南北互供DCAC2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念28西电东送西电东送2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念292020年电力工业发展方针年电力工业发展方针 20002000年年20102010年年20202020年年装机容量（万千

17、瓦）装机容量（万千瓦）31932319327540075400105000105000水电水电7935793517244172442666326663煤电煤电237122371253450534507709077090核电核电21021098498441844184其他其他未来电力发展0.6%0.6%3.9%3.9%2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念30和国际比较和国际比较如如风电风电v 2008年，全球风电总装机容量达120791MW，增幅（28.8%）高于过去十年的平均值，而2007年总装机容量仅为93823MW。v 排名前五位的

18、国家是：美国、德国、西班牙、印度、中国v 欧洲风能协会1月20日发表报告说，金融危机正在成为欧洲风能大发展的重要动力，按照现有趋势，到2014年欧洲许多国家可使用风力发电将占本国总发电能力的10以上。v 中国新装机容量的增长速度呈倍翻番，2008年总装机容量达12200MW，预计2010年，中国总装机容量将跃居世界第二位。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念31描述电网的指标描述电网的指标1.总装机容量2.年发电量3.最大负荷4.电压5.频率6.最高电压等级2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力

19、系统的基本概念32四、现代电力系统的三流四、现代电力系统的三流大电力系统大电力系统（了解）（了解）v电力流系统：电能的转化和变换，传输、分配和使用。v信息流系统：由传感器、通讯网络和计算机组成的，为了使得电力系统可靠稳定安全经济运行，进行调度自动化的能量管理系统电力信息系统 监视控制保护v货币流系统：电能的市场行为的交易活动电力信息系统电力信息系统GG货币流系统货币流系统2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念331-3 对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求（掌握）（掌握）v电力系统运行的特点：电能不能大量存储。与国民经济各部门

20、紧密相关。暂态过程非常短暂。v电力系统运行的基本要求：（1）保证安全可靠供电；（2）要有合乎要求的电能质量；（3）要有良好的经济性；（4）保护生态环境。五、电力发展趋势2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念34 电能电能 能不能大量存储？能不能大量存储？（了解）（了解）v 最直接想到蓄电池v 超导储能装置（Superconducting Magnetic Energy Storage，简称SMES）v 在美国，低温SMES系统早已在电力系统投入商业运行。美加大停电后，SMES的研究更加受到重视。v 低温SMES在我国电力系统尚未投入实际应

21、用的主要障碍是液氦的来源和价格问题。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念35高温高温SMESv高温超导线可以在液氮温度下运行。如何挖掘这一潜力，不用或部分使用制冷机，对于研制性价比适合我国电力系统的分布式SMES系统具有重要意义。研制并不断完善仅使用液氮的高温SMES系统可能更加适合我国国情。v使用高温超导线材的超导磁场能量储存装置可以长期保存储存的能量，能量密度大，体积小，不受场地限制，可节省送变电设备，减少送变电损耗，提高电能质量。电能电能 能不能大量存储？能不能大量存储？（了解）（了解）2022-10-5电力系统分析电力系统分析

22、第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念36SMES原理原理v利用超导线圈通过整流逆变器将电网过剩的能量以电磁能形式储存起来，在需要时再通过整流逆变器将能量馈送给电网或作其他用途。v超导线圈在超导状态下热损耗运行，其电流密度比一超导线圈在超导状态下热损耗运行，其电流密度比一般常规线圈高般常规线圈高 1-2 1-2 个数量级。因此不仅能长时间无损个数量级。因此不仅能长时间无损耗地储存能量，而且能达到很高的储能密度。它的储耗地储存能量，而且能达到很高的储能密度。它的储能效率高，响应速度快也是其它类型储能装置无法比能效率高，响应速度快也是其它类型储能装置无法比拟的。拟的。v它能够快速、高效

23、地与系统交换有功功率和无功功率，它能够快速、高效地与系统交换有功功率和无功功率，灵活有效地提高电力系统的稳定性。灵活有效地提高电力系统的稳定性。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念37v目前我国负荷三个等级：u第一级负荷 中断供电的后果是极其严重。u第二级负荷 中断供电将造成大量减产，使城市中大量居民的正常生活受到影响。u第三级负荷 停电影响不大，不会造成重大的损失。用电可靠性用电可靠性 （掌握）（掌握）2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念38美加美加8.14大停电大停电2022

24、-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念39 美加美加8.14大停电的原因大停电的原因v事故发生前的阶段。由于空调负荷及其他负荷的增长，在8月14日以前的几天以及 8月14日中午，俄亥俄州北部许多节点的电压呈下降趋势。这表明8月14日的中午该地区已有无功不足的迹象，而且在中午12时以前系统中已有不寻常的电压波动，尽管此时系统仍然处于正常的运行状态。v短路引起的线路开断阶段。俄亥俄州的一条345kV输电线路在15：05触树短路接地后跳闸。v电压不稳定电压不稳定电压崩溃电压崩溃2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念

25、电力系统的基本概念40损失损失v 损失负荷6180万千瓦，停电29小时，影响5千万人口,直接损失10.5亿美元，间接损失约300亿美元。v 停电造成的损失，更新电网的费用，估计花费5001000亿美元。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念41我国我国2008年初的南方雪灾年初的南方雪灾2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念42人们出行困难、农作物受损人们出行困难、农作物受损京珠高速公路湖南段车辆滞留现象严重 2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概

26、念电力系统的基本概念43 给我们的提示给我们的提示v天灾v电力部门的问题u按30年一遇，导线覆冰厚度不超过30mmu融冰技术？冰冻三尺也非一日之寒u融冰母线：在覆冰期间，将电力系统中的交流电转换为直流电加在短接线路上，利用电流在导线电阻上的热效应将导线上的覆冰融化。u2008年末，六盘水供电局220kV水城变电站直流融冰工程进入更换融冰母线阶段；世界首套60兆瓦固定式直流融冰装置在贵州电网都匀500kV福泉变电站现场试验取得成功。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念44带负荷融冰技术v 宝鸡供电局负责维护的110kv马向I、II线（宝鸡

27、马营变电站到凤县向阳变电站）承担着对宝成铁路供电的重要任务。马向线主要沿秦岭山区分布，其中13个基杆塔处于海拔1547米左右的秦岭梁顶，属于重冰区。u人工：线路覆冰严重时，需要立即停电，然后人工用竹竿打冰、破冰，不但费时费力，还易对导线造成伤害。u自动：宝鸡市供电局自主研发并实施了“带负荷融化线路覆冰技术”，这一技术主要是利用线路本身，通过自耦变压器升压后在双分裂导线形成回路，产生电流，通过导线发热自动融化覆冰。融冰站内通过微机监控系统，可随时掌握线路覆冰情况，根据实际情况及时进行融冰操作。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念45电能质

28、量电能质量（掌握）（掌握）运行情况运行情况允许频率偏差允许频率偏差正常运行正常运行中小系统中小系统大系统大系统0.50.50.20.2事故运行事故运行3030分钟以内分钟以内1515分钟以内分钟以内决不允许低于决不允许低于1 11.51.54 4系统频率允许偏差系统频率允许偏差线路额定电压线路额定电压电压允许变化范围电压允许变化范围35kV35kV及以上及以上10kV10kV及以下及以下低压照明低压照明农业用户农业用户5 57 75 5-10-105 5-10-10用户供电电压允许变化范围用户供电电压允许变化范围电能要求2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概

29、念电力系统的基本概念46保护生态环境保护生态环境2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念47什么是绿色电力？什么是绿色电力？（了解）上海绿色电力网上海绿色电力网http:/www.sh-greenpower.orghttp:/www.sh-greenpower.orgv 绿色电力是指由可再生能源（非化石能源）生产的电力。因其生产电力时不消耗化石燃料，不排放或很少排放对环境有害的三废（废气、废水、废渣），有利于人类可持续利用能源，故称为绿色电力。v 什么是绿色电力市场机制：一种以用户自愿认购为基础的市场机制，可以为用户提供一个有别于传统购买方

30、式的选择。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念48v绿色电力的种类风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池地热发电 小型水力发电、潮汐能发电、波浪能发电、海水温差发电、生物质能气化发电等v 一个功率为一千瓦的光伏电池系统每年可以有下列影响u停止开采68公斤的煤炭u防止136公斤二氧化碳进入大气u每月节省398公升的水 2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念49五、电力工业发展趋势五、电力工业发展趋势（了解）了解）1.发电机单机容量越来越大；运行参数越来越高。2.远距离输电、交直流混合输电

31、，大型电力系统互联。3.高度自动化、信息化。4.电力工业的市场化。5.提倡分散的电力工业。6.大力发展可再生能源发电。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念50电力工业的市场化目标 v用户希望低电价、高服务质量和安全稳定供电。v股东希望得到较高的投资回报。v电力公司希望公司获得发展和采用新技术。v员工希望工作有保障和高工资。v政府希望实施全国性的能源政策和与经济发展相适应的电力发展方针。v环境保护组织希望减少污染。v监管者希望能够通过竞争实现最优选择，通过监管实现价值最大化。v燃料供应商希望保护其市场和投资。2022-10-5电力系统分析

32、电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念51电力系统分析电力系统分析电路 电机学 自动控制电力系统继电保护 调度自动化高电压技术 电力系统自动装置 电力系统分析课程电力系统分析课程2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念52 电力系统分析课程的主要内容电力系统分析课程的主要内容 v电力系统分析是电力系统及其自动化专业的主要专业课程之一。v电力系统运行状态一般可区分为稳态和暂态。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念53上册的内容主要是将上册的内容主要是将电路分析

33、的方法应用于电力系统电路分析的方法应用于电力系统的短路电流计算。的短路电流计算。在这里系统的各元件将被当作电路元在这里系统的各元件将被当作电路元件来处理，并用等值电路来代替件来处理，并用等值电路来代替，电流电流是分析计算的基是分析计算的基本物理量本物理量。为了求取短路电流，关键是阻抗（工程计算。为了求取短路电流，关键是阻抗（工程计算中主要是电抗）的计算。对中主要是电抗）的计算。对突然短路后的暂态现象的物突然短路后的暂态现象的物理分析，同步发电机基本方程式的推导和变换理分析，同步发电机基本方程式的推导和变换，也是上，也是上册的重要内容。册的重要内容。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第

34、一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念54下册将对电力系统的运行状况作更全面的分析，分析下册将对电力系统的运行状况作更全面的分析，分析系统在稳态和干扰下的运行性能，并研究对其运行状系统在稳态和干扰下的运行性能，并研究对其运行状态进行调整和改善的原理和方法。在这里电力系统的态进行调整和改善的原理和方法。在这里电力系统的发电设备和用电设备发电设备和用电设备将从功率转换的角度去研究其特将从功率转换的角度去研究其特性对系统运行性能的影响性对系统运行性能的影响，对于电力网元件则着重分对于电力网元件则着重分析其在传送功率时产生的电压降落和功率损耗析其在传送功率时产生的电压降落和功率损耗，功率功率

35、是分析计算的基本物理量。下册的前五章涉及正常稳是分析计算的基本物理量。下册的前五章涉及正常稳态运行的分析计算，其核心是潮流计算。态运行的分析计算，其核心是潮流计算。（接着的五（接着的五章讲述电力系统的稳定性，其重点是发电机功率特性的分章讲述电力系统的稳定性，其重点是发电机功率特性的分析计算。析计算。电力系统稳定与控制电力系统稳定与控制）2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念55电力系统稳态分析：一般包括：上册：电力系统稳态分析：一般包括：上册：第一章第一章 电力系统电力系统的基本概念、的基本概念、第二章第二章 电力系统各元件的参数及等值网

36、络、电力系统各元件的参数及等值网络、第四章第四章 电力网的数学模型；下册：第九章电力网的数学模型；下册：第九章 电力系统的负电力系统的负荷、第十章荷、第十章 电力传输的基本概念、第十一章电力传输的基本概念、第十一章 电力系统的电力系统的潮流计算、潮流计算、第十二章第十二章 电力系统的无功功率和电压调、电力系统的无功功率和电压调、第第十三章十三章 电力系统的有功功率和频率调整、第十四章电力系统的有功功率和频率调整、第十四章 电力电力系统的经济运行几部分。系统的经济运行几部分。电力系统暂态分析：上册：电力系统暂态分析：上册：第三章第三章 同步发电机的基本方同步发电机的基本方程、程、第五章第五章 电

37、力系统三相短路的暂态过程、电力系统三相短路的暂态过程、第六章第六章 电力电力系统三相短路的实用计算、系统三相短路的实用计算、第七章第七章 电力系统各元件的序电力系统各元件的序阻抗和等值电路、阻抗和等值电路、第八章第八章 电力系统不对称故障的分析与电力系统不对称故障的分析与计算；下册：第十五章计算；下册：第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念、电力系统运行稳定性的基本概念、第十六章第十六章 电力系统的电磁功率特性、第十七章电力系统的电磁功率特性、第十七章 电力系统电力系统的暂态稳定性和第十八章的暂态稳定性和第十八章 电力系统静态稳定性等部分。电力系统静态稳定性等部分。2022-10-5电力系统分

38、析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念56参考书目和网站参考书目和网站v电力系统分析理论 刘天琪 科学出版社v电力系统分析 韩祯祥 浙江大学出版社vhttp:/ 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念57第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念v1.1 1.1 电力系统的组成电力系统的组成v1.2 1.2 电力系统额定电压和额定频率电力系统额定电压和额定频率v1.3 1.3 对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求 v1.4 1.4 电力系统的接线方式电力系统的接线方式v1.5 1.5 电力系统分析课程的主要内容电力系统分析课程的主要内

39、容2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念58电电力力变变压压器器额额定定电电压压/kV电电力力系系统统额额定定电电压压/kV发发电电机机额额定定电电压压/kV一一次次绕绕组组二二次次绕绕组组电电气气设设备备最最高高电电压压/kV33.153 及 3.153.15 及 3.33.666.306 及 6.306.3 及 6.67.21010.5010 及 10.510.5 及 11.012-13.8013.80-15.7515.75-18.018.0-2020.020.0-24-22.022.0-24.024.0-353538.540.560

40、606672.5110110121126220220242252330330363363500500550550750-800用电设备系用电设备系统额定电压统额定电压kV额定电压额定电压如何确定？如何确定？1-2 电力系统的额定电压和额定频率电力系统的额定电压和额定频率（重点掌握）（重点掌握）表表1-1 3kV以上的额定以上的额定电压电压2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念59v对于交流输电而言，一般将u35220kV的电压等级称为高压（HV）u330kV及以上、1000kV以下的电压称为超高压（EHV）u1000kV及以上的电压称为特

41、高压（UHV）or 直流正负600千伏以上。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念60考虑考虑1：表中纵行，为何有如此几类电压等级？：表中纵行，为何有如此几类电压等级？vS3UI三相系统功率u输送功率S一定输电电压UI导线的截面积投资uU绝缘要求杆塔、变压器、断路器绝缘输送功率输送功率SU(不能任意规定不能任意规定)输送距离输送距离2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念61考虑考虑2：为何同一行的各个电压等级不同？：为何同一行的各个电压等级不同？v沿线路输送电功率，始端电压末端电压图

42、中15用电设备的端电压各不相同。v线路的额定电压VN：线路的平均电压(Va+Vb)/2。2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念621.电力线路 VN（线电压）输电线路的首端和末端均可接用电设备2.用电设备的额定电压 VN 为其他元件的参考电压3.发电机 1.05 VN 比网络的额定电压高5%VGNVN（15）系统额定电压系统额定电压V VN N理由：沿线路理由：沿线路电压降一般为电压降一般为1010；用电设；用电设备允许电压偏备允许电压偏移移5%5%；发电；发电机一般接在线机一般接在线路始端路始端2022-10-5电力系统分析电力系统分析

43、 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念633.变压器：u一次绕组：nV1NVNn与发电机直接相连 V1NVN(1+5%)=1.05VNu二次绕组：nV2NVN(1+10%)=1.1VN （见下页）n短路电压较小或直接与用户相连 1.05 VNu变压器的高压绕组分接头n抽头变比：5、2.5%、2.5、5%（相对于该侧绕组额定电压UN的偏移百分数）主抽头电压主抽头电压2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念64注意：变压器二次绕组注意：变压器二次绕组 V V2N2NV VN N(1+10%)=(1+10%)=1.1V1.1VN N

44、相当于电源相当于电源（电源应为（电源应为1.05V1.05VN N）线路末线路末端电压要端电压要降低降低10%10%变压器内部变压器内部有有5 5压降压降1.1VN升压升压T T：直接接线路：直接接线路 1.1V1.1VN N降压降压T T：接用户：接用户 1.05V1.05VN N；接配电线接配电线 1.1V1.1VN N具体具体2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念65例例1-1 1-1 标出图中各元件的额定电压标出图中各元件的额定电压10.510.510.5/24210.5/24210.5/3.1510.5/3.15220/121/

45、38.5220/121/38.535/6.635/6.62022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念66解：发电机G的额定电压为10.5kV。变 T1：低压侧额定电压为10.5kV，高压侧额定电压为242kV；变 T2：高压侧额定电压为220kV，中压侧额定电压为121kV，低压侧额定电压为38.5kV；变 T3：高压侧额定电压为110kV，低压侧额定电压为11kV；变 T4：高压侧额定电压为35kV，低压侧额定电压为6.6kV；变 T5：高压侧额定电压为10.5kV，低压侧额定电压为3.3kV；习题：电力系统接线图如图所示，图中标明了各级电力

46、线习题：电力系统接线图如图所示，图中标明了各级电力线路的额定电压。试求发电机和变压器绕组的额定电压。路的额定电压。试求发电机和变压器绕组的额定电压。G10kVT1 T2 T3 T4 T5L1L2L3 L4L5 L6220kV110kV10kV 3kV35kV6kV2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念67例例1-2 1-2 一台一台10kV10kV220kV220kV的的升压变升压变，其额定变比为：，其额定变比为：10.5/242 kV10.5/242 kV，设有，设有5 5级高压侧抽头，则每一抽头的实际级高压侧抽头，则每一抽头的实际额定

47、电压分别为额定电压分别为:+5%+5%：2422421.05KV=254.1KV1.05KV=254.1KV+2.5+2.5：2422421.025KV1.025KV248.05KV248.05KV主：主：242KV242KV-2.5-2.5：2422420.975KV0.975KV235.95KV235.95KV-5%-5%：2422420.95KV=229.9KV0.95KV=229.9KV2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念68例例1-3 1-3 一台一台220kV220kV1010kVkV的的降压变降压变，额定变比为：，额定变比

48、为：220/11kV220/11kV，设有，设有5 5级高压侧抽头，则每一抽头的实际额级高压侧抽头，则每一抽头的实际额定电压分别为定电压分别为:+5%:+5%:2202201.05KV=231KV1.05KV=231KV+2.5+2.5：2202201.025KV1.025KV225.5KV225.5KV主：主：220KV220KV-2.5-2.5：2202200.975KV0.975KV214.5KV214.5KV-5%:-5%:2202200.95KV=209KV0.95KV=209KV2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念69额定频

49、率额定频率v我国规定，电力系统的额定频率为50Hzv工业用电的标准频率（工频）2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念701-4 1-4 电力系统的接线方式电力系统的接线方式（掌握）（掌握）v地理接线图v电气接线图2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念711.1.无备用接线：无备用接线：负荷点只能沿唯一的路径取得电能负荷点只能沿唯一的路径取得电能v包括：放射式、干线式、树状网络v特点：简单、设备费用较少、运行方便。但是供电的可靠性比较低。（a）放射式网络放射式网络（b）干线式网络干线式

50、网络（c）树状网络树状网络 无备用网络无备用网络2022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念722.有备用接线：每个负荷至少能从两个不同供电回路取得电能的网络。u包括：双回路供电网络、双端供电网络和环网。u特点：可靠性显著提高；但设备费用增加较多且运行调度复杂。（a）双回路放射式双回路放射式（b）环形网络环形网络 有备用网络有备用网络（c）两端供电网络两端供电网络2a132022-10-5电力系统分析电力系统分析 第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念733.3.接线方式的选择接线方式的选择v输电网络输电网络接线方式的选择：接线方式