电力系统概述(2).ppt

1,电力系统概述,,-2-,电力系统概述,-3-,发展预测电力投资严重滞后直接导致了近两年的电力短缺。因此，2010年前，估计年平均增长率为25左右。预测2003年至2010年，新增装机45217万kW,年均5490万kW,年均投资额6588亿元，总投资额46446亿元。其中，输配电投资是重点，约占50，估计2003年至2010年平均每年输配电投资将达3294亿元。我国电力发展方针我国电力工业目前已经进入新的历史时期，国家提出今后的电力发展方针是“大力开发水电、继续发展火电、适当发展核电、积极开发新能源发电、同步发展电网，促进全国联网”。,电力系统概述,-4-,电力工程,对于运行单位的工作人员随着电力工业的迅速发展，电力系统的结构日趋复杂，对电力规划设计、运行管理等方面提出了更高要求，需要掌握现代电力系统的特点对于制造单位的工作人员电力工业的发展带动了电力设备制造工业、电力电子工业以及通讯自动化等各行业的发展，为了密切配合电力工业的建设和改造，提高其运行水平，研究、设计、制造人员需要全面深入地掌握电力系统的特性,-5-,电力系统概述,电力系统的定义电力系统的组成和分类电力系统的接线方式电力系统的电压等级电力系统的功率电力系统的负荷,-6-,电力系统的定义,系统由相互作用、依赖的若干部分组成的具有特定功能的有机整体，它又从属于一个更大的系统电力系统完成电能生产、输送、分配、消费的统一整体。发电厂、变电所、输配电线路直到用户等在电气上相互连接的一个整体,-7-,电力系统的组成,一次系统（高电压）发电机一次能源转换成二次能源电能，火/水/核/风/太阳/地热输电线路输送电能。配电线路系统分配电能，高压/低压配电系统负荷电能转换成其他形式能量，电动机/照明/电炉等,-8-,一次系统,,-9-,电力系统的组成,二次系统（低电压）保证一次系统安全/可靠/经济运行量测保护操作通讯,-10-,电压等级、容量、输送距离,-11-,电力系统的分类,供电容量、供电范围、电压等级地方电力网110kV,几十公里，主要是城乡配电网区域电力网220kV，各省（区）超高远距离输电网330～500kV以上，远区发电厂－负荷，网际联络，全国网络,-12-,系统联网,优点减小总装机量错峰效应（各发电厂孤立运行的最大负荷并不是同时出现）合理利用动力资源发挥水电厂的作用（丰水和枯水季节）提高供电的可靠性故障和异常时可以相互支援提高运行的经济性发电厂合理分配负荷，降低系统的电能成本,-13-,系统联网,问题投资大系统复杂，运行难度大局部故障可能会危及整个系统故障电流增加并联回路增多随着计算机等信息技术的应用，自动化水平提高，缺点逐步克服,-14-,电力生产,火力发电污染，不可再生能源热效率启动消耗能量和时间水力发电干净，廉价水电机组启动迅速核能发电节省燃料，规模越大，电能成本越低辐射新能源发电地热、太阳能、风能、垃圾燃料、潮汐能、燃料电磁、生物质能等,-15-,电能的质量指标,电压35kV以上5％10kV以下7％低压照明用户5％～－10％频率50Hz，0.2～0.5％波形正弦波高次谐波（铁心饱和、电力电子设备）,-16-,电力系统接线方式,接线图电气接线元件间电气联接关系地理接线发电厂、变电所间相对地理位置及其联接路径接线方式开式闭式,-17-,地理接线图,,-18-,开式接线,,-19-,闭式接线,,-20-,电力系统电压等级,电压等级的确定避免电压等级数量的无限制扩大，导致互联困难，必须标准化。为取得最佳的技术经济性能，电力设备需要在额定电压下进行优化设计、制造和使用需要确定的电压线路（电网）发电机变压器（升压、降压）的一次/二次侧,-21-,电力系统电压等级,-22-,电力系统电压等级,,-23-,电力系统电压等级,线路额定电压电力设备额定电压网络额定电压发电机额定电压105线路额定电压降压变压器额定电压一次侧额定电压线路额定电压二次侧额定电压110（或105）线路额定电压升压变压器额定电压一次侧额定电压发电机额定电压二次侧额定电压110线路额定电压,-24-,电力系统电压等级,交流电压的选择（Still公式）,-25-,交流电路的功率,单相功率,-26-,交流电路的功率,电流的有功无功分量,-27-,交流电路的功率,功率的有功分量,-28-,交流电路的功率,功率的无功分量,-29-,交流电路的功率,有功功率P定义为pRt的均值PUIcos无功功率Q定义为pXt的峰值QUIsinP物理意义无源网络消耗的功率均值。Q物理意义无源网与外界交换能量的能力大小，均值为零，交换功率峰值未消耗，是无源网电感和电容存储和释放场能的过程,-30-,交流电路的功率,网络若是电感性的，则Q0，习惯上认为网络“吸收”感性无功，是“无功负荷”。网络若是电容性的，则Q0，习惯上认为网络“发出”容性无功，是“无功电源”。（“吸收”感性（或容性）无功功率相当于“发出”容性（或感性）无功功率）,-31-,交流电路的功率,,-32-,交流电路的功率,,-33-,交流电路的功率,,-34-,电力系统的负荷,电力系统负荷是电力用户所需电功率的总和，也称电力系统综合用电负荷。可能包括工农业、交通运输和人民生活等各方面的各种用电设备。主要有电动机（同步和异步）、电炉、电热、照明、整流设备等，在不同行业中比重不同，最大量的是异步电动机。这里研究的电力系统负荷是指高压输电系统负荷，如一个乡镇或者大工厂的总负荷，配电网络是负荷的一部分。,-35-,负荷特性,描述负荷变化趋势的数学手段指一段时间内负荷随端电压或系统频率变化的曲线按负荷类型分有功负荷曲线无功负荷曲线按时间分日负荷曲线周、旬月负荷曲线年最大负荷曲线时序负荷曲线年持续负荷曲线累计负荷曲线,-36-,日负荷曲线主要用于研究电力系统日运行方式，如经济运行、调峰措施、安全分析、调压和无功补偿等,负荷特性,基荷厂（火电、核电厂）,尖峰负荷电厂（水电）,水电厂、热电厂,-37-,负荷特性,按对象分发电厂负荷曲线变电所负荷曲线线路负荷曲线用户负荷曲线,-38-,负荷特性,持续负荷曲线和年最大负荷利用小时Tmax若用户始终保持最大负荷Pmax运行，经过后Tmax所消耗的电能＝实际消耗的电能,持续负荷曲线不是按时间顺序，而是按某一研究周期内电力负荷递减的顺序绘制成的负荷曲线。,-39-,负荷预测,负荷预测利用已知的历史负荷、气象信息等，结合人工经验，预测未来的负荷变化。重要性可类比产品市场预测，况且电能不同大量存储，对预测精度要求。难度（类比天气或股市预测）有工农业生产状况、地理位置、气候气象条件、节假日、作息制度及人民生活习惯等诸多因素的影响。尚未完全解决。,