电力系统的基本概念

1、 电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院School of Electrical Engineering & Automation 电力系统分析电力系统分析Power System Analysis主讲人：孙醒涛主讲人：孙醒涛电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)本门课的基本情况本门课的基本情况n总学时：总学时：60 课堂教学：课堂教学：60 实验实验/ /上机：上机：0 学分：学分：4n课程性质：课程性质：专业必修课n选课对象：选课对象：电气工程及其自动化专业n先修课程：先修

2、课程：微分方程、电路、电磁场、电机学、自动控制原理电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)主要参考资料主要参考资料（讲义）名名 称称语种语种编著者编著者出版（印刷）单位出版（印刷）单位版本时版本时间间主要教材主要教材（讲义）（讲义）电力系统分析电力系统分析中文中文夏道止夏道止中国电力出版社中国电力出版社20102010年年电力系统分析电力系统分析中文中文何仰赞何仰赞华中科技大学出版社华中科技大学出版社20022002年年参考书参考书电力系统分析电力系统分析中文中文Hadi Saadat中国

3、电力出版社中国电力出版社20082008年年电力系统稳定与控制电力系统稳定与控制中文中文Kundur中国电力出版社中国电力出版社20052005年年电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电气工程与自动

4、化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation) 1.传统的课程划分电力系统稳态分析电力系统稳态分析正常的、相对静止的正常的、相对静止的 运行状态运行状态电力系统暂态分析电力系统暂态分析从一种运行状态向另从一种运行状态向另一种运行状态的过渡过程一种运行状态的过渡过程课程介绍课程介绍电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电电力力系系统统稳稳态态分分析析电力系统的基本知识和等值网络电力系统的基本知识和等值网络

5、电力系统正常运行状况的分析和计算电力系统正常运行状况的分析和计算电力系统有功功率电力系统有功功率频率、无功功率频率、无功功率电压的控制与调整电压的控制与调整课程介绍课程介绍电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电电力力系系统统暂暂态态分分析析波过程波过程操作或雷击时的过电压操作或雷击时的过电压（过程最短）（过程最短）电磁暂态过程电磁暂态过程与短路及励磁有关与短路及励磁有关(过程较短过程较短) )机电暂态过程机电暂态过程与动力系统有关与动力系统有关(过程较长过程较长) )涉及电压、电流涉及

6、电压、电流涉及功率、功角涉及功率、功角导致系统振荡、稳定性破坏、异步运行导致系统振荡、稳定性破坏、异步运行短路计算短路计算对称分量法及序网概念对称分量法及序网概念不对称故障的分析与计算不对称故障的分析与计算静稳静稳暂稳暂稳高电压技术高电压技术课程介绍课程介绍电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电力系统稳态分析知识电力系统稳态分析知识电力系统的基本概念电力系统的基本概念发、输、变、配。发、输、变、配。 （4学时）学时）电力网元件参数及等值电路电力网元件参数及等值电路物理元件的物理元件的

7、数学模型数学模型 （线路、变压器、同步发电机、（线路、变压器、同步发电机、负荷稳态模型）负荷稳态模型） （8学时）学时）简单电力网稳态分析与计算简单电力网稳态分析与计算功率流动、功率流动、手工手工潮流计算的基本原理、辐射状网络和简单潮流计算的基本原理、辐射状网络和简单闭式潮流计算闭式潮流计算 （1010学时）学时）课程介绍课程介绍电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电力系统潮流的计算机算法电力系统潮流的计算机算法 计算机计算机计算潮计算潮流的基本原理、数学模型、求解方法和计流的基本原理

8、、数学模型、求解方法和计算程序框图算程序框图 （8 8学时）学时）有功功率及频率调整有功功率及频率调整电力系统调频的基电力系统调频的基本原理和主要措施本原理和主要措施 （6学时）学时）无功功率及电压调整无功功率及电压调整如何使无功合理分布如何使无功合理分布使功率损耗最小使功率损耗最小 （4 4学时）学时）课程介绍课程介绍电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)同步电机数学模型同步电机数学模型 标幺制、原始方程、标幺制、原始方程、dq0坐标坐标系下的同步电机方程、电机参数、简化数学模型、系下

9、的同步电机方程、电机参数、简化数学模型、稳态方程和向量图稳态方程和向量图 （）（）电力系统对称故障分析电力系统对称故障分析故障概念发生原因及后故障概念发生原因及后果、无限大电源、有无阻尼绕组果、无限大电源、有无阻尼绕组 （2学时）学时）简单不对称故障分析简单不对称故障分析对称分量法原理、序阻抗、对称分量法原理、序阻抗、序网路的形成、短路点电压电流的计算、非故障序网路的形成、短路点电压电流的计算、非故障点电压电流的计算点电压电流的计算 （14学时）学时）电力系统稳定性分析电力系统稳定性分析稳定性的基本理论和数学模型、稳定性的基本理论和数学模型、小扰动稳定、暂态稳定、提高稳定的措施小扰动稳定、暂态

10、稳定、提高稳定的措施 （）课程介绍课程介绍电力系统暂态分析知识电力系统暂态分析知识电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念1 1、2 2、电气工程包括哪些二级学科、电气工程包括哪些二级学科3 3、电力系统的概念和组成、电力系统的概念和组成4 4、对电力系统运行的基本要求、对电力系统运行的基本要求5 5、电力系统的电压等级、电力系统的电压等级6 6、电力系统的负荷、电力系统的负荷电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of

11、 Electrical Engineering & Automation)问题：n电气的定义n电气和电器的区别家用电器一、电气与电器一、电气与电器电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电器电器：根据外界特定的信号和要求，自动或：根据外界特定的信号和要求，自动或手动接通或断开电路，继续或连续地改变电手动接通或断开电路，继续或连续地改变电路参数，实现对电路的切换、控制、保护、路参数，实现对电路的切换、控制、保护、检测及调节的电气设备。检测及调节的电气设备。 电气电气：以电能、电气设备

12、和电气技术为手段：以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学。科学。一、电气与电器一、电气与电器电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)n电机与电器电机与电器n电力系统及其自动化电力系统及其自动化n高电压技术高电压技术n电力电子与电力传动电力电子与电力传动n电工理论及其新技术电工理论及其新技术电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Aut

13、omation)1.1 1.1 电力系统的基本概念地理接线图地理接线图主要显示系统中发电厂、变电主要显示系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的联结。互间的联结。电气接线图电气接线图主要显示系统中发电机、变压主要显示系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机、电器、母线、断路器、电力线路等主要电机、电器、线路之间的电气接线。器、线路之间的电气接线。电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电气工程与自动化学院电气工程

14、与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)u 电力系统：由发电机、升降压变压器、各种电压等级的输电 线路和广大用户的用电设备组成的统一整体。 电力系统电力系统= =发电机发电机+ +电力网电力网+ +用电设备用电设备u 电力网：发电设备和用电设备之间输送和分配电能的网络。 电力网=输电线路 + 变电所u 动力系统：电力系统加上带动发电机转动的动力部分。 动力系统 = 电力系统 + 动力装置1.1 1.1 电力系统的基本概念电力网电力系统动力系统电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Elect

15、rical Engineering & Automation)描述电力系统的主要技术指标n总装机容量n年发电量n最高电压等级n最大负荷n年用电量：电力系统中实际安装的发电机额定有功功率的总和，以kW、MW、GW计。：电力系统所有发电机组全年实际发出电能的总和，以MWh、 GWh、 TWh计。：电力系统中最高电压等级电力线路的额定电压，以kV计。：指规定时间，（如一天、一月或一年内）电力系统总有功功率负荷的最大值，以kW、MW、GW计。：接在系统上所有用户全年所用电能的总和，以MWh、 GWh、 TWh计。电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electric

16、al Engineering & Automation)n电力网：按电压等级的高低供电范围的大小分类地方电力网：电压等级在35kV及以下的电力网络。区域电力网：电压等级在110kV 220kV的电力网络。超高压及特高压远距离输电网：电压等级为330kV 1000kV的电力网络。电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)变电站n变电站：按其在电力系统中的地位分类枢纽变电站：处于电力系统的中枢地位，高压侧电压为3301000kV，连接电力系统特高压或超高压和高压的几个部分，汇集多个电源的

17、变电站。中间变电站：将发电厂或枢纽变电站与负荷联系起来的变电站。一般汇集23个电源，起系统功率交换或使长距离输电线路分段的作用。终端变电站：处于电力网的末端，一般是降压变电站，直接向本地负荷供电，而不再向其它地方输送电能。超高压电力网区域电力网地方电力网枢纽变电站中间变电站终端变电站电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电气设备电气设备 根据电气设备的作用不同，可将电气设备分为一次设备和二次设备。u 直接生产、转换和输、配电能的设备称为电气一次设备。u对电气一次设备进行测量、控制、监视和

18、保护作用的设备，称为电气二次设备。 电气设备的主要任务是启停机组、调整负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态、发生异常故障时及时处理等。电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)1.2 1.2 我国的电力系统我国的电力系统电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电力系统的基本特点电力系统的基本特点n由运行电压基本恒定的三相交流系统组成。发电和由运行电压基本恒定的三相交流系统组成。发

19、电和输电设施采用三相装置；工业负荷总是三相；单相输电设施采用三相装置；工业负荷总是三相；单相家用和商用负荷在各相之间等量分配，以便形成平家用和商用负荷在各相之间等量分配，以便形成平衡的三相系统。衡的三相系统。n一般采用同步发电机。一般采用同步发电机。n通过电力网将电能远距离输送到广大地区的用户。通过电力网将电能远距离输送到广大地区的用户。电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)我国电网发展的目标n加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协加快建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具

20、有信息化、数字化、自动化、互动化调发展，具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强的智能电网。特征的统一的坚强的智能电网。 国家电网公司正式公布了其国家电网公司正式公布了其“20202020年全面建成信年全面建成信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强的智能电网强的智能电网”发展目标。发展目标。电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)2 2、中国电力工业的现状、中国电力工业的现状年发电量：年发电量：19801980年以来，平均年增长率

21、年以来，平均年增长率9 9，现为世界第二，现为世界第二位。位。表表1 1980年以来中国年发电量年以来中国年发电量年年 份份19801981198219831984198519861987发电量发电量/ /亿亿kW hkW h30063093327735143700410744964973年年 份份19881989199019911992199319941995发电量发电量/ /亿亿kW hkW h545158476213677575428364927810069年年 份份19961997199819992000200120022003发电量发电量/ /亿亿kW hkW h1075011600

22、116701230013250140201654219052年年 份份20042005200620072008发电量发电量/ /亿亿kW hkW h2194324975283443255934669电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)装机容量：装机容量：现居世界第二位。现居世界第二位。表表2 1980年以来中国发电设备装机容量年以来中国发电设备装机容量年年 份份19801981198219831984198519861987装机容量装机容量/ /亿亿kWkW0.6590.6910.72

23、40.7640.8010.8710.9381.029年年 份份19881989199019911992199319941995装机容量装机容量/ /亿亿kWkW1.1551.2661.3791.5151.6651.8291.9992.172年年 份份19961997199819992000200120022003装机容量装机容量/ /亿亿kWkW2.3222.462.62.943.143.33.573.91年年 份份20042005200620072008装机容量装机容量/ /亿亿kWkW4.425.176.247.417.92电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of

24、Electrical Engineering & Automation)电力工业发展上的第一n火电：1882年上海电气公司；n水电：1912年云南石龙坝2240kW；n核电：1991年浙江秦山300MW；电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation) 输电线路n1974年甘肃刘家峡水电站到陕西关中地区年甘肃刘家峡水电站到陕西关中地区330kV交流；交流；n1981年河南姚孟火电厂到武汉年河南姚孟火电厂到武汉500kV交流；交流；n1998年葛洲坝水电站到上海南桥变电站年葛洲坝水电站到上海

25、南桥变电站500KV直流；直流；n2005年年9月月,西北电网建成西北电网建成750kV青海官亭青海官亭-甘肃兰州线超高压输变电工程甘肃兰州线超高压输变电工程 n （140.7km），中国输电技术提高到了一个新的水平），中国输电技术提高到了一个新的水平.n2008年年12月月30日，我国首条日，我国首条1000kV（山西长治晋东南变电站南阳湖北（山西长治晋东南变电站南阳湖北荆荆 门变电站）投运，门变电站）投运，645km，实现华北和华中电网互连。，实现华北和华中电网互连。n800kV特高压直流输电线路（向家坝特高压直流输电线路（向家坝上海）正在建设中。上海）正在建设中。电气工程与自动化学院电气

26、工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电力系统之最n我国最大的火电机组容量90万KW（外高桥第二发电厂）；n最大的水电机组容量70万kW（三峡工程二滩水电站）；最大的核电机组容量100万kW（岭澳核电站）； 举世瞩目的三峡工程，装机容量32台（含地下电厂6台机组），单机容量70万kW，年均发电量846kW.h，比全世界70万kW机组的总和还多，是世界上最大的发电厂电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)机构

27、改革初显成效：机构改革初显成效：20022002年年1212月，中国电力工业新机构为月，中国电力工业新机构为适应市场发展应运而生，成立了适应市场发展应运而生，成立了2 2家家电网公司、电网公司、5 5家家发电集发电集团公司和团公司和4 4家家辅业集团公司；辅业集团公司；20032003年年2 2月，月，国家电力监管委国家电力监管委员会员会宣告成立。宣告成立。两家电网公司是两家电网公司是国家电网公司国家电网公司、中国南方电网有限中国南方电网有限责任公司责任公司；家发电集团公司是中国家发电集团公司是中国华能集团公司华能集团公司、中国大唐中国大唐集团公司集团公司、中国华电集团公司中国华电集团公司、中

28、国国电集团公司中国国电集团公司和和中国中国电力投资集团公司电力投资集团公司；家辅业集团公司是家辅业集团公司是中国电力工程顾问集团公司中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司中国水利水电建设集团公司和和中国葛洲坝集团公司中国葛洲坝集团公司。 1.2 我国的电力系统电网规模不断壮大：电网规模不断壮大：我国现有发电装机容量在我国现有发电装机容量在2000MW2000MW以上的以上的电力网电力网1111个，其中东北、华北、华东、华中区域电网装机容个，其中东北、华北、华东、华中区域电网装机容量均超过量均超过30000MW30000MW，华东、华

29、中电网甚至超过，华东、华中电网甚至超过40000MW40000MW，西北，西北电网的装机容量也达到电网的装机容量也达到20000MW20000MW。电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)1.2 我国的电力系统电压等级、输电线路长度和变电容量：电压等级、输电线路长度和变电容量： 电压等级电压等级除西北地区以外除西北地区以外 交流：交流：1000kV,500kV,220kV,110kV,35kV,10kV 直流：直流：500kV西北地区：西北地区：750kV,330kV,220kV,110k

30、V,35kV,10kV750kV,330kV,220kV,110kV,35kV,10kV 截至截至20092009年年7 7月，月，220kV220kV及以上输电线路长度达及以上输电线路长度达到到37.537.5万公里，跃居世界第一位。万公里，跃居世界第一位。 20082008年，年，220kV220kV及以上变电容量及以上变电容量13.9亿亿kVA。电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)电力系统为什么要互联并网运行呢？电力系统为什么要互联并网运行呢？ 1.1.采用高效率大容量机组采用高

31、效率大容量机组减少备用容量减少备用容量 2. 2.合理利用动力资源合理利用动力资源水、火电互补水、火电互补 3.3.提高供电可靠性提高供电可靠性系统越大，抗干扰能力越强系统越大，抗干扰能力越强 4.4.提高运行的经济性提高运行的经济性装高效率大容量机组、合理利用装高效率大容量机组、合理利用 动力资源、合理分配负荷、削峰填谷动力资源、合理分配负荷、削峰填谷。 1.2 我国的电力系统3000MW2500MW7200MW3000MW9000MW10000MW1800MW2000MWHydro Power BaseThermal BaseACRegional Grids Interconnection

32、 in 2005DC全国联网基本建成：全国联网基本建成：电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)1.2 我国的电力系统 20102010年，我国已建成以三峡电网为中心连接华中、华东、年，我国已建成以三峡电网为中心连接华中、华东、川渝的川渝的中部电网中部电网；华北、东北、西北三个电网互联形成的；华北、东北、西北三个电网互联形成的北北部电网部电网；以及云、贵、广西、广东；以及云、贵、广西、广东4 4省区的省区的南部联合电网南部联合电网。同时，加快北、中、南三大电网之间实现局部互联：华北同时，加

33、快北、中、南三大电网之间实现局部互联：华北华中加强联网、华中西北联网、川渝西北联网、华东华中加强联网、华中西北联网、川渝西北联网、华东华北联网、川黔联网等跨区电网工程建设，实现华北联网、川黔联网等跨区电网工程建设，实现西电东送、西电东送、南北互供南北互供，初步形成全国统一的联合电网的格局，实现全国，初步形成全国统一的联合电网的格局，实现全国范围内的资源优化配置，满足国民经济发展和全面建设小康范围内的资源优化配置，满足国民经济发展和全面建设小康社会的要求社会的要求 。 3000MW2500MW7200MW3000MW9000MW10000MW1800MW2000MWHydro Power Bas

34、eThermal BaseRegional Grids Interconnection in 2010DCPossible International connectionAC电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)1.2 我国的电力系统 20202020年前后，随着长江和黄河上游以及澜沧江、红水河年前后，随着长江和黄河上游以及澜沧江、红水河上一系列大型水电站的开发，西部和北部大型火电厂和沿海上一系列大型水电站的开发，西部和北部大型火电厂和沿海核电站的建设，以及一大批长距离、大容量输电工程

35、的实施，核电站的建设，以及一大批长距离、大容量输电工程的实施，电网结构进一步加强，真正形成全国统一的联合电网。在全电网结构进一步加强，真正形成全国统一的联合电网。在全国统一电网中充分实现西部水电东送，北部火电南送的能源国统一电网中充分实现西部水电东送，北部火电南送的能源优化配置。此外，北与俄罗斯、南与泰国之间也可能实现周优化配置。此外，北与俄罗斯、南与泰国之间也可能实现周边电网互联和能源优势互补。边电网互联和能源优势互补。3000MW2500MW7200MW3000MW9000MW10000MW1800MW2000MWHydro Power BaseThermal BaseACRegional

36、 Grids Interconnection in 2015-2020DCPossible International connection电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)西电东送三大通道：西电东送三大通道：n南部通道南部通道：将贵州乌江、云南澜沧江和桂、滇、黔三省区将贵州乌江、云南澜沧江和桂、滇、黔三省区交界的南盘江、北盘江、红水河水电站，以及云南和贵州交界的南盘江、北盘江、红水河水电站，以及云南和贵州坑口火火电厂开发出来送往广东。坑口火火电厂开发出来送往广东。n中部通道中部通道

37、：将金沙江干支流将金沙江干支流( (雅砻江、大渡河雅砻江、大渡河) )水电站开发水电站开发出来送往华东地区。出来送往华东地区。n北部通道：北部通道：将黄河上游水电站和山西、蒙西地区坑口火电将黄河上游水电站和山西、蒙西地区坑口火电厂开发出来送往京津唐地区厂开发出来送往京津唐地区 。1.2 我国的电力系统变电站变电站电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)缺电问题：缺电问题： 19701970年以来出现缺电问题年以来出现缺电问题 19981998年低用电水平下基本实现了电力的供需平衡年低用电水

38、平下基本实现了电力的供需平衡 20012001电力再度短缺电力再度短缺 原因：原因：（1 1）电力工业跟不上国民经济的发展速度是造成电力工业跟不上国民经济的发展速度是造成缺电的重要原因缺电的重要原因 1.2 我国的电力系统电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)（2 2）电网的瓶颈制约，网络输送能力不足，输配电电网的瓶颈制约，网络输送能力不足，输配电“卡脖子卡脖子”问题严重，制约了电力供应。问题严重，制约了电力供应。 发电、输电、配电比例：美国发电、输电、配电比例：美国 1:0.43:0.

39、71:0.43:0.7，日本，日本 1:0.47:0.68 1:0.47:0.68 ，英国，英国1:0.45:0.78 1:0.45:0.78 ，我国，我国 1:0.21:0.121:0.21:0.12（3 3）发电机组出力不足（水电来水不足，火电电煤紧张）发电机组出力不足（水电来水不足，火电电煤紧张）（4 4）经济快速增长带动用电需求高涨）经济快速增长带动用电需求高涨（5 5）居民用电被激活）居民用电被激活（6 6）高耗能行业发展迅速）高耗能行业发展迅速1.2 我国的电力系统电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering &am

40、p; Automation)展望：我国电力工业进入了新一轮的快速发展期展望：我国电力工业进入了新一轮的快速发展期 形成形成以大型清洁高效燃煤发电、大型水电、大型核电、以大型清洁高效燃煤发电、大型水电、大型核电、多种形式的可再生能源发电和分布式电源构成的多元化发多种形式的可再生能源发电和分布式电源构成的多元化发电结构。电结构。 形成以特形成以特/ /超高压交直流输电为骨干，区域电网互联，超高压交直流输电为骨干，区域电网互联，各级电压电网协调发展的各级电压电网协调发展的坚强智能电网坚强智能电网。1.2 我国的电力系统电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electric

41、al Engineering & Automation)目前电网和智能电网的比较目前电网和智能电网的比较目前电网目前电网智能电网智能电网通讯通讯没有或单向没有或单向双向双向与用户交互与用户交互很少很少很多很多仪表型式仪表型式机电的机电的数字的数字的运行与管理运行与管理人工的设备校核人工的设备校核远方监控远方监控功率的提供与支持功率的提供与支持集中发电集中发电集中和分布式发电并存集中和分布式发电并存潮流控制潮流控制有限的有限的普遍的普遍的可靠性可靠性倾向于故障和电力中断倾向于故障和电力中断自适应保护和孤岛化自适应保护和孤岛化供电恢复供电恢复人工的人工的自愈的自愈的网络拓扑网络拓扑辐射状的

42、辐射状的网状的网状的1.2 我国的电力系统电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)1.3 电力系统运行特点及基本要求特点特点 电能不能大量储存电能不能大量储存 暂态过程非常短促暂态过程非常短促（3030万万KM/SKM/S） 与国民经济及日常生活关系密切与国民经济及日常生活关系密切要求要求 安全安全 优质优质 经济经济 环保环保电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)安全：安全：保证可

43、靠的供电保证可靠的供电 措施措施电源与电网的建设（西电东送全国电源与电网的建设（西电东送全国联网）联网） SCADASCADA数据采集与监视控制系统数据采集与监视控制系统（SupervisorySupervisory ControlControl AndAnd DataData Acquisition Acquisition ） 设备检修（计划检修设备检修（计划检修状态检修）状态检修） 人员素质人员素质1.3 1.3 电力系统运行特点及基本要求电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)负荷负

44、荷（一级一级 二级二级 三级三级）n一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成一级负荷：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。人身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。n二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活受影响。大量减产，人民生活受影响。n三级负荷：所有不属于一、二级的负荷三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。1.3 1.3 电力系统运行特点及基本要求电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)优质优质指标指

45、标 电压电压： 35kV 5% 10kV 7% (无功功率无功功率）频率频率： 0.2（3000MW) 0.5Hz(3000MW） （有功功率有功功率）谐波：电力电子装置，非线性负荷谐波：电力电子装置，非线性负荷1.3 电力系统运行特点及基本要求电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)经济经济EX:EX:一台一台600MW火电机组，年利用小时火电机组，年利用小时6000h，煤耗率，煤耗率320g/kW.h，煤价：，煤价：300元元/吨。吨。Sol：年发电量：年发电量：600000kW600

46、0h36亿亿kW.h需标煤：需标煤：36亿亿kW.h320g/kW.h115.2万吨标煤万吨标煤燃料费：燃料费：115.2万吨万吨300元元/吨吨34560万元万元 1%节约：燃料：节约：燃料：1.152万吨标煤万吨标煤燃料费：燃料费：345.6万元万元 厂用电率厂用电率 网损网损煤耗率（水耗率）煤耗率（水耗率）1.3 电力系统运行特点及基本要求 初期投资成本初期投资成本电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)环保环保 火电厂装机火电厂装机7070 煤炭燃烧造成的污染煤炭燃烧造成的污染 限

47、制污染物的排放量限制污染物的排放量1.3 电力系统运行特点及基本要求电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation)1、无备用无备用图图1-5 1-5 无备用接线方式无备用接线方式（a a）放射式）放射式 （b b）干线式样）干线式样 （c c） 链式链式 1.4 电力系统的接线方式和电压等级一一. .电力系统的接线方式电力系统的接线方式优点：简单、经济、运行方便优点：简单、经济、运行方便缺点：供电可靠性差缺点：供电可靠性差 适用范围：二级负荷适用范围：二级负荷电气工程与自动化学院电气工程与自动化

48、学院( (School of Electrical Engineering & Automation)2 2、有备用、有备用图图1-6 1-6 有备用接线方式有备用接线方式（a a） 放射式样放射式样 （b b） 干线式干线式 （c c） 链式链式 （d d） 环式环式 （e e） 两端供电网络两端供电网络 1.4 电力系统的接线方式和电压等级优点：供电可靠性和电压质量高优点：供电可靠性和电压质量高缺点：不经济缺点：不经济 适用范围：电压等级较高或重要的负荷适用范围：电压等级较高或重要的负荷电气工程与自动化学院电气工程与自动化学院( (School of Electrical Engineering & Automation) 1.4 电力系统的接线方式和电压等级1.1.电力系统的额定电压等级电力系统的额定电压等级 二二. .电力系统的标准电压电力系统的标准电压标称电压标称电压经济电压：经济电压： cosUI3P电压高，损耗小电压高，损耗小绝缘水平高，投资大绝缘水平高，投资大制定标准电压，以便实现互联制定标准电压，以便实现互联最高电压：最高电压：正常运行时，系统中出现的电压最高值正常运行时，系统中出