光伏电力系统

电力系统基础1电力系统概述、组成及电气主接线2温馨提示33学习建议44第一章电力系统的基本组成第二章电力系统运行的特点及要求第三章青海电网概况第四章电气主接线课程内容5第一章电力系统的基本组成第一节电力系统及电力网的概念

电力系统：由发电、送电、变电、配电和用电组成的整体称为电力系统。发电输电配电用电变电变电6

电力网：电力系统中的送电、变电、配电三个部分称为电力网。是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。

电力网分类：按其在电力系统中的作用不同，分为输电网和配电网。

如图1-2所示：第一章电力系统的基本组成7

第一章电力系统的基本组成8第二节电力负荷1.电力负荷的概念：电力负荷是指用电设备或用电单位所消耗的功率、容量或电流。2.电力负荷的组成：用电负荷线路损失负荷供电负荷第一章电力系统的基本组成93.电力负荷的分类：按发生时间不同负荷分类高峰负荷低谷负荷平均负荷第一章电力系统的基本组成10一类负荷是指不属于上述一类和二类负荷的其它负荷。二类负荷三类负荷是指突然中断供电会造成较大的经济损失。是指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染，造成经济上的巨大损失等。突然中断供电而受到的影响3.用电负荷分类：第一章电力系统的基本组成11

第三节供电质量概念：是指电能质量与供电可靠性。电能质量：是指供应到用电单位受电端电能品质的优劣程度。包括电压、频率和波形的质量。电压允许偏差电压质量电压允许波动与闪变公用电网谐波三相电压允许不平衡度频率质量频率允许偏差第一章电力系统的基本组成12

电压质量对各类电气设备的影响：1.对照明负荷的影响：电压降低，白炽灯的发光效率和光通量都急剧下降，电压升高，白炽灯的寿命缩短。2.对异步电动机的影响：转矩与端电压的平方成正比，电压降低过多，电动机可能停转，或不能启动；当输出功率一定时，异步电动机的定子电流、功率因数和效率会随电压而变化，当端电压降低时，定子、转子电流都会显著增大，导致电动机的温度上升，甚至烧坏电动机。反之，当电压过高时，会使各类电气设备绝缘老化过程加快，设备寿命缩短。过电压情况下甚至危及设备运行安全。第一章电力系统的基本组成13

我国国家标准规定电压偏差的允许值为：35kV及以上：电压允许偏差为额定电压的±5%；10kV及以下三相供电：电压允许偏差为额定电压的±7%；220V单相供电：电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。电压允许波动：在某一时段内，电压急剧变化而偏离额定值的现象，称为电压波动。我国国家标准规定电压波动的允许值为：220kV及以上：电压允许波动为1.6%；35kV~110kV：电压允许波动为2%；10kV及以下：电压允许波动为2.5%。第一章电力系统的基本组成14我国规定电力系统的额定频率为50Hz。在300MVA及以上的系统中，不超过额定值的±0.2Hz。在300MVA以下的系统中，不超过额定值的±0.5Hz。思考题？Q1：线路首末端电压一样吗？Q2：电网的频率为什么会波动？第一章电力系统的基本组成15

第四节供电可靠性

供电可靠性是指企业某一统计期内对用户停电的时间和次数，可以直接反映供电企业持续向用电单位的供电能力。是以供电企业对用户停电的时间次数来衡量的。国家规定供电可靠率不低于99.96%。第一章电力系统的基本组成16第一章电力系统的基本组成第二章电力系统运行的特点及要求第三章青海电网概况第四章电气主接线课程内容17第一节电力系统运行的特点同时性：电能的生产、输送、分配以及转换为其他形态能量的过程，是同时进行的。集中性：电力生产是高度集中的、统一的，与国民经济各部门关系密切。适用性：电能使用最方便，适用性最强。即时性：正常输电过程和故障过程都非常迅速。区域性：具有较强的地区性特点。第二章电力系统运行的特点及要求18安全可靠优质经济第一节对电力系统运行的基本要求

对电力系统运行的基本要求可以简单地概括为：第二章电力系统运行的特点及要求19

1.保证供电的安全可靠性

保证供电的安全可靠性是对电力系统运行的基本要求。电力系统的各个部门应加强现代化管理，提高设备的运行和维护质量。应当指出，目前要绝对防止事故的产生是不可能的，而各种用户对供电可靠性的要求也不一样。因此，应根据电力用户的重要性不同区别对待，以便在事故情况下把给国民经济造成的损失限制到最小。2.保证电能的良好质量

频率、电压和波形是电能质量的三个基本指标。当系统的频率、电压和波形不符合电气设备的额定值要求时，往往会影响设备的正常工作、危及设备和人身安全、影响用户的产品质量等。因此要求系统所提供电能的频率、电压及波形必须符合其额定值的规定。第二章电力系统运行的特点及要求20

3.保证电力系统运行的稳定性

当电力系统的稳定性较差或对事故处理不当时，局部事故的干扰有可能导致整个系统的全面瓦解，即大部分发电机和系统解列，而且需要长时间才能恢复，严重时会造成大面积、长时间停电。因此稳定问题是影响大型电力系统运行可靠性的一个重要因素。4.保证运行人员和电气设备工作的安全

保证运行人员和电气设备工作的安全是电力系统运行的基本原则。这一方面要求在设计时合理选择设备，使之在一定过电压和短路电流的作用下不致损坏；另一方面还应按规程要求及时地安排对电气设备进行预防性试验，及早发现隐患，及时进行维修。另外，在运行和操作中要严格遵守有关的规章制度。

第二章电力系统运行的特点及要求215.保证电力系统运行的经济性

电能成本的降低不仅会使各用电部门的成本降低，更重要的是节省了能量资源。因此，会带来巨大的经济效益和长远的社会效益。为了实现电力系统的经济运行，除了进行合理的规划设计外，还须对整个系统实施最佳经济调度，实现火电厂、水电厂及核电厂负荷的合理分配；同时还要提高整个系统的管理技术水平。第二章电力系统运行的特点及要求22本章小结本章主要介绍了：电力系统的构成；电力负荷的分类；频率和电压的质量要求；电力系统的运行要求；

安全、可靠、经济、优质23第一章电力系统的基本组成第二章电力系统运行的特点及要求第三章青海电网概况第四章电气主接线课程内容2425西北电网概况西北电网包括：陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆五省区电网，电网覆盖地域广阔，东西、南北跨度大，供电面积达311.38万平方公里，占中国陆地面积近1/3。

目前，系统装机容量9349万千瓦，火电6400万千瓦左右，约占69%；水电2200万千瓦，约占24%；风电641万千瓦，约占6.8％。最大负荷达到4773万千瓦，最大日用电量10.5亿千瓦时。25海石湾祁连县达日县茫崖海西州玉树州海北州海南州果洛州海东黄南州西宁800公里1300公里第三章青海电网概况26

那林格巴音龙羊峡电站鑫恒营庄日月山拉西瓦电厂李家峡电站泉湾吉祥积石峡电站苏只电站公伯峡电站官亭至兰州东至兰州西桃园海石湾至甘肃武胜花园华电大通安通黄家寨曹家堡大石门西宁宜碱班多电站香水丁香向阳景阳阿兰乌兰盐湖杨乐湟源柴达木海西西藏拉萨±400kV康城圣湖明珠格尔木330千伏变电站750千伏变电站750千伏线路330千伏线路-~瀚海聚明青海电网变电概况第三章青海电网概况27

青海电网电源结构以水电为主，火电、光伏为辅，总装机容量1416万kW，水火电比例5：1。77%16%7%青海电网电源概况第三章青海电网概况28果洛藏族自治州海西藏族自治州海北藏族自治州海南藏族自治州玉树藏族自治州黄南藏族自治州（属格尔木市）西宁市海东地区青海电网负荷分布西宁电网75.7%海东电网13.6%海南电网1.5%黄化电网2.6%海北电网1.6%海西电网5.0%果洛电网0.1%青海电网地区负荷分布不均衡，西宁市和海东地区负荷占总负荷的89%，其它五个自治州农牧区负荷仅占11%。第三章青海电网概况29电解铝、铁合金、碳化硅、电石等高耗能产业占主导地位，占全网负荷的84%。青海电网负荷特点第三章青海电网概况30青海电网全网负荷特性第三章青海电网概况31

青海电网光伏电站采用规模化、集中式接入。

2012年9月底，青海电网已并网的大中型光伏电站40座，总容量100.3万kW。青海电网新能源建设第三章青海电网概况32青海电网全网发电出力曲线第三章青海电网概况33青海电网光伏发电出力曲线第三章青海电网概况34思考题？Q1：青海电网的主网架电压等级是多少？第三章青海电网概况35本章小结本章主要学习了：西北电网的构成青海电网的构成地理概况电网接线电源结构负荷特点光伏接入36第一章电力系统的基本组成第二章电力系统运行的特点及要求第三章青海电网概况第四章电气主接线课程内容37第一节对主接线的基本要求

第四章电气主接线电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路间的相互关系38对电器主接线的基本要求，概括地说包括可靠性、灵活性和经济性三方面。一、可靠性电力系统中，按重要性的不同负荷分为三类（Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类）。主接线可靠性的具体要求：（1）断路器检修时，不宜影响对系统的供电；（2）断路器或母线故障，以及母线或母线隔离开关检修时，尽量减少停运出线的回路数和停运时间，并保证对Ⅰ类、Ⅱ类负荷的供电；（3）尽量避免变电所全部停运的可能性；

第四章电气主接线39二、灵活性

（1）调度灵活，操作方便；（2）检修安全；（3）扩建方便。母线由运行转检修对于双母线接线：将该母线上所有运行和备用元件倒到另一母线，拉开母联开关和刀闸及PT一次侧刀闸，并在该母线上装设接地线(或合上接地刀闸)。对单母线、单母开关分段或一个半开关接线：将该母线上所有的开关、刀闸拉开。在该母线上装设接地线(或合上接地刀闸)。母线由检修转运行对于双母线接线：拆除该母线上的接地线(或拉开接地刀闸)，合上PT一次刀闸和母联刀闸，用母联开关给该母线充电。

第四章电气主接线40三、经济性（1）投资省；（2）年运行费用小；（3）占地面积小。第四章电气主接线41第四章电气主接线电气设备基本接线及名称：42第二节有汇流母线的主接线

有汇流母线的接线形式的基本环节是电源、母线和出现。母线是中间环节，其作用是汇集和分配电能，使接线简单清晰，运行、检修灵活方便，进出线可有任意数目，利于安装和扩建。但是，有母线的接线形式使用的开关电器较多，母线故障或检修时影响范围较大，适用于进出线较多并有扩建和发展可能的变电所。第四章电气主接线43一、单母线接线第四章电气主接线只有一组工作母线，这种接线的每回进出线只经过一台断路器固定接于母线的某一段上。44断路器有灭弧装置，而隔离开关没有灭弧装置，停送电操作必须严格遵守操作顺序；即隔离开关必须在断路器断开的情况下或等电位的情况下才能进行操作。例如：WL1检修后恢复送电的操作顺序为：检查QF确在断开位置合上QS2合上QS1合上QF。

第四章电气主接线45不分段单母线接线的优点：接线简单清晰，设备少，投资小，运行操作方便有利于扩建和采用成套配电装置。不分段单母线接线的缺点：可靠性、灵活性差。

第四章电气主接线46二、分段的单母线接线

第四章电气主接线单母线分段接线的特点：1）两母线段可并列运行，也可分裂运行；2）任一母线或母线隔离开关检修，只停该段，其他段可继续供电，减少了停电范围。47如图一次系统图，请说明主接线接线形式、运行方式。

第四章电气主接线48变压器操作变压器送电时，应当先合上电源侧开关，后合上负荷侧开关；多侧电源的变压器，送电时先合上主电源开关，再合上其它电源侧开关，最后合上负荷侧开关。

I第四章电气主接线49停电时应先停负荷侧，后停电源侧。三绕组降压变压器停电按照低压、中压、高压的顺序依次进行。第四章电气主接线因为多电源的电路，按此顺序停电，可以防止变压器反充电。若停电时先停电源侧，如遇变压器内部故障，可能会造成保护误动作或拒绝动作，延长故障切除时间，也可能扩大停电范围。其次，从电源侧逐级送电，如遇故障，也便于按送电范围检查，判断及处理。50三、双母线接线

第三章电气主接线优点：供电可靠，运行方式灵活，扩建方便。缺点：操作复杂，容易发生误操作；说用设备多，配电装置复杂。51第三节无汇流母线的主接线

第三章电气主接线一、单元接线52二、桥