电力系统概论

电力系统概论汇报人：AA2024-01-21目录CONTENTS电力系统基本概念发电环节与设备输电环节与设备配电环节与设备用电环节与负荷管理调度运行与自动化控制01电力系统基本概念电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体，用于将一次能源转换为电能并输送给用户。包括发电、输电、变电、配电和用电等环节，以及相应的控制和保护系统。电力系统定义与组成组成要素定义以直流电和小规模交流电系统为主，主要用于照明和简单动力设备。初期阶段发展阶段现代阶段随着工业革命的推进，交流电系统逐渐普及，电力系统规模不断扩大。以高压、超高压和特高压交流输电以及直流输电技术为代表，实现大区域联网和智能化管理。030201电力系统发展历程

电力系统重要性社会经济发展基础电力系统是现代工业、农业、交通和通讯等各个领域的基础，对社会经济发展具有重要作用。提高生活质量电力系统的普及使得人们生活质量得到显著提高，如照明、供暖、制冷、娱乐等方面。保障国家安全电力系统的稳定运行对于国家安全至关重要，如军事、航天、通讯等领域的正常运转均依赖于电力系统的支持。02发电环节与设备将燃料（如煤、油、天然气等）燃烧产生热能。燃烧系统由锅炉、汽轮机、凝汽器、加热器等设备组成，将热能转换为机械能。汽水系统通过发电机将机械能转换为电能，再通过变压器升压后输出。电气系统火力发电原理及设备水力发电原理及设备储存水源，保持水位高度。利用水流冲击水轮机叶片，使水轮机转动。水轮机带动发电机转动，产生电能。将电能通过变压器升压后，通过输电线路送至用户端。水库水轮机发电机输电系统反应堆一回路系统二回路系统发电机及输电系统核能发电原理及设备核燃料在反应堆内发生链式反应，释放出大量热能。利用热能将水加热成蒸汽，驱动汽轮机转动。将反应堆产生的热能传递给二回路系统。汽轮机带动发电机转动产生电能，并通过输电系统送至用户端。利用光伏效应将太阳能转换为电能。太阳能发电利用风力驱动风轮机转动，进而带动发电机产生电能。风力发电利用生物质能燃烧产生热能，再通过热力发电系统转换为电能。生物质能发电利用地下热水或蒸汽驱动汽轮机转动，进而带动发电机产生电能。地热发电新能源发电技术03输电环节与设备采用高电压等级的电力线路，用于远距离输送电能，减少能量损失。高压输电线路支撑高压输电线路的设施，分为直线塔、转角塔、终端塔等，根据线路走向和地形条件进行合理选择和布局。杆塔结构高压输电线路及杆塔结构变压器原理利用电磁感应原理实现电压变换的设备，包括升压变压器和降压变压器。类型选择根据电力系统的需求和变压器的特点，选择合适的变压器类型，如油浸式变压器、干式变压器、自耦变压器等。变压器原理及类型选择直流输电采用直流电进行电能传输，具有线路造价低、输送容量大、控制灵活等优点，适用于远距离、大容量输电和海底电缆输电等场合。交流输电采用交流电进行电能传输，具有设备简单、维护方便等优点，适用于近距离、中小容量输电和配电网等领域。直流输电与交流输电比较应用自动化控制技术实现对电力系统的实时监测、控制和优化，提高电力系统的稳定性和经济性。自动化控制技术应用先进的通信技术实现电力系统各环节之间的信息交互和协同工作，提高电力系统的运行效率和管理水平。通信技术应用大数据分析技术对电力系统的运行数据进行挖掘和分析，为电力系统的规划、设计、运行和管理提供决策支持。大数据分析技术应用新能源接入技术实现对可再生能源的并网和消纳，推动能源结构的转型和升级。新能源接入技术智能电网技术应用04配电环节与设备配电网通常采用辐射状结构，以变电站为中心，通过馈线向用户供电。这种结构简单、经济，但供电可靠性相对较低。辐射状结构为提高供电可靠性，可采用环网结构。在辐射状结构的基础上，通过联络开关将不同变电站或同一变电站的不同母线连接起来，形成环网。环网结构在环网结构的基础上，通过增加分段开关和联络开关的数量，形成多分段多联络结构。这种结构可进一步提高供电可靠性，但投资和维护成本也相应增加。多分段多联络结构配电网结构特点分析馈线自动化01通过自动重合闸、故障定位、故障隔离和恢复供电等自动化技术，实现配电网故障的快速处理，提高供电可靠性。配电管理系统02通过计算机、通信和自动化技术对配电网进行实时监测、控制和优化管理，提高配电网运行的经济性、安全性和可靠性。分布式电源接入与控制03通过并网逆变器、控制器和保护装置等设备，实现分布式电源（如光伏、风电等）的安全、可靠接入，并对其进行优化控制和管理。配电自动化技术应用03继电保护与安全自动装置配置分布式能源的接入改变了配电网的故障电流大小和分布，对继电保护和安全自动装置的配置和整定带来挑战。01电压波动与闪变分布式能源的接入可能导致配电网电压波动和闪变，影响电能质量。02谐波污染分布式能源可能产生谐波电流，注入配电网后引起谐波污染，对电力设备和用户用电设备造成危害。分布式能源接入对配电网影响定期对配电网设备进行维护和检修，及时发现并处理设备缺陷和故障隐患，确保设备处于良好状态。加强设备维护和检修完善配电网结构应用配电自动化技术加强应急处理能力通过合理规划配电网布局、增加联络线等方式完善配电网结构，提高供电可靠性。积极应用配电自动化技术，实现故障快速定位、隔离和恢复供电等功能，缩短停电时间。建立健全应急处理机制，配备应急发电车等应急设备，提高应对突发事件的能力。提高配电网供电可靠性措施05用电环节与负荷管理工业用电用电集中在白天和傍晚，用电负荷波动较大。商业用电居民用电农业用电01020403季节性用电明显，灌溉、排涝等用电需求较大。以高耗能、连续生产为主，用电量大且稳定。用电时段相对分散，负荷峰谷差较大，受季节和气温影响较大。用户用电需求特点及分类峰谷分时电价通过价格杠杆引导用户调整用电时段，降低系统峰荷。可中断负荷管理与用户签订协议，在系统需要时中断部分负荷，减少系统备用容量。需求响应通过激励措施鼓励用户在系统需要时减少用电，提高系统灵活性。需求侧管理策略实施实施绿色照明工程推广LED等高效照明产品，降低照明能耗。加强建筑节能设计在建筑设计中采用节能材料和技术，降低建筑能耗。推广高效节能设备鼓励用户使用高效电机、变压器等节能设备，提高用电效率。节能减排政策在用电环节应用智能电表普及应用实现远程抄表、实时监测和故障报警等功能，提高用电管理智能化水平。智能家居与智能用电融合通过智能家居系统实现家庭用电设备的远程控制和智能化管理。电动汽车与智能电网互动电动汽车作为移动储能设备，与智能电网实现互动，优化系统资源配置。分布式能源接入与消纳鼓励分布式光伏、风电等可再生能源接入电网，提高系统清洁能源消纳能力。智能用电技术发展趋势06调度运行与自动化控制调度运行职责和权限划分调度运行职责负责电力系统的实时监视、运行操作、故障处理及调度计划制定等，确保电网安全、稳定、经济运行。权限划分根据电网规模和管理模式，调度机构可分为国调、网调、省调、地调等，各级调度机构具有相应的调度权限和职责范围。系统架构包括数据采集与监控系统（SCADA）、能量管理系统（EMS）、配电管理系统（DMS）等，实现电网的实时监测、控制、分析和优化。功能实现通过自动化控制系统，实现电网的自动发电控制（AGC）、经济调度控制（EDC）、安全约束调度（SCD）等高级应用功能。自动化控制系统架构和功能实现系统功能模拟电网实时运行环境，提供故障设置、操作演练、案例分析等功能，支持多种培训模式和场景。应用效果通过DTS系统培训，调度员能够熟练掌握电网运行规则和操作技能，提高应对突发事件的能力。培训目的提高调度员的业务水平和应急处理能力，确保电网的安全稳定运行。调度员培训仿真系统（DTS）应用利用人工智能、大数据等技术，实现电网的智能化调度和运行，提高决策效率和准确性。智能化发