第一讲-未来的电力系统
安全演讲电力系统2024
安全演讲电力系统2024尊敬的各位领导、各位专家、各位来宾，大家好！我代表电力系统2024安全演讲，向各位介绍电力系统的安全现状、挑战以及未来发展方向。
在有限的时间里，我将着重讲述以下几个方面：电力系统的重要性、当前的安全问题、挑战以及解决方案。
首先，电力系统在现代社会中起着至关重要的作用。
电力系统为我们提供了无处不在的电力供应，支持着我们的生活和工作。
在家庭中，电力系统带来了便利，我们可以使用各种电器设备，享受到高品质的生活。
在工业领域，电力系统为生产提供了稳定的能源供应，推动着经济的发展。
在城市规划中，电力系统也是不可或缺的一部分，为公共服务、交通运输等提供了能源支持。
可以说，电力系统对于现代社会的运行和发展至关重要。
然而，当前电力系统面临着诸多安全问题和挑战。
首先是电力系统的老化和过载问题。
由于电力系统的长期运行，许多设备和设施已经老化，性能下降，存在安全隐患。
此外，随着经济的发展，电力需求不断增加，导致电网负荷加大，进一步加大了系统的安全压力。
其次是自然灾害对电力系统的影响。
气候变化导致了极端天气事件的增加，如台风、洪水等，这些灾害往往会对电力系统造成严重破坏，影响供电的连续性和稳定性。
最后是网络安全问题。
随着电力系统的数字化和智能化，电力系统也面临着来自网络的威胁。
黑客入侵、病毒攻击等网络安全威胁对电力系统造成了严重的影响，可能导致停电、信息泄露等严重后果。
面对这些安全问题和挑战，我们需要采取相应的解决方案。
首先，需要加大对电力系统设备和设施的更新和改造力度，提高系统的运行效率和安全性。
加强设备的定期检修和维护工作，及时修复和更换老化的设备，确保系统的稳定运行。
其次，需要加强对电力系统的监控和预警能力。
通过建立完善的监测系统，实时监测电网的状态和负荷情况，及时采取措施避免过载和故障发生。
同时，加强对自然灾害的应对能力，提前做好防范和预案工作，减少灾害对电力系统的影响。
最后，要加强网络安全防护措施，建立健全的网络安全体系，保护电力系统的信息安全和网络安全。
面向未来的电力系统规划与设计
面向未来的电力系统规划与设计随着科技的不断进步，电力系统作为基础设施之一也在不断地发展和改进。
未来的电力系统需要能够适应新能源、智能化、数字化等发展趋势，同时也需要保证可靠性、可持续性和经济性。
因此，面向未来的电力系统规划和设计显得尤为重要。
一、新能源随着可再生能源的不断普及和技术的不断成熟，新能源已经成为了电力系统中的一个重要组成部分。
太阳能、风能、水力能等都是当前广泛利用的新能源。
未来的电力系统需要更好地融合这些新能源，并且加速研究发展更为稳定和高效的新能源技术，以降低对传统能源的依赖。
同时，配套的能源储备和调度系统也需要相应地发展，以满足不同能源类型之间的平衡和交互。
例如，太阳能和风能对可靠性造成的影响需要通过能量储备和灵活的调度得到缓解。
因此，未来的电力系统规划和设计需要更为灵活和可适应，以支持不断变化的能源供应和需求。
二、智能化和数字化智能化和数字化是当前电力系统发展的两个主要趋势。
数字化技术的应用提高了电力系统的管理和运行效率，为来年的电力系统规划和设计提供了更多的可能性和挑战。
智能电网是电力系统数字化技术发展的一种重要方向。
通过对电力系统进行全面数字化，实现自动化反馈与效率管理。
未来的电力系统规划和设计需要将智能电网纳入考虑范畴，以提高系统的运行效率和可靠性。
智能电网的建设需要软硬件技术的有机融合，涉及较多学科的综合应用，以确保其可靠性和效率。
三、电力系统的可持续性可持续性是电力系统规划和设计中需要经常考虑的因素。
电力系统的运作需要大量的资源和能源，如何将其产生的负面影响降到最低，保证可持续发展至关重要。
暴露问题的是，传统的电力系统会对环境产生不利影响，如燃烧化石燃料产生气体等。
在电力系统发展过程中，如何使其建设与环境响应，避免不适当的消耗和弃置，以及建设维护对环境破坏度的降低，是电力系统保持可持续性的关键部分。
四、传输技术的升级和建设互联网的快速发展为电力系统的智能化和数字化发展提供了有利条件，同时也为整个电力系统的交互和均衡提供了便利。
2024年电力系统技术的培训指南
06
电力市场改革与智能电网发展
电力市场改革背景及目标
市场化改革背景
随着能源转型和电力体制改革的深入 推进，电力市场化改革成为必然趋势 ，旨在构建清洁低碳、安全高效的能 源体系。
改革目标
电力市场改革的目标是实现电力资源 的优化配置，降低电价，提高电力系 统运行效率，促进可再生能源的消纳 和能源结构的调整。
多端直流输电技术允许多个电源 和负荷通过同一直流输电线路互 联，实现能源的优化配置和灵活 调度。
分布式能源接入与微电网运行原理
分布式能源接入
分布式能源包括太阳能、风能等可再生能源，通过并网逆变器等技术接入电力系 统，提高能源利用效率和环保性能。
微电网运行原理
微电网是一个小型、独立的电力系统，可并网或孤岛运行。它集成了分布式电源 、储能装置和负荷，通过能量管理系统实现优化调度和自治运行。微电网在提高 供电可靠性和促进可再生能源消纳等方面具有重要作用。
新能源并网对电力系统的影响
分析新能源并网对电力系统稳定性、电能质量、 调度运行等方面的影响，提出应对措施。
储能技术在电力系统中的应用
储能技术类型
01
了解各种储能技术的原理、特点及应用范围，如抽水蓄能、压
缩空气储能、化学电池储能等。
储能系统在电力系统中的作用
02
分析储能系统在电力调峰、调频、备用电源、黑启动等方面的
探讨经济调度控制的目标、方法及其在电力 系统经济运行中的应用。
变电站综合自动化技术应用
变电站综合自动化概述
介绍变电站综合自动化的基本概念、 技术特点及其在电力系统中的重要作 用。
自动化监控技术
第一课 电力系统的组成及其作用
第一课电力系统的组成及其作用符文君一、电力系统的组成及其作用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，是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。
发电厂将一次能源转换成电能，经过电网将电能输送和分配到电力用户的用电设备，从而完成电能从生产到使用的整个过程。
电力系统还包括保证其安全可靠运行的继电保护装置、安全自动装置、调度自动化系统和电力通信等相应的辅助系统（一般称为二次系统）。
输电网和配电网统称为电网，是电力系统的重要组成部分。
电力网络是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的。
动力系统是在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。
①电源火电：锅炉－汽轮机－发电机水电：水库－水轮机－发电机核电：核反应堆－汽轮机－发电机其它：如风能、地热能、太阳能、潮汐等②输电网是电力系统中最高电压等级的电网，是电力系统中的主要网络（简称主网），起到电力系统骨架的作用，所以又可称为网架。
在一个现代电力系统中既有超高压交流输电，又有超高压直流输电。
这种输电系统通常称为交、直流混合输电系统。
③配电网是将电能从枢纽变电站直接分配到用户区或用户的电网，它的作用是将电力分配到配电变电站后再向用户供电，也有一部分电力不经配电变电站，直接分配到大用户，由大用户的配电装置进行配电。
在电力系统中，电网按电压等级的高低分层，按负荷密度的地域分区。
不同容量的发电厂和用户应分别接入不同电压等级的电网。
大容量主力电厂应接入主网，较大容量的电厂应接入较高压的电网，容量较小的可接入较低电压的电网。
配电网应按地区划分，一个配电网担任分配一个地区的电力及向该地区供电的任务。
因此，它不应当与邻近的地区配电网直接进行横向联系，若要联系应通过高一级电网发生横向联系。
配电网之间通过输电网发生联系。
不同电压等级电网的纵向联系通过输电网逐级降压形成。
2024年电力系统的基本知识
2024年电力系统的基本知识2024年的电力系统将处于一个全球能源转型的关键时期，越来越多的国家和地区将加大对可再生能源的开发和利用，同时也将采取更多的措施来减少对化石燃料的依赖。
在这样的背景下，电力系统的基本知识将会发生一些重要的变化和创新。
一、可再生能源的大规模应用随着太阳能和风能的成本不断下降，可再生能源的大规模应用将成为2024年电力系统的一大特点。
越来越多的国家和地区将会建设大规模的太阳能光伏电站和风能发电场，利用可再生能源来满足当地对电力的需求。
同时，随着能源储存技术的不断发展，将会有更多的可再生能源被储存起来，以便在没有太阳或风的时候使用。
二、智能电力系统的发展智能电力系统将是2024年电力系统的另一个重要特点。
随着物联网技术和人工智能的不断发展，电力系统将变得更加智能化和自动化。
智能电网可以通过实时监测和调整电力供求的平衡，提高供电的可靠性和可持续性。
同时，智能电力系统还可以实现对用户的需求进行精确预测和智能调度，从而实现更高效的能源利用。
三、电动汽车的普及电动汽车的普及将对2024年电力系统的规划和运营产生重大影响。
随着电动汽车的销量不断增加，电力系统需要更多的电力来满足充电需求。
因此，解决电动汽车充电基础设施建设和运营管理的相关问题将成为一个紧迫的任务。
同时，电动汽车的普及还会对能源储存和智能电力系统的发展提出更高的要求。
四、电力市场的改革和开放为了适应新能源和电动汽车的发展，2024年电力市场将进行一系列的改革和开放。
这包括推动市场竞争，优化电力交易机制，完善市场监管等方面。
改革和开放将带来更多的市场参与者和更多的交易机会，从而推动电力系统的创新和发展。
五、电力系统安全和可靠性的提升随着电力系统的规模和复杂性不断增加，电力系统的安全和可靠性将成为一个重要的关注点。
2024年电力系统将采取更多的措施来提升系统的容错能力和抗干扰能力，以防止电力系统遭受黑客攻击或其他安全威胁。
同时，电力系统的可靠性也将得到进一步提升，以确保持续供电和应急响应的能力。
2024全新电力系统ppt课件
储能装置
根据微电网规模及运行需求，选择适当的储 能技术，如电池储能、飞轮储能等。
负荷监控与保护装置
采用先进的负荷监控技术和保护装置，确保 微电网安全稳定运行。
政策支持与市场前景分析
政策支持
国家出台一系列政策鼓励微电网建设和发展，包括补贴、 税收优惠等。
市场前景
随着可再生能源的快速发展和电力体制改革的深入推进， 微电网市场将迎来广阔的发展空间。特别是在偏远地区、 海岛等场景，微电网具有巨大的应用潜力。
提高供电可靠性
当大电网出现故障时，分布式发电系统可以继续供电，提 高供电可靠性。
降低能源损耗
分布式发电靠近用户侧，能够减少长距离输电带来的能源 损耗。
促进可再生能源利用
分布式发电可以充分利用可再生能源，减少对化石能源的 依赖。
智能电网概念及关键技术
智能电网概念
传感测量技术
通讯技术
信息技术
控制技术
以物理电网为基础，将 现代先进的传感测量技 术、通讯技术、信息技 术、计算机技术和控制 技术与物理电网高度集 成而形成的新型电网。
其他可再生能源
水能、生物质能、地热能等，各具特 色和应用前景。
风能发电技术
通过风力驱动风轮机转动，进而带动 发电机发电，风能是一种永不枯竭的 绿色能源。
分布式发电技术及其优势
分布式发电技术
指在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组，以满 足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同 时满足这两个方面的要求。
实现对电网的准确感知 ，为智能电网提供数据 支持。
实现电网各环节之间的 实时、双向、互动通信 ，保证智能电网的高效 运行。
对海量数据进行处理和 分析，提取有价值的信 息，为智能电网的决策 提供支持。
未来电力能源系统综述
➢ 单台风机容量的提升 ➢ 小型风机系统的增加 ➢ 仿效传统的油、气发电的电网行为的风电场的建设。 ➢ 基于模块化结构和大功率电力变换装置 ➢ 高可靠性的控制策略。专业的风电人才的培养。
基于智能电网的未来电力系统结构
基于智能电网的未来电力系统结构
可再生能源不能代替原有的电力能源 包含多种发电形式 由电力能量流和信息流两个同心圆组成 电力能量流的管理依赖于电力变换器（PEBBs） 信息流的管理依赖于现代通信技术
PEBBs具有能量双向流动的能力，满足大功率电 力密度，高可靠性和柔性运行的要求
MEBBs（Mechanical Building Blocks）
机械传输最优化------连续变量传输 MEBBs和PEBBs机电一体的控制算法
通信系统：
基于智能电网的未来电力系统结构
传统电网只有几个很少的电力生产点，而且电力 消费是无序的，电网的相能电网的未来电力系统结构
基于智能电网的未来电力系统结构
智能电网中的三种形式
➢ SCADA ➢ 主动分布式电网 ➢ 智能测量
基于智能电网的未来电力系统结构
高压系统的通信方式
➢ 自有网络，光纤连接
中低压系统的通信方式
➢ 公共电话网 ➢ 无线网络 -地面集群无线电 ➢ 电力载波通信
可再生能源的接入规模挑战
发展方向：
➢ 更高效率的电力变换装置 ➢ 最大功率跟踪算法 ➢ 太阳能面板和电力变换器集成 ➢ 更先进的孤岛检测算法
风力发电
世界上的可再生能源
发展状况：
德国和西班牙是世界整个风电利用的领先者，2007年的装机容量 分别为20622MW和11615MW。预计，到2020年，整个欧洲的装机 容量将占所有电力供应的16%。美国风力发电的应用在2008年为 20000MW，据估计美国的风力发电将以每年107770亿千瓦增长， 三倍于当前全国的电力供应。
电力系统课件
案例分析和综合实践
电力系统维护
现实案例研究，探讨电力系统 的维护策略。
智能电网
智能电网的案例分析和实践经 验。
电力系统仿真
利用仿真技术进行电力系统研 究和优化。
电力系统的安全和保护
事故防范
电力系统事故的预防和应 急响应措施。
设备保护
电力系统中设备的保护方 法和装置。
数据安全
电力系统数据的保护和网 络安全。
电力系统的优化和规划
1
效率优化
如何优化
利用率。
如何整合可再生能源，促进清洁能源
的发展。
3
可持续发展
电力系统规划中考虑的可持续发展因 素。
输电线路
输电线路的类型和运行特点。
变电站
变电站的作用和重要性。
配电网
配电网的结构和运行方式。
电力系统的运行和管理
1 电能计量
电力系统中电能的计量和测量方法。
2 供电可靠性
如何保证电力系统的可靠供电。
3 负荷调度
4 维护和运维
如何合理调度电力系统的负荷以满足用户 需求。
电力系统的维护和运营管理方法。
基本概念
电力系统的定义、组成部分和基本运行原理。
未来趋势
电力系统的发展趋势和可能面临的挑战。
相关理论和原理
1
电力分配
2
电力从传输到用户的分配方式和技术。
3
电力传输
电力的传输方式和电网拓扑结构。
电力转换
电力的转换过程和相关装置，如变压 器和逆变器。
电力系统的组成和结构
发电站
各种类型的发电站，包括火力、 水力、核能和可再生能源。
电力系统精品课件
欢迎来到这个电力系统精品课件！在这里，我们将深入讨论电力系统的各个 方面，包括概述、理论和原理、组成和结构、运行和管理、安全和保护、优 化和规划，以及案例分析和综合实践。
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新能源发电及其特点
张保会
西安交通大学 2012年2月24日
一、新能源电力发展及其特点
能量是人类永恒的需求！
电能是最优质的能源,具有以下特点:清洁无 污染、高效、使用便捷
在可预见的时期内，尚未发现可取代电能 的能量形式，电能仍是推动社会文明进步 的最重要能量形式。
传统能源枯竭与环境污染，新的清 洁可再生能源成为可持续能源！
其中火电厂和工业锅炉排放量占70%以上
1995年全国二氧化硫排放总量达到2370万吨，
其中电厂和工业锅炉排放量占到69%
大气污染的主要来源是燃煤
我国可再生能源替代目标（亿顿）
2006年 能源总量 24.6 风能 太阳能 生物质 0.01 0.16 0.12 2020年 35.0 0.52 097 3.0 2030年 42.0 1.14 2.14 2.37 2050年 50.0 3.14 6.10 3.46
水能
1.58
3.55
8.04
4.61
10.26
4.36
17.06
总可替代 1.87
分布式能源的特点强大了电能的作用！
风 能： 随机性强，不能储存，时空分布不均匀，
不能运输； 太阳能： 随机性强，日夜功率变化大，难于直接 大量储存，不能运输； 生物质能：能量密度小，难储运，适近距离转化。
以上特点与煤、水、核等常规能源的相比，不 能控制，不能运输，适合就地转化为电能。
小水电的几种类型
大坝式 引水式 混合式 抽水蓄能式
10000
12000
MW 6000
2000
4000
8000
0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
欧盟小水电装机容量
EU15
太阳能
太阳能是地球上 分布最广泛的可 再生能源，每年 到达地球陆地上 的太阳辐射能量 约27万亿吨标准 煤，是目前世界 能源消费总量的 2000多倍.
非常适合
适合 适合 比较适合 比较适合
6
垃圾，椰壳纤维，树皮等
不太适合
MToe 30
10
20
40
50
60
0
19 90 19 91 19 92 19 93 19 94 19 95 19 96 19 97 19 98 19 99 20 00 20 01
1990-2001: Eurostat data
欧盟生物质能利用情况
旋转式电机直接发出基频交流电则属于 第一类，像小型燃气轮机、地热发电、 水电、太阳热等。
通过逆变器与系统相联，逆变器型通
常指的是发出直流电的DG（如风力发电、 光伏发电、燃料电池及各种电能存储技 术）或发出高频交流电的DG（微透平）。带有分布式电源的电力系统源自含有分布式电源的电力系统示意图
工 厂
核 能 燃 能 气 D D L S S 太 能 阳
风 能
煤 燃
水 能
风 能
燃 能 气
小 能 水
谢谢大家！
Wind Nacelle with Gearbox and Generator
Hub Height Wind Tower
风力发电装机容量
风电价格与传统火电价格比较
2002 年 新疆 内蒙古 辽宁 山东 浙江 福建 广东 2008 年 新疆 内蒙古 辽宁 福建 宁夏 河北 山西 黑龙江 0.51 0.53 0.61 0.59 0.56 0.54 0.61 0.61 （ 1） 风 电 0.70 0.71 0.95 0.80 0.79 0.79 0.77 （ 2） 煤 电 0.32 0.35 0.45 0.45 0.50 0.55 0.60 （ 1） /（ 2） ， 218 202 211 178 156 143 132
能源结构与可利用年限
煤炭 石油 天然气 水电和核电
世界平均水平 世界可采年限 中国
中国可采年限
27% 230
40% 48
23% 68 2.1%
35
10%
78.31% 17.64%
60 22
1.95%
环境制约
以煤烟型为主的大气污染导致的酸雨覆盖区已 占国土面积的30%
1995年全国燃煤排放的烟尘总量为1478万吨，
太阳能的利用
光伏系统发电（PV）
通过太阳能电池直接将太阳的放射能转换为电能
光热发电
利用太阳的热能来烧水， 水蒸汽会推动涡轮
太阳能的其它应用
-
太陽能電
独立光伏系统发电
并网光伏发电系统
可再生能源发电的贡献
TOTAL RES 13,9%
1995
TOTAL RES 15,1%
2000
conventio nal generatio n 86,1%
海洋能
其应用至今仍在试验中，并不普遍 三种: • 波浪能 • 潮汐能：和水力发电厂相似 –潮涨时水坝会将潮水困住 –潮退時，海水便会流过涡轮以推动 发电机发电 • 海洋热能：利用海水的温差
Rotor Blade
风能
全球可开发的风能 资源为53,000 TWh， 是目前全球发电量的 两倍.全世界安装 容量：10,000MW
分布式能源发电的优点
燃煤发电： 核能发电：
环境污染，治理费用逐年增高；
防泄漏，核废料污染；
太阳能、风能：无污染、不枯竭；
生物质能：
处理废物，保护环境，不枯竭。
我国可再生能源发电总目标（万kW）
2006年
风力发电 光伏发电 水力发电
2020年
2030年 18000 10000
2050年 50000 80000
260 8000 605-2007 10 500
12800
32000
40000
不可再生能源：不可补充或复原
–化石燃料 –核能
可再生能源：可补充或复原
–地热 –水力 –海洋能 –太阳能 –风力能 –生物质能
生物质能
生物质发电
序号 生物分类 适合发电程度
1
2 3 4 5
林木类
甘蔗渣 谷壳 其余的副业植物 田野植物
conventio nal generatio n 84,9%
TOTAL RES 22,3%
2010
TOTAL RES 33,8%
2020
conventio nal generatio n 77,7%
conventio nal generatio n 66,2%
与电力系统的接口技术
直接与系统相联（机电式），即使用