电力系统分析电力系统概述和基本概念
电力系统分析教案
第一章：电力系统基本概念1.1 电力系统简介电力系统的定义电力系统的基本组成部分电力系统的主要设备及其功能1.2 电力系统的分类交变电力系统与直流电力系统同步电力系统与异步电力系统高压电力系统与低压电力系统1.3 电力系统的运行方式电力系统的正常运行方式电力系统的不正常运行方式电力系统的稳定性和可靠性第二章：电力系统参数与电路模型2.1 电力系统参数电压、电流、功率和能量阻抗、电抗和容抗电力系统的等效电路2.2 电力系统的电路模型单相电路模型三相电路模型2.3 电力系统的相量图相量图的表示方法相量图的应用相量图的绘制与分析第三章：电力系统的稳定性与控制3.1 电力系统的稳定性电力系统稳定性的定义电力系统稳定性的判据电力系统稳定性的分析方法3.2 电力系统的控制电力系统控制的目标电力系统控制的方法电力系统控制的设备及其作用3.3 电力系统的保护与故障处理电力系统保护的作用与分类电力系统保护的方法与设备电力系统故障的类型与处理方法第四章：电力系统的优化与经济运行4.1 电力系统的优化电力系统优化的定义与目标电力系统优化的方法与算法电力系统优化的应用领域4.2 电力系统的经济运行电力系统经济运行的定义与目标电力系统经济运行的优化方法与算法电力系统经济运行的应用领域4.3 电力系统的节能与环保电力系统的节能措施与效果电力系统的环保措施与要求电力系统的可持续发展第五章：电力系统的负荷与短路分析5.1 电力系统的负荷电力系统负荷的分类与特性电力系统负荷的预测与计算电力系统负荷的分配与控制5.2 电力系统的短路分析短路故障的类型与特点短路分析的方法与步骤短路电流的计算与分析5.3 电力系统的保护与故障处理电力系统保护的作用与分类电力系统保护的方法与设备电力系统故障的类型与处理方法第六章：电力系统的传输与分配6.1 电力系统的传输输电线路的类型与特性输电线路的传输能力与损耗输电线路的优化设计与运行6.2 电力系统的分配配电线路的类型与特性配电线路的分配原则与方法配电线路的优化运行与维护6.3 电力系统的电压与无功控制电压控制的重要性与方法无功功率的概念与作用无功补偿设备的类型与配置第七章：电力系统的可靠性评估7.1 电力系统可靠性的指标与计算电力系统可靠性的基本指标电力系统可靠性的统计计算方法电力系统可靠性的评估模型7.2 电力系统的可靠性分析电力系统故障的类型与影响电力系统故障的传播与影响分析电力系统可靠性的优化提高措施7.3 电力系统的可靠性管理电力系统可靠性管理的重要性电力系统可靠性管理的方法与流程电力系统可靠性数据的收集与分析第八章：电力市场的运行与管理8.1 电力市场的概念与结构电力市场的定义与特点电力市场的结构与参与者电力市场的运作机制8.2 电力市场的运行与监管电力市场的运行规则与流程电力市场的监管机构与法规电力市场的竞争与公平性8.3 电力市场的交易与合同电力市场的交易类型与方式电力市场的合同管理与风险控制电力市场的信息技术支持第九章：电力系统的未来发展趋势9.1 电力系统的绿色与可持续发展清洁能源的发展与利用电力系统的绿色转型与减排电力系统的可持续发展战略9.2 电力系统的智能化与自动化智能电网的概念与架构电力系统的自动化控制技术电力系统的信息化与数字化转型9.3 电力系统的新技术与创新新能源技术的发展与应用电力系统的储能技术与需求响应电力系统的微电网与分布式能源第十章：电力系统的案例分析与实践10.1 电力系统的案例分析电力系统故障案例的分析与启示电力系统优化运行案例的分析与借鉴电力市场改革案例的分析与评价10.2 电力系统的实践操作电力系统的模拟与仿真电力系统的实验与测试电力系统的现场实习与操作培训10.3 电力系统的项目管理电力项目的基本流程与管理原则电力项目的风险评估与控制电力项目的质量管理与进度控制重点和难点解析一、电力系统的基本概念和分类：理解电力系统的定义、组成部分以及不同分类方式是理解后续内容的基础。
电力系统分析
第1章 电力系统概述和基本概念1.1 电力系统概述一、电力系统的基本概念电力系统:完成电能生产、输送、分配和消费的统一整体。
发电厂电力网电力用户即由发电厂、电力网和电力用户就构成了电力系统。
动力系统：电力系统加上锅炉、汽轮机等动力设备。
发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源。
电力网：由不同电压等级的输配电线路和变电所组成。
变电所：是变换电压和接受分配电能的场所。
220kV 110kV 635kV 380/220V ⎧⎪⎧⎪⎨⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩输电线路（及以上）高压配电线路（）电力线路配电线路中压配电线路（～）低压配电线路（） 电力用户(负荷)：消耗电能,将电能转换成其它形式能量。
三、电力系统的基本参量和接线图1. 总装机容量：指系统中所有机组额定有功功率的总和，以MW 、GW 计。
33110(10)110(1000)GW M W M W kW ==万千瓦千瓦2. 年发电量：指系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以MW ·h 、GW ·h 、TW ·h 计。
333110()110(100)110(10)11M W h kW h GW h M W h TW h GW h kW h ⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=千度，万度亿度，度3. 最大负荷：指规定时间内电力系统总有功功率负荷的最大值，以MW 、GW 计。
4. 最高电压等级：指系统中最高电压等级线路的额定电压，以kV 计。
5. 电力系统接线图 地理接线图：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的连接。
电气接线图：电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路之间的电气接线。
四、电力系统运行的特点和要求 1. 电力系统的运行的特点 电能不能大量存储、电力系统暂态过程非常短、电力系统的发展和国民经济的发展密切相关。
2. 对电力系统的基本要求保证供电的可靠性、保证良好的电能质量、保证系统运行的经济性。
电力系统分析(第三版)于永源 杨绮雯 1章 概述
第一章 电力系统概述和基本概念 表1-1 我国三相交流电力网和用电设备的额定电压∕kV
分类
电力网和用电设备的 额定电压
0.22/0.127
发电机额定电压
0.23 0.40 0.69
电力变压器额定电压
一次绕组 0.22/0.127 0.38/0.22 0.66/0.38 二次绕组 0.23/0.133 0.40/0.23 0.69/0.40
二.电力系统的发展概况
1.电力工业发展历程
1882年，法国人首先实现了较高电压的直流输电，被认为是 世界上第一个电力系统(57km，送端电压1300V，受端电压 850V，输送功率1.5KW)
第一章 电力系统概述和基本概念
1889年，俄国工程师先后发明了三相异步电动机、三相变压 器和三相交流制。 1891年，德国工程师密勒主持建立了第一条三相交流输电线 路，三相交流输电使输送功率、输电电压、输电距离日益 增大。(输送距离175km，输送功率130KW)
图 供电线路上的电压变化示意图
注意：当变压器一次绕组直接与发电机相连时，其额定电压应与发电 机的额定电压相同。
其中5%用于补偿变压器满 第一章 电力系统概述和基本概念 载供电时一、二次绕组上的 可以不考虑线路上的电 电压损失； 另外5%用于补 压损失，只需要补偿满 偿线路上的电压损失，用于 载时变压器绕组上的电 变压器的二次绕组：对于用电设备而言，相当于电源。 35kV及以上线路。 压损失即可，用于10kV 及以下线路。 当变压器二次侧供电线路较长时：应比同级电网额定电
为中心的全国统一联合电网。 21世纪：在北、中、南三大电网的基本格局下，逐步形
成全国联合大电网。与此同时，在21世纪将形成与周边国
家互联的亚洲东部联合电网。
电力系统分析(大学电力专业期末复习资料)
3．为用户提供充足的电能。
1.2 电力系统的电压等级和负荷
一、电力系统的额定电压 电力网的额定电压：我国高压电网的额定电压等级有3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV等。 1.用电设备的额定电压：与同级电网的额定电压相同。 2.发电机的额定电压：比同级电网的额定电压高出5%， 用于补偿线路上的电压损失。
例1-1 已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压 器的额定电压。
G
T1
变压~器T1的二次侧
供电距离较长，其
额定电压应10比kV线路
额定电压高10%
110kV
变T2压器T6k1V的一次绕组与 发电机直接相连，其一 次侧的额定电压应与发 电机的额定电压相同
发电机G的额定电压：UN·G=1.05×10=10.5（kV）
Wa Pmax
pdt
0
Pmax
图 年最大负荷与年最大负荷利用小时数
1.3 电力系统中性点运行方式
我国电力系统中性点有三种运行方式：
中性点不接地 中性点经消弧线圈接地 中性点直接接地
小电流接地系统 大电流接地系统
1、中性点不接地的电力系统
1.正常运行时，系统的三相电压对称，地中无电流流过， 2.当系统发生A相接地故障时 ，A相对地电压降为零，中性
点电压 U 0 U A 0 U 0 U A
UA
U A
U0
IPE
U C
U 0
U B
U C
U B
图1-8 中性点不接地系统发生A相接地故障时的电路图和相量图
电力系统的基本概念
电力系统的基本概念电力系统是一个庞大而复杂的网络，它由电力设备，输电线路，变电站和配电网络等组成。
这个网络被设计用来满足人类对电能的不断需求，促进社会与经济的发展。
在这篇文章中，我们将讨论电力系统的基本概念。
一、电力系统的定义电力系统是指用于发电、输电、配电和使用电能的一整套设施、设备和管理机构。
它的主要功能是将电能从发电厂传输至用户，以便满足用户所需的各种电力需求。
电力系统包括三个主要部分：1. 发电部分：发电部分是电力系统中最重要的组成部分，它包括各种形式的发电厂，如火力、水力、核能等。
发电厂是将能量转化成电能的设备。
2. 输电部分：输电部分是指用来输送电能的高压输电线路和变电站等设施。
它负责将发电厂所产生的电能从中心节点输送到繁忙的城市或工业区等。
3. 配电部分：配电部分是将电能分配到各个客户终端的设施，如住宅、办公楼、商店和工厂等。
它们使用的电力会比较低压，通常都是三相四线配电网络。
二、电力系统的主要特征电力系统的主要特征包括：1. 复杂性：电力系统是一个庞大而复杂的系统。
它涵盖了许多不同的组成部分和子系统，例如发电设备、输电线路、变电站、配电网络等。
因此，电力系统需要一个高度协调和管理来保证可靠性和安全性。
2. 可靠性：电力系统必须始终对各种故障保持敏感，并能够以最短时间内响应相应的故障。
为了确保可靠性，电力系统部署了各种保护装置和后备系统，如备用变压器、电池组、发电机和其他电力设备。
3. 负载均衡：电力系统必须在各个部分之间实现均衡负载，以确保每个区域的电力需求平衡，并防止过载和电力损失。
均衡负载对最终用户的稳定供电至关重要。
4. 安全性：电力系统必须保证运行时有较高的安全水平，以确保不会对人员、设备和环境造成危害。
电力系统必须适应各种情况，如人员误操作、自然灾害、短路故障等。
三、电力系统的主要参数电力系统中最重要的参数是电压、电流和功率。
电压是电力系统中最常用的参数，它是将电能从一点传输到另一点所需的能量。
电力系统专业介绍
电力系统专业介绍电力系统是指由发电、输电、变电和配电等环节构成的一个完整的电力生产和供应体系。
电力系统是现代工业和日常生活中必不可少的基础设施之一，其重要性不言而喻。
电力系统是一项庞大的工程项目，涉及多个工程分支和广泛的知识领域，需要集电力、电子、通信、计算机等多学科的知识。
本篇文章将从电力系统的基本概念、组成部分、运行机制以及未来发展趋势等方面进行介绍。
一、电力系统的基本概念电力系统是指由电力发电设备、输电线路、变电站和配电设备等组合而成的系统。
电力系统的主要作用是将发电厂产生的电能经过输变电后分配到用户手中。
电力系统的基本功能是调配供求电能，以保障全社会正常用电。
电力系统是现代工业文明不可或缺的配套设施之一。
二、电力系统的组成部分1.发电设备：发电设备包括水电站、火力发电厂、核电站和新能源发电设备等，根据发电原理的不同可以分类为火力发电、水力发电、核能发电和新能源发电等。
2.输电线路：输电线路是电力从发电厂到变电站的主要通道，主要用于将高电压交流电输送到变电站，包括高压线路、架空线路和海底电缆等。
3.变电站：变电站是电能输送的重要枢纽，用于将高压电能变换成低压电能，以保障用电安全和稳定性。
4.配电设备：配电设备包括配电变电站、配电箱、配电柜等，主要用于将变压器输出的低压电能分配到各个用户。
三、电力系统的运行机制电力系统的运行机制主要依赖于供需平衡和电力市场化交易。
供需平衡是指电力系统必须保证供电能力和使用需求相匹配，以确保电力供应足够和可靠。
市场化交易是指电力市场的供求关系和价格机制通过交易市场进行协商和调节。
电力市场化交易主要针对大型用户和商户，通过电力中心进行交易清算。
电力生产者通过与购电商洽谈电价和交易方式，实现电量交换和电价结算。
四、电力系统未来发展趋势1.智能电力系统：未来电力系统将逐渐智能化和自动化，通过先进的信息通信技术和控制技术实现全面自动化和智能化，提高能源利用效率和供应可靠性。
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输电线路优化运行
总结词
输电线路是电力系统的重要组成部分，其优化运行对于提高电力系统的可靠性和经济性具有重要意义 。
详细描述
输电线路优化运行主要涉及对线路的路径选择、载荷分配、无功补偿等方面的优化，通过合理的规划 和管理，降低线路损耗，提高线路的输送效率和稳定性，确保电力系统的安全可靠运行。
分布式电源接入与控制
分布参数线路模型考虑线路的电感和 电容在空间上的分布，用于精确分析 长距离输电线路。
行波线路模型
行波线路模型用于描述行波在输电线 路中的传播特性，常用于雷电波分析 和继电保护。
负荷模型
负荷模型概述
静态负荷模型
负荷是电力系统中的重要组成部分，其模 型用于描述负荷的电气特性和运行特性。
静态负荷模型不考虑负荷随时间变化的情 况，只考虑负荷的恒定阻抗和电流。
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• 电力系统概述 • 电力系统元件模型 • 电力系统稳态分析 • 电力系统暂态分析 • 电力系统优化与控制 • 电力系统保护与安全自动装置
01
电力系统概述
电力系统的定义与组成
总结词
电力系统的定义、组成和功能
详细描述
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的，其功能是将一次能源转 换为电能，并通过输配电网络向用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
无功功率平衡的分析通常需要考虑系统的无功损耗、无功补偿装置的容 量和响应速度等因素。
有功功率平衡
有功功率平衡是电力系统稳态分析的 核心内容，用于确保系统中的有功电 源和有功负荷之间的平衡。
有功功率平衡的分析通常需要考虑系 统的有功损耗、有功电源的出力和负 荷的特性等因素。
有功功率不平衡会导致系统频率波动， 影响电力系统的稳定运行。因此，需 要合理配置有功电源和调节装置，以 维持系统的有功平衡。
电力系统分析基础
第一章 电力系统的基本概念一、电力系统简介电力系统的主要元件有发电机、变压器、电力线路和用户的用电设备等。
发电机生产电能，输电线路输送、分配电能，用户使用电能，升压变压器把低电压变为高电压，便于网络传输。
降压变压器将高电压变为低电压，便于用户使用。
这样一个生产电能、输送电能和分配电能、使用电能连接起来的整体称为为电力系统。
二、电力系统运行特点和对电力系统的基本要求1.电力系统的运行特点（1）电能生产、运输、分配及使用的同时性。
（2）电能生产与国民经济和人民生活的密切相关性。
（3）电力系统过渡过程的短暂性。
2.对电力系统的基本要求电力系统根本任务是保证安全、可靠、优质的供电，并最大限度的满足用户电能需求。
因而对电力系统的可靠性有如下要求： （1）尽量满足用户需求。
（2）保证安全可靠的供电。
（3）保证良好的电能质量。
（4）提高系统运行的经济性。
三、电力系统的额定电压1.输电线路的额定电压一般要求线路首端电压比线路额定电压高5%，用电设备的端电压允许偏差为±5%。
线路的平均额定电压等于电力线路首端和末端所连接电气设备额定电压的平均值。
2.发电机的额定电压发电机在线路首端，故其额定电压比线路额定电压高5%。
即：n Gn U U 05.1= 式中： Gn U ——发电机额定电压；n U ——线路额定电压； 3.变压器额定电压变压器一次侧接受电能相当于线路末端，故其额定电压等于线路额定电压；二次侧输出电能相当于线路首端，线路首端电压比线路额定电压高5%，又因变压器带负荷运行时，变压器内部绕组产生电压降，大阻抗变压器这部分电压损耗约为额定电压的5%，因而将大中容量的变压器的二次侧电压再提高5%,即比线路额定电压高10%。
四、电力系统负荷1.负荷按物理性质分为有功负荷和无功负荷。
2.根据对供电可靠性要求分为：一级负荷，二级负荷，三级负荷。
3.负荷曲线是在一段时间内表示负荷随时间变化的规律的曲线。
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1989年，第一条500kV直流输电线路投入运行，全长 1080km ，实现了华中电网与华东电网的互联。
2006年，第一条800kV直流输电线路破土动工，全长
1430km (云南-广州。世界第I)
电力系统概述和基本概念
我国电力系统现状
基本形成500kV和 330kV的骨干网架；目前，我国已形成 东北、华北、华东、华中、西北、川渝、南方共7个跨省电网
电力系统概述和基本概念 河床式水电 站示意图
引水式水电 站示意图
电力系统概述和基本概念
电力系统概述和基本概念
电力系统概述和基本概念
电力系统概述和基本概念
电力系统概述和基本概念
电力系统概述和基本概念
电力系统概述和基本概念
课程特点
该课程是电气专业的基础骨干课，以前面学过的 基础课为基础，又是后续专业课的基础，是学习和 研究该领域的重要课程。
1 理论性强、工程性强，既有严格的理论推导，又 有必要合理的简化近似 2 涉及内容广、概念多，公式多，计算多有一定深 度，通过做做习题达到理解并掌握所学内容的目的
电力系统概述和基本概念
水电厂在电力系统中的作用
承担基荷 无调节水电厂宜全年担负 系统基荷工作 调峰 有调节水电厂在枯水期宜 在峰荷工作 ，日调节水 电厂可尽量担任系统峰荷 调频 多年调节电站及大容量机 组可作系统调频机组 事故备用 只需几分钟就可启动或停 机 ，宜于作事故备用
推动转子旋转的能源形势的形式多种多样，
火力、核、地热
水力发电 风力、潮汐发电
水力
风力
1、发电厂
电力系统概述和基本概念
生产电能，将一次能源转换成二次能源(电能)，分为 火、水、核、风、太阳。地热等发电厂
火力发电厂 化学能
燃烧
电力系统概述和基本概念 热能
原动机
机械能
发电机
电能
电力系统概述和基本概念
年份 1882 1949 1979 1985 1998 2000 185万 5200万 8000万 2.7亿 3.2亿 总装机容量 /KW 年发电量/TW· h 人均用电量 / kW· h 小于10 世界排序
上海第一台12kW机组发电 4.3 280 400 1150 1300 1000 25 7 5 2 2
电力系统概述和基本概念
烟囱
蒸汽管道 汽轮机
发电机 升压站
储煤场
输煤皮带
锅炉 冷凝器
江河或水库
冷却水
电力系统概述和基本概念
电力系统概述和基本概念
国产200MW汽轮发电机
国产330MW汽 轮发电机定 子
电力系统概述和基本概念 水力发电厂 势能
水轮机 发电机
机械能
电能
水电厂的类型
堤坝式 引水式 水电厂的出力和发电量的计算 公式为 抽水蓄能式 P=9.81ηQH (kW) η代表水轮发电机效率 Q代表单位流量（m3/s） H代表上下游水位落差（m）
以及山东、福建、新疆、海南和西藏5个独立省网。
电力系统概述和基本概念
电监会
国家电网公司 南方电网公司
国家电网公司
成立于2002年12月29日，注册资金2000亿元， 经营区域覆盖26个省，自治区，直辖市，覆盖 国土面积88％以上，2010年被《财富》杂志公布 的全球企业500强第8位，是全球最大的公用事业 企业。
电力系统概述和基本概念
南方电网公司
范围：
电力系统概述和基本概念
广东、广西、云南、贵州、 海南
五大发电集团概况 电力系统概述和基本概念
电力系统概述和基本概念
电能是如何产生的？
大规模电能是由同步发电机产生 同步发电机发电原理？
定子
转子
机械能
电能
电能是如何产生的？
大家说说….. 蒸汽
电力系统概述和基本概念
电力系统概述和基本概念
1949年以来，中国的电力工业有很大的发展。平均每年以
10%以上的速度在增长，到1998年全国装机容量/年发电量均 跃居世界第2位。但人均装机量为0.5kW,仅为发达国家的1/10
输电线路建设
1954年，第一条220kV线路投入运行，全长369.25km； 1972年，第一条330kV线路投入运行，全长534km； 1981年，第一条500kV线路投入运行，全长595km ；
1889年，俄国工程师先后发明了三相异步电动机、三相变压 器和三相交流制。
1891年，德国工程师密勒主持建立了第一条三相交流输电线 路，三相交流输电使输送功率、输电电压、输电距离日益 增大。(输送距离175km，输送功率130KW)
电力系统概述和基本概念
目前，大电力系统不断涌现，甚至出现全国性和相邻国家的 跨国联合电力系统。 2.我国电力工业发展概况
2004
2009
4.4亿
9亿
2100
2
2
电力系统ห้องสมุดไป่ตู้述和基本概念
中国电力工业的发展可分为三个以下阶段
1882~1937年。全国共有461个发电厂，总装机容量630MW， 年发电量为17亿 kW· h，初步形成北京、天津、上海、南京、 武汉、广州、南通等大、中城市的配电系统。 1937~1949年。1937年抗日战争开始后，日本帝国主义以东 北为基地，为战争生产和提拱军需物资，从而使东北电力系 统也有一定的发展。1949年新中国成立时，全国发电装机容 量为1848.6MW，年发电量约43 亿kW· h，居世界第25位。当 时中国已形成的电力系统有：东北中部电力系统；东北南部 电力系统；东北东部电力系统； 冀北电力系统。
电力系统概述和基本概念
第一章
电力系统概述和基本概念
本章重点
1-1 1-2
电力系统概述
电力系统的电压等级和负荷 电力系统中性点及其接地方式
1-3
电力系统概述和基本概念
一、电力系统的发展概况
1.电力工业发展历程
1882年，法国人首先实现了较高电压的直流输电，被认为是 世界上第一个电力系统(57km，送端电压1300V，受端电压 850V，输送功率1.5KW)
电力系统概述和基本概念
本课程的主要内容
主要内容
电力系统稳态分析
电力系统的基本概念 电力系统元件的等值电路、参数 正常情况下系统运行状态的分析计算
电力系统运行与控制
无功/电压控制 有功/频率控制
电力系统概述和基本概念
本课程的主要内容
主要内容
电力系统暂态分析 电力系统短路时的基本概念 电力系统三相短路电流计算 电力系统不对称短路分析计算 电力系统稳定性分析 静态稳定 暂态稳定