(完整版)电力系统的基础知识

2. 完成转换的实体包括火电厂、水电 厂、核电厂、 风力发电厂、潮汐发电厂、地热发电厂等。
❖ 火力发电：
▪ 燃料在锅炉中燃烧，水变成高温高压水蒸气推 动汽轮机旋转，带动发电机发电。
• 按水蒸气温度压力分：中低压发电厂，高压发电厂 ，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力 发电厂；超超临界压力发电厂
动力系统：电力系统加上各类型发电厂中的动力部分就是动力系统。
电网调度
应用服务器
数据采集和传输
RTU
RTU
RTU
发电
输电
变电
配电
用电
❖ 电力网：
❖ 按电压等级的高低、供电范围的大小的分 类
▪ 地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半 径在20~50km以内
▪ 区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为 110kV~220kV），供电半径超过50km，联系 较多发电厂的网络
▪ 水能可储蓄和调节。 ▪ 发电不污染环境。 ▪ 建设投资大、工期长，受自然条件限制。
建设中的水电站
❖ 核电：
▪ 核反应堆中发生核反应发热，水烧成高温高压 水蒸气推动汽轮机，带动发电机发电。
• 按照反应堆形式分：
– 压水堆核电站 – 沸水堆核电站（现在发生事故的日本福岛第一核电站） – 重水堆核电站（如中国秦山III期核电站） – 快堆核电站 – 石墨气冷堆电站
▪ 远距离输电网：电压等级为330kV~500kV的网 络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输 送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形 成跨省、跨地区的大型电力系统
电力网：
按电压等级分类： ➢ 低压网：电压等级在1kV以下； ➢ 中压网：1～10kV； ➢ 高压网：高于10kV、低于330kV； ➢ 超高压网：低于750kV； ➢ 特高压网：1000kV及以上。
▪ 采用多种发电机技术，控制设备复杂；
▪ 不同类型的风电机组在故障时的暂态响应不同；
▪ 由风电机群的特性和协调全部风电机群运行的 风电场综合控制系统决定。
太阳能发电——光伏发电
*基本的太阳能发电系统的组成 ：
太阳电 池板
充电控 制器
逆变 器
蓄电池 组
地热发电厂
潮 汐 发 电 示 意 图
❖ 输电 ▪ 将电能从电源输送到负荷中心
相隔数千公里
电厂建设在能源产地 （为了节约运输成本）
用电负荷中心（大城 市、工业中心）
电厂建设在能源产地 （为了节约运输成本）
用电负荷中心（大城 市、工业中心）
输电线路作为输送电能的通道
在电能输送的过程中，电 流在导线中产生电能损耗， 为了减少输送过程中的能量 损失，只有提高电压，因此 从电厂出来会经过升压变压 器把电压升高，到了负荷端， 经过降压变压器把电压降下 来就能适合用户的使用。
称为世界最早的发电厂，爱迪生建立。同年发给建 成世界上第一个完整电力系统
第一章 发电厂、变电站概述（2）
1
主
电力网及电力系统 组成
要2
电力系统的发展简况及对它的基本要求
内 容
3
电力系统的额定电压
4
电力网的接线方式
1 电力网及电力系统 组成
电能广泛应用于现代工农业生产、交通运输及城乡人们生活。
1. 电能由煤、石油、天然气、 水利资源、核原料等一次 能源转换而来。
❖发电 ▪ 将自然能转变为电能的过 程称为发电，一般在发电 厂中进行。
• 按燃料分：燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂 ，余热发电厂，以垃圾及工业废料为燃料的发电厂
• 按输出能源分：凝汽式发电厂（只发电），热电厂 （发电兼供热）
• 按发电厂装机容量分：小容量发电厂，中容量发电 厂，大中容量发电厂，大容量发电厂
冷却塔
烟囱
锅炉 发电机组厂房
火电厂外景
热电厂外景
汽轮机 高压缸 低压缸
2 电力系统的发展简况及对它的基本要求
❖一、电力系统 发展简况（回顾上节内容） ▪ 世界：
• 2600多年前，希腊人发现“电力”。 • 1831年，法拉第发现电磁感应定律，制成第一台发
电机。 • 1866年德国人西门子制成第一个工业发电机。 • 1879年爱迪生发明了白炽灯泡。 • 1882 年，纽约曼哈顿地区投运的珍珠街发电厂被
云南 昆明 石龙坝电厂
❖ 水力发电：
▪ 水流冲击带动水轮机旋转，带动发电机发电。
• 按集中落差分：堤坝式水电厂（又分坝后式和河床 式），引水式水电厂和混合式水电厂
• 按径流调节程度分：无调节水电厂和有调节水电厂 • 按利用能源类型分：常规水电厂(包括梯级水电厂)
、抽水蓄能电厂、潮汐电站和波浪能电站。
大亚湾核电站
江苏田湾核电站
❖ 核电厂的主要特点是： ▪ 不需送风、吸风设备和煤份制备及输送装置， 烟囱低而小；
▪ 汽轮机参数比火电厂机组低得多； ▪ 热污染较为严重，用水量大； ▪ 对安全可靠和防护措施的要求极为严格； ▪ 反应核废料处理要求严格。
风力发电厂
内蒙古辉腾锡勒风电场
❖ 风力发电的特点： ▪ 间歇性——机组出力随着气象条件而变化，不 能按计划发电；
发电机
汽 轮 发 电 机 励磁机 组
❖ 火电厂有如下特点： ▪ 布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。 ▪ 建造工期短，一次性建造投资少。 ▪ 耗煤量大，生产成本比水力发电要高。 ▪ 动力设备繁多，控制操作复杂，运行费用高。 ▪ 开、停机过程时间长，耗资大，不宜作为调降 电源用。
▪ 对空气和环境的污染大。
• 按单厂装机容量规模分：大型，中型，小型
• 按开发方式：纯抽水蓄能、混合式和调水式三种类 型。
河床式水电站示意图
引水式水电站
水 轮 发 电 机 组
广州抽水蓄能电站
北京十三陵抽水蓄能电站
Hale Waihona Puke ❖ 水力发电的主要特点是： ▪ 发电成本低、效率高, 发电成本低。 ▪ 可综合利用水资源。 ▪ 运行灵活,设备简单，机组启动快(水电机组从 静止状态到满负荷运行只需4—5min，紧急情 况可只用1min，而火电机组则需要数小时)， 远行操作灵活，易于实现自动化。
变电站：主要作用变换电能电压 和分配电能的场所，是联系发电
厂和电力用户的中间环节
变电站
发电厂
变电所
水轮机 发电机 升压变压器
水库
G~
变电所 输电线路 降压变压器
用户 用电设备
电力网 电力系统 动力系统
M~ M~
电力网：各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体。
电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线 路及各种类型的用电器组成的统一体。