电力系统分析第一章课件
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电力系统分析基础第一章1 ppt课件
第一节 电力系统的概念和组成
电 网 图
第一节 电力系统的概念和组成
电力系统为什么要互联并网运行呢？
1.采用高效率大容量机组—减少备用容量 2.合理利用动力资源—水、火电互补
防雷
二目的 一般性认识
业务技术管理
课程介绍
主要学习电力系统的基本知识，分七章介绍
电力系统的组成—发、输、变、配 电气参数及等值电路—物理元件的数学模型 稳态分析与计算—功率流动、潮流计算、有功
调整、无功调整
短路电流分析与计算—故障分析，三相短路概念 发电厂和变电所一次系统—接线方式，电气设备 发电厂和变电所二次系统—继电保护，电网监护 电力系统运行稳定性—静稳、暂态稳定
暂
对称分量法及序网概念
态
不对称故障的分析与计算
分 机电暂态过程—与动力系统有关(过程最长)
析
涉及功率、功角—导致系统振荡、稳定性破坏、异步运行
静稳
暂稳
课程介绍
发 电气主接线—卖电的网络 电 电器的原理与选择—卖电的工具 厂 配电装置—电器的组合及布置 电 气 控制与信号—二次系统 部 高压断路器运行 分 同步发电机的运行
➢ 各电网中500KV（包括330KV）主网架逐步形成和壮大。 220KV电网不断完善和扩充。
➢ 从1988年起连续每年新增投产大中型发电机组超过 10000MW。
➢ 1990年我国第一条从葛洲坝水电站至上海南桥换流站的 ±500KV直流输电线路实现双极运行，使华中和华东两大区电网 实现非同期联网。
第一节 电力系统的概念和组成
电力体制改革方案：
1(电监会)+2(电网公司)+5(发电集团)+4(辅业集团)
两家电网公司是国家电网公司、中国南方电网有 限责任公司；
1电力系统稳态分析(第一章)PPT(王)
3 6 10 13.8 15.75 18 20 35 (60) 110 (154) 220 330 500 注：括号内为将要淘汰的电压级
3.15 6.3 10.5 13.8 15.75 18 20 － － － － － － －
3 及 3.5 6 及 6.3 10 及 10.5 13.8 15.75 18 20 35 (60) 110 (154) 220 330 500
2、电力系统的接线方式
（1）接线方式分类
无备用接线方式—用户只能从一个方向获得电能的接线 方式，包括单回路放射式、单回路干线式、单回路链式接线；
无备用接线方式 （a）单回路放射式 （b）单回路干线式 （c） 单回路链式
（2）有备用接线方式
用户可以从两个或两个以上方向获得电能的接线方式。 包括双回路放射式、干线式、链式接线；环式接线和两端供 电方式。
三、联合电力系统
满足电力系统基本要求的措施很多，但根本的措施是
采用联合电力系统。
1、联合电力系统
将几个区域电力系统通过联络线路联系在一起所形成 的统一电力系统称为联合电力系统。 2、联合电力系统的优越性 电力系统为什么要互联并网运行呢？
（1）采用高效率大容量机组—减少备用容量。
（2）合理利用动力资源—水、火电互补。
1882年法国建立了世界上第一个电力系统，电压为直流 1500~2000V，输电距离57km，输电功率约1.5kW。 直流电的电压不能象交流电那样很方便的通过变压器升高或 降低，无法满足大容量远距离输电对高电压和用电对低电压的 要求。
（2）单相交流输电 1885年在制成单相变压器的基础上实现了交流输电，解 决了远距离大容量输电与低压用电之间的矛盾。 单相交流输电的主要缺陷是经济性差；单相用电设备的
《电力系统分析》课件
频率调整的方法与策略
频率调整的方法
电力系统频率的调整可以通过改变发电机的出力、投切负荷、投切发电机组等方法实现。
频率调整的策略
频率调整的策略包括基于频率偏差的调整、基于负荷预测的调整、基于经济性的调整等。 这些策略各有优缺点，应根据电力系统的实际情况选择合适的策略。
频率调整的自动化
为了实现快速、准确的频率调整，需要建立自动化的频率调整系统。该系统可以根据实时 监测到的频率值，自动调整发电机的出力或投切负荷，以维持频率稳定。
电力系统的组成
电源
包括发电厂、小型发电装置等，负责将各种 一次能源转换为电能。
负荷
各种用电设备，消耗电能并转换为其他形式 的能量。
电网由各种电压等级的输电线路和电线路组成 的网络，负责传输和分配电能。
电力系统的运行和管理
通过调度中心等机构对电力系统的运行进行 管理和控制。
电力系统的基本参数
电压
事故状态
发生重大事故导致电力系 统严重受损，无法满足正 常需求。
电力系统的运行状态
01
02
03
正常运行状态
电力系统在正常条件下运 行，满足负荷需求，各项 参数在规定范围内。
异常运行状态
由于某些原因导致电力系 统部分设备异常运行，但 仍能满足基本需求。
事故状态
发生重大事故导致电力系 统严重受损，无法满足正 常需求。
04
电力系统无功功率平衡与 电压调整
04
电力系统无功功率平衡与 电压调整
电力系统无功功率平衡
无功功率平衡的概念
无功功率平衡是电力系统稳定运行的重要条件，它确保了系统中 的无功电源和无功负荷之间的平衡。
无功功率不平衡的影响
无功功率不平衡会导致电压波动、系统稳定性降低、设备过热等问 题，影响电力系统的正常运行。
电力系统分析第一章ppt课件
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
二、负荷曲线：
定义：用曲线描述某一时间段内负荷随时间变化的规律。 分类：日负荷曲线、月负荷曲线、年负荷曲线。 ☆ 日负荷曲线：描述负荷一天24小时内所需功率的变化情况； 是供调度部门制定各个发电厂发电计划的依据。
24
一天的总耗电量： W 日平均负荷：
=
Pdt
0
W 1 Pav = = 24 24
新建或扩建 机组的容量
机组维修
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
☆ 年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值大小及其持续小 时数顺序排列绘制而成；可供编制电力系统发电计划和进行 可靠性计算用。 P P1
全年耗电量：
Pmax
P2
P3
W =
8760
0
Pdt
最大负荷利用小时数：
t1
t2
t3
8760
Tmax
输电网和配电网组成。
动力系统（广义电力系统）：动力部分与电力系统组
成的整体。
1.1 电力系统概述
2、电力系统的运行特点与基本要求：
电力系统的运行特点
系统运行基本要求
提供充足的电能
电能不能大量的存贮 保证安全可靠的供电 电力系统的暂态过程非常短促 与各行业和人民生活密切相关 保证良好的电能质量 良好的经济性 环保问题
1.1 电力系统概述
3、本课程主要学习内容：
稳态分析 电力系统元件模型及参数计算 电力网的电压和功率分布 电力系统的电压和频率调整 电力系统的三相短路故障 故障分析 电力系统的不对称故障 电力系统的机电特性
稳定性分析
电力系统的暂态稳定、静态稳定
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
一、电力系统的负荷：
电力系统暂态分析-第1章 电力系统故障分析的基本知识ppt课件
电力系统暂态分 析-第1章 电力 系统故障分析的 基本知识
电力系统暂态分析
第一章 电力系统故障分析的 基本知识
1.1 故障概述 1.2 标幺制 1.3 无限大功率电源供电的三相短路 电流分析
2
电力系统暂态分析
1.1 故障概述
一、电力系统运行状态分类
1、稳态
系统参数不变时，运行参量不变，系统的这种运行 状态称为稳态。
1.1 故障概述 三、断线故障
1、断线故障（纵向故障）的类型 1）一相断线 2）两相断线
2、断线原因
1）采用分相断路器的线路发生单相短路时单相跳闸； 2）线路一相导线断开。 3、断线的影响 造成三相不对称，产生负序和零序分量，而负序和零序 分量对电气设备和通讯有不良影响。
9
电力系统暂态分析
1.2 一、标幺制的概念
短路电流产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭 曲甚至损坏；
短路时系统电压大幅度下降，严重影响电气设备的正常 工作； 严重的短路可导致并列运行的发电厂失去同步而解列，
破坏系统的稳定性。
不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及 弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作 。
8
电力系统暂态分析
U UU / B *
S S / S P j Q / S P j Q * B B * *
11
I* I /IB
电力系统暂态分析
1.2 标幺制 二、电力系统中基准值的选取
对单相电路来说 如果基准选取满足： 电力系统基本公式：
SB U BIB U B Z B I B
值计算表达式?
12
电力系统暂态分析
1.2
对三相电路来说 基准值选择应满足：
电力系统暂态分析
第一章 电力系统故障分析的 基本知识
1.1 故障概述 1.2 标幺制 1.3 无限大功率电源供电的三相短路 电流分析
2
电力系统暂态分析
1.1 故障概述
一、电力系统运行状态分类
1、稳态
系统参数不变时，运行参量不变，系统的这种运行 状态称为稳态。
1.1 故障概述 三、断线故障
1、断线故障（纵向故障）的类型 1）一相断线 2）两相断线
2、断线原因
1）采用分相断路器的线路发生单相短路时单相跳闸； 2）线路一相导线断开。 3、断线的影响 造成三相不对称，产生负序和零序分量，而负序和零序 分量对电气设备和通讯有不良影响。
9
电力系统暂态分析
1.2 一、标幺制的概念
短路电流产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭 曲甚至损坏；
短路时系统电压大幅度下降，严重影响电气设备的正常 工作； 严重的短路可导致并列运行的发电厂失去同步而解列，
破坏系统的稳定性。
不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及 弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作 。
8
电力系统暂态分析
U UU / B *
S S / S P j Q / S P j Q * B B * *
11
I* I /IB
电力系统暂态分析
1.2 标幺制 二、电力系统中基准值的选取
对单相电路来说 如果基准选取满足： 电力系统基本公式：
SB U BIB U B Z B I B
值计算表达式?
12
电力系统暂态分析
1.2
对三相电路来说 基准值选择应满足：
电力系统分析第一章
y420
y430
4
y320 z34
y430
y340
i
yij = 1 ( k ji zij )
y40
yij 0 =
+ 1 1 = 2 k ji zij k ji zij
k ji − 1 k ji zij
∆Yij = − 1 k ji zij
y ji 0 =
1 − k ji k 2 zij ji
∆Yii =
Y13 = Y31 = Y14 = Y41 = Y15 = Y51 = Y25 = Y52 = Y45 = Y54 = 0
& I i = ( yi 0 + & = YiiU i +
j∈i , j ≠ i
∑
yij 0 + & YijU j
j∈i , j ≠ i
∑
& yij )U i +
j∈i , j ≠ i
1
& I1
y12
2
y23
3
y35
5
y120
y210
& I2
y230 y24 y420
3
y320 y34
& I3
y350
& I5
y530
y240
4 y y & I 4 y40 430 340
5
1
z12 1:k21
2
z23
k35 :1 z35
i
zij 1:k ji 1:k
j j
y230 z24 y240
y240
y420
4 y y & I 4 y40 430 340
Y11 = y120 + y12
y430
4
y320 z34
y430
y340
i
yij = 1 ( k ji zij )
y40
yij 0 =
+ 1 1 = 2 k ji zij k ji zij
k ji − 1 k ji zij
∆Yij = − 1 k ji zij
y ji 0 =
1 − k ji k 2 zij ji
∆Yii =
Y13 = Y31 = Y14 = Y41 = Y15 = Y51 = Y25 = Y52 = Y45 = Y54 = 0
& I i = ( yi 0 + & = YiiU i +
j∈i , j ≠ i
∑
yij 0 + & YijU j
j∈i , j ≠ i
∑
& yij )U i +
j∈i , j ≠ i
1
& I1
y12
2
y23
3
y35
5
y120
y210
& I2
y230 y24 y420
3
y320 y34
& I3
y350
& I5
y530
y240
4 y y & I 4 y40 430 340
5
1
z12 1:k21
2
z23
k35 :1 z35
i
zij 1:k ji 1:k
j j
y230 z24 y240
y240
y420
4 y y & I 4 y40 430 340
Y11 = y120 + y12
电力系统分析(完整版)PPT课件
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。
电力系统分析(完整版)ppt 课件
• 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。
电力系统分析基础课程PPT(25张)
第三章：电力系统的潮流计算
17
6（3-2-17）：图示110kV网络，线路1和2的阻抗为Z1 ＝10+j40Ω，Z2＝24+j12Ω，欲使潮流按最小有功功 率损耗的经济分配，线路中接入附加串连加压器，
试计算此附加串联变压器的容量及所需要的附加电 势的大小。
掌握：自然功率分布；
经济功率分布；
1
循环功率；
循环功率与电势的关系。
2 P=10000kW cosφ=1.0
第三章：电力系统的潮流计算
18
7（3-2-18）：由发电厂A供电的220kV环形网络，线
路参数负荷的兆伏安数和自然功率分布如图所示，试
计算（1）该环网的经济功率分布 （2）实现经济功率分布后，每年节约的电能（计算 电能损耗时取其平均的小时，cosφ=0.9，可查得
L1
K1
L2
补充习题
第三章简单电力系统的潮流计算
8
1:UN＝110kV，Ud＝118kV，求潮流分布。
d
c
b
a
R1=6.8Ω
R2=6.3Ω
R3=13.8Ω
X1=16.36 Ω
X2=12.48 Ω
X3=13.2 Ω
B1=1.13*10-4S B2=0.82*10-4S
B3=0.77*10-4S
Sc=20.3+j15.8MVA Sb=8.6+j7.5MVA Sa=12.2+j8.8MVA
电气工程学院
School of Electrical Engineering
2005年9月29日
电力系统分析基础习题课
North China Electric Power University
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机组维修
新建或扩建 机组的容量
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
☆ 年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值大小及其持续小 时数顺序排列绘制而成；可供编制电力系统发电计划和进行 可靠性计算用。
P
Pmax P1
P2
8760
W 全年耗电量： =
Pdt
0
P3
最大负荷利用小时数：
W 1 8760
t1
t2
t3
我国2010年底发电总装机容量(包括火电、核电、水电、风电)
已达9.62亿千瓦，到2012年10月，装机总量将突破10亿千瓦
。 10亿千瓦的发电装机总容量是日本全国发电装机总容量的
3.3倍，是欧盟所有国家发电装机总容量的1.25倍，与美国基
本持平略微超出，这当然是个了不起的成就，从1995年的
2
.
1
W=PmaxTmax
二班制企业用电 三班制企业用电
3000~4500 6000~7000
农灌用电
1000~1500
三、负荷特性
表1-1 各类用户的年最大负荷利用小时数
二、电力系统概述
1.1 电力系统概述
1.1 电力系统概述
1.1 电力系统概述
1、电力系统的组成：
电力系统：生产、输送、分配与消费电能的系统。
包括：发电机、电力网（变压器、电力线 路）和用电设备组成。
电力网：电力系统中输送与分配电能的部分，主要由
输电网和配电网组成。
动力系统（广义电力系统）：动力部分与电力系统组
8
亿
千
瓦，在十几年的时间就增长到10亿千瓦，增长了4.6倍。
1.1 电力系统概述
沂水站
日照 莒州站
N
W
E
S
云蒙站
阳都站
厂
钟罗站 临沂站
沂蒙站
柳青站 临沂电厂
相公站
九莲站
宝泉站
梅埠站
苍山站
沈泉站 江泉热电 常林站
500kV 日照站
日照电厂
十里泉电厂
郯城站
临沂电网地理接线图
1.1 电力系统概述
国家电网公司
黑龙江
新疆
西藏
青海
云南
南方电网公司
内蒙古
吉林
宁夏 甘肃
山西 河北
辽宁
四川
陕西 重庆
山东
河南
江苏
湖北
安徽
上海
贵州 广西
湖南
江西
浙江
福建 广东
海南
1.1 电力系统概述
华能集团公司
华电集团公司
新疆
大唐集团公司
国家电网公司
西北电网
内蒙古
黑龙江
东北电网
吉林
国电集团公司
青海
电力投资集团公司
电力系统分析
第一章 电力系统的基本概念
第一章 电力系统的基本概念
1.1 电力系统概述 1.2 电力系统的负荷和负荷曲线 1.3 电力系统的接线和额定电压等级 1.4 电力线路的结构 1.5 电力系统元件的参数和等值电路 1.6 标幺值
1.1 电力系统概述
一、电力工业概述
1、电力工业的重要性 首先，电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，
电力系统分析
电力系统分析
目的：掌握电力系统分析计算的原理和方法。 本课程涉及的主要学科知识：
高等数学、电路理论，电机学理论，基础物理，控制理论等。
参考书：
1、何仰赞等.电力系统分析（上/下），华中科技大学出版社 2、夏道止.电力系统分析，中国电力出版社 3、韩祯祥主编. 电力系统分析，浙江大学出版社 4、陈珩.电力系统稳态分析，水利电力出版社 5、李光琦.电力系统暂态分析，水利电力出版 6、单渊达主编.电能系统基础，机械工业出版社
是国民经济的第一基础产业，是关系国计民生的基础产业，是 世界各国经济发展战略中的优先发展重点；
其次，电力是一种安全、卫生和可持续的能源，电力工 业能够为社会经济的发展提供持久和卫生的动力和能量。 2、电力工业的发展：
目前，我国电力工业格局主要包括两大电网和五大发电 集团，全国总发电装机容量已突破9亿千瓦；2020年末，预计 达到16亿千瓦。
Tmax
= Pmax
= Pmax
0
Pdt
8760 t
最大负荷利用小时数Tmax ：即用最大负荷消耗一年的电能所
需的时间。
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
最大负荷利用小时数 Tmax 可用于估算常 用电力用户的全年用 电量。
负荷类型
户内照明 及生活用电
一班制企业用电
Tmax/h 2000~3000 1500~2200
24
一天的总耗电量：W = P d t
0
日平均负荷：
Pav
=
W 24
=
1 24
24 0
Pdt
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
日负荷曲线举例：
(a） 钢铁工业负荷；
(b) 食品工业负荷；
(c) 农村加工负荷；
(d) 市政生活负荷。
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
☆ 年最大负荷曲线：描述一年内每月（或每日）最大有功功率 负荷变化的情况；可供调度、计划部门有计划安排全年机组 检修、扩建或新建发电厂。
电力系统的发电负荷：供电负荷加上发电厂厂用电消耗的功 率。 负荷分类： 按负荷性质分类：工业、农业、交通运输业、商业、生活等； 按供电可靠性分类：一级负荷、二级负荷和三级负荷。
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
二、负荷曲线：
定义：用曲线描述某一时间段内负荷随时间变化的规律。 分类：日负荷曲线、月负荷曲线、年负荷曲线。 ☆ 日负荷曲线：描述负荷一天24小时内所需功率的变化情况； 是供调度部门制定各个发电厂发电计划的依据。
西藏
国家电网 公司代管
华中电网
云南
宁夏 甘肃
陕西
重庆 四川
辽宁
山西 河北 山东
华北电网
河南
江苏
湖北
安徽
上海
贵州 广西
湖南
江西
浙江
福建 广东
华东电网
南方电网公司
海南
1.1 电力系统概述
自1996年起，我国发电装机容量一直位居世界第二位。美国 能源部信息管理局发布的《国际能源展望2006》预测，到 2020年中国发电总装机容量将超越美国跃居世界第一。
成的整体。
1.1 电力系统概述
2、电力系统的运行特点与基本要求：
电力系统的运行特点
系统运行基本要求
电能不能大量的存贮 电力系统的暂态过程非常短促
提供充足的电能 保证安全可靠的供电 保证良好的电能质量
与各行业和人民生活密切相关
良好的经济性
环保问题
1.1 电力系统概述
3、本课程主要学习内容：
稳态分析
电力系统元件模型及参数计算 电力网的电压和功率分布 电力系统的电压和频率调整
故障分析
电力系统的三相短路故障 电力系统的不对称故障
稳定性分析
电力系统的机电特性 电力系统的暂态稳定、静态稳定
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
一、电力系统的负荷：
负荷：系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和。 也称电力系统的综合用电负荷，是所有用户的负荷总加。 电力系统的供电负荷：综合用电负荷加上电力网的功率损耗。