第一章电能系统概论
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电能系统第1章-2
低压：0.38/0.22KV
第一章 电能系统基础
东南大学电气工程学院
电能系统基础
IEC对电网及设备电压的选择原则可以归纳为以下 三点:
1)对50Hz的标准电压，在3.3、6.6、11、22、 33kV中建议采用一个。其中3.3、6.6kV不应用于 配电系统。 2)任一国家内，相邻两级电压之比，不应小于2 倍。 3)对任一地理区域内，对下列三组电压等级中只 能选用每组中的一个:(245～330～363kV)，(363 ～420kV)，(420～525kV)。
第一章 电能系统基础
电能系统基础
各级电压送电线路的输送能力
额定电压/ kV 10 送电容量/ MW 0.2~2.0 送电距离/ km 10~20
20
35 60
1.0~5.0
2.0~15 3.5~30
15~30
20~50 30~100
110
220 330
10~50
100~500 200~800
50~150
第一章 电能系统基础
东南大学电气工程学院
电能系统基础
1.5.1 开关电器开断电路时的电弧（３）
２）开关电器中常用的灭弧方法： 提高触头的分离速度；
利于高速气体或油吹灭电弧；
采用多断口将长电弧分成多段短电弧； 利用磁吹线圈使电弧不断移动与拉长来灭弧； 采用介质强度高的物质作灭弧介质，如SF６、真空 、压缩空气、油等。
Kd
K KL
eWL
K K L
----- 用电设备组各工作设备的同时系数。
----- 用电设备组各工作设备的负荷系数。
WL
e
----- 用电设备组各工作设备的平均效率。
电力工程基础(第3版)孙丽华(电子课件)第1章
秦山核电站
大亚湾核电站
核电迅速发展的原因 ➢核电是一种新型的巨大能源。
由双回路系统构成， 两个回路各自独立循 环，不会造成设备的 放射性污染
➢煤、石油等火电燃料储量有限，不可再生。
➢发达国家的水资源已基本殆尽。
➢一些资源贫乏国家“能源危机”，不得不发展核电。
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我国能源发展战略 ➢有序开发水电 ➢优化发展煤电 ➢大力推进核电 ➢适度发展天然气发电 ➢积极发展新能源发电������
二、变电所的类型 变电所：由电力变压器和配电装置所组成，起着 变换电压、交换和分配电能的作用。
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➢枢纽变电所：高压侧电压为330～750kV 。 ➢中间变电所：高压侧电压为220～330kV。 ➢地区变电所：高压侧电压为110～220kV 。 ➢终端变电所：高压侧为10～110kV 。
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➢鼓励热电联产。 ➢加强煤炭基地的矿口电厂建设。 2．水力发电厂 能量转换过程：水的位能→机械能→电能。
水电厂的总发电功率： P 9.8QH
水电厂的分类 坝后式：如三门峡、刘家峡、
堤坝式
丹江口、三峡水电站
引水式 河床式：如葛洲坝水电站
混合式
图1-1 从发电厂到用户的送电过程
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工业企 业
供电系 统
图1-2 电力系统示意图
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➢发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源， 分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。
电力系统分析pdf
电 力 网 的 电 压 和 功 率 分 布
电 力 系 统 元 件 模 型 及 参 数 计 算
电力系统基础
扩展 规划
规划 规划
维护
规划
设计 建设 运行
网络设计
发电厂、变电 站设计
预测
电源规划
正常运行
网络规划
引论
故障处理
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电力系统分析
电力系统的研究工具
•
• •
数学模拟
各种计算软件 matlab
引论 东南大学电气工程学院
电力系统工程学科的范畴
电力系统分析
电力系统工程学科的范畴
电力系统工程学科是衍生于电路、电磁场、电机 学，并随着电力系统的发展而发展形成的一门工 程学科。它的研究领域大致包括： （1）电力系统理论：电力系统理论是以电路、 电磁场和电机理论为基础，吸收大量新兴学科 的有关内容，并结合电力系统的特点而形成的 面向现代电力系统的理论，是其它各个电力领 域的理论基础。 （2）输配电技术:输配电技术主要涉及超高压 输电线路、远距离交直流输电系统设计以及提 高输电线路输送能力的方法等方面的研究。
电力系统暂态过程可分为三类： （1）波过程：主要与运行操作或雷击时的过电 压有关，涉及电流、电压波的传播，这类过程 最短暂（10-6～10-2s）。《高电压技术》 （2）电磁暂态过程：主要与短路和自励磁有关 ，涉及电流、电压、功率角随时间的变化,分析 过程中假设旋转电机的转速不变（10-2～1s） 。《电力系统暂态分析》 （3）机电暂态过程：主要与系统振荡、稳定性 的破坏、异步运行等有关，涉及功率、功率角 、旋转电机的转速等随时间的变化。持续时间 长。 （1～10s）。 《电力系统暂态分析》
电力系统分析
电能管理系统介绍PPT课件
01
总结词
提升客户体验
03
总结词
加强能源管理、提高竞争力
05
02
详细描述
在商业领域，电能管理系统通过对商场、酒 店等场所的能耗进行监测和控制，实现节能 减排，降低企业的运营成本。
04
详细描述
商业场所通过电能管理系统可以优化 环境温度和照明等设施，提供舒适的 购物或休闲环境，提升客户满意度。
06
详细描述
能效管理
电能管理系统将更加注重能效管理，通过对电力设备的运行状态、能耗情况等进行实时监 测和优化控制，降低能源消耗和排放。
循环经济
电能管理系统将积极推动循环经济的发展，通过废旧设备的回收和再利用，减少资源浪费 和环境污染。同时，系统本身也将采用环保材料和节能技术，降低自身的能耗和排放。
THANKS FOR WATCHING
详细描述
在工业领域，电能管理系统可以实时监测电气设备的运 行状态，及时发现并排除潜在的安全隐患，确保生产过 程的安全稳定。
总结词
优化生产流程
详细描述
电能管理系统能够收集和分析生产过程中的能耗数据， 帮助企业了解生产流程中的能源瓶颈，从而优化生产流 程，提高生产效率。
商业领域的应用
总结词
节能减排、降低运营成本
感谢您的观看
03
智能分析和预测功能
电能管理系统将具备更强大的智能分析和预测功能，能够对电力负荷、
电力需求和电力供应进行精准预测，为电力调度和决策提供有力支持。
集成化发展趋势
系统集成
模块化设计
电能管理系统将实现与其他能源管理 系统、楼宇自动化系统等的集成，形 成统一的能源管理平台，实现能源的 优化配置和高效利用。
详细描述
第一章电力系统概论
第一章绪论General introduction第一节电力系统概论General introduction of electric power industry一、电力系统的构成Composing of power system<一>电力工业在国民经济中的地位 The status of power industry in national economic1．电力工业是社会公共基础事业，是国民经济的一个重要部门。
2．为社会生产的各个领域提供动力，与社会生活密切相关；3．“经济要发展，电力要先行”。
从各国经济发展看，国民经济每增长1%，就要求电力工业增长1.3%—1.5%。
<二> 电力系统的形成 Development of power system1 初期电厂建在用电区附近，规模很小，孤立运行。
2 随着生产的发展和科学技术的进步，用电量和发电厂容量不断增加，但由于发电所需的一次能源通常离负荷中心较远，因此形成了电力网和电力系统。
<三>基本概念 Basic conception电力系统：发电机、变压器、输配电线路和电力用户的电器设备所组成的电气上的整体。
电力网：电力系统中输送、分配电能的部分（变压器和输配电线路）。
动力系统：电力系统+发电厂的动力部分（火电厂的锅炉、汽机；水电厂的水库、水轮机；核电厂的反应堆）二、电力系统的发展The history of electric power industry1．国外电力系统的发展历史1831 法拉第发现电磁感应定律后，出现了交流直流发电机，直流电动机出现里100-400V的低压直流输电系统；1882年德国 1500-2000V 直流输电系统1885年单相交流输电1891年三相交流输电俄国人展示了现代电力系统模式2．国内电力系统发展历史1882年第一座电厂在上海建成1882—1945年全国总装机容量185万KW，年发电量仅43亿KWh2000年全国总装机容量3亿KW，年发电量13556亿KWh并建成500kV交流、直流超高压输电线路，7个跨省电力系统西南大容量水电的开发，山西陕西和内蒙西部大量坑口电厂的建设，使得全国联网的格局逐步形成。
电能系统第1章
开关电器开断电路时的电弧（４）
4. 直流电弧的灭弧方法： １）在直流电流上叠加一振动电流，使弧电 流过零，用交流电弧相似的方法熄灭直流电弧。 ２）电阻耗散能量限流法：在开断电路的过 程中，逐级串入电阻，使直流弧电流不断减小 直至熄灭，并保证基本不产生过电压。
1.5.2
高压断路器与重合闸 （１）
１. 高压断路器的功能 正常工作时开断与闭合电路 配合继电保护装置，自动开断电网中的 短路故障。 配合自动重合闸装置，在跳闸后能够自 动重合闸。
1.1 概述
1.1.1 能和能源 能量是物质运动的量度，能量有许多形式， 如机械能、热能、化学能。 不同形式的能量可相互转换。
能源则是指在自然界中可以转换成人们所 需要的能量的一些资源。
1.1.1
能和能源(1)
１. 电能的特点： ⑴电能可以方便地由其它电能形式转化而 来，也可以简便地转化成其他形式地能量。 ⑵电能便于大规模生产、输送、分配、并 且价格低廉。 ⑶ 电能的生产、输送、分配、控制及测量 等各环节容易实现自动控制。
P . 3 K p P . 2 30 30
I 30.3 S 30.3
3U N
K 式中 ， K P 、 Q 为有功和无功同时系数 。
1.3
电能系统的电压等级:
为使电力工业和电工制造业的生产标准化、系列 化和统一化，世界各国都制定有关于额定电压等级的 标准。
我国电力系统的电压等级在西北系统采用 330/110/35/10KV 。 东 北 地 区 采 用 500/220/63/10KV ， 其 它 地 区 采 用 500/220/110/35/10KV ， 低 压 常 用 0.荷曲线
1.2.2 电力负荷曲线及其特性系数（５） 负荷全年持续曲线下的面积代表一年消耗的电能:
第1章 概论
中国石油大学自动化研究所
1.2 电力系统的额定电压
电气设备的额定电压，就是能使电气设备长期运 行时获得最好经济效果的电压。
用电设备
用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。
发电机
发电机的额定电压一般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。
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1.2 电力系统的额定电压
从发电厂到用户的送电过程
图1.2 从发电厂到用户的送电过程示意图 中国石油大学自动化研究所
供用电环节
电能的生产
变压
输配电
使用
中国石油大学自动化研究所
1.1 供配电系统的一般概念
1．发电厂（generating plant） 按一次能源介质划分为火力发电厂、水 力发电站、核电站等，此外，还有小容量的 太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂和 潮汐发电厂等，正在研究的还有磁流体发电 和氢能发电等。
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1.1 供配电系统的一般概念
3 电力网 电力系统中各级电压的电力线路及与其连接的变电所， 总称为电力网，简称电网。 电力网是电力系统的一部分，是输电线路和配电线路的 统称，是输送电能和分配电能的通道。 电网由各种不同电压等级和不同结构类型的线路组成， 从电压的高低可将电力网分为低压网、中压网、高压网和超 高压网等。
U0
A O
IC U0
B K C
IC
UA
I CB
U KA
U 0 U C
IE
CC CB
I CB
I CA
I CA UC
O
U KB
U0
CA
UB
IC I E
1.2 电力系统的额定电压
电气设备的额定电压，就是能使电气设备长期运 行时获得最好经济效果的电压。
用电设备
用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。
发电机
发电机的额定电压一般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。
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1.2 电力系统的额定电压
从发电厂到用户的送电过程
图1.2 从发电厂到用户的送电过程示意图 中国石油大学自动化研究所
供用电环节
电能的生产
变压
输配电
使用
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1.1 供配电系统的一般概念
1．发电厂（generating plant） 按一次能源介质划分为火力发电厂、水 力发电站、核电站等，此外，还有小容量的 太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂和 潮汐发电厂等，正在研究的还有磁流体发电 和氢能发电等。
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1.1 供配电系统的一般概念
3 电力网 电力系统中各级电压的电力线路及与其连接的变电所， 总称为电力网，简称电网。 电力网是电力系统的一部分，是输电线路和配电线路的 统称，是输送电能和分配电能的通道。 电网由各种不同电压等级和不同结构类型的线路组成， 从电压的高低可将电力网分为低压网、中压网、高压网和超 高压网等。
U0
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电力系统概论
① 水力发电厂
水力发电厂简称“水电厂”或“水电站”。它
利用水流的位能来生产电能。 水电站的能量转换过程
水轮机 发电机
水流位能
机械能
电能
② 火力发电厂和热电厂 火力发电厂简称“火电厂”或“火电站”。 火电厂的能量转换过程
锅炉 汽轮机 发电机
燃料化学能
热能
机械能
电能
③ 核能发电厂 核能发电厂又称“核电站”。是利用原子核的裂 变能（即“核能”）来生产电能的电站。它的生产 过程与火电厂基本相同。 核电站的能量转换过程
1．发电厂（generating plant） 是将自然界蕴藏
的各种天然能源（一次能源）转换成电能（二次能
源）的工厂。
按照所利用的一次能源介质不同，发电厂分为
水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂、地热发电
厂、风力发电厂、太阳能发电厂和海洋能（潮汐）
发电厂等，正在研究的还有磁流体发电和氢能发电 等。我国目前主要是以火力发电厂、水力发电厂和 核能发电厂为主。
核反应堆 汽轮机 发电机
核裂变能
热能
机械能
电能
9
10
11
32台单机容量70万千瓦的水轮发电机组，总装机容量2,250万千瓦
12
福建安砂水电厂宽缝重力坝
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太阳能发电
地热能发电
以地热、风力、潮汐、太阳能等为一次能源的发电厂 （站）容量较小，分布在离这些一次能源较近的区域， 发电量占总发电量的极小一部分。
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（2）用电设备的额定电压 用电设备的额定电压规定与同级电力线路（电 网）的额定电压相同。 由于电网中有电压损失，致使电网各点实际电 压偏离额定值。因此通常用线路首端与末端的算术 平均值作为用电设备的额定电压，这个电压也是电 网的额定电压。为了保证用电设备的良好运行，国 家对各级电网电压的偏差均有严格规定。显然，用 电设备应具有比电网电压允许偏差更宽的正常工作 电压范围。
电能系统基础
电能系统发展简史
（9.18讲到此处）
1831年电磁感应定律
1882年高压输电（法国人德普勒、水电、慕尼黑、直流、1500 ～2000V、57km、2kW）
1885年单相变压器－－单相交流输电
1891年三相异步电动机、三相变压器－－三相交流输电（德国 人奥斯卡.冯.密勒、拉芬镇－法兰克福、水轮发电机230kVA电 压95V、升压25kV、4毫米铜线、降压112V、负荷：白炽灯和异 步电动机）
电能系统基础
——第一章
第一章 电能系统概论
１．１ 概述
１．２ 电能系统负荷与负荷曲线
１．３ 电能系统的电压等级
１．４ 输电线路
１．５ 发电厂、变电所电气设备
１．６ 电能系统的电气连接方式
１．７ 三相电能系统中性点运行方式
１．８ 电能系统的运行特点和基本要求
１．９ 电能系统的运行监视、控制与保护
１．１０ 安全接地
第一章 电能系统基础
济南大学自动化与电气工程学院
电能的特点：
⑴电能可以方便地由其它能量形式转化而来 ，也可以简便地转化成其他形式的能量。
⑵电能便于大规模生产、输送、分配、并且 价格低廉。
⑶电能的生产、输送、分配、控制及测量等 各环节容易实现自动控制。
第一章 电能系统基础
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2.1882年上海建立第一个发电厂，容量12kW 。 3.新中国成立以来，我国电力工业取得了长足的
发展。 形成了华北、东北、华东、华中、西北和南方
互联等6个跨省大网 发电机装机容量和年发电量位居世界第1位（
2011年底达到10.6亿千瓦），但人均用电量只 有世界平均水平的1/3。
第一章 电能系统基础
第1章电力系统概述杨以涵
(2)暂态过程非常迅速；
电能以电磁波形式传播，（30万km/s）运行和故障发 生十分短促。
(3)和国民经济各部门间的关系密切； (4)电力系统电能质量要求高，对电压、频率、波形 都有严格的国家标准。
35
2、电力系统的要求 (1)保证供电可靠性；
造成对用户停止供电的原因： a)电力系统的元件(如发电机、变压器、线路等)发生 故障； b)系统运行的全面瓦解(如稳定性破坏)。
本课程的性质、目的和任务
• 了解对电力系统的组成和运行，并掌握电力系 统的稳态运行、电力系统的暂态过程、电力系 统控制的各种分析和计算方法 • 后续的专业课程和今后的从事电力系统行业的 工作奠定扎实的基础理论知识和基本技能。
1
本课程的教学内容
电力系统基础、接线 —发、输、变、配 电力系统元件参数及等值电路 —物理元件的数学模型 电力系统潮流计算---稳态运行各母线电压、支路电流 与功率及网损 电力系统有功功率平衡与频率调整 电力系统无功功率平衡及电压调整 短路电流的计算与分析—故障分析，三相短路概念 电力系统的稳定性 —静稳、暂态稳定
直接转换
间接转换
直接将太阳能辐射能 =〉电能(光伏发电) 直接转换 直接将太阳热能 =〉电能(半导体材料的 温差发电)
20
(1)、太阳能电池发电（光伏发电）
太阳能电池是利用半导体P-N结的光伏效应将太阳能 直接转换成电能的器件。
图1-13 离网太阳能光伏电系统
21
适应太阳能能量密度较低的特点，易于普及，不 仅节省输配电设备，减少电力损耗，而且具有灵活性 和经济性。
16
三、核电厂
17
四、分布式可再生能源发电
可再生能源发展的必然性： (1)大机组、大电网、高电压是当代电力系统的主流； (2)化石燃料是不可再生，并资源有限； (3)环境污染、环境保护等。 可再生能源的特点：
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第一章 电能系统概论
信电学院
2013-5-25
1.1 概述
人类为何选择使用电能？ 什么是电力系统？如何构成？ 电力网络是如何接线的？ 电力网为什么要采用高电压？ 电力系统运行的基本要求和特点 我国电力工业发展概况
人类为何选择使用电能？
电能作为二次能源，是现代社会最重要的能源， 应用十分广泛。
水库
水轮机
电力系统
水力发电的优缺点
优点：
最干净能源之一 最廉价能源之一，无需燃料，运行维护简单 综合水利工程：同时解决发电、防洪、灌溉和航运等多方面问题 良好的启动和调节性能：启动到并网供电速度快（5分钟） ，启动 简单，适于遥控。可满足电力需求的快速变化。 建设问题： 投资大，工期长，存在国防安全。库区移民、淹没耕 地、破坏文物、可能破坏生态平衡、破坏自然景观等 运行问题：发电出力受气象、水文、防洪、灌溉和航运等综合影响， 分枯水期和风水期，出力不稳定，增加电力系统运行的复杂性。
电力系统运行的基本要求
供电安全可靠性 根据可靠性要求不同，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ负荷。
电能的优质性
频率、电压、波形
运行的经济性 一次能源的消耗、网损和线损
电力系统运行的特点
电能不能大量储存，要求电能的生产、输送、分 配和使用几乎是在同一瞬间内完成。
电能和社会的生产、人民的生活、国家的国民经 济紧密相关。 电力系统的暂态过程短促，因此电力系统的安全 监测与控制非常困难。
3
每增加1亿装机
不到8年
5年
2000年容量 3亿千瓦
2.5
1995年容量 2亿千瓦
4年
2
1.5
1987年容量 1亿千瓦 1978年容量 5712万千瓦 1949年容量 185万千瓦
1952 1957 1962 1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002
1
1.5年
38
我国电力工业的发展
1980~2002年全国发电量如图示（亿千瓦时）
18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 80
总发电 火电 水电
84
88
92
96
00年
电力需求旺盛、增长快
3.5
1882年我国开始使用电能 1987年全国发电装机容量突破1亿千瓦 1995年3月，装机容量突破2亿千瓦 到1996年，发电装机容量居世界第2位。 2000年4月，全国装机突破3亿千瓦 2004年5月底，全国装机容量突破4亿千瓦 2005年底我国装机总容量将突破5亿千瓦。
为什么要确定额定电压？
避免电压等级数量的无限制扩大，导致互 联困难，必须标准化。 为取得最佳的技术经济性能，电力设备需 要在额定电压下进行优化设计、制造和使 用。 我国规定的电力网标准电压等级为线路的 额定电压，主要有0.22/0.38、3、6、 10、35(60)、110、220、330、500KV、 750KV、1000KV。
0.5
0
中国电网
东北
新疆 华北
500kV 330kV 220kV
火电厂 水电厂 核电厂
西藏
西北
华东 川渝 华中
南方
39 电网覆盖率 96.4%
我国电力工业发展概况
电能的能源结构的改变（风能和核能） 超大型电厂的出现（三峡水电站） 高压直流输电工程增加 大电网互联成为必然
1.2电能系统负荷与负荷曲线
调度自动化系统
数据采集与监控系统（SCADA）：
是用来采集电力系统运行实时数据的自动化系统。 实现遥信、遥测、遥调和遥控等功能。 其它高级软件：包括状态估计、安全分析、负荷预 测、最优潮流计算等，为电力系统的经济优质调度 提供技术支持。
我国电力工业发展概况
1882年我国第一座发电厂创建于上海 我国各级输电电压的发展
电力系统 动力系统
动力系统、电力系统与电力网示意图
水 库 23kV ~ 500kV
230kV
~
锅 炉
20kV
500kV 反 应 堆
23kV
~ 220kV
230kV 至相邻系统 的互联线路 500kV
330kV
110kV 工业用户 110kV 工业用户
区域电力系统 供配电系统
小型燃 汽轮机
~
10kV
发展中的新能源发电
有风能、地热、太阳能、潮汐能等等。 新能源主要是洁净的、可再生的能源，是 未来的主要发展形式，是当前国际上研究 和开发的热点。 这些新能源容量很小、分散性大，属分布 式电源。互联后在运行安全和管理方面存 在着很多特殊问题。
电力网
电力网:除去发电机与负荷的子系统，完 成电能的输送和分配 主要设备：电力线路、变电所设备（变压 器、开关设备、母线等） 电力网络是由许多子电力网络发展互联而 成，分区分层是电力网络的一大特点。
继电保护和自动化
二次系统（低电压）：保证一次系统安全、 可靠、经济运行的信息系统及其操作机构。
继电保护：（1）自动、迅速、有选择性地降将故 障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭 到破坏，保证其他无故障 （2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行 维护条件而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
一次系统如何构成？
发电机：电能生产，将一次能源转换成二次 能源（电能）。 电力网络（输配电系统）：电能的输送和分 配，包括输电网和配电网。 负荷（用户）：电能消费，将电能转换成其 他形式的能量，电动机、照明、电炉等。
发电机（发电厂）
发电机：完成电能生产，将一次能源转换 成二次能源（电能）。 火力发电 水力发电 核能发电 新能源发电
我国电力工业的发展
1882年英国商人在上海创办了上海电气公司，装机容量12KW，15盏电灯。
1913年上海杨树浦发电厂发电，1924年该厂装机12台，总容量121MW，成为当时
远东第一大发电厂。 1949年以前，仅东北有220KV和154KV的电网（日本人建造）。
1972年由甘肃天水－陕西关中的534KM的我国第一条330KV输电线路工程。
(c)链式
～
～
～
(a)放射式 (d)环网
(b) (e)两端供电网 干线式
(c)链式
26
电力网为什么要采用高电压？
远距离大容量输电的压降小、损耗低、稳 定性好。
电力线路输送的功率一定时，输电电压越高， 线路电流越小，导线等载流部分的截面积越小； 但电压越高，对设备绝缘水平的要求越高，设 备的投资越大。综合上述考虑，对应一定的输 送功率和输送距离有一最合理的线路电压。
1.2.2电能系统负荷曲线及其特性系数
负荷曲线
描述负荷与时间关系的特性曲线。
根据需要可分为：
有功负荷曲线和无功负荷曲线 日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线
负荷曲线的用途
指导电力系统的生产计划、检修计划
1.2.2电能系统负荷曲线及其特性系数
日负荷曲线
1.2.2电能系统负荷曲线及其特性系数
年负荷曲线
年持续负荷曲线
按一年中负荷的数值 大小及其持续小时数 顺序排列而绘制成， 用于安排发电计划和 进行可靠性估算。 参见教材的曲线绘制 方法
年负荷曲线
年内电能消耗：
日负荷曲线的特性系数
一天24h内的电能消耗： 曲线中平均负荷：
Wday pdt
0
24
Wt Pav t
负荷系数：
Pav KL Pmax
（K L 越大负荷越平稳）
年负荷曲线
年运行最大负荷曲线
又称运行年负荷曲线。描 述一年内每月或每日最大 有功功率负荷变化的情况， 它主要用来安排发电设备 的检修计划，同时也为制 订发电机组或发电厂的扩 建或新建计划提供依据。
380/220V 市政生活 图1—3 电力系统和电力网络示意图 商业
电力网络是如何接线的？
电力网络接线形式主要是指电力网络的输电线
路、变电所与用户之间的电气连接关系。
电力系统的接线形式对保证安全、优质和经济 地向用户供 电具有非常重要的作用。
用接线方式
缺点：
长江三峡水电站全景图
三峡大坝及左岸电站厂房
核能发电
铀等核燃料→核裂变，核能→热能→机械 能→电能 目前主要的电源之一，比例大于10％，作 为一种新型的巨大能源，发展迅速。 组成：
反应堆、汽水系统、电力系统
秦山核电站：2×300MW 大亚湾核电站：1800MW
核能发电的优缺点
优点：
大量节省煤、石油等燃料，如50万KW电厂， 150万T煤/年，20T铀/年 与火电相比，造价高，但发电成本低30-50％， 因此规模越大越合算。
缺点：
对放射性污染的担心，在技术能较好处理污染 防护和核废料，但事故仍有发生。
发展中的新能源发电
有风能、地热、太阳能、潮汐能等等。 新能源主要是洁净的、可再生的能源，是 未来的主要发展形式，是当前国际上研究 和开发的热点。 这些新能源容量很小、分散性大，属分布 式电源。互联后在运行安全核管理方面存 在着很多特殊问题。
1981年由河南平顶山－湖北武汉的全长595KM的我国第一条500KV输电线路。 1989年建成了我国第一条远距离±500KV葛洲坝－上海的直流输电线路 1997年三峡工程建设，26台700MW ，15回500KV交流及三回±500KV直流，连接华东、 华中、河南、四川、广东等电网，中国电网联网的核心。 2006年甘肃官厅－第一条750KV交流输电线路。 目前，形成7个跨省区电网和山东500KV的主干网络。
信电学院
2013-5-25
1.1 概述
人类为何选择使用电能？ 什么是电力系统？如何构成？ 电力网络是如何接线的？ 电力网为什么要采用高电压？ 电力系统运行的基本要求和特点 我国电力工业发展概况
人类为何选择使用电能？
电能作为二次能源，是现代社会最重要的能源， 应用十分广泛。
水库
水轮机
电力系统
水力发电的优缺点
优点：
最干净能源之一 最廉价能源之一，无需燃料，运行维护简单 综合水利工程：同时解决发电、防洪、灌溉和航运等多方面问题 良好的启动和调节性能：启动到并网供电速度快（5分钟） ，启动 简单，适于遥控。可满足电力需求的快速变化。 建设问题： 投资大，工期长，存在国防安全。库区移民、淹没耕 地、破坏文物、可能破坏生态平衡、破坏自然景观等 运行问题：发电出力受气象、水文、防洪、灌溉和航运等综合影响， 分枯水期和风水期，出力不稳定，增加电力系统运行的复杂性。
电力系统运行的基本要求
供电安全可靠性 根据可靠性要求不同，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ负荷。
电能的优质性
频率、电压、波形
运行的经济性 一次能源的消耗、网损和线损
电力系统运行的特点
电能不能大量储存，要求电能的生产、输送、分 配和使用几乎是在同一瞬间内完成。
电能和社会的生产、人民的生活、国家的国民经 济紧密相关。 电力系统的暂态过程短促，因此电力系统的安全 监测与控制非常困难。
3
每增加1亿装机
不到8年
5年
2000年容量 3亿千瓦
2.5
1995年容量 2亿千瓦
4年
2
1.5
1987年容量 1亿千瓦 1978年容量 5712万千瓦 1949年容量 185万千瓦
1952 1957 1962 1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002
1
1.5年
38
我国电力工业的发展
1980~2002年全国发电量如图示（亿千瓦时）
18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 80
总发电 火电 水电
84
88
92
96
00年
电力需求旺盛、增长快
3.5
1882年我国开始使用电能 1987年全国发电装机容量突破1亿千瓦 1995年3月，装机容量突破2亿千瓦 到1996年，发电装机容量居世界第2位。 2000年4月，全国装机突破3亿千瓦 2004年5月底，全国装机容量突破4亿千瓦 2005年底我国装机总容量将突破5亿千瓦。
为什么要确定额定电压？
避免电压等级数量的无限制扩大，导致互 联困难，必须标准化。 为取得最佳的技术经济性能，电力设备需 要在额定电压下进行优化设计、制造和使 用。 我国规定的电力网标准电压等级为线路的 额定电压，主要有0.22/0.38、3、6、 10、35(60)、110、220、330、500KV、 750KV、1000KV。
0.5
0
中国电网
东北
新疆 华北
500kV 330kV 220kV
火电厂 水电厂 核电厂
西藏
西北
华东 川渝 华中
南方
39 电网覆盖率 96.4%
我国电力工业发展概况
电能的能源结构的改变（风能和核能） 超大型电厂的出现（三峡水电站） 高压直流输电工程增加 大电网互联成为必然
1.2电能系统负荷与负荷曲线
调度自动化系统
数据采集与监控系统（SCADA）：
是用来采集电力系统运行实时数据的自动化系统。 实现遥信、遥测、遥调和遥控等功能。 其它高级软件：包括状态估计、安全分析、负荷预 测、最优潮流计算等，为电力系统的经济优质调度 提供技术支持。
我国电力工业发展概况
1882年我国第一座发电厂创建于上海 我国各级输电电压的发展
电力系统 动力系统
动力系统、电力系统与电力网示意图
水 库 23kV ~ 500kV
230kV
~
锅 炉
20kV
500kV 反 应 堆
23kV
~ 220kV
230kV 至相邻系统 的互联线路 500kV
330kV
110kV 工业用户 110kV 工业用户
区域电力系统 供配电系统
小型燃 汽轮机
~
10kV
发展中的新能源发电
有风能、地热、太阳能、潮汐能等等。 新能源主要是洁净的、可再生的能源，是 未来的主要发展形式，是当前国际上研究 和开发的热点。 这些新能源容量很小、分散性大，属分布 式电源。互联后在运行安全和管理方面存 在着很多特殊问题。
电力网
电力网:除去发电机与负荷的子系统，完 成电能的输送和分配 主要设备：电力线路、变电所设备（变压 器、开关设备、母线等） 电力网络是由许多子电力网络发展互联而 成，分区分层是电力网络的一大特点。
继电保护和自动化
二次系统（低电压）：保证一次系统安全、 可靠、经济运行的信息系统及其操作机构。
继电保护：（1）自动、迅速、有选择性地降将故 障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭 到破坏，保证其他无故障 （2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行 维护条件而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
一次系统如何构成？
发电机：电能生产，将一次能源转换成二次 能源（电能）。 电力网络（输配电系统）：电能的输送和分 配，包括输电网和配电网。 负荷（用户）：电能消费，将电能转换成其 他形式的能量，电动机、照明、电炉等。
发电机（发电厂）
发电机：完成电能生产，将一次能源转换 成二次能源（电能）。 火力发电 水力发电 核能发电 新能源发电
我国电力工业的发展
1882年英国商人在上海创办了上海电气公司，装机容量12KW，15盏电灯。
1913年上海杨树浦发电厂发电，1924年该厂装机12台，总容量121MW，成为当时
远东第一大发电厂。 1949年以前，仅东北有220KV和154KV的电网（日本人建造）。
1972年由甘肃天水－陕西关中的534KM的我国第一条330KV输电线路工程。
(c)链式
～
～
～
(a)放射式 (d)环网
(b) (e)两端供电网 干线式
(c)链式
26
电力网为什么要采用高电压？
远距离大容量输电的压降小、损耗低、稳 定性好。
电力线路输送的功率一定时，输电电压越高， 线路电流越小，导线等载流部分的截面积越小； 但电压越高，对设备绝缘水平的要求越高，设 备的投资越大。综合上述考虑，对应一定的输 送功率和输送距离有一最合理的线路电压。
1.2.2电能系统负荷曲线及其特性系数
负荷曲线
描述负荷与时间关系的特性曲线。
根据需要可分为：
有功负荷曲线和无功负荷曲线 日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线
负荷曲线的用途
指导电力系统的生产计划、检修计划
1.2.2电能系统负荷曲线及其特性系数
日负荷曲线
1.2.2电能系统负荷曲线及其特性系数
年负荷曲线
年持续负荷曲线
按一年中负荷的数值 大小及其持续小时数 顺序排列而绘制成， 用于安排发电计划和 进行可靠性估算。 参见教材的曲线绘制 方法
年负荷曲线
年内电能消耗：
日负荷曲线的特性系数
一天24h内的电能消耗： 曲线中平均负荷：
Wday pdt
0
24
Wt Pav t
负荷系数：
Pav KL Pmax
（K L 越大负荷越平稳）
年负荷曲线
年运行最大负荷曲线
又称运行年负荷曲线。描 述一年内每月或每日最大 有功功率负荷变化的情况， 它主要用来安排发电设备 的检修计划，同时也为制 订发电机组或发电厂的扩 建或新建计划提供依据。
380/220V 市政生活 图1—3 电力系统和电力网络示意图 商业
电力网络是如何接线的？
电力网络接线形式主要是指电力网络的输电线
路、变电所与用户之间的电气连接关系。
电力系统的接线形式对保证安全、优质和经济 地向用户供 电具有非常重要的作用。
用接线方式
缺点：
长江三峡水电站全景图
三峡大坝及左岸电站厂房
核能发电
铀等核燃料→核裂变，核能→热能→机械 能→电能 目前主要的电源之一，比例大于10％，作 为一种新型的巨大能源，发展迅速。 组成：
反应堆、汽水系统、电力系统
秦山核电站：2×300MW 大亚湾核电站：1800MW
核能发电的优缺点
优点：
大量节省煤、石油等燃料，如50万KW电厂， 150万T煤/年，20T铀/年 与火电相比，造价高，但发电成本低30-50％， 因此规模越大越合算。
缺点：
对放射性污染的担心，在技术能较好处理污染 防护和核废料，但事故仍有发生。
发展中的新能源发电
有风能、地热、太阳能、潮汐能等等。 新能源主要是洁净的、可再生的能源，是 未来的主要发展形式，是当前国际上研究 和开发的热点。 这些新能源容量很小、分散性大，属分布 式电源。互联后在运行安全核管理方面存 在着很多特殊问题。
1981年由河南平顶山－湖北武汉的全长595KM的我国第一条500KV输电线路。 1989年建成了我国第一条远距离±500KV葛洲坝－上海的直流输电线路 1997年三峡工程建设，26台700MW ，15回500KV交流及三回±500KV直流，连接华东、 华中、河南、四川、广东等电网，中国电网联网的核心。 2006年甘肃官厅－第一条750KV交流输电线路。 目前，形成7个跨省区电网和山东500KV的主干网络。