新能源发电并网技术2016(2)

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南美伊泰普水电站是二十世纪最大的水电站 ，位于巴西和巴拉 圭交界处的巴拉那河上，从1974年5月开始修建，于1991年5月竣工， 由巴西与巴拉圭共建。总装机容量12.6GW（18×700MW），年发电 量790亿度。水电站坝身长7.7公里，坝高196米（相当于 65层楼的高 度）。
葛洲坝水电站
葛洲坝水电站是长江干流上修建的第一座大型水电工程，是三峡 工程的反调节和航运梯级。电站始建于1970年，共有机21台机组，总 装机容量271.5万千瓦，年发电量157亿度。电站以500kV和220kV输电 线路并入华中电网，并通过500kV直流输电线路向距离1000km的上海 输电120万千瓦。
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发电厂的类型与特点
1. 最突出的运行特点是其 出力和发电量随天然径流 量的情况而变化。
在丰水年电能有余，可能引 起弃水；在枯水年则电能不足， 可能导致发电容量空闲，用户停 电。
2. 有时可能由于水头太低，使水轮发电 机达不到其额定出力。
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发电厂的类型与特点
2．水力发电厂
（1）水电厂的能量转换过程：水的位能→机械能→电能。 （2）水电厂的总发电功率： （3）水电厂的分类 堤坝式水电厂 坝后式：如三门峡、刘家峡、丹江口、三峡水电站 河床式：如葛洲坝水电站 引水式水电厂 抽水蓄能电站
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发电厂的类型与特点
三峡工程综合效益 防洪：三峡水库正常蓄水位175米，总库容393亿立方米， 防洪库容221.5亿立方米，能有效地控制长江上游洪水，保 护长江中下游荆江地区1500万人口、2300万亩土地，是世界 上防洪效益最为显著水利工程。 发电：三峡水电站装机总容量为1820万kW，年均发电量 847亿kW·h。以直线距离1000公里为半径，全国除辽宁、吉 林、黑龙江、新疆、西藏、海南、台湾7省区外，其余地区 的主要城市和工业基地都在这个范围内。 航运：它将改善航运里程660公里，使重庆至宜昌航道通 行的船队吨位由现在的3000吨级提高至万吨级，年单向通过 能力由1000万吨提高到5000万吨。
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上一堂课内容回顾
例：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，以及变压器的变比。
G T1 变压器 T1的二次侧 ~ 供电距离较长，其 额定电压应比线路 10kV 额定电压高10% 110kV 6kV T2 变压器 T1的一次绕组与 发电机直接相连，其一 M 次侧的额定电压应与发 电机的额定电压相同
水头下降的原因：在低水头水电站（如葛洲 坝），是由于洪水期天然流量过大而使下游水位猛 涨；在中水头水电站，则是由于供水期末水库水位 下降过低。
三峡船闸全长6.4公里，可通过万吨级 船队，单向年通过能力5000万吨。船闸主 体段闸首和闸室分南北两线，每线船闸主 体段由6个闸首和5个闸室组成，每个闸室 长280米、宽34米。而船闸单扇门宽20.2米， 高38.5米，厚度3米，面积有两个篮球场那 么大，重达850多吨。
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三期导流图 三峡大坝模型 三峡大坝由多个功能模块组成，从左至右（面向下游）依次为永 久船闸、升船机、泄沙通道（临时船闸）、左岸大坝及电站、泄洪坝 段、右岸大坝及电站、山体地下电站等。升船机的最大提升高度为 113米，供3000吨以下船只通过大坝，用时约40分钟；永久船闸是双 线五级船闸，供3000吨以上船只从这里翻过大坝，用时约3小时。
电力系统的负荷随时间变化的关系一般用负荷曲线来描述，这 里的负荷一般指有功负荷。 按 时 间 跨 度 日负荷曲线 周负荷曲线 年负荷曲线 …… 按 分 析 对 象 某一用户的负荷曲线 变电站的负荷曲线 电力系统的负荷曲线 ……
Pav 日负荷率： P max
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上一堂课内容回顾
电能的特点：
电能难以大量存储，因此其生产、传输和消费是一个连续 的过程，即在电力系统中生产的电能时时刻刻都应与消耗 的电能相平衡。 电能是以电磁波的速度传播，因此电力系统中任一环节发 生改变，都会立即影响到所有环节的工作状态。 电力系统是投资密集、技术密集的产业，也是消耗一次能 源最大的产业。 新能源发电不稳定、可靠性低是并网的关键技术障碍。
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电力系统的负荷
综合负荷：电力系统用户用电设备所消耗电功率的总和。 供电负荷：综合负荷和电力网功率损耗之和。 发电负荷：供电负荷与厂用电之和。
发电厂的类型与特点
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发电厂的类型与特点
（5）火电厂是我国目前最主要的电源，比例大于75%。 （6）火力发电存在的问题 安全问题：采矿和运输中的安全性灾难等 。 环境问题：酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等。 效率问题：凝汽式火电厂效率为40%，热电厂为60%~70%。
启动技术复杂，且需耗费 大量燃料、电、化学水。如 50MW机组从冷态启动到带满 负荷需要6h。
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• 负荷调节速度慢：
国产300MW机组，改变负 荷速率仅为每分钟1～2%（一 般在3%左右，不超过5％）
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发电厂的类型与特点
发电厂的类型与特点
新能源发电并网技术
刘定新，电气学院电器教研室，副教授
Tel：15209228245 Email：liudingxin@
发电机G的额定电压：UN· G=1.05×10=10.5（kV） 变压器T1的额定电压： U1N=10.5（kV）
变压器 T2的二次侧供 U2N=1.1×110=121（ kV）
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发电厂的类型与特点
水电厂的组成：水库、水轮机、电力系统
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堤坝式水电厂生产过程示意图
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发电厂的类型与特点
无压引水式水电厂
葛洲坝27孔泄洪闸 有压引水式水电厂
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长江三峡水电站坝长2309m，坝高185m，水头175m，总库容393亿立方米， 总装机容量18.2 GW（26×700MW），年发电量86.5TW· h；库区将淹没耕地 36万亩，淹没城镇129座，需安置迁移人口113万；电站于93年起步，首批机 组于2003年10月发电，以后每年投产4台机组（280MW），2009年全部机组 建成投产。三峡电站发出的强大电力将送往华中、华东地区和广东省。电站 将引出15条超高压交流输电线路，其中3条线路通过换流站将交流电转换成直 流电后，再通过500kＶ直流输电线路，2条送往华东、1条送往广东。
冷凝过程中，蒸汽要将 从锅炉吸取热量的60%释 放给冷却水
发电厂的类型与特点
• 出力与发电量比较稳定： 只要发电设备正常、燃料充足， 就可以按其额定装机容量发电。 • 调节负荷的能力有限 （最小技术出力限制）
• 选址较灵活， 有利于合理配 置有功和无功 电源。 • 不宜经常启停
火电厂的特点
• 火电厂建设周 期较短，投资 较少，但运行 费用较高。
新负荷
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发电厂的类型与特点
1．火力发电厂
（1）火电厂的燃料：煤炭、石油、天然气等。 （2）能量转换过程：燃料的化学能→热能→机械能→电能。 （3）火电厂的组成： 燃烧系统（锅炉）：燃料→灰渣，风（空气）→烟气 汽水系统（汽轮机）：水 蒸汽、循环水（冷水 热水） 电力系统：发电机、变压器、输电线路等。 （4）火电厂的生产过程（见下页图）
PL jQL PL0 U / U0
NPV
影响电力负荷的因素很多，主要包括：
作息时间的影响。一般深夜是全天负荷最低点，中午休息时间也往 往出现负荷下降。 生产工艺的影响。随生产过程负荷发生变化。 气候的影响。例如：阴雨天的照明。 季节的影响。例如：夏季的空调。
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发电厂的类型与特点
北仑发电厂主控制室
汽轮机房
北仑发电厂汽轮机房
张家口发电总厂成立于1988年8月，由下花园发电厂和沙岭子发 电厂合并而成，位于张家口市东南14km，距首都北京170km，距煤 都大同180km。发电厂总装机容量240万千瓦（8×300MW），通过 500kV双回线向北京供电，同时兼顾地方用电，担负着北京地区1/4 电力负荷的供电任务。