电力系统概述和基本概念
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。
新型电力系统基础知识
新型电力系统基础知识一、电力系统基本概念电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输和消费系统。
它通过各种设备将各种形式的能源转化为电能，然后通过输电、配电网络将电能输送到各个用户，满足人们的生产和生活需要。
二、电力系统的组成与运行电力系统主要由以下几个部分组成：1、发电厂：将各种能源转化为电能的地方，包括火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂等。
2、输电线路：用于将电能从发电厂输送到配电系统或用户的线路，通常由高压输电线路和低压输电线路组成。
3、配电系统：将电能从输电线路分配到各个用户的系统，包括配电站、配电线路等。
4、用电设备：消耗电能的各种设备，如电动机、照明设备等。
电力系统的运行需要保证电能的供应和需求平衡，同时要保证电力系统的稳定性和安全性。
为了实现这一目标，电力系统需要采取一系列的措施，如调度控制、继电保护等。
三、电力系统的稳定性与安全性电力系统的稳定性是指系统在正常运行时能够保持稳定的状态，不发生振荡或崩溃。
为了保持电力系统的稳定性，需要采取一系列的措施，如加强设备维护、优化调度控制等。
电力系统的安全性是指系统在受到攻击或故障时能够保持正常运行的特性。
为了提高电力系统的安全性，需要采取一系列的措施，如加强网络安全防护、实施严格的停电管理制度等。
四、新能源发电与并网技术随着可再生能源的快速发展，新能源发电已经成为电力系统的重要组成部分。
新能源发电主要包括太阳能发电、风能发电、水能发电等。
为了实现新能源的高效利用，需要发展相应的并网技术，将新能源发电与电力系统进行有效的连接和协调。
五、电力系统的智能化与自动化随着科技的发展，电力系统的智能化和自动化已经成为趋势。
智能化是指通过先进的传感器、控制器等设备实现电力系统的智能监控和管理。
自动化是指通过自动化设备实现电力系统的自动控制和操作。
智能化和自动化可以提高电力系统的效率和安全性，减少人工干预的错误率。
六、电力市场的运营与管理电力市场是电力系统的重要组成部分，它负责电能的买卖和交易。
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。
电力系统基本知识
电力系统基本知识一、电力系统的基本知识1.1电力系统的基本概念1.1.1电力系统及电力网1.1.1.1电力系统的定义把发电、变电、电网、配电和用电等各种电器设备相连接在一起的整体，称作电力系统。
它包含发电厂的电气部分、降压变压器、升压变压器、输配电线路及各类用电设备等。
1.1.1.2电力网的定义、作用、分类1.定义：由相同电压等级的变电所和输配电线路形成的网络结构称作电力网。
2.作用:汇聚、传输、变换、分配电能。
3.分类：为了分析排序电力网可以分成地方电网、区域电网和远距离输电网。
地方电网电压较低（110kv以下)，运送功率较小，线路较短（100km以下），排序时可以搞较多精简；区域电网电压较低（110kv-330kv），运送功率很大，线路较长（100km-300km），排序时就可以搞一定精简；远距离输电网（电压在330kv及以上），运送线路少于300km，排序时无法精简。
按电压多寡，电力网可以分成扰动电网，（1kv及以下）、中压电网（3、6、10kv）、高压电网（35、60、110、220kv）、超高压电网（330kv、差值500、差值600、差值750）、特高压电网（差值800、1000kv）。
按接线方式，电力网分成一端电源可供电网、两端电源可供电网、多端电源可供电网。
1.1.2对电力系统的基本要求电能做为一种特定的商品，它的生厂、运送、分配和采用同时展开；生产与国民经济及人名生活关系密切；电力系统运行的过度过程非常短暂。
要求具有较高的自动化程度，需要继电保护、自动装置的投入，实施实时监控。
1．最大限度的满足用户的建议；2．安全、平衡、可信的供电；3．为电力用户提供更多优质的电能；4．满足系统运行的经济性。
电力系统运行的经济性应考虑合理分配各个发电厂的负荷、降低发电厂燃料消耗率、厂用电率、降低电力网的电能损耗和管理成本。
1.2电能质量的标准良好的电能质量可以使电气设备正常工作，并取得最佳的经济效果。
简述电力系统的基本概念
简述电力系统的基本概念
电力系统是指由发电厂、输电系统（包括变电站、高压输电线路和变电设备）以及配电系统（包括配电变压器、低压输电线路和配电设备）组成的一个整体，用于将发电厂产生的电能输送到各个终端用户。
电力系统的基本概念包括以下几个方面：
1. 发电厂：发电厂是电力系统的起源，通过使用不同的能源（如化石燃料、水力、核能等）转化成电能。
发电厂可以分为火力发电厂、水电站、核电站等。
2. 输电系统：输电系统是连接发电厂和终端用户的一系列设施和设备。
其中包括变电站、高压输电线路和变电设备。
变电站负责将发电厂产生的电能升压至更高的电压，以减小输电损耗。
高压输电线路负责将电能远距离输送。
变电设备则用于在不同电压之间进行电能转换。
3. 配电系统：配电系统将输电系统输送的高压电能转换为适用于终端用户的低压电能。
配电系统主要由配电变压器、低压输电线路和配电设备组成。
配电变压器将高压电能降压至适用于家庭、商业和工业用电的低压。
4. 终端用户：终端用户是电力系统的最终使用者，包括家庭、商业和工业用户等。
终端用户通过接入配电系统来获得所需的电能。
电力系统的运行是通过协调发电厂的输出、输电系统的传输和配电系统的分配来实现的。
它们共同构成了一个复杂的网络，确保电能的安全、稳定和高效供应。
电力系统的发展和管理是一个重要的国家能源规划和管理领域，对经济和社会发展具有重要意义。
电力系统分析期末重点复习newer
例：
变电所运 算负荷SB
发电厂运算 功率SC
S B S LD
1 1 ST 1 S0T 1 ( j QCAB j QCBC ) 2 2
1 S C S G S P S T 2 S 0T 2 ( j QCBC ) 2
变压器T2的二次侧供 电距离较短，可不考 U2N=1.1×110=121（kV ） 虑线路上的电压损失
变压器T1的变比为：10.5/121kV
变压器T2的额定电压：U1N=110（kV） U2N=1.05×6=6.3（kV）
变压器T2的变比为：110/6.3kV
二.电力系统的负荷
1、电力负荷的分级及其对供电的要求
和三类负荷。电力系统供电的可靠性，就是要保证一级负荷在 任何情况下都不停电，二级负荷尽量不停电，三级负荷可以停 电。 2．保证良好的电能质量。
保证系统的电压、频率、波形在允许的范围内变动。
电压偏移：一般不超过用电设备额定电压的±5%。 频率偏移：一般不超过±0.2Hz。 3．为用户提供充足的电能。
SB IB 3U B
2 UB UB ZB 3I B S B
近似计算法
在实际计算中，总是希望基准电压等于（或接近于）该电压级 的额定电压。考虑到电力系统中同一电压等级的各元件额定电 压也不同，取该电压级的平均额定电压Uav。将变压器的变比 用其两侧网络的平均额定电压之比来代替，称近似计算法。 采用近似计算法后，各段的基准电压即为该段网络的Uav， 不需再计算。 必需注意：采用近似法时，各元件的额定电压一律采用该元件所 在段网络的平均额定电压代替，只有电抗器除外。
2 变压器的功率损耗
阻抗支路中的功率损耗（变动损耗）
S
电力系统分析
不同电压等级的使用范围不一样：500KV、330KV、
220KV一般用于大电力系统的主干线；154、60KV 电压等级不推广；110KV既用于中、小电力系统的 主干线，也用于大电力系统的二次网络；35KV既用 于大城市或大工业企业内部网络，也广泛用于农村 网络；10KV则是最常用的低一级配电电压；只有负 荷中高压电动机的比重很大时，才考虑以6KV配电 方案，3KV仅限于工企业内部采用。 由上图可以看出来： （1）同一电压等级下，各种设备的额定电压不完全 相等； （2）各电气设备的额定电压之间有一个相互配合的 问题。
电力系统的额定电压 * 电力线路的额定电压：等于系统的额定电压； * 发电机的额定电压：比系统的额定电压高5%； * 变压器的额定电压： – 一次绕组： * 直接与发电机相连：等于发电机的额定电压； * 不直接与发电机相连：等于系统的额定电压； – 二次绕组：比系统的额定电压高10%或5%。
二、电力系统的负荷 1、电力系统的负荷 负荷电力系统的总负荷：系统中千万个用电设备消耗功率的总 和。可分为动力负荷和照明负荷。 电力系统的综合负荷：工业、农业、交通运输、市政生活等各 方面消耗的功率之和。 电力系统的供电负荷：电力系统的综合用电负荷加上电网的功 率损耗。 电力系统的发电负荷：供电负荷加上发电厂厂用电，也就是发 电机应发出的功率。 2、负荷的分类 按物理性能分：有功负荷和无功负荷 按电力生产与销售的过程分：发电负荷、供电负荷和用电负荷 按用户的性质分：工业负荷、农业负荷、交通运输负荷和人民 生活用电负荷等 按负荷对供电可靠性的要求分：一级负荷、二级负荷和三级负 荷
3.
由于多股铝线的机械性能差，往往将铝和钢组合起
来制成钢芯铝线。它是将铝线绕在单股或多股钢线 外层作主要载流部分，机械荷载由钢线和铝线共同 承担的导线。 无论单股或多股、由一种或两种金属制成的导线， 其标号后的数字总是代表主要载流部分(并非整根导 线)额定截面积的数值(mm2)。采用新标准时．则在 这一数字后再增加一个钢线部分额定截面积的数值 (mm2)。例如，按新标准。LGJ―400／50‖表示铝线 部分实际截面积为399．73mm2，额定截面积为 400mm 2；钢线部分实际截面积为51．82mm 2， 额定截面积为50mm 2。它大体相当于旧标准的 LGJQ—400
电力系统概念概要
35 60 110 220 330 500 -
3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11.0
38.5 66 121 242 363 550 -
电气设备 最高电压
/kV 3.6 7.2 12
24
40.5 72.5 126 252 363 550 800
⑶ 三类负荷：指不属于第一类、第二类的其它负荷。对这类负荷中断供 电，造成的损失不大。因此，对三类负荷的供电无特殊要求。
二、电力系统负荷曲线的基本概念及其分类
❖ 电力系统负荷曲线 ❖ 分类：
按时间分类： 日负荷曲线：
日平均负荷曲线 日负荷持续曲线 三、电力系统日负荷曲线 最小负荷 最大负荷 基荷、峰荷、腰荷
1. 低于3kV系统的额定电压
低于3kV交流三相/单相电力系统额定电压和电气设备 额定电压
电力系统额 定电压/kV
发电机 额定电 压/kV
变压器额定电压/kV 一次绕组 二次绕组
0.22/0.127 0.23 0.22/0.127 0.23/0.133
0.38/0.22 0.40 0.38/0.22 0.40/0.23
电力系统 额定电压
/kV 3
6
10 20 35 60 110 220 330 500 750
发电机 额定电压
/kV 3.15
6.30
10.50 13.80 15.75 18.0 20.0 22.0 24.0
电力变压器额定电压/kV
一次绕组 二次绕组
3 及 3.15 6 及 6.30 10 及 10.5
A
B
负
荷
C
a. 电路图
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二、防洪效益
2020/5/12
电力系统稳态分析
第1章 概述
2020/5/12
俯瞰三峡水电站
电力系统稳态分析
第1章 概述
2020/5/12
三峡水电站
电力系统稳态分析
第1章 概述
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第1章 概述
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电力系统稳态分析
第1章 概述
2020/5/12
三峡水电站泄洪图
电力系统稳态分析
电力系统稳态分析
第1章 概述
电力系统概述和基本概念
• 第一节 电力系统概述 • 第二节 电力系统的电压等级和负荷 • 第三节 电力系统中性点的接地方式
2020/5/12
电力系统稳态分析
第一节
第1章 概述
电力系统概述
一、 电力系统的基本概念
1. 电力系统的基本概念
电力系统： 发电+变配电+用电 电力网络： 变配电+用电 动力系统： 动力部分+电力系统
工程总投资：434亿元
向家坝水电站 工程期限：2006年 — 2015年
(金沙江下游) 总装机容量为600万千瓦，
年发电量为307亿千瓦时，位居世界第四，是中国第三
大水电站。
2020/5/12
电力系统稳态分析
第1章 概述
金沙江拟建4座水电站，发电量为三峡工程两倍
2020/5/12
电力系统稳态分析
2020/5/12
电力系统稳态分析
第1章 概述
2010年我国的水电装机容量达到21340万千瓦，居世界第一。
水库坝高：185m，水头：175m，水库长600多km 32台发电机，每台容量700MW 三峡水电站 总装机容量：18.2GW，年发电量：86.5TWh
输电电压：500kV， ±500kV
它是世界上规模最大的水电站，也是中国有史以来建设最 大型的工程项目。
第1章 概述
2014年6月30日，溪洛渡左岸1号机组进入投产运行状态。至此， 溪洛渡水电站所有机组全部投产。
2020/5/12
2014年7月10日，最后一台机组正式投产运行。
电力系统稳态分析
电站效益
第1章 概述
一、发电效益
通过直流特高压送往华中、华东地区，向家坝水 电站送出的±800千伏直流特高压是国产化示范工程。
缺点：主要表现输电方面 （1）线路造价高 输送同样功率交流电所用导线截面积大 于或等于直流输电所用导线的截面积的1.33倍 。
（2）年运行直费流用架高空输电线只用两根，导线电阻损耗比交流 输电小；没有感抗和容抗的无功损耗；没有集肤效应，导线的截 面利用充分。
（3）存在系统稳定问题
交流电力系统中所有的同步发电机都必须保持同步运行。
2020/5/12
电力系统稳态分析
第1章 概述
第一条±800kV直流输电工程 ：
云广特高压直流输电工程于2010年6月18日正式竣工投产。 是迄今世界电压等级最高的直流输电项目。
云南省楚雄州禄丰县→广东省广州增城市 经云南、广西、广东。线路全长1373千米。输送容量500万千瓦。
宁东-山东±660kV直流输电工程， 2011年2月28日投入运行。
输电电压：直流 1500V~2000V，功率：2kw，距离：57km
单相交流输电： 1885年，出现变压器 三相交流输电：1891年，出现三相变压器及三相异步电动机 第一条三相交流输电线路：
输电电压：交流 12kV， 距离：180km
2020/5/12
电力系统稳态分析
第1章 概述
目前交流输电电压：1200kV，1500kV在研究中
2020/5/12
电力系统稳态分析
第1章 概述
云广±800千伏特高压直流输电线路
2020/5/12
电力系统稳态分析
第1章 概述
2020/5/12
电力系统稳态分析
➢交流输电的优缺点：
第1章 概述
优点：主要表现发电和配电方面
（1）发电：交流发电机很方便地把机械能、化学能等形式 的能转化为电能。
（2）配电：方便地通过变压器升压和降压 。
第1章 概述
开发西南水电基地：金沙江13个阶梯，澜沧江14个阶梯， 大渡河17个阶梯，雅砻江11个阶梯.
在建的巨型项目：
溪洛渡水电站 (金沙江下游)
工程总投资：792亿元 工程期限：2005年 — 2015年 总装机容量为1260万千瓦，
年发电量为571.2亿千瓦时，位居世界第三，是中国第二
大水电站。
缺点： ①直流输电的换流站比交流系统的变电所复杂、造价高
②换流装置（整流和逆变）运行中需要大量的无功补偿，正常运 行时可达直流输送功率的40～60％
③换流装置在运行中在交流侧和直流侧均会产生谐波，要装设 滤波器。
2020/5/12
电力系统稳态分析
第1章 概述
在电力装机容量迅速增长的同时，我国的电源结构也在不 断的得到优化。
华中电网：500kV，西北电网： 330kV+ 750kV
2020/5/12
电力系统稳态分析
第1章 概述
第一条1000kV：2008年11月，我国首条1000kV特高压输电 线路正式通电运行。
这项工程起于山西，途经河南止于湖北，穿越黄河、汉江 两条大河，跨越太行、伏牛两座名山，全长654km，是世界上 第一条投入商业化运行的高压输电线路，实现由输煤向输电的 转变 。
2020/5/12
电力系统稳态分析
➢直流输电的优缺点：
第1章 概述
优点：主要表现输电方面
①当输送相同功率时,直流线路造价低,架空线路杆塔结构较简单。
②直流输电的功率和能量损耗小
③对通信干扰小
④线路稳态运行时没有电容电流,没有电抗压降,沿线电压分布较平 稳,线路本身无需无功补偿； ⑤直流输电线联系的两端交流系统不需要同步运行
距离：>1000km， 功率：>5000MW
目前直流输电电压：±800kV
距离：>1000km， 功率：>3一座发电厂： 1882年，上海 目前：6个跨省电力系统：华东、东北、华中、西北、华南
电力装机总容量：到2011年底达10.4亿千瓦,仅次于美国成为全 球第二电力大国。 电网规模超过美国成为全球第一。
动力部分：火电：锅炉、汽轮机、用热设备 水电：水库、水轮机
2020/5/12
电力系统稳态分析
第1章 概述
2020/5/12
电力系统稳态分析
第1章 概述
2. 世界电力系统发展概况 发电原理： 电磁感应定律 1831年，法拉第
第一座发电厂： 1882年，英国伦敦
输电电压：100V和400V直流
第一个电力系统：1882年，法国