电力系统及其自动化ppt第一章(1)
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《电力系统自动化》PPT课件
01
馈线自动化
对配电网中的馈线进行实时监测和控制，实现馈线故障的快速定位和隔
离，恢复非故障区域的供电。
02
配电管理系统（DMS）
对配电网进行实时监测、控制和优化管理，提高配电网的供电可靠性和
经济性。
03
分布式电源接入与微电网技术
应用于分布式电源接入和微电网领域，实现分布式电源的自动控制和优
化运行，提高能源利用效率。
能源互联网
构建基于大数据的能源互联网平台，实现能源的 优化配置和共享。
5G通信技术在电力系统自动化中的应用
实时数据传输
5G通信技术的高带宽和低时延特性，使得电力系统能够实现实时数 据传输和监控。
远程控制与操作
通过5G通信技术，实现对电力设备的远程控制和操作，提高系统的 可靠性和安全性。
智能化电网
结合5G通信技术和人工智能技术，构建智能化电网，实现电力系统的 自适应和自学习。
自动化调度系统可以根据实时数据进行电网优化调度，提高电力输送效率和供电质 量。
自动化管理系统可以实现电力设备的状态监测和预防性维护，避免设备故障对系统 运行的影响。
面临的挑战与问题
电力系统自动化需要高度的技术支持和资金投入，对于一些经济相对落后的地区来说，实现 难度较大。
自动化控制系统的复杂性和安全性问题也需要得到充分考虑和解决，以避免出现系统崩溃或 数据泄露等安全问题。
未来电力系统自动化的展望
完全自动化
未来电力系统将实现完全自动化，从发电、输电 到配电等各个环节都将实现自动化运行和管理。
绿色能源融合
未来电力系统将更加注重绿色能源的融合和利用 ，如风能、太阳能等可再生能源将更多地接入电 力系统。同时，电动汽车等新型负荷也将成为电 力系统的重要组成部分。
《电力系统自动化》课件(2024)
分布式
分布式能源和微电网的快速发展将推动电力系统自动化向 分布式、去中心化的方向发展，提高电力系统的灵活性和 可靠性。
互联网化
互联网技术的普及和应用将促进电力系统自动化的互联网 化，实现远程监控、数据共享和协同控制等功能。
2024/1/26
绿色化
随着环保意识的提高和新能源技术的发展，电力系统自动 化将更加注重绿色、低碳、可持续发展，推动清洁能源的 广泛应用。
2024/1/26
8
计算机技术
01
02
03
实时数据处理技术
对电力系统实时监测数据 进行高效处理，提取有用 信息，为系统运行和控制 提供决策支持。
2024/1/26
数据库技术
建立电力系统数据库，实 现数据的统一管理和共享 ，提高数据利用效率和系 统可靠性。
网络技术
构建电力系统内部局域网 和外部广域网，实现数据 的远程传输和共享，支持 系统的远程监测和控制。
方面的研究。
2024/1/26
分布式能源与微电网
研究分布式能源和微电网的协 同优化和互补利用技术，提高 电力系统的灵活性和可靠性。
电力电子与储能技术
发展高效、可靠的电力电子和 储能技术，推动清洁能源的广 泛应用和电力系统的绿色化发 展。
网络安全与数据隐私
加强电力系统网络安全和数据 隐私保护技术的研究与应用， 保障电力系统的安全稳定运行
2024/1/26
4
电力系统自动化的重要性
2024/1/26
提高电力系统的安全性和稳定性
01
通过自动检测和调节，及时发现并处理系统中的故障和异常，
避免事故扩大，保障电力系统的安全运行。
提高电力系统的经济性
02
电力系统自动化 第一章 自动准同期
ω g − ωs
t ) 为脉动电压的幅值
u x = U x cos(
ω g + ωs
2
t)
概述 三、准同期条件的分析
ω x = ω g − ωs
U x = 2U g sin
δ = ω xt
= 2U g sin
ω xt
2
δ
2
= 2U s sin
δ
2
脉动周期
1 2π Tx = = fx ωx
2πf x fx ωx = = ω x* = 2πf e f e 2πf e
发电机并列示意图
概述 一、并列操作(Parallel Operating) 并列操作
同期点(synchronizing point)：在发电厂中， 同期点 ：在发电厂中， 每一个有可能进行并列操作的断路器都是同期 点。
概述 一、并列操作(Parallel Operating) 并列操作
同期条件的引出
越前鉴别
自动准同期装置
三、自动准同期的均频与均压部件
（二）模拟式自动准同期的均频与均压部件 2、脉冲展宽
脉冲展宽回路
自动准同期装置
三、自动准同期的均频与均压部件
（二）模拟式自动准同期的均频与均压部件 3、滑差过小自动发增速脉冲
自动准同期装置
三、自动准同期的均频与均压部件
（二）模拟式自动准同期的均频与均压部件 4、均压部分
越前时间、数值角 越前时间、 差、整步电压
四、同期条件的检测
ZZQ-5模拟式自动准同期装置 模拟式自动准同期装置
电压检测
自动准同期装置
第三节 自动准同期装置举例
一、微机自动准同期装置的合闸部分
微机同期装置示意图
电力系统和电力网的基本知识(第一章)课件
不需空气助燃，可建在地下、水下、山洞或空气稀薄地区。
发电厂的生产过程
比火电厂造价高，但发电成本低30%～50%，且规模越大 越合算。 存在问题：放射性污染。
四、其它新能源发电
1．太阳能发电：太阳光能或太阳热能→电能 太阳能发电系统的组成 太阳能发电的优点 是一种取之不尽、用之不竭的廉价能源。 不需要燃料、生产成本低、不产生污染
葛洲坝水电站 南美伊泰普水电站 长江三峡水电站 广州抽水蓄能电站
7．水力发电的优点 是最干净的能源之一。 是最廉价的能源之一：无需燃料、无环境污染、生产效 率高、发电成本低、运行维护简单。 综合水利工程：可同时解决发电、防洪、灌溉、航运、 水产养殖等问题。
特殊的水电厂：抽水蓄能电厂，起“削峰填谷”作用。
2 2 31 . 5 mm / km 18 . 8 mm / km 通常取 Cu ; Al
电力系统元件参数和等值电路
电抗： 每相导线单位长度的等值电抗为：
sav sav 4 x1 2πf (4.6 lg 0.5 r ) 10 0.1445 lg 0.0157 r r r
效率问题：凝汽式火电厂效率为40%，热电厂为60%~70%。 8．今后火电建设的重点 采用高参数、大容量、高效率的设备。 开发清洁煤燃烧发电、天然气蒸汽联合循环发电。
鼓励热电联产。
加强煤炭基地的矿口电厂建设。
发电厂的生产过程
二、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。
g1
Pg U
2
10 3
因此， G g1l
Pg 为实测线路单位长度的电晕损耗功率（kW/km）。 式中，
注意：通常由于线路泄漏电流很小，而电晕损耗在设计线路 时已经采取措施加以限制，故在电力网的电气计算中，近似
发电厂的生产过程
比火电厂造价高，但发电成本低30%～50%，且规模越大 越合算。 存在问题：放射性污染。
四、其它新能源发电
1．太阳能发电：太阳光能或太阳热能→电能 太阳能发电系统的组成 太阳能发电的优点 是一种取之不尽、用之不竭的廉价能源。 不需要燃料、生产成本低、不产生污染
葛洲坝水电站 南美伊泰普水电站 长江三峡水电站 广州抽水蓄能电站
7．水力发电的优点 是最干净的能源之一。 是最廉价的能源之一：无需燃料、无环境污染、生产效 率高、发电成本低、运行维护简单。 综合水利工程：可同时解决发电、防洪、灌溉、航运、 水产养殖等问题。
特殊的水电厂：抽水蓄能电厂，起“削峰填谷”作用。
2 2 31 . 5 mm / km 18 . 8 mm / km 通常取 Cu ; Al
电力系统元件参数和等值电路
电抗： 每相导线单位长度的等值电抗为：
sav sav 4 x1 2πf (4.6 lg 0.5 r ) 10 0.1445 lg 0.0157 r r r
效率问题：凝汽式火电厂效率为40%，热电厂为60%~70%。 8．今后火电建设的重点 采用高参数、大容量、高效率的设备。 开发清洁煤燃烧发电、天然气蒸汽联合循环发电。
鼓励热电联产。
加强煤炭基地的矿口电厂建设。
发电厂的生产过程
二、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。
g1
Pg U
2
10 3
因此， G g1l
Pg 为实测线路单位长度的电晕损耗功率（kW/km）。 式中，
注意：通常由于线路泄漏电流很小，而电晕损耗在设计线路 时已经采取措施加以限制，故在电力网的电气计算中，近似
电力系统自动化电力系统概述ppt课件
云计算技术在电力系统中的应用
电力云服务平台
构建基于云计算的电力云服务平台，实现计算资源、存储资源和网络资源的共享和优化配 置，提高电力系统的运行效率和管理水平。
电力大数据分析
利用云计算强大的计算能力和存储能力，对电力系统中的大数据进行高效处理和分析，挖 掘有价值的信息和知识。
分布式能源管理
通过云计算技术实现分布式能源的集中管理和优化调度，提高分布式能源的利用率和电力 系统的经济性。
国外电力发展现状
发达国家电力工业已经实现了高度自动化和智能化，新能 源和可再生能源在电力结构中的比重逐渐增加。
电力发展趋势
未来电力工业将朝着清洁化、智能化、高效化和市场化的 方向发展，新能源和可再生能源将成为主导能源，智能电 网和微电网等新技术将得到广泛应用。
02 电力系统自动化技术及 应用
自动化技术原理及特点
电力系统自动化电力 系统概述ppt课件
目录
CONTENTS
• 电力系统基本概念与组成 • 电力系统自动化技术及应用 • 智能电网与新能源接入技术 • 电力系统稳定性分析与控制策略 • 电力市场运营与改革方向探讨 • 现代信息技术在电力系统中的应用前景
01 电力系统基本概念与组 成
电力系统定义及功能
配电网自动化
1 2
配电网自动化的概念
是指通过自动化技术实现对配电网的监测、控制 、保护和管理等功能，提高配电网的供电可靠性 和运行效率。
配电网自动化的功能
包括故障定位与隔离、负荷转移与恢复供电、无 功补偿与电压控制、配电网优化运行等。
3
配电网自动化的应用
在电力系统中广泛应用于城市和农村配电网，实 现了对配电网的全面自动化管理，提高了供电可 靠性和电能质量。
电气工程概论电力系统及其自动化1PPT课件
气体燃料的化学能来生产电能的 工厂 化学能 燃烧 热能原动机机械能发电机电能
➢原动机：凝汽式汽轮机、燃气轮机、
内燃机
➢我国大部分火电厂为凝汽式火力发 电厂
19
20
21
22
23
24
25
26
27
2. 水力发电厂
➢ 水力发电厂：利用水库、河流所蕴
藏的水力资源来生产电能的工厂 势能 水轮机 机械能 发电机电能
✓湖北1972年7月27日大面积停电事故，造 成武汉、黄石、黄冈地区全部停电，经济 损失2400余万元
✓华中1982年8月7日电网稳定破坏事故，造 成湖北地区大面积停电，武钢、冶钢等重 要用户严重受损，部分设备损坏，10小时 后恢复正常
电力消费弹 国 性民 电 系生 力 数产 增总 长值 率 1.3增 ~1.5长
15
❖中间变电站：将发电厂或枢纽变电站与负荷
中心联系，一般汇集2~3个电源，起系统交换功 率或使长距离输电线路分段的作用。
❖终端变电站：处于电力网的末端，直接向本
地负荷供电，而不再向其他地区输送电能。
16
水 库
反 应 堆
中间 变电站
23kV 23kV
10kV 工业用户
500kV
枢纽 变电站
220kV
一、电力工业在国民经济中的地位
电力工业的发展水平是反映国家经济发达 程度的重要标志。
人均用电量是衡量现代生活水平的重要标 志。
3
世界人均消费电能（2000年）
4
电力工业是国民经济发展的先行基础行业。
▪ 2003年8月14日北美大停电
5
▪ 2003年8月28日英国停电
6
我国发生的重大停电事故
➢水电厂的类型
➢原动机：凝汽式汽轮机、燃气轮机、
内燃机
➢我国大部分火电厂为凝汽式火力发 电厂
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2. 水力发电厂
➢ 水力发电厂：利用水库、河流所蕴
藏的水力资源来生产电能的工厂 势能 水轮机 机械能 发电机电能
✓湖北1972年7月27日大面积停电事故，造 成武汉、黄石、黄冈地区全部停电，经济 损失2400余万元
✓华中1982年8月7日电网稳定破坏事故，造 成湖北地区大面积停电，武钢、冶钢等重 要用户严重受损，部分设备损坏，10小时 后恢复正常
电力消费弹 国 性民 电 系生 力 数产 增总 长值 率 1.3增 ~1.5长
15
❖中间变电站：将发电厂或枢纽变电站与负荷
中心联系，一般汇集2~3个电源，起系统交换功 率或使长距离输电线路分段的作用。
❖终端变电站：处于电力网的末端，直接向本
地负荷供电，而不再向其他地区输送电能。
16
水 库
反 应 堆
中间 变电站
23kV 23kV
10kV 工业用户
500kV
枢纽 变电站
220kV
一、电力工业在国民经济中的地位
电力工业的发展水平是反映国家经济发达 程度的重要标志。
人均用电量是衡量现代生活水平的重要标 志。
3
世界人均消费电能（2000年）
4
电力工业是国民经济发展的先行基础行业。
▪ 2003年8月14日北美大停电
5
▪ 2003年8月28日英国停电
6
我国发生的重大停电事故
➢水电厂的类型
电力系统分析第一章课件
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
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。
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
500kV 枣庄站
温水站
费县电厂
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
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
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
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。
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
500kV 枣庄站
温水站
费县电厂
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
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
第1章 电力系统基本知识(1)
电力系统基础电气与自动化工程学院2012年电力系统基础本课程是电力系统中重要的基础知识，包括：（1）电力系统的基本知识；（2）电力网元件的等值电路和参数计算；（3）简单电力系统的潮流计算（4）电力系统的正常运行与控制；（5）电力系统故障与实用短路电流计算。
本课程：（1）与房大中老师等编电力系统分析配套（2）是考电力（电力系统及其自动化、高电压技术）方面的研究生的笔试面试主要课程第1章电力系统基本知识1.1 电力系统的组成1.2 电力系统概况1.3 电力系统的特点和对运行的基本要求1.4 电力系统的接线方式和中性点接地方式1.5 电力系统的输电方式1.6 电力系统负荷1.7 电力系统电源类型及特点简介第1章电力系统基本知识1.1电力系统的组成电能是由一次能源经加工转换成的能源，现在是人类最主要的二次能源。
¾优点：便于大量生产和远距离输送；方便转换和易于控制；损耗小；效率高；污染小。
¾缺点：不便大量储存；作为统一、不可分割的系统，它的生产、输送、消费需同步完成；需要维持电压、频率的稳定，系统安全稳定。
发电厂输电线路升压站配电线路枢纽、降压站照明、动力配变分布式发电1.1电力系统的组成第1章电力系统基本知识(1) 电力系统--是由生产、输送、分配和消耗电能的所有电气设备所组成的统一整体。
它的主要设备是生产电能的发电机、输送和分配电能的变压器和电力线路以及消耗电能的各种用电设备（如电动机等）。
习惯上称其为一次系统；电力系统还包括继电保护装置、安全自动装置、通信设备和调度自动化等辅助系统，一般称为二次系统。
1.1电力系统的组成1.1电力系统的组成(2) 电力网--是电力系统中除去发电机和用户，剩余的变压器和电力线路所组成的输送、分配电能的网络。
1.1电力系统的组成(3) 动力系统--是电力系统再加上电厂的原动机等动力部分。
动力部分主要有：火电厂的锅炉和汽轮机等；水电厂的水库和水轮机等；原子能电厂的反应堆等；风力发电场的风机等。
第一章-电力系统基本概念PPT优秀课件
第一章 电力系统的基本概念
➢1-1 电力系统概述 ➢1-2 电力系统的特点和运行要求 ➢1-3 电力系统的接线方式和电压等级 ➢1-4 三相电力系统的中性点运行方式
第一章 电力系统的基本概念
需
1o 电力系统的组成？
掌
2o 电力系统的特点？
握 的
3o 系统电压等级？
问
4o 各设备额定电压？
题
5o 中性点运行方式？
500kV • 目前国际上实际投运的最高电压等级750kV(加、美、
俄、巴西、南非等国） • 我国晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程，
世界上第一条投入商业化运行的1000千伏输电线路
（3）直流输电、紧凑型输电和灵活交流输电
• 直流输电在远距离输电中具有优越性，我国已有 多条±800kV输电线路。
• 电压愈来愈高、容量和规模愈来愈大的区域性、地区性、 全国性甚至跨国性的电力系统
高压？
（2）特高压（1000kV以上）输电的出现与展望
• 习惯上，1～100kV为高压， 100～1000kV为超高压， 1000kV以上为特高压。
• 20世纪60年代国际上开始特高压输电的研究 • 1985年苏联1228km的1150kV,但至今运行于500kV • 20世纪90年代日本300km的1000kV，但至今运行于
对应于一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线 路电压。但从设备制造角度和电力工业发展，国家 标准规定标准电压等级
➢ 所谓额定电压，就是发电机、变压器和电气设 备等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。
➢ 国家规定了标准电压等级系列，
– 有利于电器制造业的生产标准化和系列化 – 有利于设计的标准化和选型 – 有利于电器的互相连接和更换 – 有利于备件的生产和维修等
➢1-1 电力系统概述 ➢1-2 电力系统的特点和运行要求 ➢1-3 电力系统的接线方式和电压等级 ➢1-4 三相电力系统的中性点运行方式
第一章 电力系统的基本概念
需
1o 电力系统的组成？
掌
2o 电力系统的特点？
握 的
3o 系统电压等级？
问
4o 各设备额定电压？
题
5o 中性点运行方式？
500kV • 目前国际上实际投运的最高电压等级750kV(加、美、
俄、巴西、南非等国） • 我国晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程，
世界上第一条投入商业化运行的1000千伏输电线路
（3）直流输电、紧凑型输电和灵活交流输电
• 直流输电在远距离输电中具有优越性，我国已有 多条±800kV输电线路。
• 电压愈来愈高、容量和规模愈来愈大的区域性、地区性、 全国性甚至跨国性的电力系统
高压？
（2）特高压（1000kV以上）输电的出现与展望
• 习惯上，1～100kV为高压， 100～1000kV为超高压， 1000kV以上为特高压。
• 20世纪60年代国际上开始特高压输电的研究 • 1985年苏联1228km的1150kV,但至今运行于500kV • 20世纪90年代日本300km的1000kV，但至今运行于
对应于一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线 路电压。但从设备制造角度和电力工业发展，国家 标准规定标准电压等级
➢ 所谓额定电压，就是发电机、变压器和电气设 备等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。
➢ 国家规定了标准电压等级系列，
– 有利于电器制造业的生产标准化和系列化 – 有利于设计的标准化和选型 – 有利于电器的互相连接和更换 – 有利于备件的生产和维修等
配电自动化课件--第一章概述
2024/6/28
沈阳工程学院
第39页
第五节 国内外配电系统自动化的发展概况
2024/6/28
沈阳工程学院
第40页
输电
区域电网 …220kV
地方变电所
输电
地方电网 …110kV
降压变电所
中低压配电
配电网的功能：从输电网接受电能，并逐级分配 或就地消费，即将高压电能降低至方便运行又适 合用户需要的各级电压，组成多层次的配电网向 用户供电。
第一节 配电系统及其特点
一、配电系统概念
1. 配电系统：配电区域内的配电线及配电设施的 总称。
1.3.1 配电网自动化的基本功能
④ 规划与设计管理
配电自动化系统对配电网规划所需的地理、经济、负 荷等数据进行集中存储、管理，并提供负荷预测、网络拓 扑分析、短路电流计算等功能，不仅可以加速配电网设计 过程，而且还可使最终得到的设计方案达到经济、高效、 低耗的目的。
⑤ 用电管理
对用户信息及其用电申请、电费缴纳等进行计算机 管理，提高业务处理效率及服务质量。
1.3.1 配电网自动化的基本功能
（8）需方用电管理（DSM）
指电力供需双方通过电力市场实现密切配合，建立一 个良好的生产与消费的关系，达到提高供电可靠性，减少 能源消耗及供需双方的费用支出的目的。
DSM与LM的区别在于DSM要求用户有效参与，而LM方式 下，用户是被动的。
第四节 配电系统自动化的基本功能及实现原则
配电网调度自动化
③故障隔离和断电管理系统
国内外中压配电网广泛采用“手拉手”环网供电方式， 并利用分段开关将线路分段。在线路发生永久性故障后， 配电自动化系统自动定位线路故障点，跳开两端的分段开 关，隔离故障区段，恢复非故障线路的供电，以缩小故障 停电范围，加快故障抢修速度，减少停电时间，提高供电 可靠性。
电力系统自动化--总复习PPT课件
作业：1、同步发电机自动准同期的理想条件。
. 2、发电机自动准同期装置的功能是什么？
3
上海交大继续教育学院
电力系统自动化
总复习
电力系统自动化
第二章：
1、电力系统运行的任务；
2、衡量电能质量的指标；
3、同步发电机单独运行的原理及电压方程；
4、发电机的外特性及其物理意义；图2-2
5、并联运行发电机的电压电流相量图及其分析方法；图2-4
11、强行励磁的概念及作用，实现方式；
12、直流励磁机系统灭磁方法及其原理；
13、交流励磁机逆变灭磁；
14、自动调压系统基本原理；
15、微机调压器的原理及程序框图；图2-49
16、TCR自动调压工作原理；
.17、TSC自动调压实现的方法；
4
上海交大继续教育学院
总复习
第三章：
1、自动励磁调节系统的组成图3-1 2、自动励磁调节器系统动态特性分析方法 3、评价振荡励磁调节系统动态特性的常用时域性能指标图3-2 4 、自动励磁调节系统的传递函数（框图）图3-11 5 、改善自动励磁调节系统稳定性的方法 6 、电力系统稳定性概念和分类 7、同步发电机动态方程的线性化条件、矢量图 8、同步发电机的固有特性及其稳定条件 9、AVR对电力系统稳定的影响 10 、PSS的工作原理 11、暂态稳定过程、及励磁系统对暂态稳定的影响。
电力系统自动化
.
5
上海交大继续教育学院
总复习
第四章：
1. 电力系统调度的主要任务有哪些？ 2. 电力系统实行分级调度、分区调度的意义。 4. 调度自动化的“三遥”是指什么？ 5. 调度中心计算机必须具有的两个功能：SCADA与协调 6. 什么是能量管理系统(EMS)?其主要功能是什么？ 7. 简单分析SCADA系统的软件逻辑构成。 8. 调度中心为何采用双机配置系统？备用机的作用是什么？
电力系统自动化PPT课件
7
三、 电力系统的运行状态与事故
大停电的威胁 2000年后，美国、加拿大、意大利等相 继发生了电网的大停电故障。
8
四、 电力系统自动化技术
电力系统自动化的概念 简单说，就是根据电力系统本身特有的规 律，应用自动控制技术，采用自动控制装置来 自动实现电力生产的安全、可靠运行。 按照电力系统各个组成部分，发、输、配、 用，以及整体性、一体化的特点，可将电力系 统自动化分成以下几个部分：
安西
张掖
Northwest 永登 白银
西宁
拉西瓦
官亭 兰州东
雅江水电
川西水电
川西水电 雅龙江梯级
雅安 150
乐山
金沙江I期 金沙江II期
Yunnan
锡盟煤电I 锡盟煤电II
Northeast
North锡盟
China 蒙西煤电IV
480 480
蒙西煤电III 蒙西
450 北京东 150
唐山 沿海电源
沈阳
正常运行状态 （满足负荷要求，有一定的安全储备）
安全
恢复状态 （重新并列） 恢复对用户供电
系统崩溃 （切机、切负荷
断开线路）储备系统减小或 干扰 Nhomakorabea率增大警戒状态 （预防性控制）
不安全
由于外界干扰 使电压、频率、潮流越限
解列
紧急状态 （紧急控制）
危险
系统解列
系统保持原状
4
电力系统运行状态
三、 电力系统的运行状态与事故
12
2019/12/31
13
四、 电力系统自动化技术
电网监控与调度自动化系统由三个子部分 组成：
调度端 SCADA/EMS系统
信息传输系统
厂、站基础自动化系统
三、 电力系统的运行状态与事故
大停电的威胁 2000年后，美国、加拿大、意大利等相 继发生了电网的大停电故障。
8
四、 电力系统自动化技术
电力系统自动化的概念 简单说，就是根据电力系统本身特有的规 律，应用自动控制技术，采用自动控制装置来 自动实现电力生产的安全、可靠运行。 按照电力系统各个组成部分，发、输、配、 用，以及整体性、一体化的特点，可将电力系 统自动化分成以下几个部分：
安西
张掖
Northwest 永登 白银
西宁
拉西瓦
官亭 兰州东
雅江水电
川西水电
川西水电 雅龙江梯级
雅安 150
乐山
金沙江I期 金沙江II期
Yunnan
锡盟煤电I 锡盟煤电II
Northeast
North锡盟
China 蒙西煤电IV
480 480
蒙西煤电III 蒙西
450 北京东 150
唐山 沿海电源
沈阳
正常运行状态 （满足负荷要求，有一定的安全储备）
安全
恢复状态 （重新并列） 恢复对用户供电
系统崩溃 （切机、切负荷
断开线路）储备系统减小或 干扰 Nhomakorabea率增大警戒状态 （预防性控制）
不安全
由于外界干扰 使电压、频率、潮流越限
解列
紧急状态 （紧急控制）
危险
系统解列
系统保持原状
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电力系统运行状态
三、 电力系统的运行状态与事故
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四、 电力系统自动化技术
电网监控与调度自动化系统由三个子部分 组成：
调度端 SCADA/EMS系统
信息传输系统
厂、站基础自动化系统
电力系统自动化完整课件
电力企业的市场竞争力，满足用户对电能质量和供电可靠性的要求。
电力系统自动化的基本原理
闭环控制原理
通过采集电力系统的实时信息，与设定值进行比较，产生 控制指令对电力系统进行调节，使电力系统的运行状态符 合预期要求。
分层分布式结构原理
将电力系统划分为不同的层次和区域，每个层次和区域都 有相应的自动化装置进行监测和控制，实现分层分布式的 自动化管理。
03
机遇
电力系统自动化的发展也带来了诸多机遇，如提高能源利 用效率、降低运行成本、推动能源转型等。需要积极把握 机遇，推动电力系统自动化的深入发展。
06 电力系统自动化课程总 结与展望
课程重点内容回顾
电力系统自动化的基本概念和原理
包括电力系统的组成、运行方式、控制策略等。
电力系统稳态分析和暂态分析
涉及电力系统的潮流计算、稳定分析、故障处理等。
电力系统自动化装置与系统
包括自动发电控制、自动电压控制、自动频率控制等。
电力系统优化运行与调度
探讨电力系统的经济调度、优化运行等问题。
课程学习成果展示
掌握了电力系统自动化的基本理论和知识，能够理解和 分析电力系统的运行和控制问题。
了解了电力系统自动化装置与系统的原理和应用，能够 参与相关系统的设计和开发工作。
对配电网进行监视、控制和管理的系统，包括数 据采集、处理、显示、报警、控制等功能。
馈线自动化系统（FA）
对配电网馈线进行故障检测、定位、隔离和恢复 的系统，提高供电可靠性和供电质量。
3
配电自动化终端
安装在配电网中的各种终端设备，如馈线终端（ FTU）、配变终端（TTU）等，负责采集数据和 执行控制命令。
新能源并网技术
新能源并网技术是实现新能源接入电力系统的关键。电力系统自动化需要研究和发展先进的并网控制技术，以提高新 能源的利用率和系统的稳定性。
电力系统
1-1 引言
能源是人民生活和经济发展的重要基础， 能源是人民生活和经济发展的重要基础，是战争争夺 的主要资源。 的主要资源。 18世纪 蒸汽机（热能 机械能） 世纪 蒸汽机（热能——机械能）第一次工业革命 机械能 19世纪电能开始利用 世纪电能开始利用——迈入电气化时代。 世纪电能开始利用 迈入电气化时代
电力系统分析 第一章 电力系统的基本概念
4
电力网 锅 炉
10.5kV T1
G ɶ
220kV
T2 10kV 35kV
M
T3
380/220V
汽轮机 发电厂
6kV
M
电力系统 动力系统 动力系统、 ▲图1 -1 动力系统、电力系统和电力网的示意图
电力系统分析 第一章 电力系统的基本概念
5
T1
T2
G ɶ
交流系统 换流站 直流输电线 换流站
电能由于转化容易、输送方便、清洁、高效的优点， 电能由于转化容易、输送方便、清洁、高效的优点，成 转化容易 的优点 为人类生产和生活不可缺少的部分。 为人类生产和生活不可缺少的部分。
电能怎样产生的？电能怎样输送的？ 电能怎样产生的？电能怎样输送的？
电力系统分析
第一章 电力系统的基本概念
1
▲电力系统中的图例
电力系统分析
第一章 电力系统的基本概念
2
电力系统分析
第一章 电力系统的基本ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ念
3
一、电力系统组成
电力系统：生产、输送、 电力系统：生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备 连接在一起而组成的整体。 连接在一起而组成的整体。 发电机、变压器、输配电、 发电机、变压器、输配电、用电设备 动力系统：电力系统和发电厂动力部分的总和。 动力部分的总和 动力系统：电力系统和发电厂动力部分的总和。 汽轮机、锅炉、水轮机、 汽轮机、锅炉、水轮机、大坝 电力网：输送和分配电能， 电力网：输送和分配电能，包括变压器和各种电压等级的 输电线路。 输电线路。 发电厂： 发电厂：生产电能 电力变压器：升高、降低电压;不同电压等级电网相联系 不同电压等级电网相联系。 电力变压器 ： 升高 、 降低电压 不同电压等级电网相联系 。 用户： 用户：消费电能
能源是人民生活和经济发展的重要基础， 能源是人民生活和经济发展的重要基础，是战争争夺 的主要资源。 的主要资源。 18世纪 蒸汽机（热能 机械能） 世纪 蒸汽机（热能——机械能）第一次工业革命 机械能 19世纪电能开始利用 世纪电能开始利用——迈入电气化时代。 世纪电能开始利用 迈入电气化时代
电力系统分析 第一章 电力系统的基本概念
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电力网 锅 炉
10.5kV T1
G ɶ
220kV
T2 10kV 35kV
M
T3
380/220V
汽轮机 发电厂
6kV
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电力系统 动力系统 动力系统、 ▲图1 -1 动力系统、电力系统和电力网的示意图
电力系统分析 第一章 电力系统的基本概念
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T1
T2
G ɶ
交流系统 换流站 直流输电线 换流站
电能由于转化容易、输送方便、清洁、高效的优点， 电能由于转化容易、输送方便、清洁、高效的优点，成 转化容易 的优点 为人类生产和生活不可缺少的部分。 为人类生产和生活不可缺少的部分。
电能怎样产生的？电能怎样输送的？ 电能怎样产生的？电能怎样输送的？
电力系统分析
第一章 电力系统的基本概念
1
▲电力系统中的图例
电力系统分析
第一章 电力系统的基本概念
2
电力系统分析
第一章 电力系统的基本ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ念
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一、电力系统组成
电力系统：生产、输送、 电力系统：生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备 连接在一起而组成的整体。 连接在一起而组成的整体。 发电机、变压器、输配电、 发电机、变压器、输配电、用电设备 动力系统：电力系统和发电厂动力部分的总和。 动力部分的总和 动力系统：电力系统和发电厂动力部分的总和。 汽轮机、锅炉、水轮机、 汽轮机、锅炉、水轮机、大坝 电力网：输送和分配电能， 电力网：输送和分配电能，包括变压器和各种电压等级的 输电线路。 输电线路。 发电厂： 发电厂：生产电能 电力变压器：升高、降低电压;不同电压等级电网相联系 不同电压等级电网相联系。 电力变压器 ： 升高 、 降低电压 不同电压等级电网相联系 。 用户： 用户：消费电能
电力系统自动化 第一章 自动准同期ppt课件
电力系统自动化 第一章 自动准同期 Nhomakorabea 主要内容
重点：自动准同期的条件 难点：准同期条件的分析，准同期装 置的结构 概述 越前时间、数值角差与整步电压 自动准同期装置举例
概述
第一节 概述
一、并列操作(Parallel Operating) 并列运行：在一个电力系统中，如果各发电机 转子都以相同的电角速度运转，或各发电机转 子间的相对电角度不超过允许值的运行方式。 并列操作：发电机投入系统参加并列运行的操 作。
无功冲击电流最大值
I
" ch max
2 .55 U " xd
概述 四、自动准同期装置的功能
1、压差和滑差满足，提前（恒定越前时间） 发合闸命令 2、当滑差、压差不合格时，能自动对待并发 电机均频、均压
概述 五、自同期并列
将一台未加励磁电流的发电机升速到接近于系 统频率，在滑差角频率不超过允许值、且加速 度小于给定值的条件下，首先合上并列断路器， 接着再立刻合上励磁开关，给转子加上励磁电 流，在发电机电势逐渐增大的过程中由系统将 发电机拉入同步运行。
冲击电流最大值
i
" ch max
仅有电压角差的示意图
2 . 55 U 2 . 55 U sin s s " 2 sin " 2 x x q q
有功冲击电流
概述 三、准同期条件的分析
3、压差(amplitude difference) 设
fg fs 0 U g U s
0
Ug Us
概述 三、准同期条件的分析
1、滑差(slip difference)
重点：自动准同期的条件 难点：准同期条件的分析，准同期装 置的结构 概述 越前时间、数值角差与整步电压 自动准同期装置举例
概述
第一节 概述
一、并列操作(Parallel Operating) 并列运行：在一个电力系统中，如果各发电机 转子都以相同的电角速度运转，或各发电机转 子间的相对电角度不超过允许值的运行方式。 并列操作：发电机投入系统参加并列运行的操 作。
无功冲击电流最大值
I
" ch max
2 .55 U " xd
概述 四、自动准同期装置的功能
1、压差和滑差满足，提前（恒定越前时间） 发合闸命令 2、当滑差、压差不合格时，能自动对待并发 电机均频、均压
概述 五、自同期并列
将一台未加励磁电流的发电机升速到接近于系 统频率，在滑差角频率不超过允许值、且加速 度小于给定值的条件下，首先合上并列断路器， 接着再立刻合上励磁开关，给转子加上励磁电 流，在发电机电势逐渐增大的过程中由系统将 发电机拉入同步运行。
冲击电流最大值
i
" ch max
仅有电压角差的示意图
2 . 55 U 2 . 55 U sin s s " 2 sin " 2 x x q q
有功冲击电流
概述 三、准同期条件的分析
3、压差(amplitude difference) 设
fg fs 0 U g U s
0
Ug Us
概述 三、准同期条件的分析
1、滑差(slip difference)
相关主题
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电力系统自动化，天津大
学出版社，2002. ［2］郭培源编著， 电力系统自动控制新技术， 科学出版社，2003. ［3］ 孙莹、王葵编著，电力系统自动化．中 国电力出版社．2004． ［4］李先彬主编．电力系统自动化 ．第三 版．水利电力出版社 1995 ［5 ］孟祥忠主编． 电力系统自动化 ．中国 林业出版社 2006
1.1 电力系统的组成和特点
电力系统运行应满足的基本要求 1、电力系统的特点 （1）结构复杂庞大；
（2）电能不能大量存储； （3）过度（暂态）过程非常迅速，电波传播 速度 3*108 米/秒（与光速一样）； （4）与国民经济各部门关系密切，特别重要。
40
1.1 电力系统的组成和特点
2、电力系统运行的基本要求
3.15 6.3 10.5 13.8,15.75, － － － － － －
电力变压器额定电压 一次绕组 二次绕组 220/127 230/133 380/220 400/230 660/380 690/400
3及3.15
6及6.3 10及10.5 13.8,15.75, 35 63 110 220 330 500 750
41360 42890 118780 109540 91080 128970
40000 20000 0 华北 华东 华中 东北 西北 南方
华北 华东 华中 东北 西北 南方
18
目前我国已经初步形成了以500kV（330kV）和220kV为骨干的 电网结构，初步形成北、中、南三大“西电东送”通道，实现了 区域内省间及跨区域电网互联。 截至2006年底，全国220千伏及以上输电线路回路长度28.15万 公里，220千伏及以上变电设备容量98131万千伏安。
二次能源：由一次能源转换而成 如：电能
24
电能是如何产生的？
大规模电能是由同步发电机产生
同步发电机发电原理？回顾一下电机学知识……..
定子
转子
机械能
电能
25
电能是如何产生的？
推动转子旋转的能源形势的形式多种多样，大家说说…..
蒸汽
火力、核、地热
水力
风力
水力发电
风力、潮汐发电
26
27
福建安砂水电厂宽缝重力坝
成立于2002年12月29日，是经国务院同意进行国家授权投资的机构
和国家控股公司的试点单位。公司名列2008年《财富》全球企业 500强第24位，是全球最大的公用事业企业。
公司是关系国家能源安全和国民经济命脉的国有重要骨干企业，以
建设和运营电网为核心业务，承担着为经济社会发展提供安全、经 济、清洁、可持续的电力供应的基本使命，
5%
26% 0.05% 220千伏 330千伏 500千伏 750千伏
图3
69% 2006年220kV及以上电网等级公里数占总公我国电网装机情况
发电装机容量情况 （万千瓦） 容量 总装机 水电 火电 核电 风电 79253 17152 60132 885 894 同比增长 10.34 % 15.68 % 8.15% —— 111.48 全口径发电量 （亿千瓦时） 发电量 34334 5633 27793 684 128 同比增长
高压
3.15及3.3 6.3及6.6 10.5及11 － 38.5 69 121 242 363 550 825
43
1.2 电力系统的电压等级和规定
1.电力线路和用电设备的额定电压
+5% A B
-5%
UN
UA UB 2
44
1.2 电力系统的电压等级和规定
2.发电机的额定电压
+5%
~
-5%
4
课程引入：
人类为什么选择使用电能？
十八世纪，蒸汽机发明：热能－机械能，
划时代的工业革命
十九世纪，人类开始使用电能，进入电气
化时代
5
人类为什么选择使用电能？
显著优点
洁净 ： 环保 方便 : 输送、分配、使用 节能 : 能耗小，转换效率高
电气化
6
人类为什么选择使用电能
2002年，中国电力消费在终端能源消费中的比
1.2 电力系统的电压等级和规 定
电力系统的额定电压
电力网电压等级的选择
42
电力网和 发电机 分类 用电设备额定电压 额定电压 电力系统的额定电压等级 220/127 230 380/220 400 低压 660/380 690 3 6 10 － 35 63 110 220 330 500 750
火电
355400 115500 35250 109900 62840 29200 62740
水电
75403.5 3280 5740 14870 28240 13310 32980
其他
5063.5 0 370 4200 0 380 13820
17
我国主要各区域电网装机容量对比
140000 120000 100000 80000 60000
地理位置接线图
32
电力系统组成
：
为了保证电力系统安全、优质、经济运行需要靠 发电厂、变电站、配电线路和电能用户来实现。
33
1.1 电力系统的组成和特点
电力网络是连接发电机与用电设备（负荷） 的中间环节，由变压器和输电线路组成，实现 电能的传输与分配的功能。
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。
例为42％，2020年将达到70％左右。
2002年，中国人均电力消费1280千瓦时，相当 于20世纪70年代的世界平均水平，约为目前世 界平均水平时的一半。 2008年，中国人均电力 消费达到2631千瓦时，和世界平均水平差不多。
试想：没有电能你的生活会如何？
7
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，5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。 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。
8
我国电力工业的发展
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，是中 国电网联网的核心。 2006年甘肃官厅，建成第一条750KV交流 输电线路。 2008年12月30日22时，首个1000千伏特高 压交流试验示范工程投入试运行，线路起自 山西晋东南变电站，经河南南阳开关站，止 于湖北荆门变电站，全长640公里。
（1）保证供电可靠性 电能用户按对供电可靠性的要求分为： 一级负荷（保安负荷）：逃生必要的供电系统 二级负荷：绝大多数的工业负荷 三级负荷：一般的负荷，非正常停电不会造成大 的损害 （2）保证电能质量： 频率第一，电压第二，相位第三，功率因数最后 （3）保证运行的经济性：(煤耗,网损率,厂用电率)
41
电力系统及其自动化
任课教师：张翠玲
1
课程基本要求
本课程的教学环节包括： 课堂讲授，课外作业和考试。 本课程的教学基本要求： 通过各个教学环节，重点培养学生分析和解决问题 的能力和自学能力。 考核方式： 论文30%+卷面50%+出勤20%=期末成绩100%
2
教学参考书
［1］商国才编著，
U GN 1.05U N
45
1.2 电力系统的电压等级和规定
3.变压器的额定电压 1)升压变压器：
21
本章提示
特别注意呦
电力系统、动力系统、电力网的基本概念 发电机、变压器额定电压的确定 架空线路的结构，架空线路导线型号的表 示法 电力系统的主要电气设备 电力系统自动化的内容
22
1.1 电力系统的组成和特点
电力系统的组成 电力系统运行应满足的基本要求
23
1.1 电力系统的组成和特点
能源的分类： 一次能源: 自然界存在的能源 如: 煤炭、石油、天然气、水力等
变电站
变电站主要承担电能的电压等级变换以及 能量分配的任务。
变电站主要分为发电厂内升压变电站、一 次变电站（输电变电站）、二次变电站（配 电变电站）、用户变电所等。 屋内、屋外
36
500kV交流变电站全景
37
220kV交流变电站
38
美加2003年“8.14”大停电事故
39
纽约一片漆黑，布什一脸无奈，与911并提
9
电力系统是如何描述的？
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
10
电力需求旺盛、增长快
1987年全国装机容量突破1亿千瓦 1995年3月全国装机容量突破2亿千瓦 2000年4月全国装机容量突破3亿千瓦 2004年5月底全国装机容量突破4亿千瓦 2005年底全国装机容量突破5亿千瓦 2006年10月全国装机容量突破6亿千瓦 2008年全国装机容量突破7亿千瓦 2010年突破9亿千瓦 。
什么是电力网？ 电力系统中输送和分配电能的部分。 什么是动力系统？ 电力系统加上发电厂的动力部分。
30
动力系统
电力系统
电力网
31
电力系统是如何描述的
电压(KV）
1000、750、500、330、220、110、60、35、 10、6、3、 0.38/0.22