第一章+电力系统的基本概念

电力系统稳态分析

正常稳态分析 计算（U、I、P、Q、f） 电力系统稳态 分析 电 力 系 统 分 析 电力系统暂态分 析 稳定性分析 运行调整和优化
故障分析

电力系统稳态分析
课程目的：掌握电力系统稳态运行的基本知识、各元 件特性和数学模型、分析及计算方法、运 行调节和优化。
电力系统的基本概念 正常稳态分析 各元件的特性和模型 潮流计算 调频 运行调节和优化 调压 经济运行
主要内容：

第一章
电力系统的组成
电力系统的基本概念
电力系统的发展概况
电力系统运行的基本要求
电力系统的结线方式和电压等级
电力系统中性点的运行方式

1-1 电力系统的组成

单相图（表示三相电路）
电力系统：由发电厂、变电所、输电线路、配电系统和负荷等组成 的电能生产、传输、分配和消费的系统。 电力网 ：由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组 成的联系发电与用电的统一整体。 动力系统：电力系统和动力部分的总和。

1-1 电力系统的组成
输电网：用于电能的远距离传输 220kV及以上
配电网：用于向用户配送电能 35kV-110kV——高压配电网 10kV——中压配电网 380V——低压配电网

1-1 电力系统的组成
总装机容量：系统中实际安装的发电机组额定有功功率总和 年发电量：系统中所有发电机组全年实际发出电能总和 最大负荷：规定时间（一天、一月、一年内）系统总有功负荷最大 值 额定频率：国内额定频率为50Hz，国外有60Hz或25Hz 最高电压等级：系统最高电压等级线路的额定电压 地理结线图：显示元件地理位置以及连接路径 电气结线图：显示元件之间的电气连接，不反映地理位置

1-2 电力系统的发展概况
1.电力系统的发展简史
直流→三相交流→交直流并存

1-2 电力系统的发展概况
（1）直流电力系统
1882年，由爱迪生建成世界上第一条完整的直流电力系统，装机 容量670kW，半径1.5km，59盏白炽灯，110V地下电缆。
缺点：无法通过变压器抬高或降低电压，无法满足大容量远距离 输电的要求。

1-2 电力系统的发展概况
（2）三相交流电力系统
1891 年 在制 成三相变压器的 基础上 ， 德 国 建立第 一 个 三相 交流 输电系统。发电机电压为 95V ，输电线路电压 25kV ，输电距离 178km，用电电压12V。

1-2 电力系统的发展概况
特高压输电
习惯上，1～220kV为高压， 330～1000kV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年苏联建成1228km的1150kV。 2009年中国第一条特高压输电线路晋东南—南阳—荆门 1000千伏特高压交流输电线路投运行，全长640公里。

1-2 电力系统的发展概况
（2）三相交流电力系统
优点：交流系统电压变换容易； 交流发电机和电动机简单便宜。 存在问题：同步发电机并列运行的稳定性； 不同频率系统之间的联网。

1-2 电力系统的发展概况
（3）交直流并存的现代电力系统 1972年， 加拿大 伊尔河晶闸管工程标志着进入晶 闸管换流的高压直流输电时代。

直流输电的优点：
每根同样截面的导线，能输送更大的功率，并且有功损耗小。费
用相同时，传输功率约为交流输电的1.5倍
每根导线都可以作为一个独立回路运行，并且可以采用大地或海 水作回路。
一极发生故障时，仍能半负载运行
不存在磁滞损耗和涡流损耗，没有集肤效应。
线损小，节约能量
不存在稳定问题。
不需要同步运行，输送功率不受电力网稳定性的约束

直流输电的缺点：
换流器投资昂贵，且需要消耗较多的无功功率。
换流器是一个谐波源会产生电力污染，而且几乎没有过载能力。
直流断路器技术的限制。

1-2 电力系统的发展概况
2. 中国电力工业的现状与展望
截止2013年，全国发电总装机容量12.47亿千瓦，同比增长9.3%。 火电装机8.6亿千瓦，同比增长5.7%，占全国总装机的69.0%，比上年 降低2.6个百分点； 水电装机2.8 亿千瓦，同比增长12.3%，占全国总装机的22.5% ，比上 年提高0.7个百分点； 核电装机1461万千瓦，同比增长16.2%，占全国总装机的1.2% ，比上 年提高0.1个百分点； 并 网 风 电 装 机 为 7548 亿 千 瓦 ， 同 比 增 长 24.5% ， 占 全 国 总 装 机 的 6.1%，比上年提高0.6个百分点； 并 网 太 阳 能装机为 1479 亿 千 瓦 ， 同 比增 长 3.4 倍 ， 占 全国总装机的 1.2% 。

Ø中国电力网

福建电网装机情况
“十二五”以来，火电、 LNG、新能源装机容量快速增 长，核电于2013年并网，水 电装机趋于饱和。 3412 3035 2803 2397
4193 3648 3885
单位：万千瓦
火电 水电 风能 LNG 核能

福建电源结构
目前全省总装机 3 个LNG电厂总装机 水电装机 1274万千瓦 风电都是陆上风电， 4193.1 万千瓦，其中 385.8 万千瓦，分布 （含半岭抽蓄），主 也全部分布在沿海， 火电装机 2226.5 万千 在沿海，其中 2个在 要分布在西北部，且 共有 20座，总装机 瓦，大型火电主要分 厦门、泉州负荷中 大部分为径流或日调 146.1 万千瓦；其它 布在沿海，北部偏 心； 节性能； 新能源 20.4万千瓦。 多；