电力系统分析PPT课件
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电力系统分析 第七章(三相短路)ppt课件
S XX 1 *
2 * x d ''* N
B 0 .1 2 5 1 0 0 0 .8 3 1 5
S G N
X 3 * X 1 0 R 0 % U 3 I N N U S B 2 B 1 0 4 03 6 0 .4 6 1 . 0 3 0 2 0 .8 7 2
U S
k 2 %B7 .5 1 0 0 1
B 2x5
B 2
4
3
第三节 恒定电势源电路的三相短路
• 恒定电势源（又称无限大功率电源），是指端电压幅值 和频率都保持恒定的电源，其内阻抗为零。
一、三相短路的暂态过程
图1-2 简单三相电路短路
•短路前电路处于稳态：
eEmsin(t ) i Im0 sin(t )
Im0
Em
(RR)22(LL)2
②恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架 空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。
③人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设 备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。
④挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。
三、短路的危害
(1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可 能使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应， 导体间还将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至 损坏。
B
4
T 1 N
%
%
US US T 2 x 4 * j1 0 k 2 0
B T 3 x 6 * j1 0 k 3 0
B
S S T 2 N
T 3 N
3、输电线
2
UU S S x 3 *j x 3 3
4
B 2x 3
B 2
UUU U 2 3 4
清华大学电力系统分析课件孙宏斌
生产率
节能：能耗小，能量转换效率高
3
二、什么是电力系统？（I）
系统定义：由相互作用、依赖的若干部 分组成的具有特定功能的有机整体，它 又从属于一个更大的系统（《系统 论》）
4
3/7/2023
什么是电力系统？（II）
3/7/2023
电力系统：完成电能生产、输送、分配、消 费的统一整体。通常由发电机、变压器、电 力线路和负荷等电力设备组成的三相交流系 统。
北仑 火电厂
上海 外高桥 火电厂
香港 青山 火电厂
台中 火电厂
3/7/2023
国外典型火电厂
日本 横滨 火电厂
3/7/2023
德国 火电厂1
德国 火电厂2
汽轮机-发电机
汽轮机 发电机 外观1
汽轮机 发电机 外观2
汽轮机 发电机 外观3
3/7/2023
600MW 汽轮机 安装
600MW 发电机 穿转子
·开式
·闭式
5
3/7/2023
地理接线图
发电厂 变电站
6
3/7/2023
开式接线（从一个方向得电能）
放射式
干线式
链式
无备用
(a)
(b)
(c)
(d)
3/7/2023
(e)
一般配电网运行时
有备用
(f)
7
闭式接线（多个方向获得电能）
环式（单电源）
闭式（多电源）
两端供电式
输电网运行时
8
3/7/2023
• 考虑绝缘，发电机电压10-30kV，变压器升 压到110-750kV；
• 高压线远距离输电，变压器降压给负荷； • 大负荷6-110kV，民用负荷110/220V单相
节能：能耗小，能量转换效率高
3
二、什么是电力系统？（I）
系统定义：由相互作用、依赖的若干部 分组成的具有特定功能的有机整体，它 又从属于一个更大的系统（《系统 论》）
4
3/7/2023
什么是电力系统？（II）
3/7/2023
电力系统：完成电能生产、输送、分配、消 费的统一整体。通常由发电机、变压器、电 力线路和负荷等电力设备组成的三相交流系 统。
北仑 火电厂
上海 外高桥 火电厂
香港 青山 火电厂
台中 火电厂
3/7/2023
国外典型火电厂
日本 横滨 火电厂
3/7/2023
德国 火电厂1
德国 火电厂2
汽轮机-发电机
汽轮机 发电机 外观1
汽轮机 发电机 外观2
汽轮机 发电机 外观3
3/7/2023
600MW 汽轮机 安装
600MW 发电机 穿转子
·开式
·闭式
5
3/7/2023
地理接线图
发电厂 变电站
6
3/7/2023
开式接线（从一个方向得电能）
放射式
干线式
链式
无备用
(a)
(b)
(c)
(d)
3/7/2023
(e)
一般配电网运行时
有备用
(f)
7
闭式接线（多个方向获得电能）
环式（单电源）
闭式（多电源）
两端供电式
输电网运行时
8
3/7/2023
• 考虑绝缘，发电机电压10-30kV，变压器升 压到110-750kV；
• 高压线远距离输电，变压器降压给负荷； • 大负荷6-110kV，民用负荷110/220V单相
电力系统分析(完整版)PPT课件
输电线路优化运行
总结词
输电线路是电力系统的重要组成部分，其优化运行对于提高电力系统的可靠性和经济性具有重要意义 。
详细描述
输电线路优化运行主要涉及对线路的路径选择、载荷分配、无功补偿等方面的优化，通过合理的规划 和管理，降低线路损耗，提高线路的输送效率和稳定性，确保电力系统的安全可靠运行。
分布式电源接入与控制
分布参数线路模型考虑线路的电感和 电容在空间上的分布，用于精确分析 长距离输电线路。
行波线路模型
行波线路模型用于描述行波在输电线 路中的传播特性，常用于雷电波分析 和继电保护。
负荷模型
负荷模型概述
静态负荷模型
负荷是电力系统中的重要组成部分，其模 型用于描述负荷的电气特性和运行特性。
静态负荷模型不考虑负荷随时间变化的情 况，只考虑负荷的恒定阻抗和电流。
电力系统分析(完整版)ppt 课件
• 电力系统概述 • 电力系统元件模型 • 电力系统稳态分析 • 电力系统暂态分析 • 电力系统优化与控制 • 电力系统保护与安全自动装置
01
电力系统概述
电力系统的定义与组成
总结词
电力系统的定义、组成和功能
详细描述
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的，其功能是将一次能源转 换为电能，并通过输配电网络向用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
无功功率平衡的分析通常需要考虑系统的无功损耗、无功补偿装置的容 量和响应速度等因素。
有功功率平衡
有功功率平衡是电力系统稳态分析的 核心内容，用于确保系统中的有功电 源和有功负荷之间的平衡。
有功功率平衡的分析通常需要考虑系 统的有功损耗、有功电源的出力和负 荷的特性等因素。
有功功率不平衡会导致系统频率波动， 影响电力系统的稳定运行。因此，需 要合理配置有功电源和调节装置，以 维持系统的有功平衡。
2024全新电力系统ppt课件
储能装置
根据微电网规模及运行需求，选择适当的储 能技术，如电池储能、飞轮储能等。
负荷监控与保护装置
采用先进的负荷监控技术和保护装置，确保 微电网安全稳定运行。
政策支持与市场前景分析
政策支持
国家出台一系列政策鼓励微电网建设和发展，包括补贴、 税收优惠等。
市场前景
随着可再生能源的快速发展和电力体制改革的深入推进， 微电网市场将迎来广阔的发展空间。特别是在偏远地区、 海岛等场景，微电网具有巨大的应用潜力。
提高供电可靠性
当大电网出现故障时，分布式发电系统可以继续供电，提 高供电可靠性。
降低能源损耗
分布式发电靠近用户侧，能够减少长距离输电带来的能源 损耗。
促进可再生能源利用
分布式发电可以充分利用可再生能源，减少对化石能源的 依赖。
智能电网概念及关键技术
智能电网概念
传感测量技术
通讯技术
信息技术
控制技术
以物理电网为基础，将 现代先进的传感测量技 术、通讯技术、信息技 术、计算机技术和控制 技术与物理电网高度集 成而形成的新型电网。
其他可再生能源
水能、生物质能、地热能等，各具特 色和应用前景。
风能发电技术
通过风力驱动风轮机转动，进而带动 发电机发电，风能是一种永不枯竭的 绿色能源。
分布式发电技术及其优势
分布式发电技术
指在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组，以满 足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同 时满足这两个方面的要求。
实现对电网的准确感知 ，为智能电网提供数据 支持。
实现电网各环节之间的 实时、双向、互动通信 ，保证智能电网的高效 运行。
对海量数据进行处理和 分析，提取有价值的信 息，为智能电网的决策 提供支持。
电力系统分析基础课程PPT(25张)
第三章：电力系统的潮流计算
17
6（3-2-17）：图示110kV网络，线路1和2的阻抗为Z1 ＝10+j40Ω，Z2＝24+j12Ω，欲使潮流按最小有功功 率损耗的经济分配，线路中接入附加串连加压器，
试计算此附加串联变压器的容量及所需要的附加电 势的大小。
掌握：自然功率分布；
经济功率分布；
1
循环功率；
循环功率与电势的关系。
2 P=10000kW cosφ=1.0
第三章：电力系统的潮流计算
18
7（3-2-18）：由发电厂A供电的220kV环形网络，线
路参数负荷的兆伏安数和自然功率分布如图所示，试
计算（1）该环网的经济功率分布 （2）实现经济功率分布后，每年节约的电能（计算 电能损耗时取其平均的小时，cosφ=0.9，可查得
L1
K1
L2
补充习题
第三章简单电力系统的潮流计算
8
1:UN＝110kV，Ud＝118kV，求潮流分布。
d
c
b
a
R1=6.8Ω
R2=6.3Ω
R3=13.8Ω
X1=16.36 Ω
X2=12.48 Ω
X3=13.2 Ω
B1=1.13*10-4S B2=0.82*10-4S
B3=0.77*10-4S
Sc=20.3+j15.8MVA Sb=8.6+j7.5MVA Sa=12.2+j8.8MVA
电气工程学院
School of Electrical Engineering
2005年9月29日
电力系统分析基础习题课
North China Electric Power University
现代电力系统分析 ppt课件
成为能源流、信息流、货币流的统一。
新能源 新客户 新要求 新技术
1.1 电力发展的阶段
4.智能电网
❖ 新能源
不可再生能源短缺的压力 温室气体排放和气候变暖
的压力 风力发电、太阳能发电、
生物质能发电以及冷热电 联产等小燃气轮机组发电 由即插即忘转变为即插即 用。
1.1 电力发展的阶段
4.智能电网
❖ 新客户
❖ 次输电网（Sub-transmission Power System） 则是将电力从输电变电站输送到配电变电站，通 常较大的工业负荷用户也直接由次输电系统直接 供电。
❖ 配电网则是电力送往用户的最后一级，将电力分 配到每一个用户，因此称为配电网（Distributed Power System）。
主要内容
❖ 1.绪论 ❖ 2.电力网模型 ❖ 3.潮流计算 ❖ 4.频率和电压控制 ❖ 5.三相对称故障分析 ❖ 6.柔性输电技术
1.1 电力发展的阶段
❖ 1.早期直流输电阶段 ❖ 2.交流输电阶段 ❖ 3.现代输电系统—超/特高压混合输电 ❖ 4.智能电网
1.1 电力发展的阶段
4.智能电网
❖ 高度集成的智能化、网络化的自动化系统。 ❖ 1976年英国的电力市场化运营使得电力网
C ln1/(D A)C ln1/(D BC ) ln1/(R)iC
其中 RRer/4 ，对于非铁磁性材料的导体，r 1 因此 R Re1/40.77R 88
分裂导线的电感
❖ 交链三相的磁链分别为（交链每一相的磁链 是分裂导线的平均）：
❖ 经济
电力系统经济运行的任务将由电力市场来进行资源的合 理配置。
❖ 高质量
电能质量是对供电可靠性以及电压、频率、波形和幅值 的要求，包括谐波含量、电压骤降、三相平衡度、电压 闪变等方面。
新能源 新客户 新要求 新技术
1.1 电力发展的阶段
4.智能电网
❖ 新能源
不可再生能源短缺的压力 温室气体排放和气候变暖
的压力 风力发电、太阳能发电、
生物质能发电以及冷热电 联产等小燃气轮机组发电 由即插即忘转变为即插即 用。
1.1 电力发展的阶段
4.智能电网
❖ 新客户
❖ 次输电网（Sub-transmission Power System） 则是将电力从输电变电站输送到配电变电站，通 常较大的工业负荷用户也直接由次输电系统直接 供电。
❖ 配电网则是电力送往用户的最后一级，将电力分 配到每一个用户，因此称为配电网（Distributed Power System）。
主要内容
❖ 1.绪论 ❖ 2.电力网模型 ❖ 3.潮流计算 ❖ 4.频率和电压控制 ❖ 5.三相对称故障分析 ❖ 6.柔性输电技术
1.1 电力发展的阶段
❖ 1.早期直流输电阶段 ❖ 2.交流输电阶段 ❖ 3.现代输电系统—超/特高压混合输电 ❖ 4.智能电网
1.1 电力发展的阶段
4.智能电网
❖ 高度集成的智能化、网络化的自动化系统。 ❖ 1976年英国的电力市场化运营使得电力网
C ln1/(D A)C ln1/(D BC ) ln1/(R)iC
其中 RRer/4 ，对于非铁磁性材料的导体，r 1 因此 R Re1/40.77R 88
分裂导线的电感
❖ 交链三相的磁链分别为（交链每一相的磁链 是分裂导线的平均）：
❖ 经济
电力系统经济运行的任务将由电力市场来进行资源的合 理配置。
❖ 高质量
电能质量是对供电可靠性以及电压、频率、波形和幅值 的要求，包括谐波含量、电压骤降、三相平衡度、电压 闪变等方面。
《电力系统暂态分析》课件
01
时域仿真法
通过建立系统的数学模型，在时 域内对系统的暂态过程进行仿真 和分析。
频域分析法
02
03
状态估计法
将系统的稳态和暂态过程分离， 在频域内对系统的暂态过程进行 分析。
利用实时测量数据，对系统的状 态进行估计，从而分析系统的暂 态过程。
04
电力系统稳定器的作用与 原理
电力系统稳定器的作用
电力系统稳定性
静态稳定
系统在正常运行状态下受到微小扰动后能自动恢复到原始 运行状态的能力。
动态稳定
系统在受到大扰动后，能维持或恢复到原来运行状态的能 力。
暂态稳定
系统在受到大扰动后各机组的运行状态（如转速、电压、 频率等）能按一定的规律变化，最终达到新的稳定运行状 态或恢复到原来的稳定运行状态。
电压稳定
保护控制策略制定
通过暂态分析，可以制定合理的保护控制策略，提高系统的安全性和稳定性。
暂态分析在系统设计中的应用
系统架构设计
在系统设计阶段，暂态分析可以帮助确定系统的架构，包括电压 等级、设备布局、接线方式等。
设备参数优化
通过暂态分析，可以对系统中设备的参数进行优化，提高设备的 性能和效率。
系统安全防护设计
系统在正常运行状态下受到微小扰动后，系统电压能维持 或恢复到正常水平的能力。
02
电力系统暂态分析基本概 念
暂态过程与稳态过程
暂态过程
电力系统受到大扰动后，从一个稳定状态过渡到另一 个稳定状态的过程。
稳态过程
电力系统在正常运行情况下，各电气量保持相对稳定 的状态。
两者区别
暂态过程持续时间短、变化快，而稳态过程持续时间 长、变化缓慢。
行，优化功率传输，提高整个互联电网的运行效率。
相关主题
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.
24
1-3 电力系统的额定电压和额定频率
➢ 各种用电设备有个指定的电压和频率，这个指 定的电压和频率称为用电设备的额定电压和频 率。
➢ 我国电力系统的额定频率规定为50 HZ。 ➢ 标准额定电压分三类：100V以下，500V以下，
全年耗电量
8760
A Pdt
0
最大负荷利用小时数 Tmax
.
Tmax
A Pmax
1 Pmax
8760
Pdt
0
14
各类用户的年最大负荷利用小时数
负荷类型
Tmax/h
户内照明及生活用电
2000－ 3000
一班制企业用电
1500－ 2200
二班制企业用电
3000－ 4500三班制企业用电源自6000－ 70007
二、负荷曲线：
就是以曲线描述某一时间段内符合随 时间变化的规律。
按负荷可分为有功功率和无功功率负 荷曲线（功率因数变化）；
按时间可分为日负荷曲线和年负荷曲 线。
.
8
1. 日负荷曲线
梯形，便 于计算
最大负荷Pmax 最小负荷Pmin
.
9
一天的总耗电量
24
Ad Pdt
0
日平均负荷
Pav
Ad 24
.
16
负荷预测
电力系统负荷预测包括最大负荷功率、 负荷电量及负荷曲线的预测。
负荷预测根据目的的不同可以分为超短 期、短期、中期和长期。
.
17
超短期负荷预测
超短期负荷预测是指未来1h以内的负 荷预测，在安全监视状态下，需要5～ 10s或1～5min的预测值，预防性控制 和紧急状态处理需要10min至1h的预测 值。
.
2
1-1 电力系统及其发展
电力系统: 把生产、输送、分配和消费电能的各种用
电设备连接在一起而组成的整体称为电力系 统。一般包括有发电厂，电力网。
发电厂：火电、水电、核电、潮汐、风力 等。
电力网：输电网、配电网、变电所。
内装机容量连年递增，比例由高至低为： 水、火、核电。
.
3
.
4
国内电网特点
大规模、超高压、远距离、交直流互 联、西电东送、南北互供。
➢ 现代负荷预测方法 ：灰色数学理论 ；专 家系统方法 ；神经网络理论 ；模糊负荷 预测 。
.
23
负荷预测的意义
负荷预测是电力系统调度、实时控制、运行计 划和发展规划的前提，是一个电网调度部门和规 划部门所必须具有的基本信息。提高负荷预测技 术水平，有利于计划用电管理，有利于合理安排 电网运行方式和机组检修计划，有利于节煤、节 油和降低发电成本，有利于制定合理的电源建设 规划，有利于提高电力系统的经济效益和社会效 益。因此，负荷预测已成为实现电力系统管理现 代化的重要内容。
.
19
中期负荷预测
中期负荷预测是指月至年的负荷预测， 主要是确定机组运行方式和设备大修计 划等。
.
20
长期负荷预测
长期负荷预测是指未来3～5年甚至更长 时间段内的负荷预测，主要是电网规划部 门根据国民经济的发展和对电力负荷的需 求，所作的电网改造和扩建工作的远景规 划。对中、长期负荷预测，要特别研究国 民经济发展、国家政策等的影响。
1
24
Pdt
24 0
负荷率km
km
Pav Pmax
最小负荷系数
Pmin
Pmax
.
10
典型行业有功日负荷曲线分析
（a）钢铁工业负荷；
(b) 食品工业负荷；
(c) 农村加工负荷；
(.d) 市政生活负荷
11
日负荷曲线的作用
安排日发电计划和确定系统运行方式 的重要依据。
也可应用在某些控制系统中，如AVC 系统。
特高压的启动：交流1000kV; 直流： 800kV。
高压输电的原因？
.
5
1-2 电力系统的负荷和负荷曲线
一、电力系统的负荷： 系统中所有用电设备消耗功率的总和。 工业负荷、农业负荷、商业负荷、生活负荷、
铁路部门等。 动态特性。
.
6
几个工业部门用电设备比重的统计（%）
用电设 备
异步电动 机
同步电动 机
电力系统分析理论
电气信息学院 李华强
.
1
主要内容
第一章 电力系统概述 第二章 电力系统元件模型既参数计算 第三章 电力网的电压和功率分布 第四章 电力系统有功功率和频率调整 第五章 电力系统无功功率和电压调整 第六章 电力系统三相短路的分析计算 第七章 电力系统简单不对称故障的分析计算 第八章 电力系统运行稳定性概论
综合性 中小工
业
79.1
3.2
纺织工 业
化学工业 （化肥厂、焦
化厂）
99.8
56.0
44.0
化学工 业
（电化 厂）
13.0
大型机 械
加工工 业
钢铁工 业
82.5 20.0
1.3 10.0
电热装 置
17.7
0.2
15.0 70.0
整流装 置
合计
100.0
100.0
100.0
.
87.0
1.2
100.0 100.0 100.0
.
18
短期负荷预测
短期负荷预测是指日负荷预测和周负荷预测， 分别用于安排日调度计划和周调度计划，包括 确定机组起停、水火电协调、联络线交换功率、 负荷经济分配、水库调度和设备检修等，对短 期预测，需充分研究电网负荷变化规律，分析 负荷变化相关因子，特别是天气因素、日类型 等和短期负荷变化的关系 。
道用在户设的计性电质网，时农就，可用灌以户选用的择负电适荷当曲的线T往m往ax值是1，未010从知50而0－的0近。似但地如估果算知
出用户的全年耗电量，即A=P. maxTmax。
15
电力负荷的特点
电力负荷的特点是经常变化的，不但按小时 变、按日变，而且按周变，按年变，同时负荷 又是以天为单位不断起伏的，具有较大的周期 性，负荷变化是连续的过程，一般不会出现大 的跃变，但电力负荷对季节、温度、天气等是 敏感的，不同的季节，不同地区的气候，以及 温度的变化都会对负荷造成明显的影响。
.
21
负荷预测的思路
负荷预测工作的关键在于收集大量的 历史数据，建立科学有效的预测模型， 采用有效的算法，以历史数据为基础， 进行大量试验性研究，总结经验，不断 修正模型和算法，以真正反映负荷变化 规律。
.
22
电力负荷预测方法
➢ 经典预测方法 ：指数平滑法 ；趋势外推 法 ；时间序列法 ；回归分析法 ；
.
12
2、年最大负荷曲线
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。
.
13
3. 年持续负荷曲线
按一年中系统负荷的数值 大小及其持续小时数顺序排 列绘制而成，在安排发电计 划和进行可靠性估算时，常 用到这种曲线。