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清华大学电力系统分析课件孙宏斌

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

《电力系统分析》课件

《电力系统分析》课件

频率调整的方法与策略
频率调整的方法
电力系统频率的调整可以通过改变发电机的出力、投切负荷、投切发电机组等方法实现。
频率调整的策略
频率调整的策略包括基于频率偏差的调整、基于负荷预测的调整、基于经济性的调整等。 这些策略各有优缺点,应根据电力系统的实际情况选择合适的策略。
频率调整的自动化
为了实现快速、准确的频率调整,需要建立自动化的频率调整系统。该系统可以根据实时 监测到的频率值,自动调整发电机的出力或投切负荷,以维持频率稳定。
电力系统的组成
电源
包括发电厂、小型发电装置等,负责将各种 一次能源转换为电能。
负荷
各种用电设备,消耗电能并转换为其他形式 的能量。
电网由各种电压等级的输电线路和电线路组成 的网络,负责传输和分配电能。
电力系统的运行和管理
通过调度中心等机构对电力系统的运行进行 管理和控制。
电力系统的基本参数
电压
事故状态
发生重大事故导致电力系 统严重受损,无法满足正 常需求。
电力系统的运行状态
01
02
03
正常运行状态
电力系统在正常条件下运 行,满足负荷需求,各项 参数在规定范围内。
异常运行状态
由于某些原因导致电力系 统部分设备异常运行,但 仍能满足基本需求。
事故状态
发生重大事故导致电力系 统严重受损,无法满足正 常需求。
04
电力系统无功功率平衡与 电压调整
04
电力系统无功功率平衡与 电压调整
电力系统无功功率平衡
无功功率平衡的概念
无功功率平衡是电力系统稳定运行的重要条件,它确保了系统中 的无功电源和无功负荷之间的平衡。
无功功率不平衡的影响
无功功率不平衡会导致电压波动、系统稳定性降低、设备过热等问 题,影响电力系统的正常运行。

电力系统ppt课件

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输电是将电能从发电厂传输到负荷中心的过程。
详细描述
输电通常通过高压或超高压线路进行,以减少线路损耗和满足大范围供电的需 求。输电线路的规划和建设需要考虑地理环境、经济成本和环境保护等因素。
变电
总结词
变电是将电压进行变换的过程,以满足不同设备对电压的需求。
详细描述
在电力系统中,变电所是实现电压变换的关键设施。通过变压器等设备,将高压 电转换为低压电或反过来进行变换。变电过程中需要确保电压稳定,以保障电力 设备和用户的安全。
电费回收
及时回收电费,降低电力企业经营风险,保障电力供应的可持续性 。
电力市场与能源政策
市场分析
分析电力市场供需情况、价格走势等因素,为企业决策提供依据。
能源政策
关注国家能源政策动态,了解政策对电力行业的影响,为企业发展 做好准备。
竞争环境
了解竞争对手的动态和市场地位,制定合理的竞争策略,提高企业竞 争力。
机械储能、化学储能、电磁储能等。
电力储能技术的优点
能够解决电力系统的峰谷差问题,提高电力系统的稳定性 和可靠性,同时还可以为可再生能源提供储存和释放能量 的平台。
电力储能技术的应用
在家庭、工业、电力系统等领域都有广泛的应用前景,是 未来电力系统发展的重要方向之一。
THANK YOU
防雷的方法
包括安装避雷针、避雷线、避雷网等避雷装置,以及采用电涌保护器 等设备。
接地与防雷的要求
根据电力系统的电压等级、设备的重要性和所处的环境条件等因素, 选择合适的接地方式和防雷措施。
接地与防雷的维护
定期对接地装置进行检查和维护,确保其完好有效;同时也要定期对 防雷装置进行检查和维护,确保其正常工作。
故障检修

电力系统分析何仰赞PPT课件

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XR% 100
VRN SB 3I RN VB2
第25页/共31页
3. 线路的换算
X *L
X
0
L
SB VB2
4. 百分制
X T ( N )*
Vs % 100
X R %=X R(N)*
例:一台电抗器的参数为 VN 6kV, I N 0.3kA
电抗百分数 X R %=5 , 若取 SB 100MVA , UB 6.3kV
Djj 3 D12D23D31
r ——导线的计算半径;
D12 2
1 D31
第2页/共31页
D23 3
将采取换位技术,使得三相电感一致。
A
C
B
A
C
B
B 位置1
C 位置2
A 位置3
第3页/共31页
2)分裂导线的每相单位长度电抗
d d d
x 0.1445lg D jj 0.0157
req
n
re—q —分裂导线的等值半径;
出来的线电流值。
第10页/共31页
二、双绕组变压器的等值电路
RT+jXT
GT
-jBT
RT+jXT:一、二次绕组漏抗 GT-jBT:励磁回路
第11页/共31页
U1 GT
短路试验
R1
X1
R2
X2
Im
IN
jBT
UN GT
Ia
空载试验
R1
X1
R2
X2
Io
jBT
Ir
第12页/共31页
△Ps短路损耗(kW) Vs%短路电压百分数 △P0空载损耗(kW) I0%空载电流百分数
D ——相间距离。

高等电力系统分析--ppt课件

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重写规范形式如下 :
Y11V1 Y12V2 Y13V3 Y14V4 Y15V5 I1
Y21V1 Y22V2 Y23V3 Y24V4 Y25V5 I2
Y31V1
Y32V2
Y33V3
Y34V4
Y35V5
I3
Y41V1
Y42V2
Y43V3
Y44V4
Y45V5
I4
边界条件
I Sn AYU S AI S
节点电压方程简化为
YU I
nn
Sn
矩阵A反映了网络的拓扑约束, Y反映了网络的支路特性约束,
所以节点导纳矩阵集中了网络 两种约束的全部信息。
2024/7/16
高等电力网络分析
19
若网络参数用阻抗形式表示,则节点网络方程有如下形 式:
Z I U
n sn
n
Zn
.
I 1 Y11V1 Y12V2
.
I 2 Y21V1 Y22V2
.
I i Yi1V1 Yi2V2
.
I n Yn1V1 Yn2V2
Y1iVi
Y1nVn
Y2iVi Y2nVn
YiiVi
YinVn
YniVi YnnVn
节点自导纳Yii =节点i加单位电压,其它节点接地 时,节点i向电网注入的电流。
V4
y1
y3
2
3
4
i1
i3
用节点电压方程描述电力 网络的一个例子
y4
y5
i4
i5
1 V1
i6
y6
y2
V5
i2
5
V4
4
以基尔霍夫电流定律列出节点方程:

电力系统分析(完整版)PPT课件

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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

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PPT

电力系统分析PPT
27
确定由于电晕产生的电导,其步骤如下: 1.确定导线表面的电场强度
U Q Er Dm 2r r ln r 其中: 空气介电常数
2.电晕起始电场强度
0.002996 b Ecr 21 .4m1m2 , 273 t 其中:m1 粗糙系数 m2 气象系数
空气的相对密度
Dm x1 2f 4.6 lg 0.5 r 10 4 r
其中:
x1 导线单位长度的电抗( / k m) r 导线的半径(mm或cm)
r 导线材料的相对导磁系数,对铜、铝, r 1
f 交流电频率(Hz) Dm 几何均距(mm或cm),Dm 3 Dab Dbc Dca
10
变压器的电压等级
升压变压器(例如35/121,10.5/242)


一次侧(低压侧)接电源,相当于用电设备, 一次侧额定电压等于用电设备的额定电压; 直接和发电机相联的变压器一次侧额定电压 等于发电机的额定电压; 二次侧(高压侧)接线路始端,向负荷供电, 相当于发电机,应比线路的额定电压高5%, 加上变压器内耗5%,所以二次侧额定电压 等于用电设备的额定电压110%。

12
四.电力系统中性点的运行方式
特点:供电可靠性低,比较经济;
直接接地 故障时:如发生接地故障,则构成 短路回路,接地相电流很大; 适用范围:110KV以上系统。
特点:供电可靠性高,绝缘费用高; 故障时:如发生接地故障,不必切 不接地 除接地相,但非接地相对 地电压为 相电压 适用范围:60KV以下系统 3


目的:减少电晕损耗或线路电抗。 多股线 其安排的规律为:中心一股芯线,由内到外,第一 层为6股,第二层为12股,第三层为18股,以此类推 扩径导线 人为扩大导线直径,但不增加载流部分截面积。不 同之处在于支撑层仅有6股,起支撑作用。 分裂导线 又称复导线,其将每相导线分成若干根,相互间保 持一定的距离。但会增加线路电容。

《电力系统暂态分析》课件

《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。
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330、500、750:超高压
>750:特高压
➢ 提高输电电压的利弊:减小载流截面和线路
电抗,利于提高线路功率极限和稳定性,增
加绝缘成本
2020/8/1
南京理工大学
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1.2我国的电力系统(3)
电力系统的电压与输电容量和输电距离
线路电压(kv) 输送容量(MV) 输送距离(km)
6
0.1~0.2
4~15
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1.2我国的电力系统(1)
• 4个发展阶段
195x:城市电网 196x:省网 1970~1990:区域电网 1990~:区域电网互联
• 电力系统的规模
2004 400GW
2010 535GW
2020 790GW
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1.2我国的电力系统(2)
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6
教学进度
• 总学时数:56~64
➢ 课堂教学:48~52 ➢ 实践环节:8~12
• 学时分配
➢ 电力系统的基本概念:2~3 ➢ 电网等值:8~10 ➢ 电力系统潮流计算:10~12 ➢ 电力系统运行方式的调整和控制:10 ➢ 电力系统故障分析:10~12 ➢ 电力系统稳定性分析:8~10
• 电磁感应定律 法拉第,1831
• 世界上第一个完整的电力系统 1882,法国
• 三相变压器和三相异步电动机 1891
• 直流电力系统和交流电力系统 爱迪生和西屋
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1.1.2电力系统的组成
• 电力系统 发电厂、输电和配电网络、用户
• 电网、电力系统和动力系统 • 一次设备和二次设备
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目录
• 第一章电力系统的基本概念 • 第二章电网等值 • 第三章电力系统潮流计算 • 第四章电力系统运行方式的调整和控制 • 第五章电力系统故障分析 • 第六章电力系统稳定性分析
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10
第一章 电力系统的基本概念
• 1.1电力系统概述 • 1.2我国的电力系统 • 小结
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.1.5电力系统的接线方式和 中性点接地方式
• 接线方式
➢ 无备用接线 特点:简单、经济、运行方便灵活。 供电可靠性差,电能质量差
➢ 有备用接线 特点:供电可靠,电能质量高 运行操作和继电保护复杂,经济性差
• 中性点接地方式(小接地方式和大接地方式)
➢ 不接地 供电可靠性高,绝缘成本高。 <35kv电网 ➢ 经消弧线圈接地 减小接地电流。采用过补偿方式 ➢ 直接接地 供电可靠性低,绝缘成本低。>110kv电网
10
0.2~2.0
6~20
35
2~10
20~50
110
10~50
50~150
220
100~500
100~300
330
200~800
200~600
500
1000~1500
250~850
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20
1.2我国的电力系统(4)
• 额定电压:发电机、变压器、用电设备等正 常运行时最经济的电压
3
课程简介
• 课程内容 • 教学进度 • 考查方式 • 联系方法
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4
课程内容
• 电力系统的基本概念 • 电网等值 • 电力系统潮流计算 • 电力系统运行方式的调整和控制 • 电力系统故障分析 • 电力系统稳定性分析
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5
课程内容
• 先修课程 ➢电路原理 ➢电磁场 ➢电机学
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1.1 电力系统概述
• 1.1.1电力系统的形成和发展 • 1.1.2电力系统的组成 • 1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求 • 1.1.4电力系统的基本参量和接线图 • 1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地
方式
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1.1.1电力系统的形成和发展
2 安全性 保证系统本身设备的安全。 要求电源容量充足,电网结构合理
3 经济性 %%4 减小对环境的不利影响
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1.1.4电力系统的基本参量、 接线图
• 衡量电力系统规模的基本参量
总装机容量——额定有功功率之和 年发电量 最大负荷 最高电压等级
• 接线图
地理接线图、电气接线图
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1.2我国的电力系统(5)
➢ 发电机的额定电压 UN(1+5%)
➢ 变压器的额定电压为变压器两侧的额定电压, 以变比表示为 k= U1N / U2N
• 在同一电压等级中,电力系统的各个环节 (发电机、变压器、电力线路、用电设备) 的额定电压各不相同。某一级的额定电压是 以用电设备为中心而定的。
➢ 用电设备的额定电压是其他元件的参考电压。 用电设备端压允许在额定电压UN的5%内波动
➢ 输电线路的额定电压为线路的平均电压
[UN(1+5%)+UN(1-5%)]/2=UN
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1.1.3 电力系统的特点和运行 的基本要求
• 电力系统的特点
1 电能与国民经济各部门、国防和日常生活之间的关系都很密切 2 对电能质量的要求比较严格 3 电能不能大量储存 4 电力系统中的暂态过程十分迅速
• 运行的基本要求
1 可靠性 可以满足用户的用电需求:不断电,频率、电压、波形 质量符合要求 负荷按供电可靠性要求分为三类
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考查方式
• 教学部分
➢ 作业:
10%
➢ 考勤:
10%
➢ 闭卷考试: 60%
• 实践部分:20%
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联系方法
• 授课教师:江宁强 • 办公室:基础实验楼338 • 电话:84315147 • Email:jiangningqiang@
• 电压等级(KV)
➢ 发电机 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0
➢ 用电设备
3,6,10,35,110,220,330,500,750(60,154已不再发展)
3 企业内部 6、10配电电压(6用于高压电机负荷)
110、220:高压。110:区域网,中小电力系统主干线
220:大电力系统主干线
电力系统分析
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
课程简介
• 什么是电力系统? • 电力系统工程学科包括哪些内容? • 学习《电力系统分析》课程要能完成什
么工作? 三大计算:潮流 短路 稳定
2020/8/1
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