第三章电力系统及其自动化技术

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第三章电力系统及其自动化技术
•五、电力应用
3. 电力拖动
电力拖动是以电动机作为原动机拖动生产机械运动的一种 拖动方式,又称电气传动或电力传动。
•电源
•功率 •开关
•控 制
•器

•电 连接
•电动 机
•传递 •机构
•工 作
•机

•机械 连接
电力拖动的应用领域极其宽广,从一般的家用电器到工业 机床设备、电动交通工具等,在国防、国民经济和人民生 活的方方面面都有应用,是电能最主要的应用方式之一。
保证电网经济、安全可靠运行,提供合格的电能质量。 调度管理的内容 电力系统分层调度管理:国调、网调、省调、地调、县调。
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•四、电力网 —某电力系统地区调度室
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•四、电力网
6. 电网的安全稳定控制
电力系统安全控制的主要内容包括对电力系统进行安全监视 和安全分析,提出安全控制对策并予以实施。 安全监视:利用数据采集和传输系统获得电力系统实时信息, 供运行人员及时处理。 安全分析:在安全分析的基础上,对预想事故的影响进行估 算。分为静态安全分析和动态安全分析。 安全控制:在电力系统各种运行状态下,为保证系统安全所 进行的各种调节、校正和控制。包括:预防性安全控制、紧急 状态下的安全控制和事故后的恢复控制。
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•六、电力市场简介
2. 电力市场的兴起
我国电力体制改革的三个阶段: 第一阶段:1985年实施集资办电政策—20世纪90年代初期,
解决缺电问题。 第二阶段:20世纪90年代初期—1998年撤销电力工业部前,
提出逐渐实施电力体制改革,方案为: ① 政企分开、厂网分开、输供分离、实施公司化改组; ② 统一开放、竞价上网、建立电力交易市场; ③ 依法管理、竞争有序,建立健全电力市场法规体系和监
我国发展能源的指导方针是:大力(优先)发展水电,继续 发展火电,适当发展核电,积极发展新能源发电,同步发展 电网,促进全国联网。
电力技术属于传统技术的范畴,技术创新和出现重大突破的 机会要比信息科学、生命科学、材料科学等新兴学科少得多。 但是,应该看到,电力技术与其他学科的相互交叉和渗透的 趋势越来越明显。电力研究的一些前沿课题反映了这种趋势。
制定电价的基本原则为:成本为主,合理利润,公平负担, 促进用户合理用电。
我国电力市场两种可能的运行模式: ➢ 统一市场:以个发电厂、供电公司为单位统一在网级电力市
场中竞争,为了适应现状,各省设结算中心和调度中心; ➢ 联合市场:以省为单位参加竞争(分层模式),保留现有的
省级电力市场的所有职能(交易中心、调度中心、报价系 统),省级电力市场的交易仍然由省网交易中心控制;网级 电力市场进行网控发电公司/发电厂、网控负荷和各省网之间 的市场竞争。
电力市场的基本特征:开放性、竞争性、计划性和协调性。 电力市场首先是一种管理机制,同时还是体现这种管理机制
的执行系统。包括贸易场所、计量系统、计算机系统、通信 系统等。 电价是电力市场的杠杆和核心内容。 转运业务是电力市场重要的贸易形式。
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•六、电力市场简介
1. 电力市场的概念
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•四、电力网—电网的安全稳定控制
电力系统故障主要包括单相接地短路、两相接地短路、两相 短路、三相短路、断线等;
故障可能引起的后果: ① 短路故障点强大的短路电流及燃起的电弧,可能损毁设 备; ② 部分区域电能质量下降; ③ 短路电流的热效应和电动力效应会损坏设备或缩短设备 寿命; ④ 电力系统稳定性遭到破坏,产生振荡,甚至引起系统瓦 解。
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•四、电力网
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•四、电力网
2. 电力线路
电缆是将导电芯线用绝缘层及防护层 包裹,敷设于地下、水中、沟槽等处的 电力线路。 特点:
➢ 造价高,故障定位和检修困难; ➢占地面积少,供电可靠; ➢不影响城市环境。
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•四、电力网
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•六、电力市场简介
5. 电力市场下的电力系统
电力市场给电力系统的科学研究、发展建设和运营管理等方 方面面带来机遇和挑战。
主要技术问题: ① 如何灵活控制潮流? ② 最优输送? ③ 电网的安全、稳定运行? ④ 如何实现统一调度?
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•七、电力新技术和发展趋势
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•四、电力网—电网的安全稳定控制
电力系统非正常运行状态主要包括过负荷、过电压、非全相 运行、振荡(非同步运行)、次同步谐振、同步发电机短时 失磁异步运行等。
故障和非正常运行都能引起系统事故(如电压崩溃事故、频 率崩溃事故)。
事故是指系统的全部或部分的正常运行遭受破坏,造成对用 户停止供电、少送电或电能质量下降,甚至造成人身伤亡、 设备损坏等。
为现实。
➢ 灵活交流输电技术的核心就是利用电力电子器件可 以按照控制系统的要求,应用现代换流技术和控制 技术,实现电压、阻抗或相位大幅度灵活控制。
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•七、电力新技术和发展趋势
2 高压直流输电技术
端对端直流输电
➢ 该技术是一项成熟的远距离输电技术,预计端对端直流输电 在未来仍是远距离输电和联网的重要方式。
➢ 多相交流输电已经入工业性试验和试运行阶段。
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•七、电力新技术和发展趋势
灵活交流输电
➢ 灵活交流输电(FACTS)是基于电力电子技术与现 代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压、相位实 施灵活快速调节的输电技术;
➢ 出现背景:
a) 发展互联电网的需要; b) 发展电力市场的需要; c) 电力电子器件的快速发展使灵活交流输电的设想成
电力市场最基本的原则是公平。 为保证电力市场公平竞争的原则,必须做到:
① 电力市场要有公开性(包括成本、定价、计量、计划 等),以便监督;
② 扩大自由选择权力,保证电网的开放; ③ 必须建立有关法律法规、标准、规约,使竞争规范化。
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•六、电力市场简介
4. 电价和电力市场运行模式
➢ 未来交流输电发展的重点将是采用新技术充分利用 线路走廊输送更多的电力。
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•七、电力新技术和发展趋势
多相交流输电
➢ 多相交流输电以多相(相数大于3)交流电形式实现 电能输送;
➢ 特点:相同的线路走廊和占地面积,多相输电可提 高由线路发热条件决定的负荷容量,可设计得更“紧 凑”适合线路路径受限制的地区,可以接入三相交流 输电系统,不需经过多相交流变电所;
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•五、电力应用
1. 照明
照明大致分为 两种:
① 一是由电能转 化成热能,然 后再转化成光 能的光源,如 白炽灯等。
② 另一种是利用
放电而转化成
光能的光源,
如荧光灯、高
•氩原子
压汞灯、霓虹
灯等。
•铝蒸镀面
•(a)
• (b)
•(c)
•( a ) •钼箔
•( b )
•灯丝支架 •钨灯丝
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•四、电力网-变电站
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网-变电站
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网 —学生到变电站实习参观
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•四、电力网 —变压器
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•四、电力网
4. 配电系统的功能和构成
配电系统是电力系统的一部分,由电压等级为110kV及以 下的线路和设备构成,电力系统通过配电网络直接向用户供 电,主要由配电变电站、配电线路等构成。 主要包括:
•(d)
•石英玻璃
•Ar气体+卤素化合物
•( d )
•( c )
•可见光
•红外反射膜 •红外线
•钨灯丝
•(e) •石英玻璃
•( e )
•可见光
•荧光粉
•电子 •水银原子
•启辉器 •镇流器 •~
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•五、电力应用
2. 电加热
电加热是以电能为能源加热物料,并通过电炉、电焊机等 来实现加热的一种方法。
电加热大致分为两种: ① 一是电能在电炉、电热器具上转变成热能后加热物料, 如电炉、电弧炉、感应炉、微波炉、光波炉等。 ② 另一种是利用电能驱动热泵,把热能从温度较高的物 体输送给温度较低的物体,如热泵等。
应用: ➢ 工业领域:冶炼、热处理、焊接等 ➢ 农业领域:温室培育等 ➢ 家庭生活:烹饪、取暖等
电力市场是采用经济、法律等手段,本着公平竞争、自愿互 利的原则,对电力系统中发电、输电、供电、用电等各组成 员协调运行的管理机制和执行系统的总和。
电力市场的基本特征:开放性、竞争性、计划性和协调性。 Baidu Nhomakorabea力市场首先是一种管理机制,同时还是体现这种管理机制
的执行系统。包括贸易场所、计量系统、计算机系统、通信 系统等。 电价是电力市场的杠杆和核心内容。 转运业务是电力市场重要的贸易形式。
2. 电力线路
电力线路分为架空线路和电缆线路。 架空线路主要由导线、避雷线(又称 架空地线)、杆塔、绝缘子串合金具等 部分组成。 导线用来传导电流,输送电能; 避雷线用来将雷电流引入大地,保护 线路免遭直击雷的破坏; 杆塔用来支撑导线和避雷线; 绝缘子用来使导线与导线、导线与杆 塔之间保持绝缘状态; 金具用来固定、悬挂、连接和保护架 空线路各主要元件的金属器件的总称。
3. 变电站的功能和构成
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电 力的流向和调整电压的电力设施,它通过变压器将各级电压 的电网联系起来。 主要设备:
➢ 变换电压的变压器; ➢开闭电路的开关设备; ➢汇集和分配电能的母线; ➢计量和控制用的互感器、仪表、继电保护装置; ➢防御过电压的防雷装置,如:避雷器、避雷针等; ➢通信装置; ➢无功补偿装置。
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•五、电力应用
3. 电力拖动
电力牵引就是其中一个较大的应用领域。如:电气化铁路、 地下铁道及其他电力牵引城市轨道交通、矿山电力机车、 城市公共电车。
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•六、电力市场简介
1. 电力市场的概念
电力市场是采用经济、法律等手段,本着公平竞争、自愿互 利的原则,对电力系统中发电、输电、供电、用电等各组成 员协调运行的管理机制和执行系统的总和。
管体系。 第三阶段:1998年撤销电力工业部—目前,实行“厂网分开、
竞价上网”试点。
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•六、电力市场简介
3. 电力市场的基本原则
基本目标是:打破垄断,引入竞争,提高效率,降低成本, 健全电价机制,优化资源配置,促进电力发展,推进全国联 网,构建政府监管下的政企分开、公平竞争、开放有序、健 康发展的电力市场体系。
• 以下将对若干电力前沿技术的现状和未来发展前景进行简介:
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•七、电力新技术和发展趋势
1 高压交流输电技术
三相高压交流输电技术
➢ 常规的三相交流输电在远距离输电工程中占主导地 位,在未来相当长的时间内仍然是输电和联网的主要 方式;
➢ 前苏联建成了900km的1150kV特高压输电线路并 经过了试运行,后因无电可送等原因而降压为500kV 运行;
继电保护装置就是能迅速反应电力系统中电气元件发生的各 种故障及不正常运行状态,并有选择性地动作于跳闸或发出 信号的一种自动装置。
此外,自动重合闸、备用电源自动投入装置、按频率自动减 负载、自动发电控制装置、自动励磁调节装置、电力系统安 全稳定装置等自动装置都是保证电力系统安全稳定运行的重 要自动化设备。
➢ 1kV以下低压配电; ➢1~35kV中压配电; ➢35~110kV高压配电。
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•四、电力网
5. 电网调度和运行
电能特点: ➢ 电能目前不能大量存储; ➢暂态过程非常迅速,以10-3~10-6s计; ➢意外供电中断,给国民经济造成重大损失; ➢电能质量要求十分严格。
电力系统调度管理是指对电力系统全局安全经济运行和事故 处理的问题进行计划、指挥、控制、协调等工作的总称。 调度管理的任务
第三章电力系统及其自 动化技术
2020/12/7
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网
•30000MW
•20000MW
•10000MW
•40000MW
•30000MW •10000MW
•40000MW
•10000MW
第三章电力系统及其自动化技术
•四、电力网
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•四、电力网
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