电力系统分析绪论

绪论
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1.1 电力系统及其发展
1. 电力系统的组成 2. 世界电力工业的发展 3. 我国电力工业的发展 4. 我国电力工业概况 （补充）
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1.1 电力系统及其发展—电力系统组成
“最小系统”
锅
炉
G
汽轮机 发电机
升压变
发电厂（火电为例）
输电线路
降压变
输、配电网络
M
电动机
用户
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1.1 电力系统及其发展—河南电网
包括：郑州、洛阳 等18个市级供电公 司，河南电科院、 经研院，郑州电力 高专(代管)等单位。
西北
华北
河南电网
• 2012年河南售电量2747.75亿千瓦时。 • 2012年苏州售电量1027.6亿千瓦时。
四川 电网
重庆 电网
湖北电网
华东
1.1 电力系统及其发展—我国电力工业的现状
我国电网已基本形成500kV和330kV骨干网架， 1000kV特高压交流电网和±800kV特高压直流网 架正在规划中
我国电网进入了远距离、超（特）高压、跨大地 区输电、大机组、高度自动化的阶段
目前，我国已经形成东北、华北、西北、华中、 华东和南方六个跨省电网以及新疆、海南和西藏、 台湾四个独立省网，全国电网互联互通基本实现
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1.1 电力系统及其发展—我国电力工业的发展
第三阶段：1949年-至今
1996年，总装机容量236GW，发电量1079TWh，跃居世界第二位 2014年，总装机容量1360GW，发电量5523TWh，稳居世界第一位
输电线路建设方面
1982年，第一条500kV平顶山-武昌超高压输变电线路投产，595km
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华东电网
华东区域电网包括：上海、 江苏、浙江、安徽、福建 省电网。
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西北电网
包括：陕西省、 甘肃省、青海省、 宁夏回族自治区、 新疆维吾尔自治 区、西藏自治区 电网。
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华中电网
华中电网位于中国中西部 地区，供电范围包括湖北、 河南、湖南、江西、四川 省和重庆市，土地面积 129.8万平方公里，人口 3.89亿,华中电网是中国目 前供电人口最多的区域电 网
江西 电网
广东
湖南电网
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1.1 电力系统及其发展—高校及相关科研院所
电气工程领域国家重点实验室
清华大学（电力系统及大型发电设备安全控制仿真国家重点实验室） 西安交通大学（电力设备电气绝缘国家重点实验室） 重庆大学（输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室） 华北电力大学（新能源电力系统国家重点实验室） 华中科技大学（强电磁工程与新技术国家重点实验室）
电气工程国家一级重点学科
清华大学、西安交通大学、华中科技大学、浙江大学、重庆大学
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1.1 电力系统及其发展—高校及相关科研院所
电气工程国家二级重点学科
电机：哈尔滨工业大学、河北工业大学、沈阳工业大学（院士1人） 电力系统：华北电力大学、天津大学、西南交通大学、海军工程大学 高电压：哈尔滨理工大学（院士1人、电机与控制学报-EI） 电力电子：合肥工大、中国矿大、南航（培育）、西南交通（培育） 电工理论与新技术：湖南大学（培育） 其它：上海交通大学、武汉大学、东南大学、山东大学、华南理工大
2002年，原国家电力公司进行了“厂网分离” 在发电环节，形成五大发电集团
在输配电环节，形成两大电网公司
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1.1 电力系统及其发展—我国电力工业概况（补充）
三大核电集团
2015年5月，中国电力投资集团和国家核电合并重 组，成立国家电力投资集团
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1989年，第一条±500kV葛洲坝-上海超高压直流输电建成，1080km
2009年，第一条1000kV晋东南-南阳-荆门特高压建路建成，640km
2010年，云广±800kV和向上±800kV特高压直流输电线路投运， 1373和1900km，额定容量5000MW
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4268.381 2479.441 4094.191 951.159 699.041 628.083 613.164 570.646 397.594 403.032
绪论
水电/% 6.38 15.9 7.15 18.15 14.31 3.19 57.88 9.06 1.25 83.73
其中 火电/%
74.63 81.97 65.00 66.14 83.21 70.22 27.47 11.81 78.22 13.82
第三阶段：1891年实现三相交流输电
在制成三相变压器和三相异步电动机的基础上 伊尔福德→伦敦（1000kW、10kV、12km）
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1.1 电力系统及其发展—世界电力工业发展
第四阶段：1954年高压直流输电再受重视
同步发电机并联运行稳定问题和交流输电感抗固有属性问题
1.25
78.22
20.53
10
巴西
403.032
83.73 13.82
2.45
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1.1 电力系统及其发展—2007年前10位国家的发电量
序号 国家
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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美国 中国 日本 俄罗斯 印度 德国 加拿大 法国 英国 巴西
发电量/（TWh）
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1.1 电力系统及其发展—电力系统组成
“最小系统”
锅
炉
G
汽轮机 发电机
升压变
发电厂（火电为例）
输电线路
降压变
输、配电网络
M
电动机
用户
• 将高压电能输送、（降压）分配给用户 • 输电方式：高压交流、直流
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1.1 电力系统及其发展—电力系统组成
“最小系统”
锅
炉
G
汽轮机 发电机
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1.1 电力系统及其发展—我国电力工业概况（补充）
在电力勘探设计、施工监理等辅助环节，包括四家辅业集 团公司，即：中国水利水电建设集团公司、中国水电工程
顾问集团公司、中国葛洲坝集团公司和中国电力工程顾问
集团公司
主辅分离
2011年9月，中国水利水电建设集团公司、中国水电工程 顾问集团公司与国家电网、南方电网所属14个省（区、市） 勘测设计、施工等企业重组，组建中国电力建设集团有限
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1.1 电力系统及其发展—世界电力工业发展
第一阶段：1831年法拉第发现电磁感应
直流发电机和电动机，100-400V低压直流，主要用于照明
第二阶段：1882年实现高压直流输电
水电厂→慕尼黑（2kW、1500-2000V、57km） 受到输送功率、输送距离的限制
降压变
M
电动机
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1.1 电力系统及其发展—电力系统组成
整流器
直流线路
逆变器
电力系统
双绕组变压器
交流线路
等值负荷 母线
发电机
电力网络
三绕组变压器 调相机
自耦变压器
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实际负荷
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1.1 电力系统及其发展
1. 电力系统的组成 2. 世界电力工业的发展 3. 我国电力工业的发展 4. 我国电力工业概况 （补充）
序号 国家
发电量/（TWh）
其中 水电/% 火电/% 核电/%
1 • 系统美中国所有发电机42组68全.38年1 实际发出6电.38能之和7。4.63
18.99
2 • 常以中千国瓦时(kWh24)、79.兆44瓦1 时(1MW15h.=9 103kW81h.9)7、吉瓦2时.13
3 (1GW日h=本103MWh)、40太94瓦.19时1 (1TWh=170.135GWh)为65单.00位。我2国7.85
核电/% 18.99 2.13 27.85 15.71 2.48 26.59 14.65 79.13 20.53 2.45
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1.1 电力系统及其发展
1. 电力系统的组成 2. 世界电力工业的发展 3. 我国电力工业的发展 4. 我国电力工业概况 （补充）
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1.1 电力系统及其发展—我国电力工业的发展
第一阶段：1882-1937年抗战前夕
1882年，上海建成我国第一座发电厂（英租界照明） 1937年前夕，全国共有461个发电厂，总装机容量630MW，初步形成
北京、天津、上海、南京、武汉、广州等大中城市的配电系统
第二阶段：1937-1949年解放前夕
东北电力工业发展迅速，初步形成东北东中南、冀北电力系统 1949年前夕，全国发电装机容量1848.6MW，居世界第25位 注：三峡水电站32台700MW水轮发电机组（22400MW）
学、四川大学、河海大学、北京交通大学、东北电力大学等 河南高校：电气工程省一级重点学科（郑州大学、河南理工大学）
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1.1 电力系统及其发展—我国电力工业的前景
继续发展燃煤火电厂，大机组、高效率，淘汰小型火电厂。 (环保问题)
加速水力资源的勘察和水电厂建设。(生态问题)
加紧建设高压输电线路和电力系统。(资金,占地问题)
加快布局核电厂。(安全问题)
积极开发风能、太阳能等可再生能源。(依赖技术进步， 前沿研究方向)
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1.1 电力系统及其发展—电力系统组成
“最小系统”
锅
炉
G
汽轮机 发电机
升压变
发电厂（火电为例）
输电线路
降压变
输、配电网络
M
电动机
用户
• 将各种形式的一次能源转换为电能：火电、水电、核电、光伏、 风电、潮汐能、波浪能、地热发电等等 • 升压变将发电机的机端电压升高到输电电压
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可控硅整流器件的出现
至今
交直流之争
高压交流：输电电压>1000kV、距离>1000km、输送功率>5000MW 高压直流：输电电压±800kV、距离>1000km、输送功率>3000MW 大规模互联电力系统 电源（火电、水电、核电等）及负荷形式多样
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1.1 电力系统及其发展—2007年前10位国家的发电量
公司
2011年9月，中国葛洲坝集团公司、中国电力工程顾问集 团公司与国家电网、南方电网所属15个省（区、市）勘测 设计、施工等企业重组，组建中国能源建设集团有限公司
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1.1 电力系统及其发展—我国电力工业概况（补充）
西北电网
冀北电网 华北电网
东北电网
华中电网
华东电网
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4 工程上俄罗习斯惯以亿千瓦95时1.1为59单位。 18.15
66.14
15.71
5
印度
699.041
14.31 83.21
2.48
6
德国
628.083
3.19
70.22
26.59
7 加拿大
613.164
57.88 27.47 14.65
8
法国
570.646
9.06
11.81
79.13
9
英国
397.594
深化电力体制改革，打破垄断，引入竞争，健全电价体制， 加快电力市场监管体系建设。(利益问题)
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绪论
பைடு நூலகம்
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1.1 电力系统及其发展
1. 电力系统的组成 2. 世界电力工业的发展 3. 我国电力工业的发展 4. 我国电力工业概况 （补充）
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1.1 电力系统及其发展—我国电力工业概况（补充）
第一章
绪论
校风：好学力行
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2015年9月
绪论
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目录
1.1 电力系统及其发展 1.2 发电 1.3 电力网 1.4 电力系统的负荷和负荷曲线 1.5 电力系统的额定电压和额定频率 1.6 电力系统的接线方式 1.7 现代电力系统运行的基本特点及要求
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升压变
发电厂（火电为例）
输电线路
降压变
输、配电网络
M
电动机
用户
• 用电设备（电力系统负荷） • 实现电能向其他形式能源（机械能、热能和光能）的转换 • 电力系统的服务对象
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绪论
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1.1 电力系统及其发展—电力系统组成
“最小系统”
锅
炉
G
汽轮机 发电机
升压变
电力网络
动力系统
电力系统
输电线路
南方电网 （五省份）
绪论
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东北电网
覆盖辽宁、吉林、黑 龙江三省和内蒙古自 治区东部(赤峰市、 通辽市、呼伦贝尔市 和兴安盟)，电网覆 盖面积126.8万平方 公里，供电服务人口 1.21亿。 备注：内蒙古电力 （集团）有限责任公 司，主要经营管理蒙 西电网
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华北电网
下属：北京电力公 司、天津市电力公 司、河北省电力公 司、山西省电力公 司、山东电力集团 公司。 冀北电力公司隶属 国家电网