电力系统分析第一章基本概念

组成电力系统的所有元件：
产生电能：G
电力元件
变换电能：T 输送分配电能：L
消费电能：用电设备（负荷）
控制元件： 同步电机的励磁装置（调压） 调速器、调频器（控频）
1. 定义：由发电机、变压器、输电线路、用 电设备组成的，用来进行生产、变 换、输送分配、消费的四个环节的 统一整体。
（1）电能的生产 --- 由发电机完成
凝汽式火电厂 ①火电厂
热电厂
供电 供电、供热
生产过程：一次能源 锅炉 发电机 电能
汽轮机
②水电厂
堤坝式 引水式 混合式
坝后式 河床式
生产过程：水 水轮机 发电机 电能
③核电厂（原子能电厂）
生产过程：反应堆 汽轮机 发电机 电能
④风力发电
⑦波能发电
⑤太阳能发电
⑧地热发电
⑥潮汐发电
整流器、逆变器
3. 电力系统的基本参量
（1）总装机容量：所有发电机额定有功功率总和
（MW, GW） （2）年发电量：一年中所有发电机发出电能的总和
（MW·h, GW·h, TW·h） （3）最高电压等级：系统中最高电压等级输电线路
的额定电压（kV）
（4）额定频率：fN=50HZ
（5）最大负荷：一定时间内（小时，天，月，年）
系统的最大有功负荷（MW,GW）
4. 电力系统接线方式 （1）电力系统的接线图
甲厂
A站
a.地理接线图（宏观）：
乙厂
各电厂、电站之间地理
位置及线路走径
B站
C站
b.电气接线图（微观）：各电厂和电站中G、T、母 线、输电线路等的电机、电气关系
a、b结合使用表现整个电力系统
（2）电力系统的接线方式 a. 开式网：
（1）动力系统：电力系统 + 动力部分 火电厂：锅炉、汽轮机、热力网、 用热设备
动力部分 水电厂：水库、水轮机
核电厂：反应堆、汽轮机
（2）电力网络: 电力系统－发电机－用电设备 变换、输送分配电能 = 变压器 + 输电线路
a. 从研究、计算角度分类 b. 从电压高、低角度分类
a. 从研究、计算角度分类
3. 电力系统中各元件的额定电压的确定 （1）输电线路：ULN12(Ua Ub)
（2）用电设备：U LN
（3）发电机：UGN1.0U 5LN
电力系统分析
授课对象：电气工程及其自动化
绪论
一. 电力系统分析课的地位--- 主干课
承前启后
前导课：电机、电路、电磁场 高数、自动控制
后续课：发电厂电气部分、高电 压技术、 继电保护、自 动装置
二. 本课程的特点：理论与计算并重
三. 参考书目（稳态部分）
1. 《电力系统稳态分析》，东南大学，陈珩，高等教育出版 社，2006
电源、负荷之间形成不了回路，负荷只能单 向接收电功率。 b. 闭式网
电源、负荷之间有闭合回路，负荷可以从不 同方向接收电功率。
二. 电力系统运行特点及要求 1. 运行特点
（1）优越性 电力弹性系数E = 电力工业增长÷国民经济增长
＞1.2 （2）瞬时性（每一时刻运行状态都不同） （3）平衡性（任意时刻）
（2）电能的变换---变压器、换流装置
双绕组变压器 （双卷变）
三绕组变压器 （三卷变） 变压器种类
自耦变压器 多绕组变压器 （分裂变） 架空线
电缆
（3）电能的输送和分配 ---输电线路、电抗器
（4）电能的消费 ---用电设备（电能转换）
电能 热能、光能、机械能、化学能
2. 动力系统和电力网络的概念
电网中损耗的电能与向该 电网供应的电能的百分比
（g/kw·h)
方法：在各类电厂之间合理分配负荷；避免 “弃水”现象，大力发展水电；高压超高压输 电 （4）环保
总之，保证可靠优质的前提下，尽量经济。 发展方向：单一系统 联合系统
三. 电力系统的电压等级
1. 电力系统中的额定电压等级
（1）出现不同电压等级的原因 S 3UI
远距离高压输电（≥300km, ≥220kV）
区域性电力网：负荷密度大、供电区域大
（110kV, 220kV) 地方性电力网：负荷密度小、供电范围小
（≤35kV, 农村电网） b. 从电压高、低角度分类
低压：U＜1kV
Leabharlann Baidu
中压：1kV≤U≤10kV
高压：10kV＜U＜330kV 超高压：U≥330kV 特高压：1000kV
发出的电能 = 用电设备消耗的电能 + 损耗
2. 运行要求 （1）可靠（保证可靠持续供电）
三级负荷--- 根据对供电可靠性要求不同
（2）优质（保证良好的电能质量）
电压质量、频率质量、波形质量
a. 电压质量和频率质量：偏移量 b. 波形质量：畸变率
（3）经济（尽量减少煤耗率和网损率）
每生产1kw·h的电能所耗的标 准煤量（含热量为29.31MJ/kg）
第一篇 电力系统稳态分析 第二篇 电力系统电磁暂态 第三篇 电力系统机电暂态 第四篇 电力系统计算机算法
CH1 电力系统的基本概念
§1-1 电力系统的组成和特点 一. 电力系统的概念
简单 例子：
电力系统主体是三相交流电系统，其余一 小部分为直流输电系统。
通常用一相表示三相来绘制电力系统。
如：
电力系统的基本元件： 发电机（G）、变压器（T） 输电线路（L）、用电设备
2. 《电力系统计算》，西安交大合编，水利电力出版社， 1978
3. 《电力系统稳态计算》，华智明、岳湖山，重庆大学出版 社，1991
4. 《电力系统分析》（第二版），Hadi Saadat 著，王葵译， 中国电力出版社，2008
四. 要求
1. 掌握过程的物理本质，熟练掌握一些基本工程计算 2. 掌握处理一些问题时的基本假设（可行性、必要性） 3. 对前导课程的及时复习 4. 记好笔记
1000kV、750kV：远距离输电，把几个大的区 域电网强联成一个独立电网 500kV、330kV、220kV：远距离输电，大系统主 干线
110kV：大系统的二次线网络，中小系统主干线 35kV：农网主体，城市中压网络主体 10kV：城市中压配电网主体 6kV、3kV：高压电动机多的大中型企业 380V：居民生活用电
总之, Uf(S,l)
（2）不能出现过多电压等级的原因 a. 从电力系统的长远发展来看 b. 从产品制造系列性来看
（3）我国目前的标准（额定）电压等级（线电压） 0.38kV，3kV，6kV，10kV，35kV（60kV）， 110kV，220kV，330kV，500kV，750kV,1000kV
2. 各电压等级的使用范围