电力系统分析朱一纶第1章节电力系统概述.ppt

第1章 电力系统概述 电力系统： 由生产、输送、分配、使用电能的设备以及测量、继电保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体。 本书重点讨论电力系统运行状况及其分析计算的基本原理和方法。 图1-1 电力系统和电力网示意图 第1章 电力系统概述 1.1.1电力系统的组成 电力系统（Power system）主要由发电机（电源）、负荷（用电设备）和电力网（连接发电机和负荷的设备）三部分组成； 电力系统主要为（交流）三相对称系统； 一般情况下一组（三相）电力线可以用单线图表示； 线电压、线电流、三相复功率为其主要参数。 第1章 电力系统概述 1.1.2电力系统的运行特点 ： 1、电能与国民经济各部门以及人民的生活关系密切。 2、电能不能大量贮存。 3、电力系统中的暂态过程十分迅速 。 第1章 电力系统概述 1.1.3 电力系统设计的基本要求 1、提高电力系统供电的安全可靠性 足够的备用容量 合理的电网结构 加强对电力系统运行的监控 第1章 电力系统概述 1.1.3 电力系统设计的基本要求 2、保证电能质量 电力系统中描述电能质量最基本的指标是频率和电压。 我国规定电力系统的额定频率为50Hz±0.2Hz。 我国一般规定各点的电压允许变化范围为该点额定电压的±5% 。 第1章 电力系统概述 1.1.3 电力系统设计的基本要求 3、提高电力系统运行的经济性 在电能生产过程中要尽量降低能耗 。 降低电力网在电能传输过程中的损耗 。 通过自动化控制使电力系统运行在最经济的状态。 第1章 电力系统概述 1.1.4 本课程学习内容简介 本课程介绍电力系统的基本概念和常用的分析方法。 电力系统分析通常又可以分为稳态分析、暂态分析和稳定性分析三部分。 稳态分析 在电力系统运行的某一段时间内如果运行参数只在某一恒定值的平均值附近发生微小的变化，我们就称这种状态为稳态，这时可以认为电力系统各点的运行参数为常数，通过分析求出这些参数就是稳态分析的工作。 电力系统一般作稳态运行。 暂态分析 电力系统暂态是指从电力网从一种运行状态切换到另一种运行状态的过渡过程。 这种运行状态的变化可以是由电力系统的实际需求变化引起的切换，也可以是由于电力系统某处发生了故障引起的，通过对电力系统可能发生的暂态过程分析，求出暂态过程中电路的参数变化，并选择相关的保护设备和措施，这就是暂态分析的工作。 稳定性分析 电力系统的稳定性分析则主要讨论电力系统在受到一定的扰动后能否继续运行以及保证电力系统稳定运行的条件。 1.2电力系统的主要电源 1.2.1 火力发电厂 火力发电厂是将煤，石油，天然气等燃料所产生的热能，转换成汽轮机的机械能，再通过发电机转换成电能。 凝汽式火力发电厂的生产过程示意图2 1.2电力系统的主要电源 1.2.2 水力发电厂 水力发电厂又称水电站是利用河流的水能发电，根据其特点，水力发电站可以分为三类： 径流式水电厂 水库调节式水电厂 抽水贮能式发电厂。 径流式水电站 水库调节式水电站 水库调节式水电站 抽水蓄能发电站 1.2电力系统的主要电源 1.2.2 水力发电厂 水力发电厂又称水电站是利用河流的水能发电，根据其特点，水力发电站可以分为三类： 径流式水电厂 水库调节式水电厂 抽水贮能式发电厂。 1.2电力系统的主要电源 1.2.3 核电站 核电站又称核能发电厂或原子能发电厂，其工作原理是利用核燃料在反应堆中产生的热能，将水变为蒸汽，推动汽轮机，带动发电机发电。 轻水堆核反应堆的示意图 1.2电力系统的主要电源 1.2.4 风电 风力发电有三种运行方式： 独立运行方式，通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力，它用蓄电池蓄能，以保证无风时的用电； 风力发电与其他发电方式（如柴油机发电）相结合，向一个单位或一个村庄或一个海岛供电； 风力发电并入常规电网运行，向大电网提供电力，常常是一处风电场安装几十台甚至几百台风力发电机，这是风力发电的主要发展方向。 风电 1.2电力系统的主要电源 1.2.5太阳能 从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换实现。 1.3电力网 电力网由变压器、电力线路、无功功率补偿设备和各种保护设备、监控设备构成。 实际的电力网结构庞大，复杂，由很多子网发展、互联构成。 1.3.1 额定电压与额定频率 电力网的主要用途是传输电能，每个电网都有规定的电压等级标准，称为额定电压（rated voltage）。 电力设备也有其相应的额定电压，选用时要注意。 我国国家标准GB156-2003规定的额定电压（线电压）如表1-2所示 1.3.1 额定电压与额定频率 电力系统的额定频率为50Hz，用fN表示。