電力系統(tǒng)分析第1章

1、電力系統(tǒng)分析徐天奇tq_教材：電力系統(tǒng)分析 夏道止 中國(guó)電力出版社 第一版電力系統(tǒng)分析課程簡(jiǎn)介研究?jī)?nèi)容電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行分析故障分析暫態(tài)過(guò)程分析基礎(chǔ)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算電力系統(tǒng)短路故障計(jì)算電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行分析主要研究電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的性能，包括系統(tǒng)有功和無(wú)功功率的平衡，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電壓和支路功率的分布等，解決系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整，無(wú)功功率和電壓控制等問(wèn)題。電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析的基礎(chǔ)。潮流計(jì)算的結(jié)果可以給出電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)各節(jié)點(diǎn)電壓和各支路功率的分布。從而選擇運(yùn)行方式，制定降低網(wǎng)損的措施，確定事故影響的程度和防止事故擴(kuò)大的措施等電力系統(tǒng)故障分析主要研究電力系統(tǒng)中發(fā)生故障（

2、包括短路、斷線和非正常操作）時(shí)，故障電流、電壓及其在電力網(wǎng)中的分布。短路電流計(jì)算是故障分析的的主要內(nèi)容。短路電流計(jì)算的目的，是確定短路故障的嚴(yán)重程度，選擇電氣設(shè)備參數(shù)。整定繼電保護(hù)，分析系統(tǒng)中負(fù)序及零序電流的分布，從而確定其對(duì)電氣設(shè)備和系統(tǒng)的影響。電力系統(tǒng)暫態(tài)分析電磁暫態(tài)過(guò)程的分析研究電力系統(tǒng)故障和操作過(guò)電壓及諧振過(guò)電壓，為變壓器、斷路器等高壓電氣設(shè)備和輸電線路的絕緣配合和過(guò)電壓保護(hù)的選擇，以及降低或限制電力系統(tǒng)過(guò)電壓技術(shù)措施的制訂提供依據(jù)。機(jī)電暫態(tài)過(guò)程的分析主要研究電力系統(tǒng)受到大擾動(dòng)后的暫態(tài)穩(wěn)定和受到小擾動(dòng)后的靜態(tài)穩(wěn)定性能。其中暫態(tài)穩(wěn)定分析是研究電力系統(tǒng)受到諸如短路故障，切除或投入線路、發(fā)電

3、機(jī)、負(fù)荷，發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁或者沖擊性負(fù)荷等大擾動(dòng)作用下，電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為和保持同步穩(wěn)定運(yùn)行的能力。為選擇規(guī)劃設(shè)計(jì)中的電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，校驗(yàn)和分析運(yùn)行中的電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性能和穩(wěn)定破壞事故，制訂防止穩(wěn)定破壞的措施提供依據(jù)。靜態(tài)穩(wěn)定分析為確定輸電系統(tǒng)的輸送功率，分析靜態(tài)穩(wěn)定破壞和低頻振蕩事故的原因，選擇發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的形式和參數(shù)提供依據(jù)。本課程的地位核心專(zhuān)業(yè)課理解電力系統(tǒng)行為的必學(xué)課程是更深專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)以及開(kāi)展電力系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)先修課程：高等數(shù)學(xué)工程數(shù)學(xué)電路理論電機(jī)學(xué)自動(dòng)控制理論等本課程的學(xué)習(xí)方法1、鞏固先修專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高課堂效率2、合理安排時(shí)間，跟上教學(xué)進(jìn)度3、自學(xué)很重要，要學(xué)

4、會(huì)獨(dú)立思考4、上課專(zhuān)心聽(tīng)講，積極互動(dòng)5、課后復(fù)習(xí)，認(rèn)真完成作業(yè)第一章 電力系統(tǒng)的基本概念1.1 電力系統(tǒng)概述一、電力系統(tǒng)的組成電能是最重要、最方便的能源。電力系統(tǒng)：生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體。發(fā)電廠：生產(chǎn)電能電力網(wǎng)：輸送、分配電能。包括升、降壓變壓器和各種電壓等級(jí)的輸電線路。用戶(hù)：消費(fèi)電能電力系統(tǒng)示意圖電力系統(tǒng)簡(jiǎn)圖二、電力系統(tǒng)基本參數(shù)1、額定頻率fN50Hz2、額定電壓為使互聯(lián)的各電氣設(shè)備都能運(yùn)行在較有利的電壓下，各設(shè)備的額定電壓應(yīng)相互配合。一般把電力線路和用電設(shè)備的額定電壓稱(chēng)為系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)）的額定電壓UN（線電壓），常包括3，6，10，35，110，220，

5、330，500KV。額定電壓發(fā)電機(jī)電壓：1.05UN變壓器電壓：一次繞組：一般UN，與發(fā)電機(jī)直接相連時(shí)1.05UN。二次繞組：一般1.1UN，短路電壓較小的變壓器或直接與用戶(hù)相連時(shí)可為1.05UN。變壓器的高壓繞組常設(shè)計(jì)有分接頭，如：抽頭變比為5，2.5%, 0，2.5, -5%, 指相對(duì)于該側(cè)繞組額定電壓UN的偏移百分?jǐn)?shù)。例：對(duì)于一臺(tái)10KV 220KV的升壓變，其額定變比為：10.5/242 KV，設(shè)有5級(jí)高壓側(cè)抽頭，則每一抽頭的實(shí)際額定電壓分別為:+5%: 2421.05KV=254.1KV+2.5 2421.025KV248.05KV主： 242KV-2.5 2420.975KV235

6、.95KV-5%: 2420.95KV=229.9KV而對(duì)于一臺(tái)220KV 10KV的降壓變，其額定變比為：220/11 KV，設(shè)有5級(jí)高壓側(cè)抽頭，則每一抽頭的實(shí)際額定電壓分別為:+5%: 2201.05KV=231KV+2.5 2201.025KV225.5KV主： 220KV-2.5 2200.975KV214. 5KV-5%: 2200.95KV=209 KV3、系統(tǒng)容量裝機(jī)容量：發(fā)電機(jī)的額定輸出有功功率。單位：千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）總裝機(jī)容量：系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)組的額定有功功率綜合。負(fù)荷：負(fù)載消耗的有功功率單位：千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）發(fā)電量：實(shí)際發(fā)出電

7、能的總和。單位：兆瓦 時(shí)（MWh）、吉瓦 時(shí)（GWh）、太瓦 時(shí)（TWh）1.2 我國(guó)的電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)：由各級(jí)電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶(hù)聯(lián)系起來(lái)的發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。電網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各級(jí)電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所。 3、 6、 10 、 35 、66、 110 、 220 、 330 、 500kV區(qū)域電網(wǎng)：供電電壓在220kV及以上的電網(wǎng)地方電網(wǎng)：供電電壓小于等于110kV的電網(wǎng)我國(guó)電網(wǎng)形勢(shì)：西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)我國(guó)區(qū)域電網(wǎng)分布圖我國(guó)除臺(tái)灣外已經(jīng)形成東北、華北、西北、華東（含福建）、華中（含川渝）和南方等6個(gè)跨省區(qū)電網(wǎng)和山東、海南、新疆、西藏4

8、個(gè)獨(dú)立省網(wǎng)。除西北電網(wǎng)以330kV為主網(wǎng)架外，其他跨省電網(wǎng)和山東電網(wǎng)都已建成500kV主網(wǎng)架。香港、澳門(mén)電網(wǎng)分別以400 kV和110kV和廣東電網(wǎng)從而和南方電網(wǎng)相聯(lián)；華中和華東電網(wǎng)通過(guò)葛上直流輸電工程已實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)；東北和華北、華北和華中電網(wǎng)通過(guò)交流500 kV實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)；華中和南方電網(wǎng)通過(guò)三廣直流輸電工程實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)；全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的局面正在快速推進(jìn)中，2010年前后可基本實(shí)現(xiàn)除新疆、西藏、臺(tái)灣以外的全國(guó)聯(lián)網(wǎng)。到2008年底，全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量已超過(guò)8億kW已建成六大區(qū)域電網(wǎng)建設(shè)北、中、南三大西電東送通道推進(jìn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)、建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)國(guó)家電網(wǎng)我國(guó)當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的現(xiàn)狀3000MW2500MW7200MW300

9、0MW9000MW10000MW1800MW2000MWHydro Power BaseThermal BaseACDC2005年全國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)格局DC under constructed 西電東送：北、中、南三條輸電通 道，聯(lián)網(wǎng)送電為主 南北互供：水、火調(diào)劑，跨流域補(bǔ)償，聯(lián)網(wǎng)效益為主 全國(guó)聯(lián)網(wǎng)：東西強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)，南北弱聯(lián)網(wǎng)的總體格局P22華北南方東北西藏臺(tái)灣西北華中上海華東新疆川渝金沙江水電晉陜寧蒙煤電基地負(fù)荷中心送電至華中華東送電至華北華中華東新疆煤電基地四川水電西藏水電送電至華中華東送電至華中大規(guī)模西電東送我國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量的發(fā)展2006年中國(guó)發(fā)電裝機(jī)和發(fā)電量 裝機(jī)容量發(fā)電量容量（GW） 百分比（%） 電量(TWh) 百分比（%）火電483.0577.82357.383.17水電128.5720.7416.714.7核電6.841.154.31.92