,1,电力系统概述,陈丽丹 2011.11.28,2,电力系统及其自动化电力系统及其自动化学科主要涉及电能的产生、变换、输送、分配、控制的理论，电力系统的规划、运行规律、以及相应的测量、保护、调节、控制系统的理论和技术。,火电,核电,太阳能,风电,输电线路,变电站,工业负荷,农业负荷,商业负荷,居民负荷,电力系统的构成,发电厂,输电线路,变电站,用户,水电,4,1882年9月第一个完整的直流电力系统由Thomas Edison在纽约建成并投入使用，电压110V,输送距离1.5km。,1、 电力系统、电力网及动力系统,1889年9月第一个单相交流输电系统在美国俄勒冈州（Oregon)投入运行，电压4000V,输送距离21km。,1893年第一个三相交流输电系统在美国南加州投入运行，电压2300V,输送距离12km。,5,6,电力系统：由发电机、升降压变压器、各种电压等级的输电线路和广大用户的用电设备所组成的统一整体。,电力网：发电设备和用电设备之间输送和分配电能的网络。,动力系统：电力系统加上带动发电机转动的动力部分。,7,2. 电力网的电压等级及确定原则,确定原则：输送功率输送距离同系统中电压等级不宜过多或过少，级差不宜过大,8,架空输电线路的额定电压与输送功率和输送距离的关系,9,输电技术及特点,交流输电特点,直流输电特点,VS,10,3、电力网和变电所的分类,电力网,超高压电力网,地方电力网,区域电力网,超高压电力网：电压等级在330750kV，输电距离在3001000km。,区域电力网：电压等级在110220kV，输电距离在50300km。,11,变电所,地方电力网：电压等级在35110kV，输电距离在50km以内的中压电力网。,枢纽变电所,中间变电所,终端变电所,枢纽变电站：处于电力系统的中枢地位，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，并具有多条联络线路。,12,中间变电站：将发电厂或枢纽变电站与负荷中心联系，一般汇集23个电源，起系统交换功率或使长距离输电线路分段的作用。,终端变电站：处于电力网的末端，直接向本地负荷供电，而不再向其他地区输送电能。,13,枢纽 变电站,中间 变电站,终端 变电站,14,变电站是联系发电厂和用户之间的中间环节，它通过变压器将各个电压等级的电网联系起来，用于变换电压、接受和分配电能，控制电力的流向和调整电压。,变压器,开关设备,母线,互感器,并联电容器,并联电抗器,变电站介绍,15,将一次能源转换为电能的工厂。,三、发电厂,16,火力发电厂：利用固体、液体、气体燃料的化学能来生产电能的工厂,1. 火力发电厂,原动机：凝汽式汽轮机、燃气轮机、 内燃机,我国大部分火电厂为凝汽式火力发电厂,17,18,19,20,21,22,23,24,25,2. 水力发电厂,水力发电厂：利用水库、河流所蕴藏的水力资源来生产电能的工厂,水电厂的类型 堤坝式 引水式 抽水蓄能电站,26,堤坝式水电厂:利用修筑拦河堤坝来抬高上游水位，形成发电水头的水电厂。分类 坝后式 河床式,27,坝后式水力发电厂示意图,上游,水库,大坝,变压器,发电机,下游,28,河床式水力发电厂示意图,进水口,厂房,溢流坝,29,引水式水力发电厂,堰,引水渠,压力水管,厂房,30,抽水蓄能电站（发电）,水坝,压力水管,厂房,蓄水池,31,抽水蓄能电站（蓄能）,32,3. 核电厂,核电厂：利用核能发电的工厂,分类 轻水堆重水堆 石墨冷气堆,沸水堆 压水堆,33,沸水堆型核电厂示意图,混凝土 防护壳,主循环泵,控制棒,反应堆,汽轮机,发电机,凝结器,凝结水泵,34,压水堆型核电厂示意图,混凝土 防护壳,控制棒,反应堆,加压器,主循环泵,蒸汽 发生器,35,4.其它能源发电,风力发电 地热发电 潮汐发电 太阳能发电,36,风力发电示意图,37,38,39,地热发电示意图,火山,地下水,蒸汽包,汽轮机,发电机,冷却塔,循环水泵,40,41,潮汐发电,潮汐发电：利用海水涨潮、落潮中的动能和势能来发电,42,太阳能发电示意图,43,额定电压:能保证电气设备正常运行，且具有最佳 技术指标和经济指标的电压，称为额定电压。 我国公布的额定电压 注意：其中3kV及以上的高电压均指三相交流系统的线电压。,四、电力系统的额定电压,44,五、电力系统运行的基本要求,1、保证供电的安全可靠性,“安全、可靠、优质、经济”,电力用户的分类 一类用户：煤矿、大型医院；大型冶炼厂，军事基地；国家重要机关，城市公用照明等,45,2、保证电能质量,二类用户：大型影剧院及商场 三类用户：小城镇、小加工厂、农村用电等。,电能质量指标,频率,电压,波形,正弦波的畸变率是指各次谐波有效值平方和的方根值占基波有效值的百分比。,46,我国规定的额定频率值为50Hz，大容 量系统允许频率偏差0.2Hz，中小容量 系统允许频率偏差0.5Hz；35kV及以上的线路额定电压允许偏差5%；10kV线路额定电压允许偏差7；220V单相供电电压允许偏差范围-10+7%。,47,3、保证电力系统的稳定性,稳定问题是影响大型电力系统运行可 靠性的一个重要因素。,4、保证运行人员和电气设备工作的安全,设计合理、维护及时、严格遵守规章制度,5、保证电力系统运行的经济性,规划设计合理、提高系统调度和管理水平,48,六、我国电力现状和发展前景,1.历史及现状（略） 2.中国电力工业展望（略） 3.电力前沿技术,49,3.电力前沿技术,分布式电源 液体或气体燃料的内燃机 微型燃气轮机 工程用的燃料电池,50,大功率电力电子技术的应用 灵活交流输电技术(FACTS) 定质电力技术 新型直流输电技术 同步开断技术 全可控的电力系统,51,电磁兼容技术 电磁环境评价 电磁干扰耦合路径 电磁抗扰性评价 抗干扰措施 电能质量系统,