第1讲-电力系统概述-杨健维

Page1西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity配电网络自动化西南交通大学电气工程学院杨健维2015.8.31第2页第2页自我介绍杨健维工学博士讲师/硕导专业：电力系统及其自动化研究方向：配电网故障诊断、城市电网安全分析教育经历：2012.03-至今，西南交通大学电气工程学院讲师2010.09-2011.09，美国北卡罗来纳州立大学,公派合培养2008.02-2011.12，西南交通大学电气工程学院电力系统及其自动化,硕博连读2002.09-2006.07，西南交通大学电气工程学院电气工程及其自动化,大学本科第3页第3页电子邮箱：[e-mail]公共邮箱：用户名：[e-mail]密码：swjtu123456联系方式Page4西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity第0章绪言Page5西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity通过本课程学习，让同学们对电力系统基本概念和体系结构有基本性认识，能够掌握配电网及其自动化的相关概念、结构和内容，并对智能配电网有概览性的认识，从而为就业或继续深造奠定良好的专业基础。课程目标与要求目标要求出勤、课堂参与讨论、课后作业、考试Page6西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity1801年伏特在巴黎法国国立大学向在场的拿破伦一世演示电池噢！好神奇呀。陛下，最重要的是，有了电池，全世界就……“电力系统”是复杂的“供电的可靠性、安全、质量”是重要的“节能”是重要的问题？最大的人工网络？开课的目的Page7西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity开课的目的1.配电网的可靠性如何？（西方国家中心城区99.99%，一般地区99.5%；2007年，我国99.882%，目前我国大概低于99.9%,年平均停电时间8.76h)2.配电网的电能质量如何？（目前我国没有顾及到用户对电能质量的不满意、不合格）3.如何提高可靠性和电能质量？（配网自动化-正常时，保证电能质量；故障时-及时查找故障，提高可靠性）4.配电的保护如何，怎么设置？（目前仅设计简单的短路保护，小电流选线装置准确率有待提高）5.分布式电源（波动、间歇性）接入后如何应对？（风电、火电、地热、生物质能、潮汐）Page8西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity电力系统概论配电网概述配电网潮流计算配电自动化的概念配电自动化的功能课程主要内容配电网馈线自动化配电网简化建模配电网可靠性分析小电流接地选线智能配电网Page9西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity第1讲电力系统概论第2讲配电网概述第3讲配电网潮流计算第4讲配电自动化的概念第5讲配电自动化的功能1第6讲配电自动化的功能2第7讲复习小结及预习第8讲配电网馈线自动化1第9讲配电网馈线自动化2课程时间安排第10讲配电网简化建模第11讲配电网可靠性分析第12讲小电流接地选线1第13讲小电流接地选线2第14讲智能配电网第15讲实践课第16讲讨论与复习第17讲考试Page10西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity2012年9月第一章电力系统概述Page11西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity1.电力系统基本结构2.我国大电网互联3.电力系统各基本环节及相关设备介绍4.我国电力企业概况主要内容Page12西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity发电厂输电线路升压站配电线路枢纽、降压站照明、动力配变太阳能发电1.电力系统基本结构Page13西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity发电用电输电变电配电RTURTURTU数据采集和传输应用服务器电网调度1.电力系统基本结构一次系统二次系统Page14西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity发电输电变电配电用电1.电力系统基本结构Page15西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity火电厂水电厂光伏风电1.电力系统基本结构——发电Page16西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity1.电力系统基本结构——输电Page17西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity1.电力系统基本结构——变电Page18西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity配电网配电室配电箱1.电力系统基本结构——配电Page19西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity城市用电农村用电家庭用电1.电力系统基本结构——用电Page20西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity通常将发电厂、变电站（所）、电力线路及用户连接起来构成的整体，称为电力系统。发电厂电力用户变电站（所）1.电力系统基本结构Page21西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity水库G~M~M~电力网电力系统动力系统发电厂水轮机发电机变电所升压变压器输电线路变电所降压变压器用户用电设备1.电力系统基本结构——框图电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，称为电力系统。电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体。Page22西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity电力网：按电压等级分类：低压网：电压等级在1kV以下；中压网：1～10kV；高压网：高于10kV、低于330kV；超高压网：低于750kV；特高压网：1000kV及以上。1.电力系统基本结构——分类Page23西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity电力网：按电压等级的高低、供电范围的大小的分类：地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半径在20~50km以内区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为110kV~220kV），供电半径超过50km，联系较多发电厂的网络超高压远距离输电网：电压等级为330kV~500kV的网络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形成跨省、跨地区的大型电力系统1.电力系统基本结构——分类Page24西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversityG～G～用电设备升压变电站15.75kV220kV水电站火电站220kV20kV升压变电站220kV35kV110kV区域变电站35kV用户变电站10kV0.38kV110kV区域变电站10kV10kV0.38kV用户变电站用电设备供配电系统供配电系统电力网电力系统枢纽变电站输电网配电网配电网500kV500kV用户Page25西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity1、资源优化配置，合理利用能源，加强环境保护，有利于电力工业可持续发展。2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组，有利于降低造价，节约能源，加快电力建设速度。3、可以利用时差、温差，错开用电高峰，利用各地区用电的非同时性进行负荷调整，减少备用容量和装机容量。4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用，可减少事故备用容量，增强抵御事故能力，提高电网安全水平和供电可靠性。5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。6、可以跨流域调节水电，并在更大范围内进行水火电经济调度，取得更大的经济效益。2.我国大电网互联问题：电网互联的原因？Page26西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity2.我国大电网互联目前，正加紧实施7个跨省大区电网之间以及大区电网与5个独立省网之间的互联。近年，建成以三峡电网为中心连接华中、华东、川渝的中部电网；华北、东北、西北三个电网互联形成的北部电网；以及云、贵、广西、广东4省区的南部联合电网。同时，加快北、中、南三大电网之间实现局部互联：华北－华中加强联网、华中－西北联网、川渝－西北联网、华东－华北联网、川黔联网等跨区电网工程建设，实现西电东送、南北互供，初步形成全国统一的联合电网的格局，实现全国范围内的资源优化配置，满足国民经济发展和全面建设小康社会的要求。2020年前后，随着长江和黄河上游以及澜沧江、红水河上一系列大型水电站的开发，西部和北部大型火电厂和沿海核电站的建设，以及一大批长距离、大容量输电工程的实施，电网结构进一步加强，真正形成全国统一的联合电网。在全国统一电网中充分实现西部水电东送，北部火电南送的能源优化配置。此外，北与俄罗斯、南与泰国之间也可能实现周边电网互联和能源优势互补。Page27西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity西北华北东北山东川渝华中华东南方福建西藏ACBacktobackorDCBacktobackACACDC3DCACDCACBacktobackDCBacktoback超大型同步电网新疆2015年，全国将形成东北、三华、西北、南方四个主要的同步电网。2.我国大电网互联Page28西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity2.我国大电网互联巴塘500千伏变电站:川藏电网最重要的枢纽站2014年11月底完工作用：巴塘变电站与已经建成的乡城500千伏变电站一起把国家电网主网的电力源源不断地送往甘南和西藏。巴塘变电站在夏季将把西藏、甘孜西南部丰富水电送往雅安、成都，最后输往华东地区。Page29西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity20世纪80年代初，500kV超高压交流“平武工程”80末，+-500kV直流葛沪直流1993，天广一回1998,天广二回2002，天广三回2001，华北与东北互联华中与福建电网互联2002,5月，川电东送，川渝电网与华中电网互联2003年，+-500kV三峡到常州2003年6月，贵广直流2003年9月，实现华中华北互联2004年，华中、三峡、广东2005年，西北与华中2010年，1000kV特高交流2.我国大电网互联Page30西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity09年，世界上运行电压最高、最先进的交流输变电工程晋东南-南阳-荆州1000kV特高压交流输变电工程全线单回路架设，全长654公里，跨越黄河和汉江。变电容量600万千伏安。系统标称电压1000千伏，最高运行电压1100千伏，静态投资约57亿元。这条线路于2006年8月开工建设，历经28个月建设完工。Page31西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity2.我国大电网互联巴塘500千伏变电站:川藏电网最重要的枢纽站2014年11月底完工作用：巴塘变电站与已经建成的乡城500千伏变电站一起把国家电网主网的电力源源不断地送往甘南和西藏。巴塘变电站在夏季将把西藏、甘孜西南部丰富水电送往雅安、成都，最后输往华东地区。Page32西南交通大学电气工程学院SouthwestJiaotongUniversity截至2010年底，拥有500千伏变电站（含换流站）27座，总变电容量4853万千伏安；输电线路83条，线路长度8281公里；220千伏变电站133座，变电容量3449万千伏安；输电线路377条，线路长度11404公里；110千伏变电站443座，变电容量3024万千伏安；输电线路1094条