電力系統(tǒng)概況課件

電力系統(tǒng)概況第一章緒論1.電力系統(tǒng)的概念和組成

2.發(fā)電廠的類型及生產(chǎn)過程

3.電力系統(tǒng)的運行特點及要求

4.電力系統(tǒng)標準電壓5.電力系統(tǒng)的接線及中性點接地6.電力系統(tǒng)負荷第一章緒論電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律（Faraday’sLaw)Faraday’sLaw------顯示了電、磁現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化1882年，第一次高壓輸電1891年，三相交流輸電近代電力系統(tǒng)第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成電力系統(tǒng)由發(fā)、輸、變、配組成（生產(chǎn)、輸送、分配、消費）第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成發(fā)電用電輸電變電配電第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成電力系統(tǒng)由發(fā)、輸、變、配組成（生產(chǎn)、輸送、分配、消費）第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成從調(diào)度、管理、控制的角度看第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成蘭虛筐內(nèi)為輸電網(wǎng)紅虛筐內(nèi)為輸電網(wǎng)第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成

兩家電網(wǎng)公司是國家電網(wǎng)公司、中國南方電網(wǎng)有限責任公司； ５家發(fā)電集團公司是中國華能集團公司、中國大唐集團公司、中國華電集團公司、中國國電集團公司和中國電力投資集團公司； ４家輔業(yè)集團公司是中國電力工程顧問集團公司、中國水電工程顧問集團公司、中國水利水電建設(shè)集團公司和中國葛洲壩集團公司。

電力體制改革方案：

1(電監(jiān)會)+2(電網(wǎng)公司)+5(發(fā)電集團)+4(輔業(yè)集團)第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成廠網(wǎng)分家前電網(wǎng)組成第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成廠網(wǎng)分家前電網(wǎng)情況第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成重新組合后的大區(qū)電網(wǎng)圖第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成

目前我國電網(wǎng)進入了大電網(wǎng)、大電廠、大機組、超高壓輸電、高度自動控制的新時代。截止2009年9月底裝機總?cè)萘恳堰_到8.3億千瓦。

１９４９年新中國成立初期，我國電力裝機只有１７３萬千瓦，１９７８年改革開放初期發(fā)展到５８００萬千瓦，１９８７年突破１億千瓦，２０００年突破３億千瓦。從２００２年開始，在市場需求和體制創(chuàng)新的推動下，電力工業(yè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。

電力裝機容量快速增長。據(jù)統(tǒng)計，全國電力裝機從２００２年底的３．５７億千瓦增加到２００9年底的8.3億千瓦，年均投產(chǎn)裝機超過７０００萬千瓦，創(chuàng)造了中國乃至世界電力建設(shè)史上的新記錄。以2009年４月１６日拉西瓦水電站６號機組投產(chǎn)為標志，我國電力裝機突破了８億千瓦。

第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成

電源結(jié)構(gòu)正在逐步趨向合理。截至09年７月底，全國水電裝機已從２００２年的８６０７萬千瓦增加到１．８２億千瓦；核電裝機９０６萬千瓦，比２００２年增加了一倍；風電裝機１４７４萬千瓦，09年上半年，全國新投產(chǎn)電力裝機容量累計達３３０１萬千瓦，其中水電等清潔能源１１０４萬千瓦，占全部新增容量的３３．４５％，較２００８年又有較大幅度上升。

火電結(jié)構(gòu)調(diào)整取得實質(zhì)性進展。截至09年６月３０日，全國已累計淘汰小火電７４６７臺，總?cè)萘砍^５４０７萬千瓦，提前一年半完成“十一五”關(guān)停小火電５０００萬千瓦的目標。截至到09年底，全國３０萬千瓦及以上的大火電機組的比重已達67％以上，６０萬千瓦及以上的清潔高效機組成為新建項目的主力機型。百萬千瓦級的超超臨界機組已達21臺，正建的24臺，成為百萬千瓦級的超超臨界機組最多的國家。

電網(wǎng)建設(shè)進入快速發(fā)展時期。截至09年７月底，２２０千伏及以上輸電線路達到３７．５萬公里，電網(wǎng)規(guī)模超過美國，躍居世界第一位。電網(wǎng)線路損失率從２００２年底的７．５２％下降到今年的６．４４％。第一節(jié)

電力系統(tǒng)的概念和組成電力系統(tǒng)為什么要互聯(lián)并網(wǎng)運行呢？1.更經(jīng)濟合理開發(fā)一次能源，實現(xiàn)水、火電資源優(yōu)勢互補。2.降低系統(tǒng)總的負荷峰值，減少總的裝機容量。3.減少備用容量。4.提高供電可靠性。5.提高運行經(jīng)濟性,采用大容量機組。6.有利于提高電能質(zhì)量2003年全國聯(lián)網(wǎng)示意圖

華中Central華東East華北North東北Northeast川渝ChuanYu福建Fujian南方South西北Northwest2005年全國電網(wǎng)互聯(lián)示意圖華北西北

華中東北華東南方電網(wǎng)西藏葛滬直流(DC)姜家營－高嶺新鄉(xiāng)－邯東荊州－惠州直流(DC)背靠背直流龍政直流(DC)三峽2010年全國電網(wǎng)互聯(lián)示意圖華北西北

東北華東

南方電網(wǎng)西藏從三峽到華東的三回直流德陽－寶雞直流晉城－陽城－江蘇AC(orDCLink)靈寶背靠背直流荊州－惠州直流姜家營－高嶺交流新鄉(xiāng)－邯東背靠背直流華中三峽水電站西北—華北第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程一、電能變換第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程二、電源構(gòu)成及展望

火電70%、水電20%、核電10%

燃料電池、太陽光、太陽能（分散型）—21世紀新能源

熱核反應(yīng)—不使用放射性材料的核能，2030年后實用化2050年時，電力供應(yīng)是現(xiàn)在的2~3倍（15000億KW.h)

核能約占54%，燃料電池等分散型電源和電力儲存系統(tǒng)約占15%~20%我國的能源結(jié)構(gòu)極不合理6323.74.38.8目前電源配置情況2020年電源配置情況第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程

預(yù)計到2020年全國需要的發(fā)電量為4.3萬億kWh，相應(yīng)的裝機容量為9.5億kW左右(下限8.5，上限10.5)煤電為6億kW，占63%(電量3萬億kWh，占4.3萬億kWh的70%)水電2億kW，占21.1%(電量為7000億kWh，占16%)；抽水蓄能電站2500萬KW，占2.6%；核電4000萬kW，占4.2%(電量2600億kWh，占6%)；氣電7000萬kW，占7.3%(電量3000億kWh，占7%)；新能源1500萬kW，占1.5%(電量400億kWh，占1%)；第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程

到2020年全國達到4.3萬億kWh的電量，相當于全國人均占有電量約為2900kWh(按預(yù)測2020年全國人口數(shù)為14.7億人)，這只比2000年世界人均電量2500kWh略高，相當于美國50年代初，英國60年代初的水平，且比西班牙1982年人均占有電量(3100kWh)還低。而西班牙的用電水平是作為我國電力水平國際比較的參照量之一。第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程二、電源構(gòu)成及展望第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程三、火力發(fā)電

火電發(fā)電燃料燃燒水蒸汽機械能發(fā)電火電廠凝汽式—效率低（37~40%）、容量大，坑口電廠熱電廠—效率高（67~70%）、容量小，城市區(qū)第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程三、火力發(fā)電第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程三、火力發(fā)電第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程三、火力發(fā)電第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程三、火力發(fā)電第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程呼盟煤電基地2160錫盟煤電基地1200晉東南煤電基地外送規(guī)模2000陜北煤電基地外送規(guī)模1440寧夏靈武煤電基地外送規(guī)模1320蒙西煤電基地外送規(guī)模3000我國部分煤電基地建設(shè)設(shè)想方案四、水力發(fā)電水沖擊水輪機旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機發(fā)電水電廠堤壩式引水式：河床坡度較大時壩后式：單獨筑壩，廠房在壩后（三峽）河床式：廠房與壩一起（葛州壩）混合式：兼有堤壩式與引水式抽水蓄能水電廠第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程四、水力發(fā)電第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程四、水力發(fā)電第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程四、水力發(fā)電第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程四、水力發(fā)電水資源蘊藏量：6.8億KW可利用量：3.78億KW20世紀末，裝機3.0億KW，水電0.9億KW三峽水位：200m流量：14300m3/s可裝機：2500萬kw裝機：70*26=1820萬kw，第二節(jié)發(fā)電廠生產(chǎn)過程三峽電站第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程三峽電站第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程三峽電站第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程三峽電站第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程三峽電站第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程三峽電站第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程三峽電站第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程

總投資603.3億元、總工期12年兩個月、裝機容量1260萬千瓦的中國第二大水站——溪洛渡水電站，已開工。

長江上再建兩個三峽工程的計劃已經(jīng)啟動。將在長江上游金沙江河段興建溪洛渡、向家壩、烏東德、白鶴灘4座梯級電站。這4座電站的總裝機容量達3850萬千瓦，總裝機容量和總發(fā)電量都超過兩個三峽工程。已探明的最大水電站在雅魯藏布的墨脫，可裝機4380萬KW第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程閩、浙贛

1416湘西

791南盤江紅水河

1312烏江

867黃河北干流

609大渡河

1805雅礱江

1940金沙江

4789長江上游

2831瀾滄江

2137黃河黑?

龍?江鴨綠江遼河第二

?松花

江河黃河淮洪澤湖江長富春江閩江

鄱陽湖贛江漢水清江洞庭湖資水沅水澧水烏江長江岷江大渡河雅礱江

金沙江黃河大通河青海湖洛河渭河南?江盤紅

水河北江東江瀾滄江怒江雅魯藏布江通天河塔里木河車爾臣河孔雀河葛洲壩271。5隔河巖

120三峽1768天生橋

120天生橋

132巖灘

120漫灣

125二灘

330龍羊峽

128李家峽

200劉家峽

116白山

150灤河水電基地Hydropowerbases東北1131黃河上游

1415五、核電廠核能用核蒸汽發(fā)生系統(tǒng)代替火電廠鍋爐生產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)裂變能：一定能量的中子撞擊重金屬元素的核（鈾、钚）聚變能：不同輕元素的原子核進行聚合（氘、氚）反應(yīng)堆熱中子反應(yīng)堆：鈾235為燃料，低中子撞擊，目前采用快中子反應(yīng)堆：鈾238、钚239為燃料，高速、高能中子 撞擊，效率高100倍，個別國家使用1kg鈾235相當于2700t煤第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程按減速劑分輕水堆（86%）壓水堆（PWR）：3/4沸水堆（BWR）重水堆氣體冷卻堆1951年第一座100KW核電站在美國現(xiàn)在全世界有441座，總裝機3.5億kw我國秦山（30+2*60+2*70），大亞灣（2*90萬KW）第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程在浙江三門、廣東陽江，江蘇田灣各建200萬kw，投資500億人民幣2020年我國裝機達9.5億kw,其中核電4000萬kw未來15年計劃修建40座100萬kw核電站核電投資大：1.1~1.65萬元/kw；火電：4000元/kw建設(shè)周期：核電70個月；火電：30個月核電比火電壽命長30年第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程五、核電廠第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程五、核電廠第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程五、核電廠第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程六、新能源發(fā)電和電力儲存第二節(jié)發(fā)電廠類型及生產(chǎn)過程作業(yè)：查閱相關(guān)資料，寫一篇關(guān)于新能源發(fā)電方面的論文，要求2000字以上，題目自擬。內(nèi)容可以是新能源發(fā)電的綜述，也可以是只闡述某一類型的新能源發(fā)電。下周二上課時交?？梢源蛴。仨氂肁4紙，小四號字，要有摘要、參考文獻。hdclw9959@第三節(jié)

電力系統(tǒng)運行的特點及要求一、運行特點

電能不能大量儲存，發(fā)電、變電、輸電和用電同時進行。

過渡過程非常迅速

電力和國民經(jīng)濟各部門關(guān)系密切

電力系統(tǒng)電能質(zhì)量要求高，對電壓、頻率、波形都有嚴格的國家標準。第三節(jié)

電力系統(tǒng)運行的特點及要求二、運行要求最大限度地滿足用戶的用電要求保證供電的可靠性（分類負荷）保證電能質(zhì)量（電壓、頻率、波形）提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性第四節(jié)

電力系統(tǒng)的電壓等級

電力系統(tǒng)的標準電壓是指系統(tǒng)用的標準電壓和最高電壓、電氣設(shè)備用的額定電壓和最高電壓。一、電力系統(tǒng)標稱電壓和最高電壓標稱電壓經(jīng)濟電壓：電壓高，損耗小絕緣水平高，投資大制定標準電壓，以便實現(xiàn)互聯(lián)經(jīng)濟電壓：綜合考慮以上各種因素，對一定的傳輸功率和輸送距離，輸電線路必須有一合理的電壓值。I、S、U、損耗、投資、合理、經(jīng)濟第四節(jié)

電力系統(tǒng)的電壓等級二、電氣設(shè)備的額定電壓和最高電壓最高電壓：考慮設(shè)備的絕緣性能和與最高電壓有關(guān)的其他性能確定的最高運行電壓。其數(shù)值等于所在系統(tǒng)的最高電壓值。額定電壓：廠家根據(jù)所規(guī)定的設(shè)備工作條件而確定的電壓。電氣設(shè)備在此電壓下長期工作，效率和壽命最好。標稱電壓：根據(jù)國家的經(jīng)濟技術(shù)條件，為保證設(shè)備通用性，系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)和管理的方便，都規(guī)定國家自己的電壓等級標準。最高電壓：正常運行時，任何時候，系統(tǒng)中任何一點上出現(xiàn)的電壓最高值，稱為系統(tǒng)的最高電壓。第四節(jié)

電力系統(tǒng)的電壓等級三、如何確定電氣設(shè)備的額定電壓同一標稱電壓下，不同電氣的額定電壓是不同的1.用電設(shè)備（應(yīng)與UN相同）允許偏差2、線路首末端允許偏差1.05UN0.95UNU2U1UN3、發(fā)電機在首端：額定電壓高出接入電網(wǎng)電壓5%=電網(wǎng)額定電壓升壓變：=發(fā)電機額定電壓4、變壓器一次側(cè)：用電設(shè)備降壓變：=電網(wǎng)額定電壓UN二次側(cè)：發(fā)電設(shè)備額定電壓為空載電壓內(nèi)部損耗約5%二次電壓高出10%第四節(jié)

電力系統(tǒng)的電壓等級第四節(jié)

電力系統(tǒng)的電壓等級四、不同標稱電壓下傳輸距離和傳輸功率范圍第四節(jié)

電力系統(tǒng)的電壓等級五、電壓等級的劃分100多年來，輸電電壓由最初的13.8kV逐步發(fā)展到20，35，66，110，134，220，330，345，400，500，735，750，765，1000kV。輸電電壓一般分高壓、超高壓和特高壓。高壓(HV)：35~220kV；超高壓(EHV)：330~750kV；特高壓(UHV)：1000kV及以上。高壓直流（HVDC）：±600kV及以下；特高壓直流（UHVDC）：±600kV以上，包括±750kV和±800kV。為何電壓等級越來越高呢？高壓交流輸電19世紀末，逐步掌握了交流電路原理，制造了交流發(fā)電機、變壓器、感應(yīng)電動機，交流電力系統(tǒng)逐漸形成。隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)在，用電需求不斷增大，大型電源建設(shè)，地區(qū)間電源與負荷的不平衡以及經(jīng)濟調(diào)度的要求，高壓輸電網(wǎng)的電壓等級不斷提高。10KV，35KV，110KV，220KV，330KV，500KV，750KV，1000KV影響輸電電壓等級發(fā)展的原因：（為何電壓等級不斷提高？）1.長距離輸送電能大容量電廠遠離負荷中心，低壓輸電造成輸送功率的巨大浪費和電能質(zhì)量的下降，因此必然需要提高電壓等級。不同電壓等級輸電線路的經(jīng)濟輸送容量和輸送距離為何電壓等級越來越高呢？2.大容量輸送電能發(fā)電容量增大，特別是坑口電廠和核電廠投產(chǎn)，即使輸電距離不長，但輸送容量很大，也需要較高的電壓等級。3.節(jié)省基建投資和運行費用a.以每千米每千瓦的線路造價作為單位造價，在各級電壓相應(yīng)的經(jīng)濟輸送容量范圍內(nèi)，線路的單位造價將隨輸送電壓等級的升高而降低。長距離輸電線路中，變壓器造價所占比重較小，即使按輸送距離300km計算，包括變電設(shè)備造價在內(nèi)的750kv輸電線路的單位造價僅為330kv的50%左右為何電壓等級越來越高呢？b.在相同的輸送容量和距離條件下，輸電線路的總損耗（電阻損耗、電暈損耗）隨輸電電壓等級的升高而降低。為何電壓等級越來越高呢？4.電力系統(tǒng)互聯(lián)電力系統(tǒng)互聯(lián)，組成聯(lián)合電力系統(tǒng)，通過長距離輸電，進行分配，相互支援，彼此配合，取得最大的經(jīng)濟效益。c.輸送相同容量電力線路走廊寬度，也隨著采用電壓等級的升高而降低。走廊占地費用在線路總造價中所占比重較大，為減少走廊占地費用，采用超高壓輸電也就在所難免。為何電壓等級越來越高呢？六、各電壓等級輸電線路的輸電能力電壓(kV)22033050011001500功率(MW)13229588551809940距離(KM)100-200300-500500-10002000-3000走廊(M)4590120

PU2，故電壓等級提高1倍，輸送功率提高4倍以上，但輸電距離超過100KM時,可能出現(xiàn)穩(wěn)定問題。第五節(jié)

電力系統(tǒng)的接線及中性點接地接線圖（電氣元件連接圖）地理接線圖電氣接線圖1、地理接線圖（元件的相對地理位置及輸電線路距離）一、電力系統(tǒng)接線圖及接線方式第五節(jié)電力系統(tǒng)的接線及中性點接地2、電氣接線圖無備用：結(jié)構(gòu)簡單、投資少、可靠性差有備用：每個用戶由兩個或以上電源供電第五節(jié)電力系統(tǒng)的接線及中性點接地二、電力系統(tǒng)中性點接地方式中性點接地的影響

交流輸電用三相，經(jīng)發(fā)電機、變壓器時，用星形聯(lián)接形成中性點短路電流大小絕緣水平供電可靠性接地保護方式對通信的干擾系統(tǒng)接地方式中性點接地方式直接接地—大電流系統(tǒng)