電力系統(tǒng)基礎(chǔ)(第一章)(1)

1、電力工程系電力工程系Department of Electrical Engineering電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)Power System Analysis Basis（一）（一） 任 建 文 課程介紹 1.電力專業(yè)類專業(yè)課程介紹 -傳統(tǒng)上的課程劃分，為選課提供參考電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析正常的、相對(duì)靜止的 運(yùn)行狀態(tài)電力系統(tǒng)暫態(tài)分析電力系統(tǒng)暫態(tài)分析從一種運(yùn)行狀態(tài)向另一種運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程 課程介紹電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)分分析析電力系統(tǒng)的基本知識(shí)和等值網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)的基本知識(shí)和等值網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況的分析和計(jì)算電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況的分析和計(jì)算電力系統(tǒng)有功功率電力系統(tǒng)有功功

2、率頻率、無(wú)功功率頻率、無(wú)功功率電壓的控制與調(diào)整電壓的控制與調(diào)整 課程介紹電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)暫暫態(tài)態(tài)分分析析波過(guò)程波過(guò)程操作或雷擊產(chǎn)生的過(guò)電壓操作或雷擊產(chǎn)生的過(guò)電壓(過(guò)程最短過(guò)程最短) ) 高壓課程高壓課程 主講主講電磁暫態(tài)過(guò)程電磁暫態(tài)過(guò)程與短路及勵(lì)磁有關(guān)與短路及勵(lì)磁有關(guān)(過(guò)程較長(zhǎng)過(guò)程較長(zhǎng)) )機(jī)電暫態(tài)過(guò)程機(jī)電暫態(tài)過(guò)程與動(dòng)力系統(tǒng)有關(guān)與動(dòng)力系統(tǒng)有關(guān)(過(guò)程最長(zhǎng)過(guò)程最長(zhǎng)) )涉及電壓、電流涉及電壓、電流電力系統(tǒng)故障分析電力系統(tǒng)故障分析 主講主講涉及功率、功角涉及功率、功角導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩、穩(wěn)定性破壞、異步運(yùn)行導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩、穩(wěn)定性破壞、異步運(yùn)行短路計(jì)算短路計(jì)算對(duì)稱分量法及序網(wǎng)概念對(duì)稱分量法及序網(wǎng)概念不對(duì)稱故障

3、的分析與計(jì)算不對(duì)稱故障的分析與計(jì)算靜穩(wěn)靜穩(wěn)暫穩(wěn)暫穩(wěn) 課程介紹發(fā)發(fā)電電廠廠電電氣氣部部分分電氣主接線電氣主接線賣電的網(wǎng)絡(luò)賣電的網(wǎng)絡(luò)電器的原理與選擇電器的原理與選擇賣電的工具賣電的工具控制與信號(hào)控制與信號(hào)二次系統(tǒng)二次系統(tǒng)配電裝置配電裝置電器的組合及布置電器的組合及布置高壓斷路器運(yùn)行高壓斷路器運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行變壓器的運(yùn)行變壓器的運(yùn)行 課程介紹電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)繼繼電電保保護(hù)護(hù)原原理理電流保護(hù)電流保護(hù)距離保護(hù)距離保護(hù)高頻保護(hù)高頻保護(hù)自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合閘變壓器保護(hù)變壓器保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù)發(fā)電機(jī)保護(hù)母線保護(hù)母線保護(hù) 課程介紹 2.電力工程 非電力類專業(yè)選修課程，了解電力系統(tǒng)的入門非電力類專業(yè)

4、選修課程，了解電力系統(tǒng)的入門課程，深度不夠、面面俱到課程，深度不夠、面面俱到穩(wěn)態(tài)分析穩(wěn)態(tài)分析故障計(jì)算故障計(jì)算一、二次系統(tǒng)一、二次系統(tǒng)穩(wěn)定性穩(wěn)定性防雷防雷綜合性綜合性基礎(chǔ)性基礎(chǔ)性50學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)五門電專業(yè)課程五門電專業(yè)課程三掌握三掌握基本知識(shí)基本知識(shí)基本計(jì)算基本計(jì)算基本原理基本原理二目的二目的一般性認(rèn)識(shí)一般性認(rèn)識(shí)業(yè)務(wù)技術(shù)管理業(yè)務(wù)技術(shù)管理 課程介紹主要學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)的基本知識(shí)，分七章介紹主要學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)的基本知識(shí)，分七章介紹電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)的組成發(fā)、輸、變、配發(fā)、輸、變、配短路電流分析與計(jì)算短路電流分析與計(jì)算故障分析，三相短路概念故障分析，三相短路概念電氣參數(shù)及等值電路電氣參數(shù)及等值電路物理元件的

5、數(shù)學(xué)模型物理元件的數(shù)學(xué)模型穩(wěn)態(tài)分析與計(jì)算穩(wěn)態(tài)分析與計(jì)算功率流動(dòng)、功率流動(dòng)、潮流計(jì)算、有功潮流計(jì)算、有功調(diào)整、無(wú)功調(diào)整調(diào)整、無(wú)功調(diào)整發(fā)電廠和變電所一次系統(tǒng)發(fā)電廠和變電所一次系統(tǒng)接線方式，電氣設(shè)備接線方式，電氣設(shè)備發(fā)電廠和變電所二次系統(tǒng)發(fā)電廠和變電所二次系統(tǒng)繼電保護(hù)，電網(wǎng)監(jiān)護(hù)繼電保護(hù)，電網(wǎng)監(jiān)護(hù)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性靜穩(wěn)、暫態(tài)穩(wěn)定靜穩(wěn)、暫態(tài)穩(wěn)定 課程介紹3.電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ) -今年改革后的電力系的平臺(tái)課程主要學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和短路分析知識(shí)主要學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和短路分析知識(shí)電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的基本概念發(fā)、輸、變、配。發(fā)、輸、變、配。 8學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)電力網(wǎng)元件參數(shù)及等值電路電力網(wǎng)元件參

6、數(shù)及等值電路物理元件的物理元件的 數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 8學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)簡(jiǎn)單電力網(wǎng)穩(wěn)態(tài)分析與計(jì)算簡(jiǎn)單電力網(wǎng)穩(wěn)態(tài)分析與計(jì)算功率流動(dòng)、功率流動(dòng)、手工手工潮流計(jì)算潮流計(jì)算 8學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 課程介紹電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法 潮流計(jì)算的潮流計(jì)算的基本原理、數(shù)學(xué)模型、求解方法和計(jì)算程基本原理、數(shù)學(xué)模型、求解方法和計(jì)算程序框圖序框圖 。 8學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)有功最優(yōu)分配及頻率控制有功最優(yōu)分配及頻率控制如何保證低損如何保證低損耗、耗、 高回收高回收 6學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)無(wú)功功率及電壓調(diào)整無(wú)功功率及電壓調(diào)整如何使無(wú)功合理分布如何使無(wú)功合理分布使電壓損耗最小使電壓損耗最小 6學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)短路電流分析與計(jì)算短路電流分析與計(jì)算三相

7、短路及不對(duì)稱故三相短路及不對(duì)稱故障計(jì)算障計(jì)算 20學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 講課方式1、側(cè)重基礎(chǔ)、側(cè)重基礎(chǔ)2、物理概念與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合、物理概念與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合3、補(bǔ)充新概念及專業(yè)領(lǐng)域研究成果和方向、補(bǔ)充新概念及專業(yè)領(lǐng)域研究成果和方向4、輔助教學(xué)手段，錄像、模型、圖片、輔助教學(xué)手段，錄像、模型、圖片5、以講為主，自學(xué)為輔、以講為主，自學(xué)為輔6、聽課自由，前提是有自學(xué)能力、聽課自由，前提是有自學(xué)能力7、歡迎討論、提意見、歡迎討論、提意見8、板書亂、發(fā)音不準(zhǔn)希望諒解、板書亂、發(fā)音不準(zhǔn)希望諒解9、考試不會(huì)難為同學(xué)們，不要求死記硬背、考試不會(huì)難為同學(xué)們，不要求死記硬背 參考資料1、電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ) 李

8、庚銀、栗然、楊淑英，機(jī)械工業(yè)出版李庚銀、栗然、楊淑英，機(jī)械工業(yè)出版2、電力系統(tǒng)分析復(fù)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題精解、電力系統(tǒng)分析復(fù)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題精解 楊淑英楊淑英 中國(guó)電力出版社中國(guó)電力出版社5、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電網(wǎng)技術(shù)等雜志、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電網(wǎng)技術(shù)等雜志3、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 （第二版）（第二版） 東南大學(xué)，陳珩，水利電力出版社東南大學(xué)，陳珩，水利電力出版社 4、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 （第二版）（第二版） 西安交通大學(xué)，李光琦，水利電力出版社西安交通大學(xué)，李光琦，水利電力出版社第一章 電力系統(tǒng)的基本概念 1.電力系統(tǒng)的概念和組成 2.電能變換和電源構(gòu)成 3.電力系統(tǒng)的負(fù)荷 4.電

9、力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求 5.電力系統(tǒng)的電壓等級(jí) 6.電力系統(tǒng)的接線及中性點(diǎn)接地第一節(jié)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、配組成電力系統(tǒng)由發(fā)、輸、變、配組成（生產(chǎn)、輸送、分配、消費(fèi)（生產(chǎn)、輸送、分配、消費(fèi)）第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成從調(diào)度、管理、控制的角度看從調(diào)度、管理、控制的角度看第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成從發(fā)電到用戶的供電過(guò)程第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成我國(guó)電網(wǎng)介紹第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成我國(guó)電網(wǎng)介紹第一節(jié)第一節(jié)

10、 電力系統(tǒng)的概念和組成 目前我國(guó)基本上進(jìn)入大電網(wǎng)、大電廠、大機(jī)組、高電壓輸電、高度自動(dòng)控制的新時(shí)代 。截止2004年底裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)4.00億千瓦。 我國(guó)現(xiàn)有發(fā)電裝機(jī)容量在20000MW以上的電力系統(tǒng)11個(gè)，其中東北、華北、華東、華中電網(wǎng)裝機(jī)容量均超30000MW，華東、華中電網(wǎng)甚至超過(guò)40000MW，西北電網(wǎng)的裝機(jī)容量也達(dá)到20000MW。南方電力聯(lián)營(yíng)系統(tǒng)連結(jié)廣東、廣西、貴州、云南四省電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了西電東送。其它幾個(gè)獨(dú)立省網(wǎng)，如四川、山東、福建等電網(wǎng)和裝機(jī)容量也超過(guò)或接近10000MW。 各電網(wǎng)中500KV（包括330KV）主網(wǎng)架逐步形成和壯大。220KV電網(wǎng)不斷完善和擴(kuò)充。 從1988年起連續(xù)

11、每年新增投產(chǎn)大中型發(fā)電機(jī)組超過(guò)10000MW。 1990年我國(guó)第一條從葛洲壩水電站至上海南橋換流站的500KV直流輸電線路實(shí)現(xiàn)雙極運(yùn)行，使華中和華東兩大區(qū)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)非同期聯(lián)網(wǎng)。 第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成兩家電網(wǎng)公司是國(guó)家電網(wǎng)公司、中國(guó)南方電網(wǎng)有限兩家電網(wǎng)公司是國(guó)家電網(wǎng)公司、中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司；責(zé)任公司；家發(fā)電集團(tuán)公司是中國(guó)華能集團(tuán)公司、中國(guó)大唐家發(fā)電集團(tuán)公司是中國(guó)華能集團(tuán)公司、中國(guó)大唐集團(tuán)公司、中國(guó)華電集團(tuán)公司、中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司和中國(guó)集團(tuán)公司、中國(guó)華電集團(tuán)公司、中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司和中國(guó)電力投資集團(tuán)公司；電力投資集團(tuán)公司；家輔業(yè)集團(tuán)公司是中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)公司、家輔業(yè)集團(tuán)公司是中國(guó)

12、電力工程顧問(wèn)集團(tuán)公司、中國(guó)水電工程顧問(wèn)集團(tuán)公司、中國(guó)水利水電建設(shè)集團(tuán)公司中國(guó)水電工程顧問(wèn)集團(tuán)公司、中國(guó)水利水電建設(shè)集團(tuán)公司和中國(guó)葛洲壩集團(tuán)公司。和中國(guó)葛洲壩集團(tuán)公司。 電力體制改革方案：電力體制改革方案： 1(電監(jiān)會(huì)電監(jiān)會(huì))+2(電網(wǎng)公司電網(wǎng)公司)+5(發(fā)電集團(tuán)發(fā)電集團(tuán))+4(輔業(yè)集團(tuán)輔業(yè)集團(tuán))第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成電電 網(wǎng)網(wǎng) 圖圖第一節(jié)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(yùn)行呢？電力系統(tǒng)為什么要互聯(lián)并網(wǎng)運(yùn)行呢？ 1.采用高效率大容量機(jī)組減少備用容量 2.合理利用動(dòng)力資源水、火電互補(bǔ) 3.提高供電可靠性系統(tǒng)越大，抗干擾能力越強(qiáng) 4.提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性裝高效率大容量機(jī)組

13、、 合理利用動(dòng)力資源、合理分配負(fù)荷、削峰填谷。第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成全國(guó)聯(lián)網(wǎng)勢(shì)在必行全國(guó)聯(lián)網(wǎng)勢(shì)在必行現(xiàn)在現(xiàn)在： 7個(gè)跨省電網(wǎng)，個(gè)跨省電網(wǎng)，5個(gè)獨(dú)立省網(wǎng)個(gè)獨(dú)立省網(wǎng)2015年全國(guó)聯(lián)網(wǎng)：年全國(guó)聯(lián)網(wǎng)：以三峽電站為中心，東西南北四方向聯(lián)網(wǎng)以三峽電站為中心，東西南北四方向聯(lián)網(wǎng)東西以送電和聯(lián)網(wǎng)效益并重東西以送電和聯(lián)網(wǎng)效益并重南北以獲得聯(lián)網(wǎng)效益為主，兼顧送電南北以獲得聯(lián)網(wǎng)效益為主，兼顧送電聯(lián)網(wǎng)方案：聯(lián)網(wǎng)方案：首先建成三峽電網(wǎng)（華東、華中、四川、重慶）首先建成三峽電網(wǎng)（華東、華中、四川、重慶）中部電網(wǎng)：以三峽電站為中心沿長(zhǎng)江展開中部電網(wǎng)：以三峽電站為中心沿長(zhǎng)江展開北部電網(wǎng)：以華北為中心，與東北、山東

14、聯(lián)網(wǎng)，開發(fā)北部電網(wǎng)：以華北為中心，與東北、山東聯(lián)網(wǎng)，開發(fā) 黃河上游拉西瓦等水電站，實(shí)現(xiàn)與西北聯(lián)網(wǎng)黃河上游拉西瓦等水電站，實(shí)現(xiàn)與西北聯(lián)網(wǎng)南部電網(wǎng)：紅水河、瀾滄江、烏江流域、貴州煤炭基地南部電網(wǎng)：紅水河、瀾滄江、烏江流域、貴州煤炭基地第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成全國(guó)聯(lián)網(wǎng)勢(shì)在必行全國(guó)聯(lián)網(wǎng)勢(shì)在必行北部和中部三縱：北部和中部三縱：西線：西北與川渝以直流方式相聯(lián)西線：西北與川渝以直流方式相聯(lián)中線：華北與華中以直流背靠背相聯(lián)中線：華北與華中以直流背靠背相聯(lián)東線：山東與華東以直流背靠背相聯(lián)東線：山東與華東以直流背靠背相聯(lián)南部和中部：南部和中部：提高水電利用容量，減少棄水提高水電利用容量，減少棄水湖南衡陽(yáng)

15、到廣東韶關(guān)湖南衡陽(yáng)到廣東韶關(guān)500KV交直流輸電交直流輸電三峽到廣東的遠(yuǎn)距離直流輸電三峽到廣東的遠(yuǎn)距離直流輸電第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的概念和組成近年來(lái)停電事故頻發(fā)近年來(lái)停電事故頻發(fā)8.14美加大停電美加大停電8.28倫敦大停電倫敦大停電9.1悉尼和馬來(lái)西亞大停電悉尼和馬來(lái)西亞大停電9.28意大利大停電意大利大停電近年來(lái)面臨嚴(yán)重缺電近年來(lái)面臨嚴(yán)重缺電去年缺電去年缺電3500萬(wàn)萬(wàn)KW，今年缺電，今年缺電2500萬(wàn)萬(wàn)KW。電力建設(shè)滯后。電力建設(shè)滯后于電力需求增長(zhǎng)，電力供應(yīng)總量不足，是造成電力供應(yīng)逐于電力需求增長(zhǎng)，電力供應(yīng)總量不足，是造成電力供應(yīng)逐步緊張的根本原因。步緊張的根本原因。頻率的抖動(dòng)會(huì)造成次

16、品堆積如山，大停電造成的災(zāi)難不頻率的抖動(dòng)會(huì)造成次品堆積如山，大停電造成的災(zāi)難不壓于一次強(qiáng)烈的地震壓于一次強(qiáng)烈的地震事故鏈接事故鏈接缺電原因缺電原因第二節(jié)第二節(jié) 電能變換和電源構(gòu)成一、電能變換一、電能變換第二節(jié)第二節(jié) 電能變換和電源構(gòu)成二、電源構(gòu)成及展望二、電源構(gòu)成及展望 火電火電70%、水電、水電20%、核電、核電10% 燃料電池、太陽(yáng)光、太陽(yáng)能（分散型）燃料電池、太陽(yáng)光、太陽(yáng)能（分散型）21世紀(jì)新能源世紀(jì)新能源 熱核反應(yīng)熱核反應(yīng)不使用放射性材料的核能，不使用放射性材料的核能，2030年后實(shí)用化年后實(shí)用化 2050年時(shí)，電力供應(yīng)是現(xiàn)在的年時(shí)，電力供應(yīng)是現(xiàn)在的23倍（倍（15000億億KW.h) 核能約占核能約占54%，燃料電池等分散型電源和電力儲(chǔ)存系，燃料電池等分散型電源和電力儲(chǔ)存系 統(tǒng)約占統(tǒng)約占15%2