光伏電力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)基礎(chǔ)1電力系統(tǒng)概述、組成及電氣主接線2溫馨提示33學(xué)習(xí)建議44第一章電力系統(tǒng)的基本組成第二章電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求第三章青海電網(wǎng)概況第四章電氣主接線課程內(nèi)容5第一章電力系統(tǒng)的基本組成第一節(jié)電力系統(tǒng)及電力網(wǎng)的概念

電力系統(tǒng)：由發(fā)電、送電、變電、配電和用電組成的整體稱為電力系統(tǒng)。發(fā)電輸電配電用電變電變電6

電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中的送電、變電、配電三個(gè)部分稱為電力網(wǎng)。是將各電壓等級(jí)的輸電線路和各種類型的變電所連接而成的網(wǎng)絡(luò)。

電力網(wǎng)分類：按其在電力系統(tǒng)中的作用不同，分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。

如圖1-2所示：第一章電力系統(tǒng)的基本組成7

第一章電力系統(tǒng)的基本組成8第二節(jié)電力負(fù)荷1.電力負(fù)荷的概念：電力負(fù)荷是指用電設(shè)備或用電單位所消耗的功率、容量或電流。2.電力負(fù)荷的組成：用電負(fù)荷線路損失負(fù)荷供電負(fù)荷第一章電力系統(tǒng)的基本組成93.電力負(fù)荷的分類：按發(fā)生時(shí)間不同負(fù)荷分類高峰負(fù)荷低谷負(fù)荷平均負(fù)荷第一章電力系統(tǒng)的基本組成10一類負(fù)荷是指不屬于上述一類和二類負(fù)荷的其它負(fù)荷。二類負(fù)荷三類負(fù)荷是指突然中斷供電會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。是指突然中斷供電將會(huì)造成人身傷亡或會(huì)引起對(duì)周圍環(huán)境嚴(yán)重污染，造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失等。突然中斷供電而受到的影響3.用電負(fù)荷分類：第一章電力系統(tǒng)的基本組成11

第三節(jié)供電質(zhì)量概念：是指電能質(zhì)量與供電可靠性。電能質(zhì)量：是指供應(yīng)到用電單位受電端電能品質(zhì)的優(yōu)劣程度。包括電壓、頻率和波形的質(zhì)量。電壓允許偏差電壓質(zhì)量電壓允許波動(dòng)與閃變公用電網(wǎng)諧波三相電壓允許不平衡度頻率質(zhì)量頻率允許偏差第一章電力系統(tǒng)的基本組成12

電壓質(zhì)量對(duì)各類電氣設(shè)備的影響：1.對(duì)照明負(fù)荷的影響：電壓降低，白熾燈的發(fā)光效率和光通量都急劇下降，電壓升高，白熾燈的壽命縮短。2.對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的影響：轉(zhuǎn)矩與端電壓的平方成正比，電壓降低過(guò)多，電動(dòng)機(jī)可能停轉(zhuǎn)，或不能啟動(dòng)；當(dāng)輸出功率一定時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的定子電流、功率因數(shù)和效率會(huì)隨電壓而變化，當(dāng)端電壓降低時(shí)，定子、轉(zhuǎn)子電流都會(huì)顯著增大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的溫度上升，甚至燒壞電動(dòng)機(jī)。反之，當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)，會(huì)使各類電氣設(shè)備絕緣老化過(guò)程加快，設(shè)備壽命縮短。過(guò)電壓情況下甚至危及設(shè)備運(yùn)行安全。第一章電力系統(tǒng)的基本組成13

我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電壓偏差的允許值為：35kV及以上：電壓允許偏差為額定電壓的±5%；10kV及以下三相供電：電壓允許偏差為額定電壓的±7%；220V單相供電：電壓允許偏差為額定電壓的+7%、-10%。電壓允許波動(dòng)：在某一時(shí)段內(nèi)，電壓急劇變化而偏離額定值的現(xiàn)象，稱為電壓波動(dòng)。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電壓波動(dòng)的允許值為：220kV及以上：電壓允許波動(dòng)為1.6%；35kV~110kV：電壓允許波動(dòng)為2%；10kV及以下：電壓允許波動(dòng)為2.5%。第一章電力系統(tǒng)的基本組成14我國(guó)規(guī)定電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz。在300MVA及以上的系統(tǒng)中，不超過(guò)額定值的±0.2Hz。在300MVA以下的系統(tǒng)中，不超過(guò)額定值的±0.5Hz。思考題？Q1：線路首末端電壓一樣嗎？Q2：電網(wǎng)的頻率為什么會(huì)波動(dòng)？第一章電力系統(tǒng)的基本組成15

第四節(jié)供電可靠性

供電可靠性是指企業(yè)某一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)對(duì)用戶停電的時(shí)間和次數(shù)，可以直接反映供電企業(yè)持續(xù)向用電單位的供電能力。是以供電企業(yè)對(duì)用戶停電的時(shí)間次數(shù)來(lái)衡量的。國(guó)家規(guī)定供電可靠率不低于99.96%。第一章電力系統(tǒng)的基本組成16第一章電力系統(tǒng)的基本組成第二章電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求第三章青海電網(wǎng)概況第四章電氣主接線課程內(nèi)容17第一節(jié)電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)同時(shí)性：電能的生產(chǎn)、輸送、分配以及轉(zhuǎn)換為其他形態(tài)能量的過(guò)程，是同時(shí)進(jìn)行的。集中性：電力生產(chǎn)是高度集中的、統(tǒng)一的，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門關(guān)系密切。適用性：電能使用最方便，適用性最強(qiáng)。即時(shí)性：正常輸電過(guò)程和故障過(guò)程都非常迅速。區(qū)域性：具有較強(qiáng)的地區(qū)性特點(diǎn)。第二章電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求18安全可靠?jī)?yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)第一節(jié)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求

對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求可以簡(jiǎn)單地概括為：第二章電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求19

1.保證供電的安全可靠性

保證供電的安全可靠性是對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求。電力系統(tǒng)的各個(gè)部門應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)代化管理，提高設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)質(zhì)量。應(yīng)當(dāng)指出，目前要絕對(duì)防止事故的產(chǎn)生是不可能的，而各種用戶對(duì)供電可靠性的要求也不一樣。因此，應(yīng)根據(jù)電力用戶的重要性不同區(qū)別對(duì)待，以便在事故情況下把給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失限制到最小。2.保證電能的良好質(zhì)量

頻率、電壓和波形是電能質(zhì)量的三個(gè)基本指標(biāo)。當(dāng)系統(tǒng)的頻率、電壓和波形不符合電氣設(shè)備的額定值要求時(shí)，往往會(huì)影響設(shè)備的正常工作、危及設(shè)備和人身安全、影響用戶的產(chǎn)品質(zhì)量等。因此要求系統(tǒng)所提供電能的頻率、電壓及波形必須符合其額定值的規(guī)定。第二章電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求20

3.保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性

當(dāng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差或?qū)κ鹿侍幚聿划?dāng)時(shí)，局部事故的干擾有可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的全面瓦解，即大部分發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)解列，而且需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成大面積、長(zhǎng)時(shí)間停電。因此穩(wěn)定問(wèn)題是影響大型電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的一個(gè)重要因素。4.保證運(yùn)行人員和電氣設(shè)備工作的安全

保證運(yùn)行人員和電氣設(shè)備工作的安全是電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本原則。這一方面要求在設(shè)計(jì)時(shí)合理選擇設(shè)備，使之在一定過(guò)電壓和短路電流的作用下不致?lián)p壞；另一方面還應(yīng)按規(guī)程要求及時(shí)地安排對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，及早發(fā)現(xiàn)隱患，及時(shí)進(jìn)行維修。另外，在運(yùn)行和操作中要嚴(yán)格遵守有關(guān)的規(guī)章制度。

第二章電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求215.保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性

電能成本的降低不僅會(huì)使各用電部門的成本降低，更重要的是節(jié)省了能量資源。因此，會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和長(zhǎng)遠(yuǎn)的社會(huì)效益。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，除了進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)外，還須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施最佳經(jīng)濟(jì)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)火電廠、水電廠及核電廠負(fù)荷的合理分配；同時(shí)還要提高整個(gè)系統(tǒng)的管理技術(shù)水平。第二章電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求22本章小結(jié)本章主要介紹了：電力系統(tǒng)的構(gòu)成；電力負(fù)荷的分類；頻率和電壓的質(zhì)量要求；電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求；

安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)23第一章電力系統(tǒng)的基本組成第二章電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求第三章青海電網(wǎng)概況第四章電氣主接線課程內(nèi)容2425西北電網(wǎng)概況西北電網(wǎng)包括：陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆五省區(qū)電網(wǎng)，電網(wǎng)覆蓋地域廣闊，東西、南北跨度大，供電面積達(dá)311.38萬(wàn)平方公里，占中國(guó)陸地面積近1/3。

目前，系統(tǒng)裝機(jī)容量9349萬(wàn)千瓦，火電6400萬(wàn)千瓦左右，約占69%；水電2200萬(wàn)千瓦，約占24%；風(fēng)電641萬(wàn)千瓦，約占6.8％。最大負(fù)荷達(dá)到4773萬(wàn)千瓦，最大日用電量10.5億千瓦時(shí)。25海石灣祁連縣達(dá)日縣茫崖海西州玉樹(shù)州海北州海南州果洛州海東黃南州西寧800公里1300公里第三章青海電網(wǎng)概況26

那林格巴音龍羊峽電站鑫恒營(yíng)莊日月山拉西瓦電廠李家峽電站泉灣吉祥積石峽電站蘇只電站公伯峽電站官亭至蘭州東至蘭州西桃園海石灣至甘肅武勝花園華電大通安通黃家寨曹家堡大石門西寧宜堿班多電站香水丁香向陽(yáng)景陽(yáng)阿蘭烏蘭鹽湖楊樂(lè)湟源柴達(dá)木海西西藏拉薩±400kV康城圣湖明珠格爾木330千伏變電站750千伏變電站750千伏線路330千伏線路-~瀚海聚明青海電網(wǎng)變電概況第三章青海電網(wǎng)概況27

青海電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)以水電為主，火電、光伏為輔，總裝機(jī)容量1416萬(wàn)kW，水火電比例5：1。77%16%7%青海電網(wǎng)電源概況第三章青海電網(wǎng)概況28果洛藏族自治州海西藏族自治州海北藏族自治州海南藏族自治州玉樹(shù)藏族自治州黃南藏族自治州（屬格爾木市）西寧市海東地區(qū)青海電網(wǎng)負(fù)荷分布西寧電網(wǎng)75.7%海東電網(wǎng)13.6%海南電網(wǎng)1.5%黃化電網(wǎng)2.6%海北電網(wǎng)1.6%海西電網(wǎng)5.0%果洛電網(wǎng)0.1%青海電網(wǎng)地區(qū)負(fù)荷分布不均衡，西寧市和海東地區(qū)負(fù)荷占總負(fù)荷的89%，其它五個(gè)自治州農(nóng)牧區(qū)負(fù)荷僅占11%。第三章青海電網(wǎng)概況29電解鋁、鐵合金、碳化硅、電石等高耗能產(chǎn)業(yè)占主導(dǎo)地位，占全網(wǎng)負(fù)荷的84%。青海電網(wǎng)負(fù)荷特點(diǎn)第三章青海電網(wǎng)概況30青海電網(wǎng)全網(wǎng)負(fù)荷特性第三章青海電網(wǎng)概況31

青海電網(wǎng)光伏電站采用規(guī)?；⒓惺浇尤?。

2012年9月底，青海電網(wǎng)已并網(wǎng)的大中型光伏電站40座，總?cè)萘?00.3萬(wàn)kW。青海電網(wǎng)新能源建設(shè)第三章青海電網(wǎng)概況32青海電網(wǎng)全網(wǎng)發(fā)電出力曲線第三章青海電網(wǎng)概況33青海電網(wǎng)光伏發(fā)電出力曲線第三章青海電網(wǎng)概況34思考題？Q1：青海電網(wǎng)的主網(wǎng)架電壓等級(jí)是多少？第三章青海電網(wǎng)概況35本章小結(jié)本章主要學(xué)習(xí)了：西北電網(wǎng)的構(gòu)成青海電網(wǎng)的構(gòu)成地理概況電網(wǎng)接線電源結(jié)構(gòu)負(fù)荷特點(diǎn)光伏接入36第一章電力系統(tǒng)的基本組成第二章電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求第三章青海電網(wǎng)概況第四章電氣主接線課程內(nèi)容37第一節(jié)對(duì)主接線的基本要求

第四章電氣主接線電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，它反映各設(shè)備的作用、連接方式和回路間的相互關(guān)系38對(duì)電器主接線的基本要求，概括地說(shuō)包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。一、可靠性電力系統(tǒng)中，按重要性的不同負(fù)荷分為三類（Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類）。主接線可靠性的具體要求：（1）斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；（2）斷路器或母線故障，以及母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)出線的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并保證對(duì)Ⅰ類、Ⅱ類負(fù)荷的供電；（3）盡量避免變電所全部停運(yùn)的可能性；

第四章電氣主接線39二、靈活性

（1）調(diào)度靈活，操作方便；（2）檢修安全；（3）擴(kuò)建方便。母線由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修對(duì)于雙母線接線：將該母線上所有運(yùn)行和備用元件倒到另一母線，拉開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)和刀閘及PT一次側(cè)刀閘，并在該母線上裝設(shè)接地線(或合上接地刀閘)。對(duì)單母線、單母開(kāi)關(guān)分段或一個(gè)半開(kāi)關(guān)接線：將該母線上所有的開(kāi)關(guān)、刀閘拉開(kāi)。在該母線上裝設(shè)接地線(或合上接地刀閘)。母線由檢修轉(zhuǎn)運(yùn)行對(duì)于雙母線接線：拆除該母線上的接地線(或拉開(kāi)接地刀閘)，合上PT一次刀閘和母聯(lián)刀閘，用母聯(lián)開(kāi)關(guān)給該母線充電。

第四章電氣主接線40三、經(jīng)濟(jì)性（1）投資省；（2）年運(yùn)行費(fèi)用??；（3）占地面積小。第四章電氣主接線41第四章電氣主接線電氣設(shè)備基本接線及名稱：42第二節(jié)有匯流母線的主接線

有匯流母線的接線形式的基本環(huán)節(jié)是電源、母線和出現(xiàn)。母線是中間環(huán)節(jié)，其作用是匯集和分配電能，使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行、檢修靈活方便，進(jìn)出線可有任意數(shù)目，利于安裝和擴(kuò)建。但是，有母線的接線形式使用的開(kāi)關(guān)電器較多，母線故障或檢修時(shí)影響范圍較大，適用于進(jìn)出線較多并有擴(kuò)建和發(fā)展可能的變電所。第四章電氣主接線43一、單母線接線第四章電氣主接線只有一組工作母線，這種接線的每回進(jìn)出線只經(jīng)過(guò)一臺(tái)斷路器固定接于母線的某一段上。44斷路器有滅弧裝置，而隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，停送電操作必須嚴(yán)格遵守操作順序；即隔離開(kāi)關(guān)必須在斷路器斷開(kāi)的情況下或等電位的情況下才能進(jìn)行操作。例如：WL1檢修后恢復(fù)送電的操作順序?yàn)椋簷z查QF確在斷開(kāi)位置合上QS2合上QS1合上QF。

第四章電氣主接線45不分段單母線接線的優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，投資小，運(yùn)行操作方便有利于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。不分段單母線接線的缺點(diǎn)：可靠性、靈活性差。

第四章電氣主接線46二、分段的單母線接線

第四章電氣主接線單母線分段接線的特點(diǎn)：1）兩母線段可并列運(yùn)行，也可分裂運(yùn)行；2）任一母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修，只停該段，其他段可繼續(xù)供電，減少了停電范圍。47如圖一次系統(tǒng)圖，請(qǐng)說(shuō)明主接線接線形式、運(yùn)行方式。

第四章電氣主接線48變壓器操作變壓器送電時(shí)，應(yīng)當(dāng)先合上電源側(cè)開(kāi)關(guān)，后合上負(fù)荷側(cè)開(kāi)關(guān)；多側(cè)電源的變壓器，送電時(shí)先合上主電源開(kāi)關(guān)，再合上其它電源側(cè)開(kāi)關(guān)，最后合上負(fù)荷側(cè)開(kāi)關(guān)。

I第四章電氣主接線49停電時(shí)應(yīng)先停負(fù)荷側(cè)，后停電源側(cè)。三繞組降壓變壓器停電按照低壓、中壓、高壓的順序依次進(jìn)行。第四章電氣主接線因?yàn)槎嚯娫吹碾娐?，按此順序停電，可以防止變壓器反充電。若停電時(shí)先停電源側(cè)，如遇變壓器內(nèi)部故障，可能會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)作或拒絕動(dòng)作，延長(zhǎng)故障切除時(shí)間，也可能擴(kuò)大停電范圍。其次，從電源側(cè)逐級(jí)送電，如遇故障，也便于按送電范圍檢查，判斷及處理。50三、雙母線接線

第三章電氣主接線優(yōu)點(diǎn)：供電可靠，運(yùn)行方式靈活，擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)：操作復(fù)雜，容易發(fā)生誤操作；說(shuō)用設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜。51第三節(jié)無(wú)匯流母線的主接線

第三章電氣主接線一、單元接線52二、橋