電力系統(tǒng)概論

電力系統(tǒng)概論匯報(bào)人：AA2024-01-21目錄CONTENTS電力系統(tǒng)基本概念發(fā)電環(huán)節(jié)與設(shè)備輸電環(huán)節(jié)與設(shè)備配電環(huán)節(jié)與設(shè)備用電環(huán)節(jié)與負(fù)荷管理調(diào)度運(yùn)行與自動(dòng)化控制01電力系統(tǒng)基本概念電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和電力用戶組成的整體，用于將一次能源轉(zhuǎn)換為電能并輸送給用戶。包括發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)，以及相應(yīng)的控制和保護(hù)系統(tǒng)。電力系統(tǒng)定義與組成組成要素定義以直流電和小規(guī)模交流電系統(tǒng)為主，主要用于照明和簡(jiǎn)單動(dòng)力設(shè)備。初期階段發(fā)展階段現(xiàn)代階段隨著工業(yè)革命的推進(jìn)，交流電系統(tǒng)逐漸普及，電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。以高壓、超高壓和特高壓交流輸電以及直流輸電技術(shù)為代表，實(shí)現(xiàn)大區(qū)域聯(lián)網(wǎng)和智能化管理。030201電力系統(tǒng)發(fā)展歷程

電力系統(tǒng)重要性社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)電力系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通和通訊等各個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。提高生活質(zhì)量電力系統(tǒng)的普及使得人們生活質(zhì)量得到顯著提高，如照明、供暖、制冷、娛樂等方面。保障國家安全電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于國家安全至關(guān)重要，如軍事、航天、通訊等領(lǐng)域的正常運(yùn)轉(zhuǎn)均依賴于電力系統(tǒng)的支持。02發(fā)電環(huán)節(jié)與設(shè)備將燃料（如煤、油、天然氣等）燃燒產(chǎn)生熱能。燃燒系統(tǒng)由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、加熱器等設(shè)備組成，將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。汽水系統(tǒng)通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，再通過變壓器升壓后輸出。電氣系統(tǒng)火力發(fā)電原理及設(shè)備水力發(fā)電原理及設(shè)備儲(chǔ)存水源，保持水位高度。利用水流沖擊水輪機(jī)葉片，使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生電能。將電能通過變壓器升壓后，通過輸電線路送至用戶端。水庫水輪機(jī)發(fā)電機(jī)輸電系統(tǒng)反應(yīng)堆一回路系統(tǒng)二回路系統(tǒng)發(fā)電機(jī)及輸電系統(tǒng)核能發(fā)電原理及設(shè)備核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，釋放出大量熱能。利用熱能將水加熱成蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。將反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能傳遞給二回路系統(tǒng)。汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能，并通過輸電系統(tǒng)送至用戶端。利用光伏效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。太陽能發(fā)電利用風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。風(fēng)力發(fā)電利用生物質(zhì)能燃燒產(chǎn)生熱能，再通過熱力發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電能。生物質(zhì)能發(fā)電利用地下熱水或蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。地?zé)岚l(fā)電新能源發(fā)電技術(shù)03輸電環(huán)節(jié)與設(shè)備采用高電壓等級(jí)的電力線路，用于遠(yuǎn)距離輸送電能，減少能量損失。高壓輸電線路支撐高壓輸電線路的設(shè)施，分為直線塔、轉(zhuǎn)角塔、終端塔等，根據(jù)線路走向和地形條件進(jìn)行合理選擇和布局。桿塔結(jié)構(gòu)高壓輸電線路及桿塔結(jié)構(gòu)變壓器原理利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電壓變換的設(shè)備，包括升壓變壓器和降壓變壓器。類型選擇根據(jù)電力系統(tǒng)的需求和變壓器的特點(diǎn)，選擇合適的變壓器類型，如油浸式變壓器、干式變壓器、自耦變壓器等。變壓器原理及類型選擇直流輸電采用直流電進(jìn)行電能傳輸，具有線路造價(jià)低、輸送容量大、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，適用于遠(yuǎn)距離、大容量輸電和海底電纜輸電等場(chǎng)合。交流輸電采用交流電進(jìn)行電能傳輸，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于近距離、中小容量輸電和配電網(wǎng)等領(lǐng)域。直流輸電與交流輸電比較應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用先進(jìn)的通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間的信息交互和協(xié)同工作，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和管理水平。通信技術(shù)應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，為電力系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理提供決策支持。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用新能源接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生能源的并網(wǎng)和消納，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。新能源接入技術(shù)智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用04配電環(huán)節(jié)與設(shè)備配電網(wǎng)通常采用輻射狀結(jié)構(gòu)，以變電站為中心，通過饋線向用戶供電。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但供電可靠性相對(duì)較低。輻射狀結(jié)構(gòu)為提高供電可靠性，可采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在輻射狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)將不同變電站或同一變電站的不同母線連接起來，形成環(huán)網(wǎng)。環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)在環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過增加分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的數(shù)量，形成多分段多聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步提高供電可靠性，但投資和維護(hù)成本也相應(yīng)增加。多分段多聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析饋線自動(dòng)化01通過自動(dòng)重合閘、故障定位、故障隔離和恢復(fù)供電等自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障的快速處理，提高供電可靠性。配電管理系統(tǒng)02通過計(jì)算機(jī)、通信和自動(dòng)化技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和優(yōu)化管理，提高配電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性和可靠性。分布式電源接入與控制03通過并網(wǎng)逆變器、控制器和保護(hù)裝置等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)分布式電源（如光伏、風(fēng)電等）的安全、可靠接入，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化控制和管理。配電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用03繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置配置分布式能源的接入改變了配電網(wǎng)的故障電流大小和分布，對(duì)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的配置和整定帶來挑戰(zhàn)。01電壓波動(dòng)與閃變分布式能源的接入可能導(dǎo)致配電網(wǎng)電壓波動(dòng)和閃變，影響電能質(zhì)量。02諧波污染分布式能源可能產(chǎn)生諧波電流，注入配電網(wǎng)后引起諧波污染，對(duì)電力設(shè)備和用戶用電設(shè)備造成危害。分布式能源接入對(duì)配電網(wǎng)影響定期對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備缺陷和故障隱患，確保設(shè)備處于良好狀態(tài)。加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)和檢修完善配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用配電自動(dòng)化技術(shù)加強(qiáng)應(yīng)急處理能力通過合理規(guī)劃配電網(wǎng)布局、增加聯(lián)絡(luò)線等方式完善配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高供電可靠性。積極應(yīng)用配電自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)故障快速定位、隔離和恢復(fù)供電等功能，縮短停電時(shí)間。建立健全應(yīng)急處理機(jī)制，配備應(yīng)急發(fā)電車等應(yīng)急設(shè)備，提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力。提高配電網(wǎng)供電可靠性措施05用電環(huán)節(jié)與負(fù)荷管理工業(yè)用電用電集中在白天和傍晚，用電負(fù)荷波動(dòng)較大。商業(yè)用電居民用電農(nóng)業(yè)用電01020403季節(jié)性用電明顯，灌溉、排澇等用電需求較大。以高耗能、連續(xù)生產(chǎn)為主，用電量大且穩(wěn)定。用電時(shí)段相對(duì)分散，負(fù)荷峰谷差較大，受季節(jié)和氣溫影響較大。用戶用電需求特點(diǎn)及分類峰谷分時(shí)電價(jià)通過價(jià)格杠桿引導(dǎo)用戶調(diào)整用電時(shí)段，降低系統(tǒng)峰荷。可中斷負(fù)荷管理與用戶簽訂協(xié)議，在系統(tǒng)需要時(shí)中斷部分負(fù)荷，減少系統(tǒng)備用容量。需求響應(yīng)通過激勵(lì)措施鼓勵(lì)用戶在系統(tǒng)需要時(shí)減少用電，提高系統(tǒng)靈活性。需求側(cè)管理策略實(shí)施實(shí)施綠色照明工程推廣LED等高效照明產(chǎn)品，降低照明能耗。加強(qiáng)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中采用節(jié)能材料和技術(shù)，降低建筑能耗。推廣高效節(jié)能設(shè)備鼓勵(lì)用戶使用高效電機(jī)、變壓器等節(jié)能設(shè)備，提高用電效率。節(jié)能減排政策在用電環(huán)節(jié)應(yīng)用智能電表普及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障報(bào)警等功能，提高用電管理智能化水平。智能家居與智能用電融合通過智能家居系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)家庭用電設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和智能化管理。電動(dòng)汽車與智能電網(wǎng)互動(dòng)電動(dòng)汽車作為移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，與智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)，優(yōu)化系統(tǒng)資源配置。分布式能源接入與消納鼓勵(lì)分布式光伏、風(fēng)電等可再生能源接入電網(wǎng)，提高系統(tǒng)清潔能源消納能力。智能用電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)06調(diào)度運(yùn)行與自動(dòng)化控制調(diào)度運(yùn)行職責(zé)和權(quán)限劃分調(diào)度運(yùn)行職責(zé)負(fù)責(zé)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)視、運(yùn)行操作、故障處理及調(diào)度計(jì)劃制定等，確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。權(quán)限劃分根據(jù)電網(wǎng)規(guī)模和管理模式，調(diào)度機(jī)構(gòu)可分為國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)等，各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)具有相應(yīng)的調(diào)度權(quán)限和職責(zé)范圍。系統(tǒng)架構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、配電管理系統(tǒng)（DMS）等，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制、分析和優(yōu)化。功能實(shí)現(xiàn)通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）、經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制（EDC）、安全約束調(diào)度（SCD）等高級(jí)應(yīng)用功能。自動(dòng)化控制系統(tǒng)架構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能模擬電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，提供故障設(shè)置、操作演練、案例分析等功能，支持多種培訓(xùn)模式和場(chǎng)景。應(yīng)用效果通過DTS系統(tǒng)培訓(xùn)，調(diào)度員能夠熟練掌握電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)則和操作技能，提高應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力。培訓(xùn)目的提高調(diào)度員的業(yè)務(wù)水平和應(yīng)急處理能力，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（DTS）應(yīng)用利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化調(diào)度和運(yùn)行，提高決策效率和準(zhǔn)確性。智能化發(fā)