電力工程基礎(chǔ)(第3版)孫麗華(電子課件)第1章

2021/10/10星期日1河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院第1章概論1.1電力系統(tǒng)的基本概念1.2發(fā)電廠和變電所的類型1.4電力系統(tǒng)中性點的運行方式1.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量1.5分布式發(fā)電與微網(wǎng)簡介2021/10/10星期日2河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院1.1電力系統(tǒng)的基本概念

一、電力系統(tǒng)的形成圖1-1從發(fā)電廠到用戶的送電過程

電力系統(tǒng)：完成電能生產(chǎn)、輸送、分配和消費的統(tǒng)一整體。2021/10/10星期日3河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院圖1-2電力系統(tǒng)示意圖工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)2021/10/10星期日4河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院

發(fā)電廠：生產(chǎn)電能，將一次能源轉(zhuǎn)換成二次能源，分為火、水、核、風(fēng)、太陽、地?zé)岬劝l(fā)電廠。電力網(wǎng)：由不同電壓等級的電力線路和變電所組成，分為地方電力網(wǎng)、區(qū)域電力網(wǎng)及超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)三種類型。輸電線路（220kV及以上）配電線路高壓配電線路（110kV）中壓配電線路（6～35kV）低壓配電線路（380/220V）電力線路電力用戶：消耗電能，將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量。2021/10/10星期日5河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院

二、建立大型電力系統(tǒng)的優(yōu)點可以減少系統(tǒng)的總裝機容量?？梢詼p少系統(tǒng)的備用容量?？梢蕴岣吖╇姷目煽啃?。可以安裝大容量的機組?？梢院侠砝脛恿Y源，提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。目前，我國電力系統(tǒng)已形成東北、華北、華東、華中、西北、南方共6個跨省電網(wǎng)，由兩大集團分別管理。我國電網(wǎng)分布圖2021/10/10星期日6河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院2.年發(fā)電量：指系統(tǒng)中所有發(fā)電機組全年實際發(fā)出電能的總和，以MW·h、GW·h、TW·h計。3.最大負(fù)荷：指規(guī)定時間內(nèi)電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷的最大值，以MW、GW計。4.額定頻率：50Hz5.電壓等級：指系統(tǒng)中電力線路的額定電壓，以kV計。1MW·h=103kW·h（千度），1GW·h=103MW·h（100萬度）1TW·h=103GW·h（10億度），1kW·h=1度1.總裝機容量：指系統(tǒng)中所有機組額定有功功率的總和，以MW、GW計。

1GW=103MW（10萬千瓦）1MW=103kW（1000千瓦）三、電力系統(tǒng)的基本參量2021/10/10星期日7河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院

四、電力系統(tǒng)的特點電能不能大量儲存。電力系統(tǒng)的過渡過程十分短暫。與國民經(jīng)濟各部門的關(guān)系密切。

五、對電力系統(tǒng)的基本要求保證供電的可靠性。保證良好的電能質(zhì)量。為用戶提供充足的電能。提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。2021/10/10星期日8河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院1.2發(fā)電廠和變電所的類型

一、發(fā)電廠的類型火電廠的燃料：煤炭、石油、天然氣等。能量轉(zhuǎn)換過程：化學(xué)能→熱能→機械能→電能。1．火力發(fā)電廠火電廠的類型：凝汽式火電廠、熱電廠電力系統(tǒng)：發(fā)電機、變壓器、輸電線路等。汽輪機：水蒸汽、循環(huán)水（冷水熱水）火電廠的組成：鍋爐、汽輪機、電力系統(tǒng)鍋爐：燃料→灰渣，風(fēng)（空氣）→煙氣2021/10/10星期日9河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院火電廠是我國目前最主要的電源，比例大于75%?；鹆Πl(fā)電存在的問題今后火電建設(shè)的重點采用高參數(shù)、大容量、高效率的設(shè)備。開發(fā)清潔煤燃燒發(fā)電、天然氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。安全問題：采礦和運輸中的安全性災(zāi)難等。環(huán)境問題：酸雨、溫室效應(yīng)、可吸入顆粒物等。效率問題：凝汽式火電廠效率為40%，熱電廠為60%~70%。江蘇諫壁發(fā)電廠浙江北侖發(fā)電廠張家口發(fā)電總廠2021/10/10星期日10河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院能量轉(zhuǎn)換過程：水的位能→機械能→電能。水電廠的總發(fā)電功率：

水電廠的分類鼓勵熱電聯(lián)產(chǎn)。加強煤炭基地的礦口電廠建設(shè)。堤壩式引水式混合式抽水蓄能式壩后式：如三門峽、劉家峽、丹江口、三峽水電站河床式：如葛洲壩水電站2．水力發(fā)電廠2021/10/10星期日11河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院水電廠是我國目前最重要的電源之一。水力發(fā)電的優(yōu)點是最廉價的能源之一：無需燃料、無環(huán)境污染、生產(chǎn)效率高、發(fā)電成本低、運行維護簡單。綜合水利工程：可同時解決發(fā)電、防洪、灌溉、航運、水產(chǎn)養(yǎng)殖等問題。特殊的水電廠：抽水蓄能電廠，起“削峰填谷”作用。葛洲壩水電站長江三峽水電站廣州抽水蓄能電站南美伊泰普水電站水電廠的組成：水庫、水輪機、電力系統(tǒng)2021/10/10星期日12河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院水力發(fā)電存在的問題建設(shè)問題：投資大、工期長，存在庫區(qū)移民、淹沒耕地、破壞人文景觀、破壞自然生態(tài)平衡等問題。運行問題：發(fā)電量受氣象、水文、季節(jié)水量變化的影響較大，分豐水期和枯水期，出力不穩(wěn)定，增加電力系統(tǒng)運行的復(fù)雜性。能量轉(zhuǎn)換過程：核燃料的裂變能→熱能→機械能→電能。核電廠的組成：核反應(yīng)堆、汽輪機、電力系統(tǒng)3．核電廠2021/10/10星期日13河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院核電廠是我國目前最重要的電源之一。核電迅速發(fā)展的原因核電是一種新型的巨大能源。煤、石油等火電燃料儲量有限，不可再生。發(fā)達國家的水資源已基本殆盡。一些資源貧乏國家“能源危機”，不得不發(fā)展核電。秦山核電站大亞灣核電站核反應(yīng)堆的分類：輕水堆（包括沸水堆和壓水堆）、重水堆和石墨冷氣堆等。熱力系統(tǒng)由單回路構(gòu)成，有可能使汽輪機等設(shè)備受放射性污染由雙回路系統(tǒng)構(gòu)成，兩個回路各自獨立循環(huán)，不會造成設(shè)備的放射性污染2021/10/10星期日14河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院節(jié)省大量煤炭、石油等燃料，避免燃料運輸。不需空氣助燃，可建在地下、水下、山洞或空氣稀薄地區(qū)。比火電廠造價高，但發(fā)電成本低30%～50%，且規(guī)模越大越合算。存在問題：放射性污染。太陽能發(fā)電：太陽光能或太陽熱能→電能風(fēng)力發(fā)電：風(fēng)力的動能→機械能→電能4．其它形式發(fā)電

核能發(fā)電的優(yōu)缺點2021/10/10星期日15河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院地?zé)岚l(fā)電：地?zé)崮堋娔艹毕l(fā)電：海水漲、落潮的動能或勢能→電能西藏羊八井電廠法國郎斯潮汐電站江廈潮汐電站新疆達板城風(fēng)電廠能源政策大部分國家以火電為主以水電為主的國家是加拿大等（60％以上）以核電為主的國家是法國等（78％以上）2021/10/10星期日16河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院174/16/2024我國能源發(fā)展戰(zhàn)略有序開發(fā)水電優(yōu)化發(fā)展煤電大力推進核電適度發(fā)展天然氣發(fā)電積極發(fā)展新能源發(fā)電

二、變電所的類型變電所：由電力變壓器和配電裝置所組成，起著變換電壓、交換和分配電能的作用。2021/10/10星期日17河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院樞紐變電所：高壓側(cè)電壓為330～750kV。中間變電所：高壓側(cè)電壓為220～330kV。地區(qū)變電所：高壓側(cè)電壓為110～220kV。終端變電所：高壓側(cè)為10～110kV。配電所（開關(guān)站）：只接受和分配電能，不變換電壓。工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)：由總降壓變電所（或高壓配電所）、車間變電所、高壓配電線路和低壓配電線路等組成。2021/10/10星期日18河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院總降壓變電所：將35～110kV的供電電壓變換為6～10kV的高壓配電電壓。（有室內(nèi)型和室外型）車間變電所：將6～10kV的電壓降為380/220V的。附設(shè)式變電所（1~4）車間內(nèi)變電所（5）獨立變電所（7）露天變電所（6）地下變電所桿上變電所圖1-3車間變電所的類型配電線路：廠區(qū)高壓配電線、車間低壓配電線。變電所圖片2021/10/10星期日19河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院用電設(shè)備的額定電壓：與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。發(fā)電機的額定電壓：比同級電網(wǎng)的額定電壓高出5%。1.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量

一、電力系統(tǒng)的額定電壓電力網(wǎng)的額定電壓：我國高壓電網(wǎng)的額定電壓等級有3kV、6kV、10kV、35kV、63kV、110kV、220kV、330kV、500kV等。圖1-4供電線路上的電壓變化示意圖2021/10/10星期日20河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院二次繞組：變壓器的額定電壓我國公布的三相交流系統(tǒng)的額定電壓見表1-1。

一次繞組：接在電網(wǎng)中時：其額定電壓與電網(wǎng)的額定電壓相同。直接與發(fā)電機相連時，其額定電壓與發(fā)電機的額定電壓相同。當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較長時：應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高10%

當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較短時：應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高5%其中5%用于補償變壓器滿載供電時一、二次繞組上的電壓損失；另外5%用于補償線路上的電壓損失，用于35kV及以上線路可以不考慮線路上的電壓損失，只需要補償滿載時變壓器繞組上的電壓損失即可，用于10kV及以下線路2021/10/10星期日21河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院~T1GT2110kV10kV6kVM發(fā)電機G：UN·G=1.05×10=10.5（kV）變壓器T1：U1N=10.5（kV）

U2N=1.1×110=121（kV）變壓器T2：U1N=110（kV）

U2N=1.05×6=6.3（kV）T1變比：10.5/121kV；T2變比：110/6.3kV例1-1已知下圖所示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā)電機和變壓器的額定電壓。變壓器T1的一次繞組與發(fā)電機直接相連，其一次側(cè)的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機的額定電壓相同變壓器T1的二次側(cè)供電距離較長，其額定電壓應(yīng)比線路額定電壓高10%變壓器T2的二次側(cè)供電距離較短，可不考慮線路上的電壓損失2021/10/10星期日22河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院

二、電壓等級的選擇220kV及以上：用于大型電力系統(tǒng)的主干線。110kV：用于中小型電力系統(tǒng)的主干線。35kV：用于大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部電力網(wǎng)。10kV：常用的高壓配電電壓，當(dāng)6kV高壓用電設(shè)備較多時，也可考慮用6kV配電。3kV：僅限于工業(yè)企業(yè)內(nèi)部采用。380/220V：工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的低壓配電電壓。電力網(wǎng)的額定電壓、傳輸功率和傳輸距離之間的關(guān)系見表1-2。2021/10/10星期日23河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院三、電能質(zhì)量頻率偏差額定頻率：50Hz允許偏差：正常允許偏差為±0.2Hz，當(dāng)容量較小時可放寬到±0.5Hz

電壓偏差：指用電設(shè)備的實際電壓偏離額定電壓的幅度，即1.電能質(zhì)量的概念2021/10/10星期日24河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院電壓偏差的危害白熾燈由于M∝U2，電壓低時，轉(zhuǎn)矩急劇減小，電流增大，使電動機繞組絕緣過熱受損，縮短使用壽命。電動機：電壓低：壽命延長，但發(fā)光效率降低，照度下降；電壓高：發(fā)光效率增加，但使用壽命大大縮短。

電壓波動與閃變：電壓波動：電網(wǎng)電壓方均根值的連續(xù)快速變動。閃變：人眼對因電壓波動引起燈閃的一種主觀感覺電壓變動：指電壓方均根值曲線上相鄰最大值與最小值之差，即2021/10/10星期日25河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院電壓波動產(chǎn)生的原因：是由負(fù)荷急劇變動引起的。電壓波動的危害：電壓變動頻度：單位時間內(nèi)電壓變動的次數(shù)。使電動機無法正常起動；引起同步電動機轉(zhuǎn)子振動；使某些電子設(shè)備無法正常工作；使照明燈發(fā)生明顯的閃爍現(xiàn)象等。2021/10/10星期日26河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院諧波與間諧波：諧波產(chǎn)生的原因：電力系統(tǒng)中存在非線性元件。波形畸變程度的幾個特征量諧波電壓含有率：諧波電流含有率：諧波：指對周期性非正弦交流量進行傅立葉級數(shù)分解，得到的頻率為基波頻率整數(shù)倍的各次分量。諧波電壓總含量：2021/10/10星期日27河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院

諧波電流總含量：電壓總諧波畸變率：電流總諧波畸變率：諧波的危害使變壓器和電動機的鐵芯損耗增加，縮短使用壽命；使線路的功率損耗和電能損耗增加，并有可能使線路因電壓諧振而產(chǎn)生過電壓，擊穿設(shè)備的絕緣；2021/10/10星期日28河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院使電容器產(chǎn)生過負(fù)荷而影響其使用壽命；使繼電保護及自動裝置產(chǎn)生誤動作；使計算電費用的感應(yīng)式電能表的計量不準(zhǔn)；對附近的通信線路產(chǎn)生信號干擾，使數(shù)據(jù)傳輸失真。間諧波：指對周期性非正弦交流量進行傅立葉級數(shù)分解，得到的頻率不等于基波頻率整數(shù)倍的分量。間諧波干擾源：變流裝置、交流電弧爐等。簡諧波的危害：除具有諧波引起的所有危害外，還會產(chǎn)生閃變；引起顯示器閃爍；造成濾波器諧振、過負(fù)荷；影響脈沖接收器正常工作等。2021/10/10星期日29河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院產(chǎn)生不平衡的原因：三相負(fù)荷不對稱。三相電壓不平衡的危害三相不平衡：指三相系統(tǒng)中電壓（或電流）的不平衡程度，用負(fù)序分量與正序分量有效值的百分比來表示，即對電動機：產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，降低輸出轉(zhuǎn)矩，同時使總電流增大，加速絕緣老化，縮短使用壽命。對變壓器：使其容量得不到充分利用。2021/10/10星期日30河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院對多相整流裝置：影響多相觸發(fā)脈沖的對稱性，使整流設(shè)備產(chǎn)生更多的高次諧波，進一步影響電能質(zhì)量。對繼電保護裝置：使作用于負(fù)序電流的繼電保護和自動裝置誤動。暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓：暫時過電壓：包括工頻過電壓和諧振過電壓瞬態(tài)過電壓：包括操作過電壓和雷擊過電壓過電壓的危害：使電力設(shè)備故障、影響電力安全運行。2021/10/10星期日31河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院2．電能質(zhì)量控制技術(shù)電能質(zhì)量的傳統(tǒng)控制技術(shù)：控制頻率偏差、電壓偏差、三相電壓不平衡以及保證供電的可靠性。頻率偏差：依靠電力系統(tǒng)的一、二次調(diào)頻。電壓偏差：配置充足的無功功率電源；改變發(fā)電機端電壓、變壓器變比、線路參數(shù)等。三相電壓不平衡：合理分配不對稱負(fù)荷；將不對稱負(fù)荷分散接于不同的供電點；采用高一級電壓供電；加裝三相平衡裝置等。供電可靠性：加強對設(shè)備質(zhì)量缺陷的檢測；強化安全生產(chǎn)教育；提前做好電氣設(shè)備的檢修維護工作；加強二次設(shè)備的管理、維護；提高系統(tǒng)的運行管理水平等。2021/10/10星期日32河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院電能質(zhì)量的現(xiàn)代控制技術(shù)

實施電網(wǎng)調(diào)度自動化、無功優(yōu)化、負(fù)荷控制等，減少頻率和電壓的偏差的目標(biāo)。加強城鄉(xiāng)電網(wǎng)的建設(shè)和改造工程，提高電壓質(zhì)量的目標(biāo)。利用技術(shù)成熟的無源濾波器、靜止無功補償裝置等，抑制諧波干擾、降低電壓波動和閃變等。利用柔性交流輸電技術(shù)，提高系統(tǒng)輸電容量和提高暫態(tài)穩(wěn)定性，對線路電壓、阻抗、相位進行控制，實現(xiàn)控制潮流、阻尼振蕩、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性利用柔性配電技術(shù)，實現(xiàn)補償諧波、抑制電壓下跌等。2021/10/10星期日33河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院柔性交流輸電技術(shù)（FACTS）

：又稱為基于電力電子技術(shù)的靈活交流輸電系統(tǒng)，通過控制電力系統(tǒng)的基本參數(shù)來靈活控制系統(tǒng)潮流，使電力傳輸容量更接近線路的熱穩(wěn)定極限。FACTS設(shè)備綜合補償裝置：統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）并聯(lián)補償裝置靜止無功補償器（SVC）靜止同步補償器（STATCOM）晶閘管控制制動電阻器（TCBR）串聯(lián)補償裝置晶閘管控制串聯(lián)電容器（TCSC）靜止同步串聯(lián)補償器（SSSC）晶閘管控制串聯(lián)電抗器（TCSR）2021/10/10星期日34河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院柔性配電技術(shù)（DFACTS）

：將柔性交流輸電系統(tǒng)中的現(xiàn)代電力電子技術(shù)及相關(guān)的檢測和控制設(shè)備延伸應(yīng)用于配電領(lǐng)域。DFACTS裝置有源電力濾波器（APF）動態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）固態(tài)斷路器（SSCB）2021/10/10星期日35河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院我國電力系統(tǒng)中性點有三種運行方式：二、中性點不接地的電力系統(tǒng)正常運行時：中性點不接地中性點經(jīng)消弧線圈接地中性點直接(或低電阻)接地1.4電力系統(tǒng)中性點運行方式小電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)一、概述2021/10/10星期日36河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院此時，中性點對地電壓圖1-5中性點不接地系統(tǒng)正常運行時的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖發(fā)生A相接地故障時：2021/10/10星期日37河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院

在數(shù)值上：圖1-6中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障時的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖2021/10/10星期日38河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院流過故障點的接地電流（電容電流）為：

數(shù)值上：單相接地電容電流的經(jīng)驗公式：架空線路總長度（km）電纜線路總長度（km）2021/10/10星期日39河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院特點中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，故障相對地電壓降為零，而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的倍。單相接地電流等于正常時一相對地電容電流的3倍。優(yōu)點：運行可靠性高。發(fā)生單相故障時，電力網(wǎng)的線電壓仍然對稱，用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運行一段時間。但運行時間不能太長，以免另一相又發(fā)生接地故障時形成兩相接地短路。2021/10/10星期日40河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院單相接地電流小于30A的3~10kV電力網(wǎng)；單相接地電流小于10A的35kV電力網(wǎng)。

適用范圍缺點：絕緣投資大。單相故障時，非故障相對地電壓升為相電壓的倍，為確保設(shè)備的絕緣安全，系統(tǒng)相對地絕緣按線電壓設(shè)計，中性點絕緣按相電壓設(shè)計。2021/10/10星期日41河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院三、中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)圖1-7中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖消弧線圈中性點對地電壓2021/10/10星期日42河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院特點：運行可靠性高，但絕緣投資大。補償度與脫諧度補償度（調(diào)諧度）：

脫諧度：

在電力系統(tǒng)中一般采用過補償運行方式Why?消弧線圈的補償方式全補償：欠補償:過補償:消弧線圈的補償容量：2021/10/10星期日43河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院適用范圍：單相接地電流大于30A的3~10kV電力網(wǎng)；單相接地電流大于10A的35kV電力網(wǎng)。四、中性點直接接地的電力系統(tǒng)優(yōu)點：節(jié)約絕緣投資。發(fā)生單相短路時，非故障相對地電壓不變，電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮。2021/10/10星期日44河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院說明：110kV及以上電網(wǎng)采用中性點直接接地方式是為了降低工程造價，而在380/220V低壓電網(wǎng)中是為了保證人身安全。

針對缺點應(yīng)采取的措施加裝自動重合閘裝置，以提高供電可靠性。適用范圍110kV及以上電網(wǎng)和380/220V電力網(wǎng)。缺點：供電可靠性不高。單相短路時，接地相短路電流很大，保護裝置迅速跳閘，因此系統(tǒng)不能繼續(xù)運行。2021/10/10星期日45河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院1.5分布式發(fā)電與微網(wǎng)簡介

一、分布式發(fā)電

分布式發(fā)電的概念與類型

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)存在的問題:

投入成本高、運行難度大、不能靈活跟蹤負(fù)荷變化、局部事故容易擴大、環(huán)境污染日益嚴(yán)重。分布式發(fā)電DG（或分布式電源DR）：利用各種可用和分散存在的能源，將小型發(fā)電設(shè)備分散地安裝在用戶附近進行發(fā)電供能的系統(tǒng)，其發(fā)電容量通常50MW以下。2021/10/10星期日46河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院風(fēng)力發(fā)電：用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。分布式電源的主要形式離網(wǎng)型：風(fēng)力發(fā)電機輸出的電能經(jīng)蓄電池儲能，再供應(yīng)給用戶使用。并網(wǎng)型：在風(fēng)力資源豐富地區(qū)，按一定排列方式安裝風(fēng)力發(fā)電機組，成為風(fēng)力發(fā)電場，發(fā)出的電能全部經(jīng)變壓器送至電網(wǎng)。優(yōu)點：是無污染、可再生、零成本的清潔能源。缺點：具有很大的隨機性、不可預(yù)測性和不可控性，風(fēng)電場出力波動范圍較大。2021/10/10星期日47河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院太陽能光伏發(fā)電：利用半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能。優(yōu)點：不消耗燃料、規(guī)模靈活、不受地域限制、安全可靠、無污染、維護簡單。缺點：光伏電池光電轉(zhuǎn)換效率較低，輸出功率受天氣、日照強度等因素影響，發(fā)電成本較高。并網(wǎng)運行獨立運行需要蓄電池儲能2021/10/10星期日48河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院生物質(zhì)能發(fā)電：利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢棄物，甚至城市垃圾等生物質(zhì)，采取直接燃燒或氣化等方式將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能。優(yōu)點：總量豐富、污染小、分布廣泛；可再生能源；發(fā)電成本低；容易控制；環(huán)保綜合利用效果好。缺點：電能轉(zhuǎn)換的效率低，生物質(zhì)燃料的獲取、存儲和穩(wěn)定的供給較困難，發(fā)電容量和規(guī)模較小。燃料電池發(fā)電：工作原理與普通電池相似，將燃料氧化反應(yīng)所釋放的能量直接轉(zhuǎn)換為電能。不同點：燃料（氫）及氧化劑（空氣或氧）可以連續(xù)不斷地供給電池，以維持輸出電能的連續(xù)性。2021/10/10星期日49河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院微型燃?xì)廨啓C發(fā)電：以天然氣、甲烷、汽油、柴油為燃料的超小型氣輪機，其發(fā)電原理與大中型燃?xì)廨啓C相同。優(yōu)點：效率高、不受負(fù)荷變化的影響、清潔無污染、噪音低、安裝便捷經(jīng)濟。缺點：造價昂貴。優(yōu)點：體積小、質(zhì)量輕、發(fā)電效率高、污染小、運行維護簡單。2021/10/10星期日50河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院分布式發(fā)電的優(yōu)點節(jié)能效果好：能源合理利用，提高能源利用效率；就近供電減少網(wǎng)損。環(huán)境污染少：采用綠色可再生能源發(fā)電，排放污染物少，減輕環(huán)保壓力。靈活性好：采用性能先進的中小型發(fā)電裝置，開停機迅速快捷，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活。經(jīng)濟性好：安裝位置靠近用戶，送電距離很短，不用架設(shè)遠(yuǎn)距離輸電線路。供電可靠性高：與大電網(wǎng)配合，在電網(wǎng)崩潰和意外災(zāi)害情況下，維持重要用戶的供電。2021/10/10星期日51河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院分布式電源并網(wǎng)對配電系統(tǒng)的影響對配電網(wǎng)規(guī)劃運行的影響：會改變潮流的大小和方向，使穩(wěn)態(tài)電壓發(fā)生變化。大量分布式電源的接入會使配電網(wǎng)規(guī)劃人員難以準(zhǔn)確進行預(yù)測負(fù)荷，影響后續(xù)規(guī)劃。對繼電保護的影響：使配電網(wǎng)變成多電源系統(tǒng)，影響故障電流的大小及方向，導(dǎo)致原有保護裝置誤動或拒動。對電能質(zhì)量的影響：分布式電源的啟動和停運會造成電壓波動；電力電子型電源并網(wǎng)時會產(chǎn)生諧波，影響電網(wǎng)電能質(zhì)量。對系統(tǒng)可靠性的影響：分布式電源與配電網(wǎng)的繼電保護配合不好使繼電保護誤動作，會降低系統(tǒng)的可靠性；不適當(dāng)?shù)陌惭b地點、容量和連接方式也會降低配電網(wǎng)可靠性。2021/10/10星期日52河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院

二、微網(wǎng)微網(wǎng)的概念微網(wǎng)：由微電源（分布式電源）、電力電子裝置、儲能裝置、和負(fù)荷構(gòu)成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。采用微網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點：

可解決分布式發(fā)電出力波動較大的問題?？商岣哒麄€電網(wǎng)的供電可靠性。可以更加充分地利用電能和熱能。在電網(wǎng)故障、災(zāi)害等特殊情況下，微網(wǎng)離網(wǎng)運行可保證供電可靠性。2021/10/10星期日53河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院微網(wǎng)的結(jié)構(gòu)圖1-9微網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)2021/10/10星期日54河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院微網(wǎng)組成元素包括：微電源：包括前述各種分布式電源；負(fù)荷：包括敏感負(fù)荷和非敏感負(fù)荷；快速開關(guān)：用于將微網(wǎng)與主網(wǎng)分離與再并網(wǎng)；微網(wǎng)控制及調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)模式：正常情況下，微網(wǎng)與常規(guī)配電網(wǎng)并網(wǎng)運行；孤島模式：當(dāng)主網(wǎng)發(fā)生某種擾動事故時，微網(wǎng)將及時與電網(wǎng)斷開而獨立運行（平滑切換）。微網(wǎng)的運行與控制2021/10/10星期日55河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院任何微電源的接入不會影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行；自主選擇運行點；并網(wǎng)與孤島狀態(tài)可自動平滑過渡；可獨立控制輸出的有功功率、無功功率；系統(tǒng)存在擾動時仍能保證電能質(zhì)量。微網(wǎng)控制需滿足以下要求

：微網(wǎng)的控制策略按整體控制策略分：主從控制：一個DG為主電源來檢測各種電氣量，并通過通訊線路協(xié)調(diào)控制協(xié)調(diào)控制其他從屬DG的輸出。2021/10/10星期日56河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院對等控制：各個DG釆用相同的控制，關(guān)系平等，微電源之間不需任何通訊環(huán)節(jié)，都釆用本地變量進行控制。按分布式電源逆變型接口控制策略分：PQ控制（恒功率控制）：使分布式電源輸出的無功功率和有功功率等于其期望功率；下垂控制：利用分布式電源輸出的有功功率與頻率、無功功率與電壓幅值各成線性關(guān)系的原理而進行控制；V/f控制（恒壓恒頻控制）：使分布式電源輸出的電壓和頻率保持不變。微網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望（略）2021/10/10星期日57河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院江蘇諫壁發(fā)電廠始建于1959年，于1987年9月全部建成，共安裝10臺機組，總?cè)萘?62.5萬千瓦，年發(fā)電量在100億度左右，成為80年代末到90年代初國內(nèi)最大的火力發(fā)電廠。2021/10/10星期日58河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院浙江北侖發(fā)電廠是我國目前最大的現(xiàn)代化火力發(fā)電廠，總裝機容量為300萬千瓦(5×600MW)，工程于1988年1月正式開工建設(shè)，2000年9月全部建成發(fā)電。年發(fā)電量167億度，為浙江省各類發(fā)電廠發(fā)電總量的四分之一，其中兩臺機組的發(fā)電量就能滿足寧波市全部用電所需。2021/10/10星期日59河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院發(fā)電廠主控制室發(fā)電廠汽輪機房2021/10/10星期日60河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院

張家口發(fā)電總廠成立于1988年8月，由下花園發(fā)電廠和沙嶺子發(fā)電廠合并而成，位于張家口市東南14km，距首都北京170km，距煤都大同180km。發(fā)電廠總裝機容量240萬千瓦（8×300MW），通過500kV雙回線向北京供電，同時兼顧地方用電，擔(dān)負(fù)著北京地區(qū)1/4電力負(fù)荷的供電任務(wù)。張家口發(fā)電總廠夜景廠區(qū)景色汽輪機房2021/10/10星期日61河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院葛洲壩27孔泄洪閘葛洲壩水電站葛洲壩水電站是長江干流上修建的第一座大型水電工程，是三峽工程的反調(diào)節(jié)和航運梯級。電站始建于1970年，共有機21臺機組，總裝機容量271.5萬千瓦，年發(fā)電量157億度。電站以500kV和220kV輸電線路并入華中電網(wǎng)，并通過500kV直流輸電線路向距離1000km的上海輸電120萬千瓦。2021/10/10星期日62河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院南美伊泰普水電站是二十世紀(jì)最大的水電站

，位于巴西和巴拉圭交界處的巴拉那河上，從1974年5月開始修建，于1991年5月竣工，由巴西與巴拉圭共建。總裝機容量12.6GW（18×700MW），年發(fā)電量790億度。水電站壩身長7.7公里，壩高196米（相當(dāng)于65層樓的高度）。2021/10/10星期日63河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院644/16/2024三峽水電站效果圖長江三峽水電站壩長2309m，壩高185m，水頭175m，總庫容393億立方米，總裝機容量2250萬kW（32臺700MW和2臺50MW）；庫區(qū)將淹沒耕地36萬畝，淹沒城鎮(zhèn)129座，需安置遷移人口113萬；電站于93年起步，首批機組于2003年10月發(fā)電，以后每年投產(chǎn)4臺機組（280MW），2009年全部機組建成投產(chǎn)。三峽電站發(fā)出的強大電力將送往華中、華東地區(qū)和廣東省。電站將引出15條超高壓交流輸電線路，其中3條線路通過換流站將交流電轉(zhuǎn)換成直流電后，再通過500kＶ直流輸電線路，2條送往華東、1條送往廣東。2021/10/10星期日64河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院654/16/2024三期導(dǎo)流圖三峽大壩模型三峽大壩由多個功能模塊組成，從左至右（面向下游）依次為永久船閘、升船機、泄沙通道（臨時船閘）、左岸大壩及電站、泄洪壩段、右岸大壩及電站、山體地下電站等。升船機的最大提升高度為113米，供3000噸以下船只通過大壩，用時約40分鐘；永久船閘是雙線五級船閘，供3000噸以上船只從這里翻過大壩，用時約3小時。2021/10/10星期日65河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院三峽工程綜合效益防洪：三峽水庫正常蓄水位175米，總庫容393億立方米，防洪庫容221.5億立方米，能有效地控制長江上游洪水，保護長江中下游荊江地區(qū)1500萬人口、2300萬畝土地，是世界上防洪效益最為顯著的水利工程。發(fā)電：三峽水電站裝機總?cè)萘繛?250萬kW，年均發(fā)電量847億kW·h。以直線距離1000公里為半徑，全國除遼寧、吉林、黑龍江、新疆、西藏、海南、臺灣7省區(qū)外，其余地區(qū)的主要城市和工業(yè)基地都在這個范圍內(nèi)。航運：它將改善航運里程660公里，使重慶至宜昌航道通行的船隊噸位由現(xiàn)在的3000噸級提高至萬噸級，年單向通過能力由1000萬噸提高到5000萬噸。供電范圍圖2021/10/10星期日66河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院三峽雙線五級船閘

三峽船閘全長6.4公里，可通過萬噸級船隊，單向年通過能力5000萬噸。船閘主體段閘首和閘室分南北兩線，每線船閘主體段由6個閘首和5個閘室組成，每個閘室長280米、寬34米。而船閘人字門是名副其實的“天下第一門”，單扇門寬20.2米，高38.5米，厚度3米，面積有兩個籃球場那么大，重達850多噸。2021/10/10星期日67河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院廣州抽水蓄能電站為目前世界上最大的抽水蓄能電站，是為大亞灣核電站安全經(jīng)濟運行而建設(shè)的配套工程，同時還承擔(dān)著廣東、香港電網(wǎng)的調(diào)峰填谷和事故備用的任務(wù)。電站總裝機總裝機容量2.4GW（8×300MW），分兩期建設(shè)，每期4臺，設(shè)計水頭535m，電站一期工程于1989年5月25日開工且1993年6月29日1號機投產(chǎn)，二期工程于1994年9月12日開工，至2000年3月14日8號機投產(chǎn)。2021/10/10星期日68河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院三峽的供電范圍2021/10/10星期日69河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院秦山核電站位于東海之濱美麗富饒的杭州灣畔，是中國第一座依靠自己的力量設(shè)計、建造和運營管理的壓水堆核電站，總裝機容量2×300MW。1985年3月動工，1991年12月首次并網(wǎng)發(fā)電。它的建成使我國成為繼美、英、法、前蘇聯(lián)、加拿大、瑞典之后世界上第七個能夠自行設(shè)計、建造核電站的國家。2021/10/10星期日70河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院核電站主控制室核電站汽輪機房2021/10/10星期日71河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院

大亞灣核電站位于深圳市東部大亞灣畔，為我國目前最大的核電站。大亞灣核電站是我國引進國外資金、設(shè)備和技術(shù)建設(shè)的第一座大型商用核電站。核電站安裝有兩臺單機容量為900MW的壓水堆反應(yīng)堆機組。1987年8月7日工程正式開工，1994年2月1日和5月6日兩臺機組先后投入商業(yè)營運。大亞灣核電站每年發(fā)電量超過100億度，其中七成電力供應(yīng)香港，三成電力供應(yīng)廣東電網(wǎng)。大亞灣核電站電站設(shè)備2021/10/10星期日72河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成太陽能電池板：將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為電能。太陽能控制器：控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。蓄電池：在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。逆變器：將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能。

光電板控制器逆變器配電線路負(fù)載蓄電池2021/10/10星期日73河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院達板城風(fēng)力發(fā)電廠成立于1989年，是中國第一個大型風(fēng)電廠，發(fā)電量占全國的30%。2021/10/10星期日74河北科技大學(xué)電氣工程學(xué)院

羊八井電廠是我國最大