第一讲--电力基础知识介绍-PPT课件.ppt

电力系统简介1电力系统和电力网n n电力系统n n由各种设施、设备组成的电能生产和消费系统由各种设施、设备组成的电能生产和消费系统n n将自然界的一次能源通过发电转化为电能，经将自然界的一次能源通过发电转化为电能，经过输电和配电将电能供应到用户过输电和配电将电能供应到用户n n发电、输电、变电、配电、用户发电、输电、变电、配电、用户n n电力网（电网）n n电力系统中，各级电压的电力线路及其联系的电力系统中，各级电压的电力线路及其联系的变电所组成的统一体变电所组成的统一体n n输电、变电、配电输电、变电、配电2电力系统一般过程3电力系统的基本组成n n发电部分发电部分发电厂，将化学能（煤炭，燃油），水能，核能，风能等转化为电发电厂，将化学能（煤炭，燃油），水能，核能，风能等转化为电能。能。n n火电厂：煤、油（不可再生），空气，水，如黄台电厂。火电厂：煤、油（不可再生），空气，水，如黄台电厂。n n水电厂：水的势能（可再生能源），受气象影响大，如葛洲坝水水电厂：水的势能（可再生能源），受气象影响大，如葛洲坝水电站。电站。n n核电站：核燃料（比较贵），水，如秦山核电站。核电站：核燃料（比较贵），水，如秦山核电站。n n抽水蓄能电站：吸发兼备，峰谷调节，快速备用，如十三陵北京抽水蓄能电站：吸发兼备，峰谷调节，快速备用，如十三陵北京昌平纯蓄能。昌平纯蓄能。n n化学能电源：各种电池，燃料电池等，效率高，较贵。化学能电源：各种电池，燃料电池等，效率高，较贵。n n绿色能源：风能（广东南澳风电厂）、太阳能（南京江宁太阳能绿色能源：风能（广东南澳风电厂）、太阳能（南京江宁太阳能发电厂）、潮汐发电（浙江三门湾潮汐能区），地热电站发电厂）、潮汐发电（浙江三门湾潮汐能区），地热电站(西藏羊西藏羊八井地热电站八井地热电站)，比较贵，易受自然条件影响。，比较贵，易受自然条件影响。456789电力系统的基本组成n n输电部分n n输电网络，通过高压输电网络将电能由发电厂输电网络，通过高压输电网络将电能由发电厂输送到负荷中心，为了降低在输电线上的损耗，输送到负荷中心，为了降低在输电线上的损耗，一般采用高压或超高压输电，为了升高电压。一般采用高压或超高压输电，为了升高电压。目前我们国家的输电线路的电压等级有：目前我们国家的输电线路的电压等级有：750kV750kV、500kV500kV、330kV330kV（西北电网）、（西北电网）、220kV220kV、110kV110kV、66kV66kV（东北电网）、（东北电网）、35kV35kV。通常将通常将35kV35kV及及35kV35kV以上的电压线路称为送电线以上的电压线路称为送电线路。路。10 我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝-上海南桥线、天生桥-广州线、贵州-广东线、三峡-广东线），另有正负50KV（上海-嵊泗群岛线），100KV（宁波-舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流输电线。我国最高交流电压等级是1000KV（长治-荆门线），于2008年12月30日投入运行。在建输电线路（向家坝-上海，锦屏-苏南特高压直流800kV），其下有500、330、220、110、（其下有500、330、220、110、380/220V，其中60kV是由于历史原因遗留下来的，目前仅在我国东北地区存在。112.变电站 变电站是变换电压和交换电能的场所 变电站的分类：按作用分：升压变电站和降压变电站 按所在位置分：枢纽变电站、中间变电站、企业变电站、车间变电站 变电站的组成：变压器和配电设施 变电站的主要设备 一次设备 （1）电力变压器（2）配电装置（母线、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器和避雷器等）（3）补偿装置（并联电容器、并联电抗器、静止无功补偿装置、串联电容补偿装置、同步调相机等）二次设备 （1）控制、测量、信号和自动装置 （2）自动化远动和通信装置等 （3）还有站内直流电源系统等 1213143.输电环节。线路线路架空、电缆架空、电缆交流、直流、交直流混合交流、直流、交直流混合1516电力系统的基本组成n n配电部分n n配电网络，从输电网络接受电能并传送至最终配电网络，从输电网络接受电能并传送至最终用户用户n n开闭所（开关站）、环网柜、分支箱开闭所（开关站）、环网柜、分支箱n n一次设备一次设备n n二次设备二次设备n n配电线路配电线路n n架空、电缆架空、电缆n n分段设备分段设备17181920212223242627配电环节。线路线路架空、电缆架空、电缆交流、直流、交直流混合交流、直流、交直流混合28电力系统的基本组成n n将10kV及其以下的电压线路称为配电线路。额定额定1kV1kV以上电压称为以上电压称为“高电压高电压”，额定电压，额定电压在在1kV1kV以下电压称为以下电压称为“低电压低电压”。我国规定安全电压为我国规定安全电压为36V36V、24V24V、12V12V三种。三种。一般，一般，10kV10kV高压系统为高压系统为2 2级配电，级配电，380V380V及以下及以下为为3 3级配电系统。级配电系统。29电力系统的基本组成n n用电部分n n电能的最终消费，电能向其它形式能量的转化电能的最终消费，电能向其它形式能量的转化n n电灯电灯n n电暖器电暖器n n空调空调n n电热器电热器n n电视机电视机n n电动机电动机n n30我国电力系统的发展和现状n n发电装机容量发电装机容量n n 19801980：65876587万万KWKW（65869MW65869MW）n n19871987：10289.710289.7万万KWKWn n19931993：2000020000万万KWKWn n19961996：2365423654万万KWKWn n20032003：3890038900万万KWKWn n20042004：4400044000万万KWKW，用电，用电2173521735亿千瓦时亿千瓦时n n20052005年底：年底：5000050000万万KWKW，用电，用电2422024220亿千瓦时亿千瓦时n n变电站数量变电站数量n n19961996年统计：年统计：3022330223个个 n n目前每年新增变电站约目前每年新增变电站约40004000个，改造老变电站约个，改造老变电站约20002000个个 31电力系统（网络）的特点n n优点：电力的传输效率高、环境污染小、电源和负荷可放置在适合之处。n n缺点：电能不易大量存储，生产和利用同时完成，协调控制重要。n n缺点：规模巨大，横跨几千公里，事故影响大。n n缺点：发电机同步运转，机、电、磁相互关联，分析复杂。32电力传输的特点n n电能生产的瞬间平衡n n发电输电配电用电，多环节的连续性n n电能传输的快速性n n地域分布广n n互联大系统33电力系统运行控制n n目标n n安全、优质、经济、环保安全、优质、经济、环保n n复杂性n n电力系统的庞大和复杂电力系统的庞大和复杂n n电力系统的特点（平衡性、瞬时性）电力系统的特点（平衡性、瞬时性）n n电力负荷随时变化、随机性电力负荷随时变化、随机性n n运行控制参与人员广运行控制参与人员广n n五级调度n n国、网、省、地、县国、网、省、地、县34电力系统自动化n n电力系统的运行控制需要自动化n n大量的自动化装置大量的自动化装置n n计算机技术和电子技术在电力系统自动化领域计算机技术和电子技术在电力系统自动化领域的应用：的应用：n n调度自动化系统调度自动化系统n nSCADASCADA（Supervisory Control And Data Supervisory Control And Data AcquisitionAcquisition）n nEMSEMS（Energy Management SystemEnergy Management System）n n变电站自动化系统变电站自动化系统n n配网自动化系统配网自动化系统n n电能量计费与管理系统电能量计费与管理系统n n负荷控制与管理系统负荷控制与管理系统35电力调度自动化发展历史n n以构造技术分：以构造技术分：n n手工阶段手工阶段n n分立元件阶段分立元件阶段n n板级阶段板级阶段n n系统机阶段系统机阶段n n网络分布式阶段网络分布式阶段n n以应用广度和深度分：以应用广度和深度分：n n传统阶段（控制理论）传统阶段（控制理论）n nEMSEMS阶段（系统理论）阶段（系统理论）n n商业化阶段（竞争理论）商业化阶段（竞争理论）36国内调度自动化发展情况n n起步阶段n nSCADA实用化阶段n n现阶段：EMS（PAS）n nDMSn n市场化37监控自动化（SCADA）n n电网监控所涉及的电力系统的主要设备：电网监控所涉及的电力系统的主要设备：n n开关、刀闸：开关、刀闸：控制电网的联接状态（电网的运行方式）控制电网的联接状态（电网的运行方式），隔离需检修或出现故障的设备。，隔离需检修或出现故障的设备。n n线路、变压器：线路、变压器：进行电能的传输，线路实现同电压等进行电能的传输，线路实现同电压等级的电能远程传输，变压器实现不同电压等级的电能级的电能远程传输，变压器实现不同电压等级的电能传输传输n n发电机：发电机：将其他能源转化为电能将其他能源转化为电能n n负荷：负荷：消耗电能，将电能转化位机械能、热能、化学消耗电能，将电能转化位机械能、热能、化学能等能等n nPTPT、CTCT：PTPT（电压互感器）将高压电压降低为（电压互感器）将高压电压降低为100V100V的低压电压，供数据采集和控制使用；的低压电压，供数据采集和控制使用；CTCT（电流互感（电流互感器）将高压电流降低为器）将高压电流降低为0 05A5A的低压电流，供数据采集的低压电流，供数据采集和控制使用。和控制使用。n nRTURTU（远程分站终端）：（远程分站终端）：主要完成电网运行状态信号主要完成电网运行状态信号和数据的采集和控制和数据的采集和控制38监控自动化（SCADA）n n电力监控的基本组成电力监控的基本组成n n分站系统：分站系统：主要由分布在发电厂和变电站的数据采集主要由分布在发电厂和变电站的数据采集和控制设备单元组成，主要是和控制设备单元组成，主要是RTURTU（远程终端单元），（远程终端单元），完成安装地点的电网运行状态和数据的采集以及设备完成安装地点的电网运行状态和数据的采集以及设备的远程控制功能的远程控制功能n n主站系统：主站系统：安装在调度中心的自动化机房，是由多台安装在调度中心的自动化机房，是由多台计算机组成的一个网络系统，主要完成分站采集的状计算机组成的一个网络系统，主要完成分站采集的状态和数据的显示、存储以及电网的自动监控和自动控态和数据的显示、存储以及电网的自动监控和自动控制等功能。制等功能。n n通信系统：通信系统：由各种通信通道和通信设备组成，主要完由各种通信通道和通信设备组成，主要完成分站和主站系统的远程通信功能。成分站和主站系统的远程通信功能。39监控自动化（SCADA）n n监控系统的基本功能n n运行数据和运行状态监视运行数据和运行状态监视n n遥测、遥信遥测、遥信n n基本的数据统计和存储功能基本的数据统计和存储功能n n基本的控制功能基本的控制功能n n遥控、遥调遥控、遥调40能量管理系统（EMS）n n网络计算分析网络计算分析n n状态估计、潮流计算、最优潮流状态估计、潮流计算、最优潮流n n自动监视自动监视n n安全分析、事故预警安全分析、事故预警n n负荷计划负荷计划n n负荷预报、日开停机计划、日发电计划负荷预报、日开停机计划、日发电计划n n电网自动优化控制电网自动优化控制n n自动发电控制（自动发电控制（AGCAGC）、自动电压控制（）、自动电压控制（AVCAVC）、）、经济调度（经济调度（EDCEDC）、电力市场交易系统）、电力市场交易系统n n调度员培训仿真系统（调度员培训仿真系统（DTSDTS）从经验型调度到分析型调度 41调度自动化主站系统基本组成n n通道柜：主要完成分站信号的接入功能，n n前置机CCM：提供数据采集、规约解释、规约转换等通信服务n n管理机ADM（服务器）：提供数据存储，访问服务n nMMI（人机交互）：提供系统监控和维护n n计算分析服务器：提供电网计算分析和优化控制42主站系统的基本功能模块n前置通讯接收（规约处理）n数据处理n数据库系统n人机界面n数据发布n报表处理n系统互联（与其他系统接口）等43主站系统的基本功能n n接受接受RTURTU或其他自动设备传送的信号，主要包括或其他自动设备传送的信号，主要包括YCYC、YXYX信号，通过规约解释，得到信号的数值或信号，通过规约解释，得到信号的数值或状态。状态。n n通过图形或表格显示电网的运行状态，供调度人通过图形或表格显示电网的运行状态，供调度人员监视电网的运行。员监视电网的运行。n n通过通过YKYK，YTYT下发控制指令，供调度人员调控电网下发控制指令，供调度人员调控电网的运行。的运行。n n进行采集数据的存储，计算等，提供基本的统计进行采集数据的存储，计算等，提供基本的统计和报表。和报表。n n与下级和上级调度系统进行互联，完成数据的交与下级和上级调度系统进行互联，完成数据的交换和远程控制。换和远程控制。n n进行电网的计算分析和优化控制，提供电网的自进行电网的计算分析和优化控制，提供电网的自动监控和优化控制。动监控和优化控制。44调度自动化系统分站n n远程终端单元（RTU）n n信号采集（信号采集（YCYC、YXYX）n n控制功能（控制功能（YKYK、YTYT）n n遥测数据采样方式（遥测数据采样方式（DCDC、ACAC）n n变电站自动化系统的部分功能n n从传统的从传统的RTURTU向微机保护发展向微机保护发展n n变电站综合自动化变电站综合自动化45配网自动化系统n n针对配电线路（馈线）的自动化n n基本功能n nSCADASCADA监控监控n nFAFA自动隔离故障与恢复供电自动隔离故障与恢复供电n n地理信息系统（地理信息系统（GISGIS）应用）应用n n配电工作管理配电工作管理46国际标准发展动向n n企业应用集成n n电力系统公共信息模型（电力系统公共信息模型（CIMCIM）n n互联互通、互操作互联互通、互操作n n能量管理系统（EMS）n nIEC 61970IEC 61970n n配电管理系统（DMS）n nIEC 61968IEC 61968n n变电站自动化系统n nIEC 61850IEC 6185047&AnswerQuestion48谢谢！谢谢！49