電力系統習匯報人：AA2024-01-22目錄contents電力系統基本概念與組成發電技術與設備輸變電技術與設備配電網絡與用戶供電電力系統運行與調度管理電力系統安全與穩定性分析電力系統基本概念與組成01由發電廠、輸電網、配電網和電力用戶組成的整體，是將一次能源轉換成電能并輸送和分配到用戶的一個統一系統。電力系統的定義實現電能的生產、傳輸、分配和消費，同時保證電力系統的安全、穩定、經濟和優質運行。電力系統的功能電力系統定義及功能發電、輸電、配電和用電環節通過發電廠將一次能源轉換成電能，包括火力發電、水力發電、核能發電等。將發電廠發出的電能通過高壓輸電線路輸送到負荷中心。在負荷中心通過配電網將電能分配給各個用戶。用戶通過用電設備消費電能，包括工業用電、農業用電、商業用電和居民用電等。發電環節輸電環節配電環節用電環節發電廠輸電網配電網電力用戶電力系統組成要素01020304包括火力發電廠、水力發電廠、核電站等，負責將一次能源轉換成電能。由高壓輸電線路和變電站組成，負責將電能從發電廠輸送到負荷中心。由中低壓線路和配電設備組成，負責將電能分配給各個用戶。包括工業用戶、農業用戶、商業用戶和居民用戶等，是電力系統的最終消費者。我國電力工業經歷了從計劃經濟到市場經濟的轉型，實現了從缺電到供需基本平衡的歷史性跨越。目前，我國已建成世界上規模最大的電力系統，形成了以煤電為主體、多種電源并存的電源結構，電網建設不斷加強，實現了全國聯網和西電東送。國內電力工業發展概況國外電力工業發展較早，經歷了從直流電到交流電、從單機運行到聯網運行的過程。目前，國外電力工業已經實現了高度自動化和智能化，電源結構多樣化，可再生能源比重不斷增加，同時也在積極探索新的技術和模式，如微電網、智能電網等。國外電力工業發展概況國內外電力工業發展概況發電技術與設備02

火力發電原理及設備燃燒系統將燃料（如煤、油、天然氣等）燃燒，產生高溫高壓的煙氣。汽水系統由鍋爐、汽輪機、凝汽器、加熱器和給水泵等組成，將燃燒產生的熱量傳遞給水，使其變成高溫高壓的蒸汽。電氣系統由發電機、勵磁機、變壓器、斷路器等組成，將機械能轉化為電能并輸送到電網。水庫水輪機發電機輸電系統水力發電原理及設備儲存大量的水，形成水位差。水輪機帶動發電機轉動，產生電能。利用水流沖擊水輪機葉片，使水輪機轉動。將產生的電能通過變壓器升壓后輸送到電網。核燃料在反應堆內發生鏈式反應，釋放出大量的熱能。反應堆將反應堆產生的熱量傳遞給冷卻劑（通常是重水或輕水）。一回路系統冷卻劑在蒸汽發生器中將熱量傳遞給二回路的水，使其變成蒸汽。二回路系統蒸汽帶動汽輪機轉動，進而帶動發電機產生電能。電氣系統核能發電原理及設備利用光伏效應將太陽能轉化為電能。太陽能發電風能發電生物質能發電地熱發電利用風力驅動風輪機轉動，進而帶動發電機產生電能。利用生物質（如木材、農作物廢棄物等）燃燒產生的熱量進行發電。利用地下熱水或蒸汽等地熱資源，通過地熱蒸汽輪機或地熱熱泵等方式進行發電。新能源發電技術輸變電技術與設備03采用高電壓等級的電力線路，用于遠距離輸送電能，減少能量損失。高壓輸電線路絕緣子串絕緣子類型由多個絕緣子組成的串聯結構，用于支撐和固定導線，同時保證導線與鐵塔之間的電氣絕緣。包括盤形絕緣子、懸式絕緣子、棒形絕緣子等，根據電壓等級和使用環境選擇。030201高壓輸電線路及絕緣子串利用電磁感應原理，通過變換交流電壓、電流和阻抗等方式，實現電能的傳輸和分配。變壓器工作原理包括電力變壓器、自耦變壓器、隔離變壓器等，根據用途和結構特點進行分類。變壓器類型包括額定電壓、額定容量、短路阻抗等，是選擇和使用變壓器的重要依據。變壓器參數變壓器工作原理及類型03開關設備參數包括額定電壓、額定電流、短路容量等，是選擇和使用開關設備的重要依據。01開關設備用于電力系統的控制和保護，包括斷路器、負荷開關、隔離開關等。02操作機構用于驅動開關設備進行分合閘操作，包括手動操作機構、電動操作機構等。開關設備及其操作機構123用于電力系統的故障檢測和切除，保證系統的安全穩定運行，包括過流保護、距離保護、差動保護等。保護裝置利用計算機技術和通信技術，實現對電力系統的遠程監控和自動控制，提高系統的運行效率和可靠性。自動化控制保護裝置與自動化控制相互配合，實現對電力系統的全面保護和控制。保護裝置與自動化控制的配合保護裝置與自動化控制配電網絡與用戶供電04結構簡單，投資少，但供電可靠性較低。輻射狀配電網具有較高的供電可靠性，但需要增加開關設備和保護配置。環狀配電網結構復雜，供電可靠性高，但投資和維護成本也較高。網狀配電網配電網結構類型及特點單電源供電簡單、經濟，但供電可靠性較低。雙電源供電提高了供電可靠性，但需要增加投資。多電源供電供電可靠性最高，但投資和維護成本也最高。用戶供電方式選擇負荷計算與無功補償方法負荷計算方法包括需要系數法、二項式法、利用系數法等，用于確定用電設備的負荷大小。無功補償方法包括集中補償、分散補償和就地補償等，用于提高功率因數和降低線損。適應性原則確保配電網在各種運行方式下都能安全穩定運行。安全性原則經濟性原則靈活性原則01020403配電網應具有一定的擴展和改造能力，以適應未來發展的需要。配電網應適應負荷增長和用電需求的變化。在滿足安全性和可靠性的前提下，盡量降低投資和運行成本。配電網規劃與設計原則電力系統運行與調度管理05通過傳感器和遠程終端設備對電力系統主要參數進行實時監測，包括電壓、電流、功率、頻率等。實時監測對監測數據進行處理和分析，提取特征量，為狀態評估和故障診斷提供依據。數據處理與分析根據監測數據和歷史數據，采用專家系統、模糊邏輯等方法對電力系統運行狀態進行評估，判斷系統是否處于正常、異常或緊急狀態。狀態評估運行狀態監測與評估方法故障診斷根據監測數據和狀態評估結果，采用故障樹分析、模式識別等方法對電力系統故障進行診斷，確定故障類型、位置和原因。處理措施針對不同類型的故障，采取相應的處理措施，如切換備用設備、調整運行方式、隔離故障區域等，以恢復系統正常運行。預防措施通過對歷史故障數據的分析，找出故障原因和規律，制定相應的預防措施，降低故障發生的概率。故障診斷與處理措施經濟調度（ED）在滿足系統安全約束的條件下，通過優化算法對機組組合和出力進行調整，實現系統運行成本最低。自動電壓控制（AVC）根據系統電壓和無功功率需求，自動調整無功補償設備的投切和變壓器分接頭位置，維持系統電壓穩定。自動發電控制（AGC）根據系統負荷和機組狀態，自動調整發電機組的出力，維持系統頻率和電壓穩定。調度自動化技術應用綠色化大力發展清潔能源和可再生能源，降低化石能源消耗和溫室氣體排放，推動電力系統向綠色、低碳方向發展。信息化通過先進的通信技術和信息技術，實現電力系統各環節信息的實時采集、傳輸和處理，提高系統運行透明度和決策水平。自動化采用先進的控制技術和自動化設備，實現電力系統各環節的自動化運行和調度管理，提高系統運行效率和安全性。互動化通過智能電表和用戶側管理系統，實現電力系統與用戶之間的互動和雙向通信，提高用戶參與度和滿意度。智能電網發展趨勢電力系統安全與穩定性分析06靈敏度分析計算系統狀態變量對參數變化的靈敏度，以識別影響系統安全性的關鍵因素。最優潮流在滿足系統約束條件下，通過優化潮流分布來提高系統的靜態安全性。N-1準則通過逐一斷開系統中的任一元件，檢查系統是否仍能滿足所有負荷的供電需求，以評估系統的靜態安全性。靜態安全分析方法時域仿真法利用數值積分方法求解系統微分方程，模擬系統在擾動后的動態響應過程。特征值分析法通過分析系統狀態矩陣的特征值和特征向量，評估系統的動態穩定性。直接法基于能量函數或李雅普諾夫函數等理論，直接判斷系統在擾動后的穩定性。動態穩定分析方法030201通過比較故障期間加速面積和減速面積的大小，判斷系統是否能保持暫態穩定。等面積定則考慮多機系統中不同機組間的相互作用，對等面積定則進行擴展和改進。擴展等面積定則利用數值積分方法求解系統微分方程，模擬系統在故障后的暫態響應過程。時域仿真法暫態穩定分析方法ABCD提高系統穩定性