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1、绪论 （Introduction to Power System),2,问题,人类为何选择使用电能？ 电能是如何产生的？ 电能是如何传输的？什么是电力系统？ 电力系统运行的特点和要求？ 电力系统分析课程的主要内容及特点？,3,人类为什么选择使用电能？,十八世纪，蒸汽机发明：热能机械能，划时代的工业革命 十九世纪，人类开始使用电能，进入电气化时代。,4,显著优点 洁净 ： 环保 方便 : 输送、分配、使用 节能 : 能耗小，转换效率高,人类为什么选择使用电能？,电 气 化,5,人类为什么选择使用电能？,2002年，中国电力消费在终端能源消费中的比例为42，2020年达到70左右。 2002年，中
2、国人均电力消费1280千瓦时，仅相当于20世纪70年代的世界平均水平，约为目前世界平均水平2500千瓦时的一半。 试想：没有电能你的生活会如何？,6,中国电网,新疆,西藏,东北,华北,西北,川渝,华中,华东,南方,电网覆盖率 96.4%,7,电力需求旺盛、增长快,1882年我国开始使用电能 1987年全国发电装机容量突破1亿千瓦 1995年3月，装机容量突破2亿千瓦 到1996年，发电装机容量居世界第2位。 2000年4月，全国装机突破3亿千瓦 2004年5月底，全国装机容量突破4亿千瓦 2005年底我国装机总容量突破5亿千瓦，2010年底我国装机总容量将达到7.17.4亿千瓦。,105年,不
3、到8年,5年,4年,1.5年,每增加1亿装机,8,电能是如何产生的？,大规模电能是由同步发电机产生 同步发电机发电原理？回顾一下电机学知识,机械能,电能,9,电能是如何产生的？,推动转子旋转的能源形势的形式多种多样，大家说说,蒸汽,水力,风力,火力、核、地热,水力发电,风力、潮汐发电,10,11,福建安砂水电厂宽缝重力坝,12,13,电能是如何传输的？,14,电能是如何传输的？,电动机等,墙壁上,15,电力系统是如何描述的,电压(KV） 1000（计划建设中）、750（建设中）、500、330、220、110、60、35、10、0.6 0.38/0.22 频率（HZ） 50，60 装机容量 发
4、电量 最大负荷 电气接线图 地理位置接线图,16,电力网络,电力网络是连接发电机与用电设备（负荷）的中间环节，由变压器和输电线路组成，实现电能的传输与分配的功能。 电力网络是由许多子电力网络发展、互联而成，分区分层是电力网络的一大特点。 输电网络、高压配电网络、中压配电网络和低压配电网络。,17,电力网络接线方式,电力网络接线形式主要是指电力网络的输电线路、变压所与用户之间的电气连接关系。 电力系统的接线形式对保证安全、优质和经济地向用户供 电具有非常重要的作用。 通常按照供电可靠性分为无备用和有备用两类。,18,电力网络接线方式,（1）无备用接线（开式） 每一个负荷点只能从一电源点获得电能。
5、应用于对供电可靠性要求较低的网络或负荷。,(a)放射式 (b) 干线式 (c)链式,19,（2）有备用接线（闭式） 每一个负荷点只能从两个或两个以上的电源点获得电能。应用于对供电可靠性要求高的网络，如输电网等。,(a)放射式 (b) 干线式 (c)链式,(d)环网 (e)两端供电网,电力网络接线方式,20,电力线路输送的功率一定时，输电电压越高，线路电流越小，导线等载流部分的截面积越小；但电压越高，对设备绝缘水平的要求越高，设备的投资越大。综合上述考虑，对应一定的输送功率和输送距离有一最合理的线路电压。 国际电工委员会的IEC标准电压对电压等级的选择建议在任意国家内，相邻两级电压之比不应小于2
6、倍。 我国规定的电力网标准电压等级为线路的额定电压，主要有0.22/0.38、3、6、10、35(60)、110、220、330、500KV、750KV、1000KV。,额定电压等级,21,电力线路平均额定电压,电流线路首末端所连接电气设备额定电压的平均值,22,输电线路,电能的输送是在输电线路上进行的。 按结构可分为架空线路和电缆两类 直流输电线路和交流输电线路,23,架空输电线路,24,电 缆,25,变电站主要承担电能的电压等级变换以及能量分配的主要任务。 变电站主要分为发电厂内升压变电站、一次变电站（输电变电站）、二次变电站（配电变电站）、用户变电所等。 屋内、屋外,变电站,26,500
7、kV交流变电站全景,27,220kV交流变电站,28,电力系统的构成,20世纪中叶以来出现的大电力系统，是一切工业系统中，规模最大、层次复杂、资金和技术密集的人造复合系统，是人类工程科学史上最重要的成就之一。,现代电力系统由电力流、信息流、货币流构成,29,电力系统运行的特点,电力系统运行的特点 电能不能大量储存，要求电能的生产、输送、分配和使用几乎是在同一瞬间内完成。 电能和社会的生产、人民的生活、国家的国民经济紧密相关。 电力系统的暂态过程短促，因此电力系统的安全监测与控制非常困难。,30,电力系统运行基本要求,电力系统运行的基本要求 供电安全可靠性 根据可靠性要求不同，分为、负荷。 电能
8、的优质性 频率、电压、波形 运行的经济性 一次能源的消耗、网损和线损,31,本课程的主要内容及特点,电力系统分析是主要研究电力系统在正常以及故障下的运行状态。,该课程该课程既是专业课，也是专业基础课。是学习和研究该领域的重要课程。,32,特点： 理论性强 实践性强 工程性强,本课程的主要内容及特点,工程,理论,工程,33,本课程的主要内容及特点,主要框架,电力系统稳态分析,电力系统暂态,电力系统电磁暂态,电力系统机电暂态,34,本课程的主要内容及特点,主要内容,电力系统稳态分析,电力系统元件的稳态数学模型,电力网络的数学模型,电力系统潮流分析,电力系统运行与控制,无功/电压控制,有功/频率控制,35,本课程的主要内容及特点,主要内容,电力系统暂态分析,同步电机的数学模型,电力系统故障分析,电力系统稳定性分析,静态稳定,暂态稳定,