电力系统基础知识介绍.ppt

电力系统基础知识介绍,1.电力系统的概念和组成 2.电能变换和电源构成 3.电力系统的负荷 4.电力系统运行的特点及要求 5.电力系统的电压等级,1.电力系统的概念和组成,电力系统由发、输、变、配组成（生产、输送、 分配、消费）,从调度、管理、控制的角度看,从电压等级的角度看,调 度 大 楼,电力调度：是电力系统内部的一个组织机构 即电网调度机构。也就是电网的 发电、供电、用电运行组织、指 挥、指导和协调中心。,从发电到用户的供电过程,发 电 厂,输 电 网 络,我 国 电 网 介 绍,目前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制的新时代 。截止2008年7月装机总容量突破7.00亿千瓦。 我国现有发电装机容量在20000MW以上的电力系统11个，其中东北、华北、华东、华中电网装机容量均超30000MW，华东、华中电网甚至超过40000MW，西北电网的装机容量也达到20000MW。南方电力联营系统连结广东、广西、贵州、云南四省电网，实现了西电东送。其它几个独立省网，如四川、山东、福建等电网和装机容量也超过或接近10000MW。 各电网中500KV（包括330KV）主网架逐步形成和壮大。220KV电网不断完善和扩充。 从1988年起连续每年新增投产大中型发电机组超过10000MW。 1990年我国第一条从葛洲坝水电站至上海南桥换流站的500KV直流输电线路实现双极运行，使华中和华东两大区电网实现非同期联网。,电力体制改革方案：,1(电监会)+2(电网公司)+5(发电集团)+4(辅业集团) 两家电网公司是国家电网公司、中国南方电网有限责任公司； 家发电集团公司是中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司和中国电力投资集团公司； 家辅业集团公司是中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司和中国葛洲坝集团公司,电 网 图,电力系统为什么要互联并网运行,1.采用高效率大容量机组减少备用容量 2.合理利用动力资源水、火电互补 3.提高供电可靠性系统越大，抗干扰能力 越强 4.提高运行的经济性装高效率大容量机组、 合理利用动力资源、合理分配负荷、削峰填谷。,全国联网势在必行,现在： 7个跨省电网，5个独立省网,2015年全国联网：,以三峡电站为中心，东西南北四方向联网 东西以送电和联网效益并重 南北以获得联网效益为主，兼顾送电,联网方案：,首先建成三峡电网（华东、华中、四川、重庆） 中部电网：以三峡电站为中心沿长江展开 北部电网：以华北为中心，与东北、山东联网，开发 黄河上游拉西瓦等水电站，实现与西北联网 南部电网：红水河、澜沧江、乌江流域、贵州煤炭基地,全国联网势在必行,北部和中部三纵：,西线：西北与川渝以直流方式相联 中线：华北与华中以直流背靠背相联 东线：山东与华东以直流背靠背相联,南部和中部：,提高水电利用容量，减少弃水 湖南衡阳到广东韶关500KV交直流输电 三峡到广东的远距离直流输电,近年来停电事故频发,8.14美加大停电 8.28伦敦大停电 9.1悉尼和马来西亚大停电 9.28意大利大停电,近年来面临严重缺电,去年缺电3500万KW，今年缺电2500万KW。电力建设滞后于电力需求增长，电力供应总量不足，是造成电力供应逐步紧张的根本原因。,2.电能变换和电源构成,电 能 变 换,电源构成及展望 火电70%、水电20%、核电10% 燃料电池、太阳光、太阳能（分散型）21世 纪新能源 热核反应不使用放射性材料的核能，2030年 后实用化 2050年时，电力供应是现在的23倍（15000亿 KW.h) 核能约占54%，燃料电池等分散型电源和电力 储存系统约占15%20%,我国的能源结构极不合理,目前电源配置情况,2020年电源配置情况,电源构成及展望,火力发电: 火电厂:是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电 能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃 烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能， 蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然 后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能；,火电发电 燃料燃烧 水 蒸汽 机械能 发电,火 电 厂分类： 按燃料分：燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂、余热发电厂、圾及工业废料为燃料的电厂 按蒸汽压力和温度分：中低压发电（3.92MPa，450度）、高压发电厂（9.9MPa，540度）、超高压发电厂（13.83MPa，540度）、亚临界压力发电厂（16.77MPa，540度）、超临界压力发电厂（22.11MPa，550度） 按发电厂装机容量分：小容量发电厂（100MW以下）、中容量发电厂（100250MW）、大中容量发电厂（2501000MW）、大容量发电厂（1000MW以上）；我国目前最大的火电厂：浙江北仑港电厂，装机容量300万KW（即3000MW），5台60万KW（600MW）机组。 按原动机分：凝气式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂、蒸汽燃汽轮机发电厂等 按输出能源分：凝汽式发电厂（只发电）、热电厂（发电兼供热）,输出能源：,凝汽式效率低（3740%）、容量大，坑口电厂,热电厂效率高（6770%）、容量小，城市区,火 电 厂,坑口电厂：是指建设在靠近煤矿坑口附近的发电厂，因为火力发电厂耗煤量非常大，一个中等规模的火力发电厂一年需要消耗标准煤150万吨左右。如果不设在坑口附近，就必须依靠铁路，海运，等途径进行远才来运输来降低生产成本，不在海边，也不在铁路边的电厂，一般会修建专门的配套铁路。,汽轮机发电厂的构成：,典型凝气式燃煤电厂生产示意图,火电厂图片,火电厂图片,水利发电： 水力发电系利用河川、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再藉水轮机为原动机，推动发电机产生电能。因水力发电厂所发出的电力其电压低，要输送到远距离的用户，必须将电压经过变压器提高后，再由架空输电路输送到用户集中区的变电所，再次降低为适合於家庭用户、工厂之用电设备之电压，并由配电线输电到各工厂及家庭用户。,水 冲击水轮机旋转 带动发电机发电,水电厂分类：,水 电 厂,堤坝式,引水式：河床坡度较大时,混合式：兼有堤坝式与引水式,抽水蓄能水电厂,坝后式：单独筑坝，厂房在坝后（三门峡）,河床式：厂房与坝一起（葛州坝）,水力发电,水力发电厂图片,水资源：,水 资 源,蕴藏量： 6.8亿KW,可利用量：3.78亿KW,20世纪末，装机3.0亿KW，水电0.9亿KW,三 峡,水位： 200m,流量： 14300m3/s,可装机： 2500万kw,计划装机：70*26=1820万kw，已投980,三峡电站：,三峡电站：,三峡电站：,核电厂：,用核蒸汽发生系统代替火电厂锅炉生产蒸汽系统,核 能,反应堆,裂变能：一定能量的中子撞击重金属元素的核（铀、钚）,聚变能：不同轻元素的原子核进行聚合（氘、氚）,热中子反应堆：铀235为燃料，低中子撞击，目前采用,快中子反应堆：铀238、钚239为燃料，高速、高能中子 撞击，效率高100倍，个别国家使用,1kg铀235相当于2700t煤,核电站： 1951年第一座100KW核电站在美国 现在全世界有441座，总装机3.5亿kw 我国秦山（30+2*60+2*70），大亚湾（2*90万KW） 2020年我国装机达88.5亿kw,其中核电4000万kw 未来15年计划修建40座100万kw核电站 核电投资大：1.11.65万元/kw；火电：4000元/kw 建设周期：核电70个月；火电：30个月 核电比火电寿命长30年,核电厂：,核电厂：,核电厂：,新能源发电和电力储存,3.电力系统的负荷,一、负荷类型,负荷用电设备在某时刻从系统中取用的功率,负 荷 类 型,异步电动机,同步电动机,各类电炉,整流设备,电子仪器,电灯,负荷变化是随机的规律性用负荷曲线表示,负荷曲线,日负荷曲线安排电能生产计划的基础,年负荷曲线安排检修计划、装机计划的依据,负 荷 曲 线 及表 示 法,日负荷曲线,日用电量：,日平均负荷：,负荷率： kp=pav/pmax,年负荷曲线,年用电量：,Tmax=W/Pmax,4.电力系统运行的特点及要求,运行特点：,电能不能大量储存,过渡过程非常迅速（30万KM/S）,电力和国民经济各部门关系密切,运行要求：,最大限度地满足用户的用电要求,保证供电的可靠性,保证电能质量（电压、频率、波形）,提高电力系统的经济性,5.电力系统的电压等级,电气设备的额定电压和最高电压,额定电压：电气设备在此电压下长期工作，效率和寿命最好,最高电压：考虑设备的绝缘性能确定的最高运行电压值,如何确定电气设备的额定电压,同