电力系统及其自动化概论

电力系统及其自动化,-电气学科概论之五,主讲人：陈跃联系方式：661571办公室：实验楼B419,讲座思路简介,1、什么是电力系统、什么是电力系统自动化？2、电力系统中有什么、干什么？电力系统自动化干什么？3、电力系统以后怎么发展？4、我们在电力系统中做什么？我们这样的学校出去能在电力系统中谋得怎样的职位？5、为了专业的工作，我们需要学习哪些课程？6、在大学四年里，我们还需要学什么？,电气学科概论,提纲,一、电力系统概念和功能概要二、电力系统各组成部分的原理与功能介绍及发展船舶电力系统三、电力系统自动化四、电力系统的发展方向五、相关的岗位和课程六、其它,电气学科概论,一、电力系统概念和功能概要,由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。功能概要：1、将其他形式的能量转换成电能-发电。2、把电能从发电端传送到用户-输、配、变电。3、稳定系统自身运行，提供可靠、合格的电能产品。-自身优化。,电气学科概论,电力系统构成图,电气学科概论,电气学科概论,电气学科概论,台州市电网体系构成图,autaocad图暂缺,电气学科概论,二、电力系统各部分的功能简介,电气学科概论,2.1发电厂,功能：1、发电。2、将电能与电网频率同步、相位同步，并并列到电网。3、将电能电压等级转换成电网所需输电电压。4、在系统故障时，将发电机解列。5、控制输出电压和输出频率。发电厂的类型：火电、水电、核电、风电、光伏发电、生物质能发电。,电气学科概论,火电,电气学科概论,清洁火电,电气学科概论,脱硫、脱硝、除尘,水电,电气学科概论,核电,电气学科概论,风电1,电气学科概论,风电2,电气学科概论,光伏发电-集中电站式,电气学科概论,光伏发电-分布式,电气学科概论,生物质能发电,电气学科概论,其他,地热、潮汐等风光互补太阳能聚焦,电气学科概论,其他,瓦斯发电机柴油发电机一般作为备电,电气学科概论,2014年我国电力结构比例,目前我国电力结构排名：火电、水电、风电、光伏发电、核电、生物质发电。至2014年底，我国发电设备容量将突破13亿千瓦（1300GW）。2014年我国非化石能源发电装机比重要达到32.7%，火电占比降到67.3%，火电容量将控制在8.9亿千瓦左右。2014年我国水电总装机将突破3亿千瓦（300GW）。2014年我国并网风电装机容量将超过9000万千瓦（90GW）。2014年我国光伏发电装机将有望超过3000万千瓦（30GW）。2014年我国核电总装机容量有望突破2000万千瓦（20GW）。2014年生物质能发电装机规模有望突破1000万千瓦（10GW）。其中火电占比65.4%，水电+新能源电力（包括核电）占比34.6%，可再生能源电力占比33%，水电23%，风电7%，光伏发电2.3%，核电1.5%，0.8%。2010年至2013年，中国光伏发电装机容量增长了22倍从0.8GW到18GW。,电气学科概论,2009年-2014年电力系统发电结构比例图,电气学科概论,变电所,功能：1、电压等级变换。高压长距离输电、低压配电。2、电能形式的变换。交直流换流。分类：A、升压(发电厂端)、降压。B、枢纽(500KV及以上)、地区/区域(66KV-330KV)、工厂端(35KV及以下)。,电气学科概论,变电所图,电气学科概论,变电所图,电气学科概论,变电所系统主接线图,电气学科概论,变电所系统主接线图,总体图各类开关变压器：油浸式，干式。,电气学科概论,变电所常规设备及功能,核心：变压器各类开关：断路器、负荷开关、隔离开关等保护设备：避雷器/线/针/网、熔断器等其他设备：集中电容补偿，线缆进出接头等。测量类设备：电压互感器、电流互感器、测量仪器等警示类：带电指示，报警灯等。集成型：GIS变电站,电气学科概论,油浸式变压器干式变压器,电气学科概论,开关设备：断路器、负荷开关、隔离开关,核心：变压器各类开关变压器：油浸式，干式。,电气学科概论,电压互感器电流互感器,电气学科概论,电容补偿,电气学科概论,GIS变电站,电气学科概论,800KVGIS,输配电网,1、功能：输电：电能传输通道。配电：电能的分配2、电网格局3、电压等级分类4、输电形式：交流输电、直流输电。5、线缆构成：电缆、架空裸露线。6、布线方式：架空、电缆隧道、沟槽。7、潮流计算,电气学科概论,输电线路的划分:配电线路：10KV及以下线路；输电线路：35KV、60KV线路；高压输电线路：110KV、220KV线路；超高压输电线路：330KV以上线路,地域电网：60KV以下电网(含60KV)区域电网：110KV、220KV超高压电网：330KV以上电网,系统电压的划分:低压：10KV及以下线路；中压：35KV、60KV线路；高压：110KV、220KV线路；超高压：330KV以上线路,电压等级分为安全电压、低压、高压、超高压、特高压电力网的额定标准电压(KV)：0.22、0.38（低压）3、6、10、35、60、110、220（高压）330、500（超高压）750、1000（特高压）,电气学科概论,线缆,电缆,电气学科概论,架空线,布线,电气学科概论,杆塔,电缆隧道、沟道,电缆桥架,潮流计算,电气学科概论,标幺值,稳态计算：标幺值+正弦向量暂态计算：标幺值+正弦向量+暂态（三要素法）,城市10KV配电,10KV高压配电。380V/220V低压配电配电干什么变电所的作用。工业变电所，计量、收费等问题。,电气学科概论,城市10KV配电,10KV高压配电。380V/220V低压配电配电干什么变电所的作用。工业变电所，计量、收费等问题。,电气学科概论,城市10KV配电,10KV高压配电。380V/220V低压配电配电干什么变电所的作用。工业变电所，计量、收费等问题。,电气学科概论,小型独立电力系统-船舶电力系统,电气学科概论,小型独立电力系统-船舶电力系统,电气学科概论,小型独立电力系统-船舶电力系统,电气学科概论,小型独立电力系统-船舶电力系统,电气学科概论,小型独立电力系统-船舶电力系统,电气学科概论,小型独立电力系统-船舶电力系统,电气学科概论,三、电力系统自动化,自动化：监测、控制、告警、?理解：一次电路、二次电路。干什么？从继电保护到微机继保，再到人工智能,电气学科概论,电气学科概论,电力系统自动化的构成,具体功能举例,发电厂端：频率、电压控制。并列/解列控制。同期合闸控制。各类设备监控、报警、预测、记录等。输配电网：线路调度控制，线路故障保护、电网线路老化/故障监测、故障点探测等。变电所：输配电自动化、变压器监控、变压器有载调压、线路的开关投切、无功集中补偿及自动控制等。用户端：计量/查表、安全/漏电流保护、监控等,电气学科概论,四、电力系统发展方向1-发电方式构成,电气学科概论,摘录,分布式发电：家庭式光伏发电、风光互补发电清洁火电发电：“目前我国的平均供电煤耗在320克/千瓦时左右，如果整个发电行业都达到270克/千瓦时的水平，即供电煤耗降低50克/千瓦时，那么相当于减少了20%左右的煤炭消耗。这也意味着二氧化碳等温室气体的大量减排。”倪维斗表示。“目前我国燃煤电厂烟气脱硫装机比重高于美国30个百分点，烟气脱硝比例高出美国5个百分点。我国新建燃煤电厂总体上处于国际先进水平，大型超(超)临界机组广泛应用，特别是通过煤炭清洁发电与减排技术应用，可以大幅度降低烟尘等污染物的排放水平。”濮洪九表示。“大型燃煤电厂大气污染控制所采用的除尘、脱硫、脱硝主流技术和主体工艺、设备，近几十年来并没有重大突破，世界范围内基本上都是采用上世纪中后期开发的成熟技术。”因此，王志轩建议，燃煤电厂不宜进行环境效益很小、经济代价太大的环保改造，建议以“最佳可行技术”作为超低排放的依据，鼓励企业积极采用低费用或者无费用的超低排放技术和方法。用600摄氏度的高温材料去实现700摄氏度超超临界机组的效率,电气学科概论,四、电力系统发展方向2-智能电网,智能电网对现代电力系统的经济优化运行和降损节能具有重要的意义。,电气学科概论,电气学科概论,电气学科概论,电气学科概论,电气学科概论,电气学科概论,五、行业-职业/岗位,电力生产企业-发电监控等电力运营部门-调度等电力设计院-输配电系统及变电所德设计、施工、运维、检修配电安装维护公司-安装、运维大中小工厂及发电厂内部供电-电气设备运维一次设备、二次设备生产企业-研发、组装、工艺、售服等一次设备、二次设备的生产过程中生产、检测工具生产企业-研发、生产、工艺、售服等。楼宇自动化/监控-一次部分，部分二次。城市充电桩业务-其他相关电气类行业。船舶电气-电气设计、检修等。等等,电气学科概论,六、课程,基础类：电工-暂态、正弦向量分析法、三相电路、磁路。模电、数字电路、单片机原理(尤其做设备研发类)。自动控制原理、电机与控制(发电厂端).电力电子（新能源方向、功率设备控制方向）专业类：电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、供配电技术/发电厂供电技术。继电保护技术/微机继保。PLC。其他相关专业知识。工具类：绘图工具类：AUTOCAD、PCB绘制工具；计算与变成类：MATLAB、C语