电力系统及自动化概述VIP

1、2020/10/30,1,积成电子股份有限公司2016校园招聘,智慧积成精彩人生,电力系统和电力系统自动化概述,2020/10/30,目录,2,电力系统的组成结构,1,电力系统运行的特点和要求,2,电力系统的参量量纲,3,电力系统的设备及功能概述,4,电力系统自动化概述,5,电力系统的组成结构,3,电力系统的组成结构,4,电力系统的组成结构,超高压远距离输电网,地方电网,区域电网,110kV,35kV,35kV,500kV,220kV,110kV,10 kV,水力发电厂,火力发电厂,变电所A：枢纽,变电所C：地方,变电所D：终端,变电所B： 中间,5,并网运行 优点：供电可靠性高，运行及调度方

2、式灵活，实现水电火电互济，节约化石能源；形成电力交易市场。 缺点：发生事故时波及面大；大电网恢复难度更大。,电力系统的组成结构,6,目录,7,电力系统的组成结构,1,电力系统运行的特点和要求,2,电力系统的参量量纲,3,电力系统的设备及功能概述,4,电力系统自动化概述,5,电力系统运行的特点,运行的特点 平衡性：电能不能存储（抽水蓄能） 瞬时性：以光速传播 随机性：负荷随机变化 与国民经济和人民生活密切相关,8,电力系统运行的要求/1,保证供电可靠性 停电售电量的损失远低于国民经济的损失 分为、类负荷 类负荷：中断发电会造成人身伤亡危险或重大设备损坏且难以修复，或给政治上和经济上造成重大损失者

3、 类负荷：中断供电将长生大量废品，大量材料报废，大量减产，或将发生重大设备损坏事故，但采取适当措施能够避免者 类负荷：所有不属于一类及二类的用电负荷,9,保证电能质量 电能质量指标：电压、频率、谐波、三相电压不平衡 电压：电压偏移不超过额定电压值的5%，否则会使用电设备的运行技术指标和经济指标下降，甚至不能正常工作 频率：频率偏移应不超过0.2 0.5Hz，否则会影响用户设备的正常工作，如电动机的转速 谐波：控制219次谐波，总谐波畸变率要求依电压等级差别对待，超标将引起设备损耗增大、过热等异常 三相电压不平衡：负序电压不平衡度2%，短时4% 此外还有公用电网间谐波、波动和闪变等指标。,电力系

4、统运行的要求/2,10,提高电力系统运行的经济性 现状：电能生产的规模越来越大，消耗一次能源（煤、石油、天然气、水能等）。其中化石能源（不可再生资源）占发电主导地位。 采用高效节能的发电设备，降低发电过程的能源消耗 降低电能在输送、分配过程中的损耗，如无功补偿 大力发展电力系统的联网运行，合理分配电厂之间的负荷，让经济性能好的电厂多发电 充分利用水电资源，注意水、火电厂之间的合理调配,电力系统运行的要求/3,11,目录,12,电力系统的组成结构,1,电力系统运行的特点和要求,2,电力系统的参量量纲,3,电力系统的设备及功能概述,4,电力系统自动化概述,5,电力系统的参量/1,13,总装机容量

5、系统中实际安装发电机组额定有功功率的总和 千瓦kW、兆瓦MW、吉瓦GW 2015年末全国发电装机容量150,828万kW，比2014年末增长10.5% 火电装机容量99021万千瓦，增长7.8%； 水电装机容量31937万千瓦，增长4.9%； 核电装机容量2608万千瓦，增长29.9%； 并网风电装机容量12934万千瓦，增长33.5%； 并网太阳能发电装机容量4318万千瓦，增长73.7%。 年发电量 系统所有发电机组全年实际发出电能总和（2015年56184亿kWh） kWh（千瓦时）、MWh（兆瓦时）、GWh（吉瓦时）、TWh（太瓦时 年售电量 售电公司（供电公司）使用，计量单位同年发电

6、量。,电力系统的参量/2,14,最大负荷 规定的时间段内（年、月、日），系统总的有功功率负荷的最大值 单位同装机容量 额定频率 国内电网额定频率50Hz， 国外美国、日本等为60Hz 电压等级 电力系统中最高电压等级电力线路的额定电压 单位是kV（千伏）,电力系统的参量/3,15,电压等级 电力系统中最高电压等级电力线路的额定电压 单位是kV（千伏） 等级划分 低压网：电压等级在1kV以下 中压网：110kV 高压网：高于10kV、低于330kV 超高压网：低于750kV 特高压网：1000kV及以上,电力系统的参量/4,16,电流 A（安培）、 kA（千安培） 无功功率 Var（乏）、kVa

7、r（千乏）、MVar（兆乏） 视在功率 VA（伏安）， kVA（千伏安）， MVA（兆伏安）,目录,17,电力系统的组成结构,1,电力系统运行的特点和要求,2,电力系统的参量量纲,3,电力系统的设备及功能概述,4,电力系统自动化概述,5,电力系统的电气设备概述,18,为满足电能生产、输送和分配的需要，在电力系统中安装各类电气设备，用于实现启动、转换、监视、测量、调整、保护、切换和停止等操作 按电压等级分：高压电气设备和低压电气设备。 按作用分：一次设备和二次设备。,电力系统的电气设备概述,19,一次设备 直接生产、转换和输配电能的高压电气设备 包括：发电机、变压器、断路器、隔离开关、 自动开关

8、、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等 二次设备 对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备 例如：测量表计，如电压表、电流表、功率表、电能表；继电保护及自动装置、直流电源等；变电站自动化系统各组成设备。,电力系统二次设备,20,二次设备（系统类） 电网调度自动化系统 配电管理系统 变电站自动化系统 变电站直流电源系统,电力系统二次设备,21,目录,22,电力系统的组成结构,1,电力系统运行的特点和要求,2,电力系统的参量量纲,3,电力系统的设备及功能概述,4,电力系统自动化概述,5,电力系统自动化概述,23

9、,电力系统 组成：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。 功能：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。 电力自动化系统 为实现以上功能，考虑到电能不能存储、电力系统变化非常迅速、电力系统非常重要这些运行的特点，为了使电力系统更好地服务于经济社会和人们生活，需要自动化系统。 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。,电力系统自动化概述,24,电力系统调度自动化 能量管理系统（EMS），针对发电和输电系统。 配电管理系

10、统（DMS） 针对配电和用电系统，即10kV以下的电网。 变电站自动化 分为各不同电压等级的变电站(10kV-1000kV）,电力自动化概述-调度分级,25,电力自动化概述-调度分级,26,五级电力调度 国调、网调、省调、地调、县调 调度基本原则 统一调度 分级管理 分层控制,电力自动化概述-电力企业,27,电网公司： 两大电网公司：国家电网、南方电网 地方电力公司 陕西地方电力集团公司（陕西地电） 四川省地方电力局公司（四川地电） 内蒙古电力集团有限责任公司（蒙西） 发电企业 五大发电集团：华能、大唐、华电、国电、中电投 其他发电集团：华润电力、国华电力、国投电力、中广核、神华、鲁能,电力系

11、统自动化概述,28,电力系统自动化分类 调度自动化 配电自动化 变电站自动化,调度自动化（主网） 对区域电网内的变电站进行监视（遥测、遥信采集） 调度控制中心计算机系统和运行人员对当前运行状态进行计算分析 根据计算分析结果判断系统状态，做出调节控制决策命令，通过远动信息通道传送至各电厂和变电站，从而实现对电力系统运行的自动化调度控制（遥控、遥调） 调度控制目的，保证系统优质、安全、经济地供电。 调度自动化包括四遥（遥测、遥信、遥控、遥调）。,电力系统自动化概述,配电自动化（配网） 利用通信技术和计算机技术对配电网进行智能化监控管理，对配电网上的设备实现远方实时监视、协调及控制功能。 目的：提高

12、供电可靠性和供电电能质量，始终处于安全、经济的最优运行状态。,电力系统自动化概述,电力系统自动化概述,发电厂,输电线,变电站,配电网,用户,AGC,调度自动化,SCADA,需方管理,能量管理系统,配电管理系统,电网调度自动化,配电自动化,调度自动化与配电自动化关注的侧重点,电力自动化概述-支撑技术,32,电力系统理论 以电路、电磁场、电机学为基础，研究电力系统自身的特性。 输配电技术 研究超高压输电线路、远距离交直流输电系统，以及提高输电线路输送能力等方面的问题。 电力系统保护 故障分析、元件保护、线路保护、系统性故障保护和过电压及其防护。 电力系统控制 数据采集、变量调节、电能质量控制、运行

13、优化控制、能量管理系统。,电力自动化概述-概念术语,33,EMS 能量管理系统 Energy Manage System SAS 变电站自动化系统 Substation Automation System SCADA 数据采集与监视控制系统 Supervisory Control And Data Acquisition,电力自动化概述-概念术语,34,AGC 自动发电控制（Automatic Generation Control） AVC： 自动电压控制（Automatic Voltage Control） DTS： 调度员培训仿真系统（Dispatcher Training System）

14、 DMS 配电管理系统（Distribution Management System）,电力自动化概述-概念术语,35,RTU 远动终端单元（Remote Terminal Unit） TTU 配电变压器监测终端单元（distribution Transformer supervisory Terminal Unit） FTU 馈线终端单元：具有遥控、遥信，故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配电系统运行情况和各种参数即监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数,并执行配电主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电功