电力系统及自动化概述

1、2022-1-11智慧积成智慧积成精彩人生精彩人生电力系统和电力系统自动化概述电力系统和电力系统自动化概述2022-1-1目录目录2电力系统的组成结构电力系统的组成结构1 1电力系统运行的特点和要求电力系统运行的特点和要求2 2电力系统的参量量纲电力系统的参量量纲3 3电力系统的设备及功能概述电力系统的设备及功能概述4 4电力系统自动化概述电力系统自动化概述5 53数据采集和传输数据采集和传输4超高压远距超高压远距离输电网离输电网地方电网地方电网区域电网区域电网110kV35kV35kV500kV220kV110kV10 kV水力发电厂水力发电厂火力发电厂火力发电厂变电所变电所A：枢纽枢纽变电

2、所变电所C：地方地方变电所变电所D：终端终端变电所变电所B：中间中间5 并网运行 优点：供电可靠性高，运行及调度方式灵活，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。6目录目录7电力系统的组成结构电力系统的组成结构1 1电力系统运行的特点和要求电力系统运行的特点和要求2 2电力系统的参量量纲电力系统的参量量纲3 3电力系统的设备及功能概述电力系统的设备及功能概述4 4电力系统自动化概述电力系统自动化概述5 5 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 保证供电可靠

3、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 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

4、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。10 提高电力系统运行的经济性 现状：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11目录目录12电力系统的组成结构电力系统的组成结构1 1电力系统运行的特点

5、和要求电力系统运行的特点和要求2 2电力系统的参量量纲电力系统的参量量纲3 3电力系统的设备及功能概述电力系统的设备及功能概述4 4电力系统自动化概述电力系统自动化概述5 513 总装机容量 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

6、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，计量单位同年发电量。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）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

7、超高压网：低于750kV 特高压网：1000kV及以上16 电流 A（安培）、 kA（千安培） 无功功率 Var（乏）、kVar（千乏）、MVar（兆乏） 视在功率 VA（伏安）， kVA（千伏安）， MVA（兆伏安）目录目录17电力系统的组成结构电力系统的组成结构1 1电力系统运行的特点和要求电力系统运行的特点和要求2 2电力系统的参量量纲电力系统的参量量纲3 3电力系统的设备及功能概述电力系统的设备及功能概述4 4电力系统自动化概述电力系统自动化概述5 518 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

8、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。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、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。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数据采集和传输数据采集和传输21目录目

9、录22电力系统的组成结构电力系统的组成结构1 1电力系统运行的特点和要求电力系统运行的特点和要求2 2电力系统的参量量纲电力系统的参量量纲3 3电力系统的设备及功能概述电力系统的设备及功能概述4 4电力系统自动化概述电力系统自动化概述5 523 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

10、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。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）2526 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（

11、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）。 配电自动化（配网） 利用通信技术和计算机技术对配

12、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：目的：提高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。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、运行优

13、化控制、能量管理系统。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 Acquisition34 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） DMS 配电管理系统（Distribution Management System）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