第九章--现代电力系统的运行
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书本说明:《电力系统工程基础》--华中科技大学出版社--主编:熊信银张步涵第一章绪论电力系统:由发电机、变压器、输电线路以及用电设备(或发电厂、变电所、输配电线路以及用户),按照一定的规律连接而组成的统一整体。
电能的质量指标主要包括:电压,频率,波形电力系统中性点接地接地:为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全,人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接。
电力系统的中性点:星形连接的变压器或发电机的中性点。
电力系统的中性点接地方式:小电流接地:★中性点不接地(中性点绝缘)适用范围3kV~60kV的电力系统★中性点经消弧线圈接地消弧线圈:安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器作用:它和装设消弧线圈前的容性电流的方向刚好相反,相互补偿,减少了接地故障点的故障电流,补偿方式:大多采用过补偿方式。
大接地电流:★中性点直接接地380/220V系统中一般都采用中性点直接接地方式,主要是从人身安全考虑问题。
★中性点经电阻接地适用范围:配网系统第二章发电系统火电厂由三大主机(锅炉,汽轮机,发电机)及其辅助设备组成。
第三章输变电系统第一节概述输变电系统: 包括变电所和输电线路★电气主接线发电厂和变电所中的一次设备,按照一定规律连接而成的电路,称为电气主接线,也称为电气一次接线或一次系统。
★一次设备发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称为电气主设备或一次设备。
★二次设备发电厂或变电所中用于对一次设备或系统进行监视、测量、保护和控制的电气设备称为二次设备,由二次设备构成的系统称为二次系统。
第二节输变电设备★电流互感器运行特点:二次绕组不能开路,二次侧必须接地二次接线:单相接线;星形接线;不完全星形接线★电压互感器运行特点:二次绕组不能短路,二次侧必须接地分为电磁式和电容式两种第三节电气一次接线(重点)第一大类有汇流母线接线1. 单母线接线简单、清晰、设备少2. 单母线分段接线减少母线故障或检修时的停电范围3. 单母线分段加装旁路母线接线旁路母线的作用是不停电检修进出线断路器4. 双母线接线具有两组母线W1,W25. 双母线分段接线工作母线分成2段,即母线II,III段,备用母线I不分段6. 双母线带旁路母线接线任一进出线的断路器检修时可不停电7. 一台半断路器接线在母线W1,W2之间,每串接有三台断路器,两条回路,每二台断路器之间引出一回线,故称为一台半断路器接线,又称二分之三接线。
现代电力系统的运行与优化一、前言电力系统是现代社会不可缺少的基础设施之一,它的运行与优化直接影响着国家经济和社会的发展。
从最早的直流输电到现代的交流输电,电力系统已经经历了翻天覆地的变化。
如今,随着科技的不断进步和社会需求的不断增加,现代电力系统也正处于快速发展和演变的阶段。
本文将从电力系统的运行机理和优化技术两个方面进行阐述,希望能够为读者提供关于现代电力系统的全面介绍和掌握电力系统的基本知识。
二、电力系统的运行机理1.电力系统的组成电力系统主要由电源、变电站、输电线路、变配电站、配电线路等多个环节组成。
电源包括了水电、火电、核电、风电、太阳能等多种电力形式。
变电站主要用于将高压输电线路的电压升高或降低到适合分配的低压电力,同时也可以将低压电力升高或降低到适合输电的高压电力。
输电线路则负责将电力从发电站输送到变电站或者终端用户。
变配电站主要用于将电力进一步分配到各个终端用户,配电线路则负责将进一步分配好的电力输送到各个用户。
2.电力系统的运行方式对于电力系统来说,最大的运行方式包括了电力的传输和分配。
一方面,电力需要从发电站传输到变电站、变配电站、用户端,另一方面,从变配电站开始,电力需要分配到各个用户端,然后才能被使用。
电力的传输和分配需要依靠数学模型、物理模型和控制算法等技术手段进行实现。
3.电力系统的实时监测与控制电力系统需要进行实时监测和控制,以保证电力的稳定性和可靠性。
一般来说,电力系统的监测和控制有以下几个方面:(1)电力的负荷预测和平衡,(2)电力的故障诊断和故障隔离,(3)电力的保护和安全控制,(4)电力的优化调度和管理等。
特别是在大规模复杂电力系统中,如何实时监测和控制电力系统是一个复杂且难点问题,需要依靠数据处理算法、控制策略和可视化界面等技术手段来进行实现。
三、电力系统的优化技术1.电力系统的负荷预测和平衡为了使电力系统能够高效地运行,需要预测和平衡电力的负荷。
负荷预测和平衡的核心是对未来的电力需求进行预测和调度。
电力系统运行与控制电力系统作为现代社会的重要基础设施,其运行和控制对于能源供应和经济发展具有重要意义。
本文将从电力系统的组成、运行原理和控制方法等方面进行论述,以便更好地理解电力系统的运行与控制。
一、电力系统的组成电力系统主要由发电厂、输电网和配电网组成。
发电厂是电力系统的核心,它将能源转化为电能并进行调度和控制。
根据能源类型的不同,发电厂可以分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂和新能源发电厂等。
输电网将发电厂产生的电能从发电厂送往用户。
高压输电线路和变电站是输电网的重要组成部分,它们起到将电能从高压输电线路转换为低压供电给用户的作用。
配电网是将输电网供应的电能分配给各个用户的网路系统。
它包括变压器、配电线路和配电设备等。
二、电力系统的运行原理电力系统的运行原理主要涉及负荷匹配原理、传输损耗原理和电力平衡原理。
负荷匹配原理是指根据用户的需求和供电能力之间的匹配关系来调度电力系统的运行。
运行人员需要根据用户负荷的变化情况对发电机组进行调度,保证发电能力和负荷需求之间的平衡。
传输损耗原理是指在电力输送的过程中,由于线路电阻、电感和电容等因素引起的能量损耗。
电力系统的运行人员需要合理安排电力输送的路径和方式,尽量减小传输损耗。
电力平衡原理是指电力系统中消耗与供给之间的平衡关系。
电力系统运行人员需要根据负荷的变化情况,调整发电厂的出力以及负荷开关的状态,保持电力供需平衡。
三、电力系统的控制方法电力系统的控制方法主要包括负荷控制、频率控制和电压控制等。
负荷控制是根据用户需求和供电能力之间的匹配关系,对电力系统的负荷进行调度。
通过控制发电机组的发电出力和负荷开关的状态,来实现负荷的平衡和稳定供电。
频率控制是指控制电力系统的频率在正常范围内变化。
频率是衡量电力系统运行状态的重要指标,过高或过低的频率都会影响电力设备的正常运行。
运行人员需要通过调整发电机组的出力和负荷的开关状态,来保持频率的稳定。
电压控制是指控制电力系统的电压在合理范围内。
电力系统分析第一章绪论1.发电厂、变电站、电力网、电力系统、动力系统发电厂:生产电能的工厂,它把不同种类的一次能源转换成电能。
变电站:联系发电厂和用户的中间环节,一般安装有变压器及其控制和保护装置,起着变换和分配电能的作用。
电力网:由变电站和不同电压等级输电线路组成的网络,称为电力网。
电力系统:由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和输电线路及用户的各种用电设备,按照一定的规律连接而组成的统一整体称为电力系统。
动力系统:在电力系统的基础上,还把发电厂的动力部分,如火力发电厂的锅炉、汽轮机,水力发电厂的水库、水轮机,核动力发电厂的核反应堆等也包含在内的系统,称之为动力系统。
注:从广义上来说动力系统+电力网称为电力系统,狭义上来说电力网就是电力系统。
2.电力系统的特点和要求特点:(1)电能不能大量存储;(2)过渡过程十分短暂(3)与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系(4)地区性特点较强要求:(1)保证供电可靠(2)保证良好的电能质量(3)为用户提供充足的电力(4)提高电力系统运行经济性3.电能的质量指标、我国电压允许偏差、频率变化允许偏差衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。
我国电压允许偏差为±5%频率变化允许偏差为±0.2%~±0.7%4.电力系统额定电压制定原则、我国电压等级原则:根据技术经济上的合理性、电气制造工业的水平和发展趋势等各种因素而规定的。
电压等级:低于3kV系统的额定电压和3kV及以上系统的额定电压两类。
5.接地及接地的种类为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全,人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接,称为接地。
5种接地方式:工作接地、保护接地、保护接零、防雷接地、防静电接地。
6.中性点的接地方式及特点(1)中性点不接地------保护接地(2)中性点直接接地------保护接零(3)中性点经消弧线圈接地(4)中性点经电阻接地第二章发电系统1.能源的分类、电能(1)按获得的方法分:一次能源:能源的直接提供者,例如煤炭、石油、天然气、水能、风能等二次能源:由一次能源转成而成的能源,例如电能、蒸汽、煤气等(2)按被利用的程度分常规能源:已被人们广泛利用的能源,例如煤炭、石油、天然气、水能等新能源:用新发展的科学技术开发利用的能源,例如太阳能、风能、海洋能、地热能等(3)按能否再生分可再生能源:自然界中可以不断再生并且有规律地得到补充的能源,例如水能、风能、太阳能、海洋能等。
简介电力系统运行原理电力系统是指由发电厂、输电线路和配电线路组成的,用于向用户提供电能的一套设备和设施的总称。
它是现代社会不可或缺的基础设施之一,负责将发电厂产生的电能传输到各个终端用户,保障各行各业的正常运行。
电力系统的运行原理主要包括发电、输电和配电三个环节。
下面我将逐一阐述这三个环节的原理。
1. 发电环节:发电是电力系统的起点,指的是将各种能源转化为电能的过程。
目前,常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电等。
火力发电是利用燃烧化石燃料或生物质等产生高温高压蒸汽,驱动发电机通过转动磁场产生交流电。
水力发电是利用水流能量驱动涡轮机转动,进而通过发电机产生电能。
核能发电则是利用核裂变产生的热能转化为电能。
这些发电方式都通过不同的原理将其他能源转化为电能,并通过输电线路输入到电网系统中。
2. 输电环节:输电是将发电厂生成的电能从发电厂输送到用户的过程。
由于电能的传输距离较远,需要采用高压输电方式,以减少传输损耗。
主要有两种输电方式:交流输电和直流输电。
交流输电采用变电站将电能升压,然后通过输电线路传输到用户。
直流输电则经过一系列的处理,将交流电转化为直流电,再传输到目标地点。
无论是交流输电还是直流输电,都要经过输电线路、装置设备等多个环节,确保电能的稳定传输。
3. 配电环节:配电是将输电线路传输的电能分配到各个终端用户的过程。
一般而言,配电系统可以分为高压配电和低压配电。
高压配电主要负责将输电线路输送到城市或工业用电区域的变电站,再通过变压器将电能降压后分配给低压用户。
低压配电则是将电能从变电站传输到各个家庭、商业和工业用户。
配电系统通常通过开关设备、配电变压器和配电线路来实现电能的分配。
总的来说,电力系统的运行原理就是将各种能源转化为电能,通过输电和配电环节将电能稳定地传输和分配给用户。
在整个运行过程中,需要注意电网的稳定性和可靠性,确保电能的连续供应。
此外,电力系统还需要具有一定的调度和控制能力,以应对各种突发情况和用户需求的变化。
电力系统运行与控制电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一,对于各领域的生产和发展具有至关重要的作用。
而电力系统的运行与控制则是确保电力供应的正常和可靠性的关键环节。
本文将介绍电力系统的运行与控制的基本原理、技术手段以及目前的发展趋势。
一、电力系统运行原理电力系统的运行原理主要涉及电力的生成、输送和使用三个方面。
首先,电力通过发电厂的发电设备产生,并经过变压器升高电压后进入输电网。
然后,输电网将电力输送到各地的变电站,并通过变压器降低电压后进入配电网。
最后,配电网将电力送达用户,满足各种用电需求。
电力系统的运行还受到供需平衡的调节影响。
电力供需平衡是指电力的供应与用户用电需求之间的匹配程度。
由于电力的特点是无法存储,因此必须通过供需平衡来确保电力的正常供应。
运行人员通过监测电力系统的负荷情况,根据需求情况对发电设备进行控制,以保持供需平衡。
二、电力系统的控制手段为了确保电力系统的安全运行和供应可靠性,人们研发并应用了各种控制手段。
1. 节能控制电力系统的节能控制是指通过采用高效设备、优化运行方式等手段来降低电能的损耗,提高系统的能源利用效率。
例如,通过调整变压器的工作状态,使其在负载范围内运行在高效率区域,减少能量损失。
2. 负荷调节负荷调节是指根据电力需求的变化对电力系统进行负荷的增减,以保持供需平衡。
在电力需求较高时,可以增加发电设备的输出,而在需求较低时则可以减少输出。
3. 电力调度电力调度是指根据电力市场需求和电力系统的运行状态,合理安排各发电设备的出力和负载的分配,以最大程度地利用各种发电资源,同时确保电力系统的稳定运行。
4. 故障检测与恢复电力系统中可能发生各种故障,如线路故障、设备故障等,这些故障可能会导致电力中断或安全隐患。
因此,电力系统的控制应包括故障的检测与恢复机制,确保故障能够及时发现并迅速定位和修复,以减少影响范围和时间。
三、电力系统运行与控制的挑战随着社会经济的发展和用电需求的增加,电力系统运行与控制也面临着一些挑战。
电力系统的运行与管理在现代社会中,电力系统已成为人们日常生活中不可缺少的基础设施。
它为我们提供了高效、稳定的电力供应,并推动了各行业的发展。
然而,电力系统的运行与管理却是一项非常复杂的任务,需要多个环节精密协同,以确保电力系统的顺畅、安全、可靠。
一、电力系统的基本结构电力系统主要分为发电、输电和配电三个部分。
首先是发电环节,通过发电设备将化石能源、风能、水能等转换为电能,向输电网供电。
然后是输电环节,将发电所得的电能通过输电线路输送至各地。
最后是配电环节,将输电网所得的高压电,通过变电站降压后,向住宅、商业和工业客户提供低压电力。
这三个环节构成了电力系统的基本结构。
二、电力系统的运行特点电力系统作为一个复杂的系统,具有以下几个运行特点:1. 运行连续性:电力系统需要24小时不断地运行,保证用户的电力需求。
2. 恢复能力:电力系统需要有恢复电力系统功能,可以快速恢复电力系统的运行。
3. 运行稳定性:电力系统需要保持稳定运行,保障电力系统的正常供电。
4. 安全性:电力系统需要遵循安全运行标准,保障电力系统的安全性。
三、电力系统的运行管理电力系统的运行过程需要管理,其管理的目标是确保电力系统能够顺畅运行,并为用电者提供可靠和安全的服务。
1. 发电管理在发电环节中,发电厂需要通过计划和协调来管理发电设备的运行,以不断满足电力需求的变化。
发电管理需要包括发电机组的调度、燃料管理、维护、故障处理等。
2. 输电管理输电环节中,需要对输电线路进行管理,以保证电力的传输质量。
输电管理需要包括线路的配电、运行、故障处理等。
3. 配电管理在配电环节中,需要对低压电力进行管理,保证电力系统向用户提供稳定电力供应。
配电管理需要包括变电站的维护、配电设备的运行、监控运行指标等。
4. 负荷管理在各个环节中,需要对电力负荷进行管理,以调整运行策略,以便最大限度地提高能源利用率。
负荷管理需要进行负荷预测、负荷平衡和调峰等管理。
5. 安全管理安全管理是保障电力系统安全的基础。
第九章 思考题及习题答案9-1 什么叫电力系统的稳定性?如何分类?研究的主要内容是什么?答:电力系统的稳定性是指当电力系统受到某种干扰后,凭借系统本身固有的能力和控制设备的作用,经过一定时间后又恢复到原来的稳定运行状态或过渡到一个新的稳定运行状态的能力。
电力系统的稳定性按其遭受到干扰的大小,可分为静态稳定性和暂态稳定性。
静态稳定性是指电力系统在运行中受到小干扰后,能够自动恢复到原来运行状态的能力;暂态稳定性是指电力系统在运行中受到大干扰后,能够恢复到原来运行状态或达到一个新的稳定运行状态的能力。
9-2 什么是简单电力系统?简单电力系统的功角δ有怎样的含义?答:简单电力系统是指发电机通过升压变压器、高压输电线路与无穷大容量系统母线连接,而且不计各元件电阻和导纳的输电系统,通常称为单机——无穷大系统。
简单电力系统的功角δ具有双重的物理意义:(1)它是送电端发电机空载电动势与受电端系统母线电压U 之间的相位角;(2)若将受电端无穷大系统看成一个内阻抗为零的等效发电机,则qE δ可看成是送电端和受电端两个发电机转子之间的相对位置角。
9-3 写出为常数时隐极机的功角特性方程。
其功角特性曲线为何形状?什么叫功率极限?怎样求取功率极限?q E 答:隐极机的功角特性方程为δsin Σ=d q e X UE P 。
和U 为常数时,其功角特性曲线为一正弦曲线。
功角特性曲线上的最大值,称为功率极限,可由q E 0=δd dP 的条件求出。
隐极式发电机功率极限为Σ=d q m X UE P ,出现在功率角处。
090=δ9-4 简单电力系统静态稳定性的实用判据是什么? 答:简单电力系统静态稳定性的实用判据是0>δd dPe 。
9-5 简单电力系统的静态储备系数和整步功率系数指的是什么?答:在实际运行中,电力系统不允许运行在静态稳定极限附近,因为运行情况受到干扰或稍有变动就有可能失去稳定,所以要求运行点离稳定极限有一定距离,即要保持一定的稳定储备。