电力系统分析PPT课件

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电力系统分析 PPT课件

电力系统分析基础 Power System Analysis Basis
（二）
主讲人：朱晓荣
.
1
第二章电力系统各元件的数学模型
1、发电机的数学模型 2、变压器的参数和数学模型 3、电力线路的参数和数学模型 4、电抗器和负荷的数学模型 5、电力网的数学模型
§2.1 发电机的数学模型
一、数学模型
电阻：小，忽略 X G % X Z N G10 % 0Z NU 3N INU SN 2 N
电力线、变压器等值电路级联成电力网等值电路注意：多级电压网存在一个不同电压级之间的归算问题
1) 变压器的参数与UN有关，归算到哪一侧，值不同 2) 变压器的负载阻抗归算到某一侧时，和变比平方有关
3) 要级联等值电路，须将不同电压级下的阻抗、导纳、电压、电流归算到同一级—基本级（取电网最高电压）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ4) 归算
.
12
§2.3 电力线路的参数和数学模型
.
13
§2.3 电力线路的参数和数学模型
.
14
§2.3 电力线路的参数和数学模型
.
15
§2.3 电力线路的参数和数学模型
A B C
.
16
§2.3 电力线路的参数和数学模型
.
17
§2.3 电力线路的参数和数学模型
3.绝缘子和金具
要求：足够的电气与机械强度、抗腐蚀材料：瓷质与玻璃质元件
电抗： X G X 1 G % 0 •U 3 0 N I N X 1 G % 0 • U S N 2 N 0 X 1 G % 0 • U 2 N 0 c P N o Ns
jXG 机端
机端
等
值电
EG
P+jQ

《电力系统分析》课件

频率调整的方法与策略
频率调整的方法
电力系统频率的调整可以通过改变发电机的出力、投切负荷、投切发电机组等方法实现。
频率调整的策略
频率调整的策略包括基于频率偏差的调整、基于负荷预测的调整、基于经济性的调整等。这些策略各有优缺点，应根据电力系统的实际情况选择合适的策略。
频率调整的自动化
为了实现快速、准确的频率调整，需要建立自动化的频率调整系统。该系统可以根据实时监测到的频率值，自动调整发电机的出力或投切负荷，以维持频率稳定。
电力系统的组成
电源
包括发电厂、小型发电装置等，负责将各种一次能源转换为电能。
负荷
各种用电设备，消耗电能并转换为其他形式的能量。
电网由各种电压等级的输电线路和电线路组成的网络，负责传输和分配电能。
电力系统的运行和管理
通过调度中心等机构对电力系统的运行进行管理和控制。
电力系统的基本参数
电压
事故状态
发生重大事故导致电力系统严重受损，无法满足正常需求。
电力系统的运行状态
01
02
03
正常运行状态
电力系统在正常条件下运行，满足负荷需求，各项参数在规定范围内。
异常运行状态
由于某些原因导致电力系统部分设备异常运行，但仍能满足基本需求。
事故状态
发生重大事故导致电力系统严重受损，无法满足正常需求。
04
电力系统无功功率平衡与电压调整
04
电力系统无功功率平衡与电压调整
电力系统无功功率平衡
无功功率平衡的概念
无功功率平衡是电力系统稳定运行的重要条件，它确保了系统中的无功电源和无功负荷之间的平衡。
无功功率不平衡的影响
无功功率不平衡会导致电压波动、系统稳定性降低、设备过热等问题，影响电力系统的正常运行。

电力系统ppt课件

输电是将电能从发电厂传输到负荷中心的过程。
详细描述
输电通常通过高压或超高压线路进行，以减少线路损耗和满足大范围供电的需求。输电线路的规划和建设需要考虑地理环境、经济成本和环境保护等因素。
变电
总结词
变电是将电压进行变换的过程，以满足不同设备对电压的需求。
详细描述
在电力系统中，变电所是实现电压变换的关键设施。通过变压器等设备，将高压电转换为低压电或反过来进行变换。变电过程中需要确保电压稳定，以保障电力设备和用户的安全。
电费回收
及时回收电费，降低电力企业经营风险，保障电力供应的可持续性。
电力市场与能源政策
市场分析
分析电力市场供需情况、价格走势等因素，为企业决策提供依据。
能源政策
关注国家能源政策动态，了解政策对电力行业的影响，为企业发展做好准备。
竞争环境
了解竞争对手的动态和市场地位，制定合理的竞争策略，提高企业竞争力。
机械储能、化学储能、电磁储能等。
电力储能技术的优点
能够解决电力系统的峰谷差问题，提高电力系统的稳定性和可靠性，同时还可以为可再生能源提供储存和释放能量的平台。
电力储能技术的应用
在家庭、工业、电力系统等领域都有广泛的应用前景，是未来电力系统发展的重要方向之一。
THANK YOU
防雷的方法
包括安装避雷针、避雷线、避雷网等避雷装置，以及采用电涌保护器等设备。
接地与防雷的要求
根据电力系统的电压等级、设备的重要性和所处的环境条件等因素，选择合适的接地方式和防雷措施。
接地与防雷的维护
定期对接地装置进行检查和维护，确保其完好有效；同时也要定期对防雷装置进行检查和维护，确保其正常工作。
故障检修

电力系统分析课件于永源第八章

短路电流的形成
当发生短路时，电流会迅速增加，并在短路点形成巨大的电流和
电压降。
短路冲击电流
短路发生后，系统中的电流会形成一个冲击电流，其大小远大于
正常工作电流。
短路电动力效应
短路电流在导体中产生磁场，进而产生电动力，可能导致导体变
形或设备损坏。
短路故障的数学模型
电路定律
在电力系统中，电流、电压和功率之间的关系可以用基尔霍夫定律和欧姆定律等电路定律来描述。
电力系统的重要性
保障国民经济发展和人民生活用电需求，维护国家能源安全和经济安全。
电力系统的特点
具有规模大、覆盖范围广、运行方式复杂等特点。
电力系统的元件模型
发电机模型
描述发电机的工作原理和动态特性，包括同步发电机、感应发电机等。
输电线路模型
描述输电线路的工作原理和动态特性，包括交流输电线路和直流输电线路。
成本效益分析法
通过比较电力系统的不同方案或技术的成本和效益，选择经济效益最优的方案或技术。
价值工程法
以提高电力系统的价值为目标，通过功能分析和评价，寻求最佳的功能成本比。
全寿命周期费用分析法
对电力系统的整个寿命周期内的所有费用进行预测和评估，以确定最优的投资方案。
风险评估法
对电力系统中可能出现的风险进行识别、评估和预防，以降低风险对电力系统的影响。
电力系统、运营和维护成本进行分析，制定出最优的电源规划方案。
通过对电网的建设、运行和维护成本进行分析，制定出最优的电网规划方案。
电力市场分析
节能减排
通过对电力市场的供需关系、价格波动、竞争状况等因素进行分析，为电力市场的运营和管理提供决策支持。

高等电力系统分析--ppt课件

重写规范形式如下：
Y11V1 Y12V2 Y13V3 Y14V4 Y15V5 I1
Y21V1 Y22V2 Y23V3 Y24V4 Y25V5 I2
Y31V1
Y32V2
Y33V3
Y34V4
Y35V5
I3
Y41V1
Y42V2
Y43V3
Y44V4
Y45V5
I4
边界条件
I Sn AYU S AI S
节点电压方程简化为
YU I
nn
Sn
矩阵A反映了网络的拓扑约束， Y反映了网络的支路特性约束，
所以节点导纳矩阵集中了网络两种约束的全部信息。
2024/7/16
高等电力网络分析
19
若网络参数用阻抗形式表示，则节点网络方程有如下形式：
Z I U
n sn
n
Zn
.
I 1 Y11V1 Y12V2
.
I 2 Y21V1 Y22V2
.
I i Yi1V1 Yi2V2
.
I n Yn1V1 Yn2V2
Y1iVi
Y1nVn
Y2iVi Y2nVn
YiiVi
YinVn
YniVi YnnVn
节点自导纳Yii ＝节点i加单位电压，其它节点接地时，节点i向电网注入的电流。
V4
y1
y3
2
3
4
i1
i3
用节点电压方程描述电力网络的一个例子
y4
y5
i4
i5
1 V1
i6
y6
y2
V5
i2
5
V4
4
以基尔霍夫电流定律列出节点方程：

电力系统分析(完整版)PPT课件

输电线路优化运行
总结词
输电线路是电力系统的重要组成部分，其优化运行对于提高电力系统的可靠性和经济性具有重要意义。
详细描述
输电线路优化运行主要涉及对线路的路径选择、载荷分配、无功补偿等方面的优化，通过合理的规划和管理，降低线路损耗，提高线路的输送效率和稳定性，确保电力系统的安全可靠运行。
分布式电源接入与控制
分布参数线路模型考虑线路的电感和电容在空间上的分布，用于精确分析长距离输电线路。
行波线路模型
行波线路模型用于描述行波在输电线路中的传播特性，常用于雷电波分析和继电保护。
负荷模型
负荷模型概述
静态负荷模型
负荷是电力系统中的重要组成部分，其模型用于描述负荷的电气特性和运行特性。
静态负荷模型不考虑负荷随时间变化的情况，只考虑负荷的恒定阻抗和电流。
电力系统分析(完整版)ppt 课件
• 电力系统概述 • 电力系统元件模型 • 电力系统稳态分析 • 电力系统暂态分析 • 电力系统优化与控制 • 电力系统保护与安全自动装置
01
电力系统概述
电力系统的定义与组成
总结词
电力系统的定义、组成和功能
详细描述
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的，其功能是将一次能源转换为电能，并通过输配电网络向用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
无功功率平衡的分析通常需要考虑系统的无功损耗、无功补偿装置的容量和响应速度等因素。
有功功率平衡
有功功率平衡是电力系统稳态分析的核心内容，用于确保系统中的有功电源和有功负荷之间的平衡。
有功功率平衡的分析通常需要考虑系统的有功损耗、有功电源的出力和负荷的特性等因素。
有功功率不平衡会导致系统频率波动，影响电力系统的稳定运行。因此，需要合理配置有功电源和调节装置，以维持系统的有功平衡。

2024全新电力系统分析课件

未来发展趋势预测
分布式能源与微电网
随着分布式能源和微电网技术的不断发展，未来电力系统将呈现更加分散化、灵活
化的特点。
智能化与自动化
借助人工智能、大数据等技术，未来电力系统将实现更高程度的智能化和自动化，
提高系统的运行效率和管理水平。
电力储能技术
电力储能技术将在未来电力系统中发挥越来越重要的作用，提高电力系统的运行效率和可再生能源的利用率。
类型和特点。
无功优化策略
02
介绍无功优化的目标、约束条件和优化算法，包括基于灵敏度
分析的无功优化、基于人工智能的无功优化等方法。
无功补偿与新能源接入
03
探讨新能源接入对电力系统无功平衡的影响，以及无功补偿在
新能源接入中的应用和挑战。
03
电力系统暂态过程与稳定性
故障类型及其对系统影响
01
02
03
04
采用柔性输电技术
利用柔性输电技术（如SVC、 SVG等）提高系统的动态无功支撑能力，改善系统的暂态稳定性。
优化系统运行方式
合理安排电源和负荷的分布，优化系统运行方式，提高系统
的稳定性裕度。
04
新能源接入与智能电网技术
风能、太阳能等新能源接入方式
风能接入方式
通过风力发电机将风能转化为电能，再经过变流器和变压器等设备接入电网。
电力技术创新随着新技术的发展和应用，如人工智能、大数据等，电力系统运行和管理的智能化水平有待提高。
电力市场改革
电力市场改革进入深水区，如何进一步推动市场化改革，完善电力市场机制，实现资源的优化配置是当前的重要议题。
能源转型
在应对气候变化的背景下，能源转型成为全球共识，电力系统需要加快向清洁、低碳、高效的方向转型。

2024全新电力系统ppt课件

储能装置
根据微电网规模及运行需求，选择适当的储能技术，如电池储能、飞轮储能等。
负荷监控与保护装置
采用先进的负荷监控技术和保护装置，确保微电网安全稳定运行。
政策支持与市场前景分析
政策支持
国家出台一系列政策鼓励微电网建设和发展，包括补贴、税收优惠等。
市场前景
随着可再生能源的快速发展和电力体制改革的深入推进，微电网市场将迎来广阔的发展空间。特别是在偏远地区、海岛等场景，微电网具有巨大的应用潜力。
提高供电可靠性
当大电网出现故障时，分布式发电系统可以继续供电，提高供电可靠性。
降低能源损耗
分布式发电靠近用户侧，能够减少长距离输电带来的能源损耗。
促进可再生能源利用
分布式发电可以充分利用可再生能源，减少对化石能源的依赖。
智能电网概念及关键技术
智能电网概念
传感测量技术
通讯技术
信息技术
控制技术
以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。
其他可再生能源
水能、生物质能、地热能等，各具特色和应用前景。
风能发电技术
通过风力驱动风轮机转动，进而带动发电机发电，风能是一种永不枯竭的绿色能源。
分布式发电技术及其优势
分布式发电技术
指在用户现场或靠近用电现场配置较小的发电机组，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。
实现对电网的准确感知，为智能电网提供数据支持。
实现电网各环节之间的实时、双向、互动通信，保证智能电网的高效运行。
对海量数据进行处理和分析，提取有价值的信息，为智能电网的决策提供支持。

电力系统分析完整PPT课件

330、500、750:超高压
>750:特高压
➢ 提高输电电压的利弊：减小载流截面和线路
电抗，利于提高线路功率极限和稳定性，增
加绝缘成本
2020/8/1
南京理工大学
19
1.2我国的电力系统（3）
电力系统的电压与输电容量和输电距离
线路电压(kv) 输送容量(MV) 输送距离(km)
6
0.1~0.2
4~15
2020/8/1
南京理工大学
17
1.2我国的电力系统（1）
• 4个发展阶段
195x：城市电网 196x：省网 1970~1990：区域电网 1990~：区域电网互联
• 电力系统的规模
2004 400GW
2010 535GW
2020 790GW
2020/8/1
南京理工大学
18
1.2我国的电力系统（2）
2020/8/1
南京理工大学
6
教学进度
• 总学时数：56~64
➢ 课堂教学：48~52 ➢ 实践环节：8~12
• 学时分配
➢ 电力系统的基本概念：2~3 ➢ 电网等值：8~10 ➢ 电力系统潮流计算：10~12 ➢ 电力系统运行方式的调整和控制：10 ➢ 电力系统故障分析：10~12 ➢ 电力系统稳定性分析：8~10
• 电磁感应定律法拉第，1831
• 世界上第一个完整的电力系统 1882，法国
• 三相变压器和三相异步电动机 1891
• 直流电力系统和交流电力系统爱迪生和西屋
2020/8/1
南京理工大学
13
1.1.2电力系统的组成
• 电力系统发电厂、输电和配电网络、用户
• 电网、电力系统和动力系统 • 一次设备和二次设备

现代电力系统分析 ppt课件

成为能源流、信息流、货币流的统一。
新能源新客户新要求新技术
1.1 电力发展的阶段
4.智能电网
❖ 新能源
不可再生能源短缺的压力温室气体排放和气候变暖
的压力风力发电、太阳能发电、
生物质能发电以及冷热电联产等小燃气轮机组发电由即插即忘转变为即插即用。
1.1 电力发展的阶段
4.智能电网
❖ 新客户
❖ 次输电网（Sub-transmission Power System）则是将电力从输电变电站输送到配电变电站，通常较大的工业负荷用户也直接由次输电系统直接供电。
❖ 配电网则是电力送往用户的最后一级，将电力分配到每一个用户，因此称为配电网（Distributed Power System）。
主要内容
❖ 1.绪论 ❖ 2.电力网模型 ❖ 3.潮流计算 ❖ 4.频率和电压控制 ❖ 5.三相对称故障分析 ❖ 6.柔性输电技术
1.1 电力发展的阶段
❖ 1.早期直流输电阶段 ❖ 2.交流输电阶段 ❖ 3.现代输电系统—超/特高压混合输电 ❖ 4.智能电网
1.1 电力发展的阶段
4.智能电网
❖ 高度集成的智能化、网络化的自动化系统。 ❖ 1976年英国的电力市场化运营使得电力网
C ln1/(D A)C ln1/(D BC ) ln1/(R)iC
其中 RRer/4 ，对于非铁磁性材料的导体，r 1 因此 R Re1/40.77R 88
分裂导线的电感
❖ 交链三相的磁链分别为（交链每一相的磁链是分裂导线的平均）：
❖ 经济
电力系统经济运行的任务将由电力市场来进行资源的合理配置。
❖ 高质量
电能质量是对供电可靠性以及电压、频率、波形和幅值的要求，包括谐波含量、电压骤降、三相平衡度、电压闪变等方面。

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方式
2021/2/7
-
17
1.1.1电力系统的形成和发展
• 电磁感应定律法拉第，1831
• 世界上第一个完整的电力系统 1882，法国
• 三相变压器和三相异步电动机 1891
• 直流电力系统和交流电力系统爱迪生和西屋
2021/2/7
-
18
1.1.2电力系统的组成
• 电力系统发电厂、输电和配电网络、用户
2021/2/7
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15
第一章电力系统的基本概念
• 1.1电力系统概述 • 1.2我国的电力系统 • 小结
2021/2/7
-
16
1.1 电力系统概述
• 1.1.1电力系统的形成和发展 • 1.1.2电力系统的组成 • 1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求 • 1.1.4电力系统的基本参量和接线图 • 1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地
• 电力系统的规模
2004 400GW
2010 535GW
2020 790GW
2021/2/7
-
23
1.2我国的电力系统（2）
• 电压等级（KV）
➢ 发电机 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0
➢ 用电设备
3,6,10,35,110,220,330,500,750(60,154已不再发展）
电力系统的电压与输电容量和输电距离
线路电压(kv) 输送容量(MV) 输送距离(km)
6
0.1~0.2
4~15
10
0.2~2.0
6~20
35
2~10
20~50
110
10~50
50~150
220
100~500
100~300
330
200~800
200~600
500
1000~1500
250~850
2021/2/7
1 可靠性可以满足用户的用电需求：不断电，频率、电压、波形质量符合要求负荷按供电可靠性要求分为三类
2 安全性保证系统本身设备的安全。要求电源容量充足，电网结构合理
3 经济性 %%4 减小对环境的不利影响
2021/2/7
-
20
1.1.4电力系统的基本参量、接线图
• 衡量电力系统规模的基本参量
-
25
1.2我国的电力系统（4）
• 额定电压：发电机、变压器、用电设备等正常运行时最经济的电压
• 在同一电压等级设备）的额定电压各不相同。某一级的额定电压是以用电设备为中心而定的。
总装机容量——额定有功功率之和年发电量最大负荷最高电压等级
• 接线图
地理接线图、电气接线图
2021/2/7
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21
1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地方式
• 接线方式
➢ 无备用接线特点：简单、经济、运行方便灵活。供电可靠性差，电能质量差
➢ 有备用接线特点：供电可靠，电能质量高运行操作和继电保护复杂，经济性差
教学进度
• 总学时数：56~64
➢ 课堂教学：48-52 ➢ 实践环节：8-12
• 学时分配
➢ 电力系统的基本概念：2 ➢ 电网等值：8-10 ➢ 电力系统潮流计算：10 ➢ 电力系统运行方式的调整和控制：10 ➢ 电力系统故障分析：10 ➢ 电力系统稳定性分析：8-10
2021/2/7
-
12
考查方式
5) 变压器变比是已知的，它是怎么确定出来的？
6) 发电机等值电路中，电势源和电抗怎么计算？
7) 任意不对称的三相相量都可以分解为三组相序不同的分量之和吗？
8) 电力系统在不断变动中，它能保持稳定运行吗？
2021/2/7
-
10
课程内容
• 先修课程 ➢电路原理 ➢电磁场
➢电机学
2021/2/7
-
11
➢ 平时成绩：20% ➢ 实验成绩：10% ➢ 闭卷考试：70%
2021/2/7
-
13
联系方法
• 授课教师：江宁强 • 教研室：自动化学院电气工程系 • 电话：84315147 • Email:jiangningqiang@
2021/2/7
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14
目录
• 第一章电力系统的基本概念 • 第二章电网等值 • 第三章电力系统潮流计算 • 第四章电力系统运行方式的调整和控制 • 第五章电力系统故障分析 • 第六章电力系统稳定性分析
电力系统分析
南京理工大学自动化学院电气工程系
-
1
课程简介
• 课程内容 • 教学进度 • 考查方式 • 联系方法
2021/2/7
-
2
课程内容
• 电力系统
2021/2/7
-
巴西依泰普水电站
3
课程内容
• 电力系统
2021/2/7
-
中国三峡电站
4
课程内容
• 电力系统
水电机组
• 中性点接地方式（小接地方式和大接地方式）
➢ 不接地供电可靠性高，绝缘成本高。 <35kv电网 ➢ 经消弧线圈接地减小接地电流。采用过补偿方式 ➢ 直接接地供电可靠性低，绝缘成本低。>110kv电网
2021/2/7
-
22
1.2我国的电力系统（1）
• 4个发展阶段
195x：城市电网 196x：省网 1970~1990：区域电网 1990~：区域电网互联
• 电力系统的基本概念 • 电网等值 • 电力系统潮流计算 • 电力系统运行方式的调整和控制 • 电力系统故障分析 • 电力系统稳定性分析
2021/2/7
-
9
课程内容
• 回答八个问题：
1) 什么是电力系统？
2) 怎样将电力系统用一个电网络表示？
3) 怎样用计算机进行电力系统潮流计算？
4) 发电机节点有功功率是已知的，它是怎么确定出来的？
3 企业内部 6、10配电电压（6用于高压电机负荷）
110、220:高压。110：区域网，中小电力系统主干线
220：大电力系统主干线
330、500、750:超高压
>750:特高压
➢ 提高输电电压的利弊：减小载流截面和线路
电抗，利于提高线路功率极限和稳定性，增
加绝缘成本
2021/2/7
-
24
1.2我国的电力系统（3）
• 电网、电力系统和动力系统 • 一次设备和二次设备
2021/2/7
-
19
1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求
• 电力系统的特点
1 电能与国民经济各部门、国防和日常生活之间的关系都很密切 2 对电能质量的要求比较严格 3 电能不能大量储存 4 电力系统中的暂态过程十分迅速
• 运行的基本要求
2021/2/7
-
5
课程内容
• 电力系统
变压器
2021/2/7
-
6
课程内容
• 电力系统
2021/2/7
-
输电线路
7
课程内容
• 电力系统 • 分析
➢ 两个模型 ❖ 电力系统等值电路模型 ❖ 电力系统转子运动模型
➢ 三大计算
❖ 潮流计算 ❖ 短路计算 ❖ 稳定计算
2021/2/7
-
8
课程内容

电力系统分析PPT课件

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