第三章电力系统综述
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我国电力系统自动化综述作者:黄鹏程来源:《华中电力》2013年第08期[内容摘要] 随着科技进步与社会发展,我国电力系统不断前进,其自动化程度不断提高。
其中,我国电力系统自动化主要可以分为电网调度自动化和电厂自动化两部分,而电厂自动化包括有火电站、水电站以及变电站综合等。
本文主要从以上几个电力系统自动化的重要组成部分着手,针对其发展过程、现状、相关问题和措施以及其未来发展趋势进行综述,进而对我国电力系统自动化有所展望。
[关键字] 电力系统;自动化;综述1.我国电力系统自动化相关概述我国电力系统自动化主要可以分为电网调度自动化和电厂自动化两部分。
其中,电厂自动化包括有火电站自动化、水电站自动化和变电站综合自动化等。
由于电力系统在我国的分布范围不断扩大,在我国政治经济生活的方方面面之中都有着极其重要的地位,对于人民群众而言不可缺离,故其自动化发展在一定程度而言也是相当重要的。
下文将主要从我国电力系统自动化的发展过程、现状、相关问题和措施以及其未来的发展趋势展开相关阐述。
2.电网调度自动化电网调度自动化系统主要是指将数据收集和相关监控系统作为基础,包含有自动发电控制、经济调度运行、电网静态安全分析、调度员培训仿真和配电网自动化等多个部分在内的能源管理系统。
通过对电网运行的一些信息进行实时地收集和处理,从而及时准确地了解电网的运行状况,从而进行相关监控、经济调度以及相关安全分析。
就一定程度而言,电网调度自动化有利于对电力系统进行及时准确的安全监控,从而提高其运行能力和水平,降低其出现问题的可能性。
我国电网调度自动化系统组成结构图大体如下图所示:就电网调度自动化系统的发展过程而言,其主要经过有50年代萌芽阶段、60年代试点阶段、70年代起步阶段、80年代大发展阶段以及90年代的成熟阶段等等。
目前,电网调度自动化系统已经毋庸置疑地成为当代电网平稳安全运行的重要支柱之一,其总体应用水平已靠近世界先进水平,发展速度不断加快。
《电力系统负荷预测研究综述与发展方向的探讨》篇一一、引言随着社会经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,电力需求持续增长,电力系统的稳定运行和负荷预测显得尤为重要。
电力系统负荷预测是电力行业的重要研究领域,对于保障电力系统的安全、经济、可靠运行具有重大意义。
本文将对电力系统负荷预测的研究进行综述,并探讨其发展方向。
二、电力系统负荷预测研究综述1. 负荷预测方法电力系统负荷预测方法主要包括传统统计方法、机器学习方法、人工智能方法等。
传统统计方法如时间序列分析、回归分析等,通过分析历史数据,建立数学模型进行预测。
机器学习方法如支持向量机、随机森林等,通过学习历史数据中的规律,实现负荷预测。
近年来,人工智能方法如深度学习、神经网络等在负荷预测中得到了广泛应用,取得了较好的预测效果。
2. 负荷预测模型负荷预测模型主要包括确定性模型和概率性模型。
确定性模型如线性回归模型、灰色预测模型等,通过建立数学关系,预测未来负荷值。
概率性模型如马尔科夫链、贝叶斯网络等,通过分析历史数据的概率分布,预测未来负荷的概率分布。
3. 负荷预测的应用电力系统负荷预测广泛应用于电力调度、电力规划、电力市场等方面。
在电力调度中,负荷预测能够帮助调度人员合理安排发电计划,保障电力系统的稳定运行。
在电力规划中,负荷预测能够帮助规划人员制定合理的电网建设规划,提高电力系统的供电能力。
在电力市场中,负荷预测能够帮助电力企业制定合理的电价策略,提高经济效益。
三、电力系统负荷预测的发展方向1. 数据驱动的负荷预测随着大数据、云计算等技术的发展,数据驱动的负荷预测将成为未来的发展趋势。
通过收集和分析海量数据,挖掘数据中的规律和趋势,提高负荷预测的准确性和可靠性。
同时,数据驱动的负荷预测还能够考虑更多因素,如天气、政策、经济等,提高预测的全面性和准确性。
2. 深度学习在负荷预测中的应用深度学习在电力系统负荷预测中具有广阔的应用前景。
通过建立深度学习模型,学习历史数据中的非线性关系和复杂模式,提高负荷预测的精度和稳定性。
海上平台电力系统研究综述关键词:海上平台;电力系统;前言:对于电力系统的发展来讲,其主要是发电、变电、输电以及配电等环节共同组成,属于生产与消费相统一系统。
电力系统本身的功能是将自然界中能够应用的一次能源进行处理,采取发电动力装置转化为可以使用的电能,再利用输电、变电等程序,将其供应给需要的用户。
正因为如此,电力系统发展期间,需要采取科学的节能策略。
尤其是当前能源应用社会非常关注,必须采取科学的节能措施,合理利用电能资源。
海上平台电力系统积极采取节能措施,建立智能型电网、科学的调度手段,减少线路以及变压器应用期间产生的损耗,更科学地利用能源。
一、海上平台电力系统的结构和特点海上平台电力系统主要由电源、配电装置、配电电网、负载四部分组成,它们按照一定的方式连接,构成一个完整的发电、输电、配电和用电网络。
海上平台电力系统的负载随运行工况的变化而改变,初期主要是辅助用电和生活用电,投产后主要为钻修井模块、采油、采气、油气处理、生活用电等。
海上平台电力系统与陆地油田配电系统不同.陆地油田配电电力系统的容量一般在几百万千瓦,具有数十个变电站和多台不同类型的大容量发电机,而海上平台主电站一般采用几台同类型的发电机并联运行,不论单机容量还是多机容量之和相对于陆地油田配电系统。
由于海上电力系统容量较小,而某些大负载的容量与单台发电机容量相比几乎相同,所以当这样的负载起动时对电网将造成很大的冲击(电压、频率跌落均很大),因而对海上平台电力系统的稳定性提出了较高的要求。
另外,由于平台工况变动频繁,因此对自动控制装置的可靠性也提出了很高的要求。
电网输电线路短,相互影响大。
海上平台电力网络与陆地油田配电网络相比,发电机端电压、电网电压、负荷电压大多是同一个电压等级,所以输配电装置较陆上系统简单。
并且由于平台容积的限制,电气设备比较集中,配电线路较短,且相对较为稳定,所以对发电机和电网的保护比结构复杂的陆上油田配电网络要相对简单,一般只设置有发电机过载及外部短路的保护,电网的保护和发电机的保护通常共用一套装置,且不设有自动重合闸装置。
电力系统电压崩溃综述内容摘要:本文对国内、外电压稳定性的研究现状进行了概述,特别介绍了电压崩溃的概念、物理解释及电压崩溃的防范措施。
电压稳定性电压崩溃预防措施过去几十年中,在发达国家中电压崩溃事故屡屡发生,造成了巨大的损失。
展望今后电力系统的发展,如下一些因素将使稳定性问题继续存在并有恶化的趋势。
(1)因能源基地远离负荷中心,这就造成线路电抗和传输功率的增大及潮流的不合理分布,从而使系统稳定性下降。
(2)发电机单机容量的增大带来发电机同步电抗增大和机组惯性时间常数减小,这两者的后果都将恶化系统的稳定性。
(3)输电线路容量增大。
这样,当线路因事事故断开时,送、受端系统出现更大的功率缺额,增加了对电力系统稳定性的威胁。
(4)输电线路的多回路增加了线路间多重故障的可能性。
在我国电压不稳定和电压崩溃出现的条件同样存在。
目前国内电压不稳定问题“暴露不突出”,原因之一可能是出于大多数有载调压变压器分接头(LTC)未投入自动切换和电力部门采取甩负荷的措施,而后一措施是防止电压不稳定的最后一道防线,不应过早和过分的使用。
为了提高可靠性,甩负荷的使用将会受到越来越大的限制。
因此,在我国应加紧电压稳定问题的研究。
从电压研究的内容来看主要分三方面:一是电压崩溃的概念;二是电压崩溃的物理解释;三是关于电压崩溃的预防措施。
1电压崩溃的概念在电力系统中,人们把因扰动、负荷增大或系统变更后造成大面积、大幅度电压持续下降,并且运行人员和自动系统的控制无法终止这种电压衰落的情况称之为电压崩溃。
这种电压的衰落可能只需几秒钟,也可能长达10~20min,甚至更长,电压崩溃是电压失稳的最明显的特征,它会导致系统瓦解。
2电压崩溃的物理解释对于电压崩溃现象的物理解释主要有:P—V曲线解释、无功功率平衡解释、OLTC负调压作用解释、同步马达解释和电网动态特性和负荷动态特性相互作用的解释。
(1)P—V曲线解释。
在简单系统中,当负荷功率因数不变时,负荷节点的有功功率和电压幅值的关系曲线就是P—V曲线。
企业供电综述怎么写
1. 引言:简要介绍企业供电的重要性和目的。
2. 企业供电系统概述:描述企业供电系统的组成部分,包括电源、输电线路、配电室、配电柜等。
3. 供电能力评估:分析企业的电力需求,并评估供电系统的能力是否能够满足这些需求。
讨论供电的可靠性、稳定性和持续性。
4. 电力管理与节能:探讨企业在电力管理方面的措施,如电能计量、用电监测和节能策略。
强调节能对企业经济和环境的重要性。
5. 安全与风险管理:强调企业供电系统的安全问题,包括电气设备的维护、防护措施和紧急情况下的应急预案。
6. 未来发展与挑战:讨论企业供电系统面临的未来发展趋势和挑战,如可再生能源的集成、智能化电力管理系统的应用等。
7. 结论:总结企业供电系统的现状和改进的方向,强调供电系统对企业运营和发展的重要性。
在撰写企业供电综述时,应确保语言清晰简洁,内容准确客观。
可以参考相关的行业报告、技术文献和专业标准,以提供更具可信度和权威性的信息。
电力系统技术发展综述葛宏泽【摘要】纵观电力系统在全球的重要性,本文针对电力系统技术发展做了详实的阐述。
概述了电力系统发展中所面临的挑战,综述了现代先进的电力系统技术发展状况,探讨与分析了各现代先进电力系统技术优势与可执行度。
在分析现有技术基础之上,进一步展望了未来电力系统技术发展趋势。
【期刊名称】《科技风》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】1页(P57-57)【关键词】电力系统;系统技术;技术挑战;技术展望【作者】葛宏泽【作者单位】抚顺供电公司新宾供电分公司,辽宁新宾113200【正文语种】中文【中图分类】TM711正如文献一文编者按语所注:作为现代社会最重要和最复杂的巨型工程能源系统,电力系统在21世纪面临来自可靠性、安全性、经济性和环保等多方面的严峻挑战。
多方位地研究和应用先进技术并培养与其需求相适应的高质量专业人才,是电力系统应对这些挑战的不二选择,电力系统及其专业教育也将因此而充满生机与活力。
针对于电力系统技术这一学科,一百多年来已取得了长足的进步。
长期以来人们对电力系统安全、稳定及控制方面的先进技术的发展及分析,开展了大量科研课题进行研究,提供了丰厚的科研文献,促进了电力系统理论与技术快速而稳健的发展。
本文在前人大量科研文献的基础上,对电力系统技术发展的现状做以综述,以方便同仁对于电力系统技术发展有更清晰的了解与掌握。
电力系统创始于19世纪80年代。
美国于1882年在纽约建立的直流电力系统成为当时世界之最。
受需求促使,20世纪20~70年代成为交流电压输电和电力系统的大发展时期。
从50年开始了高压直流输电技术,而这种状况也奠定了当今高压交直流电力系统的基础。
在经济及科技全球迅猛发展的进程中,也面临着诸多挑战。
环境保护的严厉制约首当其冲的成为电力系统发展所面临的第一个挑战。
当人类在追求中从“所需”变为“所享”之时,人类对于环境保护的意识就越发的强烈。
而经济全球化,科技的发展带给人类极为丰富物质生活之时,人类更追求的是一种环境保护理念。
新能源电力系统稳定性综述摘要:随着经济的快速发展,我国环境保护压力逐渐上升。
传统的能源的应用容易造成能源的大量消耗和环境污染,需要积极发展新能源发电技术,提高电力系统运行的稳定性,促进电力行业的绿色持续发展。
关键词:新能源;电力系统;稳定性引言当前,我国的电网表现出大容量、多回路、直流输送等特点,风力和光伏大规模混联电网发电网全新形态。
由于此类电网的结构相对复杂,并且元件多样化,使得系统应用过程会产生大干扰问题,对于交直流系统稳定运行带来极大挑战。
电力系统的稳定性,和电力能源的高效利用息息相关。
因此,需要找出影响系统稳定性的主要原因,使用科学的分析方法,探索出电力系统高效运行思路,为混联电网排除干扰问题提供有力保障,促使电力系统稳定运行。
1新能源发电技术的现状1.1风电新能源发展现状根据相关数据显示我国在20世纪80年代中期风力发电开始进入商业化运营阶段。
通常都会将我国的发展情况与国外进行比较,以便于分析其中存在的差距。
由于国家一直对于能源问题比较重视,推行了许多的利好政策。
通过这样的处理便可以达到支持和推动风力发电事业发展的效果,从实际情况也能够看到确实风电新能源的技术得到了迅猛发展。
为我国的能源以及环境保护问题解决创造了很好的条件。
不过由此也需要正视的是我国的风电技术还存在很大的不足,比如并网型风机以进口为主,这就意味着风电在整个电网中的占比相对较小,很多零部件依赖进口,没有制定健全的风电并网规范,不能保证风电并网的稳定运行。
未来我国风电技术发展任重而道远,必须在高层技术方面寻求创新。
1.2太阳能发电技术的应用现状太阳能可以说是地球上永恒的能源,我国属于太阳能资源较为丰富的国家,我国有2/3以上面积的地区每年的日照时间可以达到2000h以上,尤其是在我国的西藏、青海、甘肃、宁夏研以及内蒙古等地区,日照时间更久。
这些都为我国发展太阳能发电技术提供了保障。
因此,太阳能发电技术在我国的发展水平和应用水平也较高。
电力系统灵活性及其评价综述
电力系统是一个复杂的系统,它的效率取决于系统的灵活性。
电
力系统的灵活性指的是该系统在遇到突发性的紧急情况或系统工作状
态变化期间能够以最小的空间、成本和时间成功响应的能力。
因此,
评价电力系统的灵活性对于优化系统的运行效率,以及确保未来电力
系统的可靠性至关重要。
随着智能电网不断普及,分析和评价电力系
统灵活性的必要性越来越大。
目前,针对电力系统,已有许多评价其灵活性的方法。
首先,建
立预测模型来预测系统的变化行为,从而研究系统如何实现故障应急
等常见情况。
此外,根据动态模型,以及系统可控变量的变化,集成
相关的单系统评价指标,以衡量系统整体的可靠性和可操作性。
最后,可以通过测量或已知参数,使用模型预测系统效率,从而在不同时间
段计算系统灵活度。
另外,值得注意的是,由于电力系统具有复杂的结构和性能,因
而常见的评价指标在涵盖电力系统灵活性方面可能比较有限,而且有
的指标局限于特定的表达形式。
因此,在评估电力系统灵活性时,从
多个方面全面评估,并使用模型来优化系统结构,进一步提高系统的
灵活性,以达到更好的效率。
动态电力系统分析综述摘要:电力系统动态问题包括大型电力系统低频振荡,动态稳定及线性最优控制,次同步谐振及扭转振荡,大型电力系统动态等值,非线性稳定分析及暂态稳定控制,以及电力系统动态研究基本部件模型。
本文重点介绍现代电力系统中稳定问题及动态安全问题动态分析方法。
关键词:电力系统,动态分析方法,静态稳定,暂态稳定,动态安全分析随着大型电力系统互联出现已暴露出了很多电力系统新动态问题,其中包括,互联大型电力系统低频振荡,带有电容补偿输电线火力发电厂中透平机次同步扭转振荡等。
随着电力工业发展,电力系统规模越来越大,各种新设备不断投入到系统当中,使系统变得日益复杂。
同时,电力市场出现也使电力系统运行方式发生了重大变化。
在传统电网环境下,电力系统发电、输电及配电是统一调度管理,运行方式安排比较简单,系统运行安全可靠性容易得到保证。
而在电力市场环境下,电力交易复杂多变,电力运营既要保证公平竞争、实现经济效益最大化,又要保证系统安全运行,这就给电力系统分析提出了新挑战。
因此,在执行稳定导则基础上维持系统安全稳定运行显得愈加重要。
现代电力系统竞价上网体制越来越注重对电力系统竞争使用,要求按在线工况来动态地修正运行极限值及控制策略,因此迫切需要在线稳定性定量分析及控制决策方法。
美加大停电等事故表明,在动态安全分析领域中还有很多值得研究问题。
实用化动态安全分析方法近年来,在线动态安全分析工具得到了很大发展,开始应用到实时系统中。
这些工具在方法上有所区别,但都基于相同概念及基础,下面介绍国内外两个主要动态安全分析工具。
(1)基于EEAC(Extended Equal-Area Criterion)及时域仿真法快速稳定分析工具FASTEST)FASTEST主要采用以下两种方法来进行快速、可靠动态安全分析: 1)基于EEAC直接法暂态稳定分析。
它主要应用于两个方面:预想事故快速筛选及排序以及事故后详细仿真过程。
2)传统时域仿真法。
电力系统综述电力系统是指由各种电力设备、输电线路和配电设备组成的系统,用于产生、传输和分配电能。
它是现代社会不可或缺的基础设施,为各行各业的正常运行提供了稳定可靠的电力供应。
本文将对电力系统的组成、运行原理以及未来发展趋势进行综述。
一、电力系统的组成电力系统由发电厂、输电网和配电网组成。
发电厂主要负责将机械能转化为电能,一般采用燃煤、燃气、核能或可再生能源发电。
输电网包括各级变电站和输电线路,将发电厂产生的高压电能传输到各个地方。
配电网将输电网传输过来的高压电能变成低压电能,供应给居民和工业用户。
二、电力系统的运行原理电力系统的运行原理主要包括发电、输电和配电三个环节。
发电环节是指发电厂将各种能源转化为电能的过程,通过发电机产生交流电或直流电。
输电环节是指将电能从发电厂输送到用户的过程,需要经过变电站升压、输电线路传输和变电站降压等环节。
配电环节是指将输送到用户的电能分配到各个用电设备的过程,通过变压器将高压电能变成低压电能,再通过配电设备供应给用户。
三、电力系统的发展趋势1. 智能化:随着信息技术的不断发展,电力系统正朝着智能化方向发展。
智能电网可以实现对电力的高效管理和优化控制,提高电力系统的稳定性和可靠性。
2. 低碳化:应对全球气候变化和能源安全问题,电力系统正加速向低碳化方向转型。
大规模利用可再生能源、提高能源利用效率,将成为未来电力系统的发展趋势。
3. 储能技术:储能技术是解决可再生能源波动性问题的重要手段。
电力系统未来将更多地采用储能技术,实现电能的储存和释放,以满足用户的需求。
4. 分布式电源:传统的电力系统主要依靠集中式发电厂提供电力,而分布式电源可以将发电设备布置在用户附近,减少输电损耗,并增加系统的可靠性。
5. 电动化:随着电动汽车的快速发展,电力系统将面临更大的负荷压力。
电力系统需要加强对电动车辆充电设施的建设管理,以满足未来电动车辆的充电需求。
总结:电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,它的组成包括发电厂、输电网和配电网。
电力系统的稳定性分析与改善第一章:引言随着电力需求的不断增加和电力系统规模的不断扩大,电力系统的稳定性问题日益突出。
稳定性是电力系统正常运行和提供可靠供电的基础,它涉及到电压、频率、功率等各个方面。
本文将就电力系统的稳定性问题展开分析,并探讨改善电力系统稳定性的方法和策略。
第二章:电力系统稳定性的概念与分类2.1 电力系统稳定性的概念2.2 电力系统稳定性的分类2.2.1 功率稳定性2.2.2 电压稳定性2.2.3 频率稳定性第三章:电力系统稳定性问题的影响因素分析3.1 功率因素对电力系统稳定性的影响3.2 电压因素对电力系统稳定性的影响3.3 频率因素对电力系统稳定性的影响第四章:电力系统稳定性评估与分析方法4.1 功率稳定性评估与分析方法4.1.1 暂态稳定分析4.1.2 静态稳定分析4.2 电压稳定性评估与分析方法4.2.1 电压暂态稳定分析4.2.2 电压稳定限制分析4.3 频率稳定性评估与分析方法4.3.1 频率暂态稳定分析4.3.2 频率稳定裕度分析第五章:电力系统稳定性改善方法和策略5.1 提高电力系统的纵向稳定性5.1.1 合理设计电力系统结构5.1.2 加强电力系统调度控制5.2 提高电力系统的横向稳定性5.2.1 加强电力系统的保护装置设计与运行5.2.2 提高各种电力设备的可靠性5.3 提高电力系统的暂态稳定性5.3.1 优化发电机调速系统5.3.2 加装无功补偿装置第六章:电力系统稳定性改善的实践案例6.1 案例一:某电力系统频率抖动问题的改善6.2 案例二:某电压不稳定问题的改善第七章:总结与展望7.1 对电力系统稳定性问题的总结7.2 对电力系统稳定性改善的展望本文综述了电力系统稳定性的概念与分类,分析了影响电力系统稳定性的因素,并介绍了电力系统稳定性评估与分析的方法。
同时,本文也提出了提高电力系统稳定性的方法和策略,并通过实践案例加以说明。
相信本文的内容能够为电力系统稳定性问题的解决提供一定的借鉴和参考。
电力系统稳定性分析与控制第一章:引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施,能够正常运行的电力系统稳定性对于保障供电可靠性和质量起着至关重要的作用。
电力系统稳定性是指电力系统在面对各种内外干扰条件下,能够快速恢复并保持稳定运行的能力。
稳定性分析与控制是电力系统运行管理的重要内容,本文将深入探讨电力系统稳定性分析的原理与方法,以及稳定性控制的技术手段。
第二章:电力系统稳定性分析原理2.1 稳定性分类根据电力系统在不同干扰条件下的恢复能力,可以将稳定性分为大范围稳定性(即小信号稳定性)和小范围稳定性(即大信号稳定性)两种类型。
2.2 稳定性分析方法稳定性分析方法主要包括等值化法、特征方程法和暂态能量函数法等。
等值化法是将电力系统等效为一个供电无限大的励磁机,通过等效参数的计算来分析稳定性。
特征方程法则分析系统的极点位置,判断系统的稳定性。
暂态能量函数法以系统能量为分析的指标,通过能量变化来判断系统是否稳定。
第三章:电力系统稳定性控制技术3.1 无功补偿技术无功补偿技术主要通过在电力系统中引入补偿器件,如静态无功补偿器(STATCOM)和静止无功补偿器(SVC),调节并补偿系统中的无功功率,提高电力系统的稳定性。
3.2 柔性直流输电技术柔性直流输电技术是通过在电力系统中引入柔性直流输电系统,如柔性直流输电电缆(HVDC)、柔性直流输电变流器(VSC-HVDC),来提高电力系统的稳定性以及传输能力。
3.3 抗干扰技术抗干扰技术通过引入抗干扰装置和控制策略,对抗外部干扰,提高电力系统的稳定性。
常用的抗干扰技术包括储能技术、电力电子技术以及智能控制技术等。
第四章:电力系统稳定性分析与控制实例研究通过对实际电力系统的稳定性分析与控制进行深入研究,可以更好地理解稳定性分析与控制的理论与方法。
本章将选取一个典型的电力系统实例,分析其稳定性问题,并介绍相应的控制技术应用。
第五章:电力系统稳定性控制策略优化5.1 系统鲁棒控制技术系统鲁棒控制技术是一种能够有效提高电力系统稳定性的控制策略。
电力系统中供配电技术的综述电力供配电技术是电力系统中的重要组成部分,它涉及到电力的输送、分配和利用。
供配电技术的发展对于电力系统的可靠性、安全性和经济性具有重要意义。
本文将对电力系统中供配电技术进行综述,以便更好地理解和应用于电力系统中。
一、供电技术在电力系统中,供电技术是将电能从发电厂输送到用户终端的过程。
所用的供电技术主要有两种:交流供电和直流供电。
交流供电是目前电力系统中使用最广泛的一种技术,它具有输电距离远、输电损耗小、经济性好等优点。
而直流供电则适用于特定的场合,例如高压长距离输电和直流供电系统。
二、配电技术配电技术是将输送到用户终端的电能进行有效的分配和控制的过程。
配电技术包括配电系统的结构、线路的敷设和变压器的配置,以及对电能质量、电能测量和不间断供电的保证等。
对于供配电技术的发展,需要考虑到电网的可靠性、安全性和经济性。
1. 配电系统结构配电系统的结构一般分为两种:无中性线制(TT制)和有中性线制(TN制)。
无中性线制适用于对系统的可靠性要求较高的场合,例如大型工厂和医院。
有中性线制适用于对系统的安全性要求较高的场合,例如公共建筑和住宅区。
同时,配电系统的结构也包括主配电室、变电所和用户终端等。
2. 线路的敷设线路的敷设是配电系统的重要组成部分。
线路的敷设需要考虑到线路的选择、线路容量和线路的保护等。
对于线路的选择,需要根据负荷的特点和输电距离来确定。
对于线路容量,需要根据负荷的需求和输电损耗来确定。
对于线路的保护,需要考虑到过流保护、短路保护和接地保护等。
3. 变压器的配置变压器的配置是配电系统中的重要环节。
变压器的配置需要考虑到负荷的特点和功率的平衡。
一般来说,变压器的配置应当遵循负荷近端电压高、远端电压低的原则。
同时,变压器的配置还需要考虑到短路容量和功率因数等因素。
4. 电能质量和电能测量电能质量是指电力系统中电能的稳定性和纯净度。
电能质量的问题主要包括三个方面:电压波动、电流谐波和电能失真。
注册电气工程师专业案例各章重点综述随着社会的不断发展,电气工程师的角色变得越来越重要。
通过注册成为电气工程师,一些技术人才能够获得更广泛的认可和机会。
但是,注册电气工程师考试不是易事,需要具备长时间的学习和实践。
在这篇文章中,我们将分析各个章节,讨论培训和考试的重点和技巧。
第一章:《工程数学》理解工程数学是成为一名优秀电气工程师的关键。
通过掌握不同的微积分和线性代数技术,他们能够对各种电气问题进行分析和解决。
在这一章中,学生需要掌握微积分的基本知识,包括微积分,偏微分方程和积分等。
这一章的重点在于解决微积分的实际问题,包括工程、物理、机器学习等领域。
如果能够在学习过程中参加一些实践性的练习,那么就可以更好地应用工程数学解决问题。
第二章:《基础电学》第二章“基础电学”是非常重要的一个章节。
这是电气工程入门的关键门槛,通过掌握大量的基础知识,例如欧姆定律和基本电感、电容和磁感应技术,电气工程师才能够在未来的工作中正确地操作各种电子设备。
本章的关键在于货物基本的技术,例如如何识别仪表、电源单元和配电盘等电气器材。
学习者在学习这个章节的时候,需要强化基本实验知识,通过不断地实验,积累更丰富的经验。
第三章:《电力电子学基础》本章深入探讨了各种电子元件的使用方法,例如整流器、调光器和变压器等等。
本章还涉及到直流电路、交流电路和核心电路的知识,实现各种电子设计和协议。
为了掌握这一章节,学习者需要对各种电子元件的种类和用途有一定的了解。
在实践方面,模拟电子电路的使用有重要的作用。
通过实验理解各种元件的特点和应用,学生能够更快地掌握各种技术,并取得更好的成果。
第四章:《电器与电子系统》在第四章中,学习者需要掌握更高级别的电气技能,例如伺服驱动器、PLC程序和基本控制技术。
同时,学生也要掌握各种电气系统的设计方法和实施策略。
这一章涵盖了大量实际应用,像是汽车、工业生产线和安全系统等。
为了通过这个章节,学生们需要理解各种电气系统的配置和设计方法,以及如何处理相应的问题。
关于电力系统状态估计的综述报告0 引言随着电力系统的迅速发展,电力系统的网络结构和运行方式日趋复杂,对现代化调度系统提出了必须准确、快速、全面地掌握电力系统实际运行方式和运行状态的要求。
以计算机为基础的现代能量管理系统(EMS)的出现,是电力系统自动化理论与技术上的一次飞跃,实现了调度从传统的经验型到现代化分析型的迈进。
EMS的各种高级应用入电压稳定性分析、暂态稳定性分析和安全约束调度等都要依赖状态估计所提供的实时可靠数据[1~4]。
因此,状态估计成了现代电力系统能量管理系统(EMS)的重要组成部分,尤其在电力市场环境中发挥更重要的作用。
本文简要介绍了状态估计的基本概念和数学模型,阐述了近几年来电力系统状态估计各个算法的优缺点及其研究状况。
最后,简单介绍了不良数据的检测与辨识方法。
1 电力系统状态估计概述状态估计也叫做实时潮流,它是由SCADA系统的实时量测数据估计出来的,其程序的输入和输出数据内容如下图所示:图 1 状态估计输入输出模型从图中可以看出,电力系统状态估计是在给定网络接线、支路参数和量测系统的条件下所进行的估计以及对不良数据进行的检测辨识过程[5]。
它与常规潮流所求的状态量相同,但应用的量测量在种类和数量上远远多于常规潮流(量测方程大于所求状态量数)。
其功能流程图如下图所示:图 2 状态估计功能流程框图由于实时量测数据存在的一些缺陷,状态估计的量测方程可以写为:()v xh z +=ˆ 式中: z 为量测量,假定维数为m ;xˆ为状态量,若母线数为n ,则x ˆ维数为2n ; ()xh ˆ是基于基尔霍夫定律建立的量测函数方程,维数和量测量一致,m 维; v 为量测误差,m 维。
状态估计的量测量主要来自于:(1)SCADA 系统中的实时量测数据;(2)量测不变时使用的预报和计划型伪量测;(3)第Ⅰ类基尔霍夫型伪量测,即无源母线上的零注入量测;(4)第Ⅱ类基尔霍夫型伪量测,即零阻抗支路上的零电压差量测。
第三章电力系统综述教学目标:1、了解电力推进系统各部分组成;2、了解发电模块的组成及原理;3、了解配电模块的组成及原理;4、了解马达驱动器的原理;5、了解推进器单元模块;6、了解发电及配电及推进器发展的趋势;单元一引言船用电力系统与陆上电力系统之间的主要不同是,船用电力系统是一个独立的系统,从电能的产生到用电设备的传输距离较短;相反,陆上电力系统其电能产生到用电设备间距离长达数百千米是很正常的,中间有很长的传输电线和若干电压变换环节。
船上安装的功率总量可能较高,这将给船上的电力系统带来特殊的挑战。
短路级别较高时必须有安全的操作模式。
陆上电力系统的控制系统被分成若干个子系统,然而,船上的电力系统要求尽可能的紧凑和协调。
在最近一段时期内,船上的电力系统,推进系统以及控制系统的设计都经历了重大的变革和改进。
由于计算机性能、微处理器以及通信网络的快速发展,使这些原来独立分散的系统成为综合系统,不仅切实可行,而且正在快速发展成工业的标准。
推进冗余以及二级和三级动态定位船舶增长的需要,要求系统冗余有物理的分离。
船上不同系统间的交叉变得日益复杂,使船舶的设计、施工建造需要一个更综合的努力。
图3.1 给出了一电力推进船的电力系统装置的单线图。
此图描述了船上电力系统的主要组成部分,分别是:发电系统、配电系统、变速驱动系统、推进/侧推系统。
图3.1 装备有吊舱式推进器的船舶电网单线图 G1-G4:发电机,SWBD:配电板,TRANSF:变压器,BT:艏侧推,AZTHR:Z型传动的侧推器,AZIPOD:吊舱式推进器单元二发电系统3.2.1 原动机电源通常是一套由燃烧柴油或重油的内燃机驱动的发电机组。
偶尔也能发现气体内燃机,也有燃气轮机,蒸汽轮机或联合循环轮机,特别是在更高功率级别轻型高速的船舶上,或者是燃气作为一种便宜燃料选择的船上(例如,油产品中的废气,液化天然气船上挥发出的气体,等等)。
在柴-电推进系统中,柴油机通常是中高速机,它比直接用于推进的低速机有更低的重量和成本。
电站的有效性被高度关注,柴电系统中有多台柴油机在冗余的网络上;这意味着高的可靠性但复杂的诊断系统和短的维修时间。
内燃机不断的向着更高的效率和减少排放发展,目前,一个中速柴油机在最佳工作点时耗油率不多于200g/kwh,见图3.2a)。
即使这被看作一个高的燃料利用因数,它仅代表这燃料中40%的能量被利用,其余的能量以热或者废气的形式散失掉。
此外,当负载低于50%的最大持续额定负载时效率下降的很快。
在这种工作条件下,燃烧不充分,产生高浓度的氮氧化物和硫化物,也产生结碳增加维护成本。
在柴电系统中有若干柴油机组,这是为了实现根据负载通过启动或停止发电机组,保持柴油机的负载在其最佳工作点,如图3.2b)所示,也就是为了每一台运行的柴油机的平均负载尽可能地接近其最佳负载点。
关于内燃机性能和设计的详述,见Mahon的文献【66】.图3.2:a)中速机燃油消耗曲线实例b)直接机械推进和四个柴油机-电力推进系统从内燃机到桨轴总的效率对比3.2.2 发电机大多数的新造船舶和所有的商业船舶都有交流发电站和交流配电系统。
发电机是同步电机,转子上有通直流电的励磁绕组,定子上有三相绕组,当原动机带动转子旋转时,励磁电流形成的磁场在三相绕组中感应出三相正弦电压。
感应电压的频率正比于转子转速n[RPM]和同步电机磁极数p:一个两极的发电机在转速为3600RPM时,一个在四极的发电机在转速为1800RPM时,以及一个六极发电机在转速为1200RPM时等等,电压频率都是60Hz。
对于两极、四极和六极的发电机在转速分别为3000RPM、1500RPM和1000RPM时,电压频率为50Hz。
大型中速柴油机通常工作在720 RPM为电网供60Hz电(发电机极数为10),或者工作在750 RPM为电网供50Hz电(发电机极数为8)。
通过电刷和滑环,直流电预先通入到励磁绕组中。
现在的发电机都是无刷励磁,减少维护和停机时间,见图3.3。
无刷励磁机是一个同步电机(定子上有直流励磁,三相绕组在转子上)和一个旋转的整流器。
之后整流电流通入励磁绕组。
图3.3 转子绕组的励磁左边:有刷右边:无刷励磁励磁通过自动电压调节器(A VR)来控制,A VR检测发电机的端电压并与参考值进行比较。
简单来说,这个控制器具有PID特性,其积分作用根据发电机负载给出一个电压降。
电压降确保并联运行的发电机所分担的无功功率相等。
根据最适用的规则,发电机终端电压的静态变化率不超过额定电压的 2.5%。
而且,最大的瞬时负载变化不允许引起电压变化超过额定电压的-15%或+20%,除非在总系统设计中有详细说明和解释。
为了满足这个瞬态要求,A VR通常也根据测量的定子电流加入前馈控制功能。
除了励磁绕组之外,转子也装有阻尼绕组,它有轴向的铜条穿过转子磁极的外围,在两端被铜环短路。
阻尼绕组的目的就是为了在定转子间引入电磁阻尼。
同步电机如果没有阻尼绕组就不能产生阻尼,会导致频率和负载变化时负载分配分配都发生大的振荡。
注:阻尼绕组的作用是什么?答:凸极同步发电机转子设计有交直轴阻尼绕组。
阻尼绕组在结构上相当于在转子励磁绕组外叠加的一个短路鼠笼环其作用也相当于一个随转子同步转动的"鼠笼异步电机"对发电机的动态稳定起调节作用。
发电机正常运行时由于定转子磁场是同步旋转的因此阻尼绕组没有切割磁通因而也没有感应电流。
当发电机出现扰动使转子转速低于定子磁场的转速时阻尼绕组切割定子磁通产生感应电流,感应电流在阻尼绕组上产生的力矩使转子加速二者转速差距越大则此力矩越大加速效应越强。
反之当转子转速高于定子磁场转速时,此力矩方向相反是使转子减速的,因此阻尼绕组对发电机运行的动态稳定有良好的调节作用.什么是发电机的直轴瞬变电抗Xd′ 与发电机结构有什么关系?答:Xd′是代表发电机运行中三相突然短路初始时间(阻尼绕组的电流衰减后)的过渡电抗.直轴瞬变电抗是发电机额定转速运行时定子绕组直轴总磁链产生的电压中的交流基波分量在突变时的初始值与同时变化的直轴交流基波电流之比.它也是发电机和整个电力系统的重要参数对发电机的动态稳定极限及突然加负荷时的瞬态电压变化率有很大影响.Xd′越小动态稳定极限越大瞬态电压变化率越小;但Xd′越小定子铁芯要增大从而使发电机体积增大成本增加.Xd′的值主要由定子绕组和励磁绕组的漏抗值决定.结构上Xd′与电负荷A极距τ有如下关系:k为比例系数.可见要降低Xd′必须减小A或加大τ都将使发电机尺寸增大.什么是发电机的直轴超瞬变电抗Xd〃与发电机结构有什么关系Xd〃的大小对系统有什么影响?答:Xd〃是代表发电机运行中三相突然短路最初一瞬问的过渡电抗.发电机突然短路时转子励磁绕组和阻尼绕组为保持磁链不变感应出对电枢反应磁通起去磁作用的电流将电枢反应磁通挤到励磁绕组和阻尼绕组的漏磁通的路径上。
这个路径的磁阻很大即磁导很小,故其相对应的直轴电抗也很小,这个等效电抗称为直轴超瞬变电抗Xd〃,也即有阻尼绕组的发电机突然短路时定子电流的周期分量由Xd〃来限制。
结构上Xd〃主要由发电机定子绕组和阻尼绕组的漏抗值决定.对于无阻尼绕组的发电机则Xd〃= Xd′.由于Xd〃的大小影响电力系统突然短路时短路电流的大小故Xd〃值的大小也影响到系统中高压输变电设备特别是高压断路器的选择如动稳定电流等参数.从电气设备选择来说希望Xd〃大些这样短路电流小一些.)从同步电机的理论可知,它有静态模型,瞬态模型和超瞬态模型。
简单地说,阻尼绕组中产生的磁链被捕获并反抗由于短接产生的变化,表现出超瞬态间隔特性。
这时被观测到发电机中的感应系数显著降低,在负载快速改变时它给出较硬的电器特性,而且有助于减少瞬态电压变化和由于电压变化引起负载电流谐波。
这种效果仅有助于动态变化比超瞬态时间常数特性快,例如电机启动的瞬间,变压器的浪涌电流,负载电流的失真。
发电机经常连接在推进柴油机的轴上,如轴带发电机。
轴带发电机在有些应用中为双向功率流向,即可作为电动机运行。
这种原理可以被称为PTI-PTO概念(输入功率-输出功率)。
如果发电机的输出要保持恒定频率,轴带发电机就有强迫主推进器运行在固定转速的缺点。
在低负载场合,这将减少推进器的效率。
对于变速情况,可安装静止的变频器来保持固定的频率。
单元三配电系统3.3.1 配电板主配电板(或发电机配电板)通常是分布式的,被分成两部分,三部分或四部分,这是为了符合船舶的冗余要求。
根据电力推进系统的规范和规则,船舶应该承受某一部分出现故障的结果,例如,由于短路造成的结果。
根据最严格的冗余要求,船舶也应该承受由于火灾或进水引起的故障,即防水和防火的隔离开关必须用来分开这些部分。
在一个分为两部分的结构中,两边均分发电机的容量和负载,最大的单一故障将会导致失去50%的发电机容量和负载。
为了避免高的安装成本,系统将会被分成三部分或四部分,这就减少了必须的额外安装。
另外,转换开关确保发电机或负载能被连接在两个配电板部分,这具有相似的减少成本的效果,如图3.1中的方位角推进器。
在推进模式中,配电板通常被连接在一起,这使得这个发电系统装置可以灵活布置。
负载瞬态变化均分给在网的几套的柴油发电机组,还可以确定工作发电机组的最佳数量。
另一种可能性就是在航行中用独立的配电板部分给两个或更多的独立电网供电。
在这种情况下,船舶经常被假定在实际上是可以预防全船失电的,它在拥挤的水道中更具有吸引力。
在这种运行模式下,如果某一配电板部分出现故障,与其连接的电网包括被它连接的推进单元失去作用,然而,其它的电网仍然保持运行。
实际上,为了获得这样的独立,也有其他的因素被考虑,特别是所有的辅助系统,像滑油系统,冷却系统,以及通风系统必须是独立的。
此外,系统当中某一部分推进或位置保持的功率损失时,将通过控制系统作用在正常部分上,使总的功率和推进趋势保持相同,如动态定位。
为了承受某一部分故障,在动态定位船上,正规的做法是把电网分开,特别是3级动态定位的船舶。
然而,现在规范和准则允许的操作是使用联络开关,设计保护电路来检测和分离故障部分,使正常运行部分不跳闸。
挪威海事理事会规范有比这些规范更严格的规定,在3级动态定位的船上它通常不允许用联络开关连接。
随着船上配置功率的增长,正常的负载电流以及短路电流都会增大。
由于配电板上热应力和机械应力处理以及开关设备的开关容量的物理限制,提高系统的电压来降低电流等级是有利的或必要的。
在许多应用当中,要满足功率不断增长的要求,中压电已经变成一种必要。
使用国际电工委员会的电压等级,对主配电系统下面的选项是最普通的选择,应用方针出自NORSOK[64]:11kV:中压电的产生和分配。
当安装的发电机总容量超过20MW时应该被采用。