电力系统分析 第一章

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1、电力系统分析基础主讲人：于永进1.传统的课程划分电力系统稳态分析—正常的、相对静止的运行状态电力系统暂态分析—从一种运行状态向另一种运行状态的过渡过程课程介绍电力系统稳态分析电力系统的基本知识和等值网络电力系统正常运行状况的分析和计算电力系统有功功率—频率、无功功率—电压的控制与调整课程介绍电力系统暂态分析波过程—操作或雷击时的过电压（过程最短）电磁暂态过程—与短路及励磁有关(过程较短)机电暂态过程—与动力系统有关(过程较长)涉及电压、电流涉及功率、功角—导致系统振荡、稳定性破坏、异步运行短路计算对称分量法

2、及序网概念不对称故障的分析与计算静稳暂稳课程介绍高电压技术第一章电力系统的基本概念1、电力系统的概念和组成2、对电力系统运行的基本要求3、电力系统的电压等级4、电力系统的接线方式§1.1电力系统的基本概念一、基本概念发电用电输电变电配电电力系统：生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起组成的整体。电力生产的主要环节发电厂升压站输电网降压站配电网用户电力生产过程：发电+输电+配电+变电+用电（一）电力系统中的发电厂火力发电厂水力发电厂风力发电厂光伏电站其他能源发电厂1、火力发电火力发电是利用煤、石油

3、、天燃气或其它燃料燃烧所产生的热能,在锅炉中将水变成高温高压蒸汽,推动汽轮机转动,带动发电机发电。化学能→热能→机械能→电能2、水力发电水力发电厂是利用水流的动能和势能来生产电能。水驱动水轮机转动，与水轮机直接相连的发电机将机械能转换成电能。水能→机械能→电能3、风力及光伏发电风力发电是利用风力带动风机叶片旋转，来促使发电机发电，是风能转化为电能的一种方式。光伏发电是利用光伏电池板将太阳光辐射能量直接转化为电能的直接发电形式。从调度、管理、控制的角度看电网图黑虚筐内为输电网红虚筐内为配电网HVDC的主要元件

4、和基本原理1、主要元件TTTXdTFTQcTLTDLT基本原理交流母线交流系统I无功补偿设备交流滤波器直流线路VdI换流站I平波电抗器直流滤波器桥I交流母线换流变压器断路器桥II图HVDC原理图换流站II交流系统II无功补偿设备交流滤波器换流变压器VdII从交流系统Ⅰ向交流系统Ⅱ输电时，换流站Ⅰ把交流系统Ⅰ送来的三相交流功率变换成直流功率。通过直流输电线路把直流功率输送到换流站Ⅱ，再由换流站Ⅱ将直流功率转换成交流功率，送入交流系统Ⅱ。这个过程称作HVDC。此时换流站Ⅰ为整流站，换流站Ⅱ为逆变站。2、HVDC

5、的基本原理HVDC的优点：(1)线路造价低、损耗少；(2)不存在稳定问题（没有电抗）；(3)可以实现交流系统非同步联网；(4)调节速度快，运行可靠；(5)限制短路电流；(6)可方便地进行分期建设和增容扩建，有利于发挥投资效益HVDC的缺点：(1)换流站造价高；(2)换流器消耗的无功多；(3)产生大量的谐波；(4)换流装置几乎没有过载能力；(5)缺乏高压直流开关；(6)直流输电利用大地（或海水）为回路而带来的一些技术问题；(7)直流输电线路难于引出分支线路，绝大部分只用于端对端送电。HVDC应用场合：(1)远

6、距离大容量输电（等价距离）；(2)非同步联网；(3)海底电缆送电；(4)用地下电缆向大城市供电；(5)交流系统互联或配电网增容时，作为限制短路电流的措施之一；(6)配合新能源的输电。(1)输送相同功率时，线路造价低： 　　交流输电架空线路通常采用3根导线，而直流只需1根(单极)或2根(双极)导线。因此，直流输电可节省大量输电材料，同时也可减少大量的运输、安装费。(2)线路有功损耗小： 　　由于直流架空线路仅使用1根或2根导线，所以有功损耗较小，并且具有"空间电荷"效应，其电晕损耗和无线电干扰均比交流

7、架空线路要小。(3)适宜于海下输电： 　　在有色金属和绝缘材料相同的条件下，直流时的允许工作电压比在交流下约高3倍。2根心线的直流电缆线路输送的功率Pd比3根心线的交流电缆线路输送的功率Pa大得多。 　　运行中，没有磁感应损耗，用于直流时，则基本上只有心线的电阻损耗，而且绝缘的老化也慢得多，使用寿命相应也较长。(4)系统的稳定性问题： 　　在交流输电系统中，所有连接在电力系统的同步发电机必须保持同步运行。如果采用直流线路连接两个交流系统，由于直流线路没有电抗，所以不存在上述的稳定问题，也就是说直

8、流输电不受输电距离的限制。(5)能限制系统的短路电流： 　　用交流输电线路连接两个交流系统时，由于系统容量增加，将使短路电流增大，有可能超过原有断路器的遮断容量(断路器的额定开断电流与额定电压乘积的根号三倍)，这就要求更换大量设备，增加大量的投资。直流输电时，就不存在上述问题。(6)调节速度快，运行可靠： 　　直流输电通过晶闸管换流器能够方便、快速地调节有功功率和实现潮流翻转。 　　如果采用双极线路，