1、电力工程系电力工程系Department of Electrical Engineering电力系统分析基础电力系统分析基础Power System Analysis Basis（一）（一）任 建 文 课程介绍 1.电力专业类专业课程介绍 -传统上的课程划分，为选课提供参考电力系统稳态分析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 课程介绍电电力力系系统统稳稳态态分分析析电力系统的基本知识和等值网络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正常运行状况的分析和计算电力系统有功功率电力系统有功功率
2、频率、无功功率频率、无功功率电压的控制与调整电压的控制与调整 课程介绍电电力力系系统统暂暂态态分分析析波过程波过程操作或雷击产生的过电压操作或雷击产生的过电压(过程最短过程最短)高压课程高压课程 主讲主讲电磁暂态过程电磁暂态过程与短路及励磁有关与短路及励磁有关(过程较长过程较长)机电暂态过程机电暂态过程与动力系统有关与动力系统有关(过程最长过程最长)涉及电压、电流涉及电压、电流电力系统故障分析电力系统故障分析 主讲主讲涉及功率、功角涉及功率、功角导致系统振荡、稳定性破坏、异步运行导致系统振荡、稳定性破坏、异步运行短路计算短路计算对称分量法及序网概念对称分量法及序网概念不对称故障的分析与计算不对
3、称故障的分析与计算静稳静稳暂稳暂稳 课程介绍发发电电厂厂电电气气部部分分电气主接线电气主接线卖电的网络卖电的网络电器的原理与选择电器的原理与选择卖电的工具卖电的工具控制与信号控制与信号二次系统二次系统配电装置配电装置电器的组合及布置电器的组合及布置高压断路器运行高压断路器运行同步发电机的运行同步发电机的运行变压器的运行变压器的运行 课程介绍电电力力系系统统继继电电保保护护原原理理电流保护电流保护距离保护距离保护高频保护高频保护自动重合闸自动重合闸变压器保护变压器保护发电机保护发电机保护母线保护母线保护 课程介绍 2.电力工程 非电力类专业选修课程，了解电力系统的入门非电力类专业选修课程，了解电
4、力系统的入门课程，深度不够、面面俱到课程，深度不够、面面俱到稳态分析稳态分析故障计算故障计算一、二次系统一、二次系统稳定性稳定性防雷防雷综合性综合性基础性基础性50学时学时五门电专业课程五门电专业课程三掌握三掌握基本知识基本知识基本计算基本计算基本原理基本原理二目的二目的一般性认识一般性认识业务技术管理业务技术管理 课程介绍主要学习电力系统的基本知识，分七章介绍主要学习电力系统的基本知识，分七章介绍电力系统的组成电力系统的组成发、输、变、配发、输、变、配短路电流分析与计算短路电流分析与计算故障分析，三相短路概念故障分析，三相短路概念电气参数及等值电路电气参数及等值电路物理元件的数学模型物理元件
5、的数学模型稳态分析与计算稳态分析与计算功率流动、功率流动、潮流计算、有功潮流计算、有功调整、无功调整调整、无功调整发电厂和变电所一次系统发电厂和变电所一次系统接线方式，电气设备接线方式，电气设备发电厂和变电所二次系统发电厂和变电所二次系统继电保护，电网监护继电保护，电网监护电力系统运行稳定性电力系统运行稳定性静稳、暂态稳定静稳、暂态稳定 课程介绍3.电力系统分析基础 -今年改革后的电力系的平台课程主要学习电力系统稳态和短路分析知识主要学习电力系统稳态和短路分析知识电力系统的基本概念电力系统的基本概念发、输、变、配。发、输、变、配。8学时学时电力网元件参数及等值电路电力网元件参数及等值电路物理元
6、件的物理元件的 数学模型数学模型 8学时学时简单电力网稳态分析与计算简单电力网稳态分析与计算功率流动、功率流动、手工手工潮流计算潮流计算 8学时学时 课程介绍电力系统潮流的计算机算法电力系统潮流的计算机算法 潮流计算的潮流计算的基本原理、数学模型、求解方法和计算程基本原理、数学模型、求解方法和计算程序框图序框图 。8学时学时有功最优分配及频率控制有功最优分配及频率控制如何保证低损如何保证低损耗、耗、高回收高回收 6学时学时无功功率及电压调整无功功率及电压调整如何使无功合理分布如何使无功合理分布使电压损耗最小使电压损耗最小 6学时学时短路电流分析与计算短路电流分析与计算三相短路及不对称故三相短路
7、及不对称故障计算障计算 20学时学时 讲课方式1、侧重基础、侧重基础2、物理概念与数学模型相结合、物理概念与数学模型相结合3、补充新概念及专业领域研究成果和方向、补充新概念及专业领域研究成果和方向4、辅助教学手段，录像、模型、图片、辅助教学手段，录像、模型、图片5、以讲为主，自学为辅、以讲为主，自学为辅6、听课自由，前提是有自学能力、听课自由，前提是有自学能力7、欢迎讨论、提意见、欢迎讨论、提意见8、板书乱、发音不准希望谅解、板书乱、发音不准希望谅解9、考试不会难为同学们，不要求死记硬背、考试不会难为同学们，不要求死记硬背 参考资料1、电力系统分析基础电力系统分析基础 李庚银、栗然、杨淑英，机
8、械工业出版李庚银、栗然、杨淑英，机械工业出版2、电力系统分析复习指导与习题精解、电力系统分析复习指导与习题精解 杨淑英杨淑英 中国电力出版社中国电力出版社5、电力系统自动化、电网技术等杂志、电力系统自动化、电网技术等杂志3、电力系统稳态分析电力系统稳态分析 （第二版）（第二版）东南大学，陈珩，水利电力出版社东南大学，陈珩，水利电力出版社 4、电力系统暂态分析电力系统暂态分析 （第二版）（第二版）西安交通大学，李光琦，水利电力出版社西安交通大学，李光琦，水利电力出版社第一章 电力系统的基本概念 1.电力系统的概念和组成 2.电能变换和电源构成 3.电力系统的负荷 4.电力系统运行的特点及要求 5
9、.电力系统的电压等级 6.电力系统的接线及中性点接地第一节第一节 电力系统的概念和组成电力系统由发、输、变、配组成电力系统由发、输、变、配组成（生产、输送、分配、消费（生产、输送、分配、消费）第一节第一节 电力系统的概念和组成从调度、管理、控制的角度看从调度、管理、控制的角度看第一节第一节 电力系统的概念和组成第一节第一节 电力系统的概念和组成第一节第一节 电力系统的概念和组成从发电到用户的供电过程第一节第一节 电力系统的概念和组成第一节第一节 电力系统的概念和组成第一节第一节 电力系统的概念和组成我国电网介绍第一节第一节 电力系统的概念和组成我国电网介绍第一节第一节 电力系统的概念和组成 目
10、前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制的新时代。截止2004年底装机总容量达4.00亿千瓦。我国现有发电装机容量在20000MW以上的电力系统11个，其中东北、华北、华东、华中电网装机容量均超30000MW，华东、华中电网甚至超过40000MW，西北电网的装机容量也达到20000MW。南方电力联营系统连结广东、广西、贵州、云南四省电网，实现了西电东送。其它几个独立省网，如四川、山东、福建等电网和装机容量也超过或接近10000MW。各电网中500KV（包括330KV）主网架逐步形成和壮大。220KV电网不断完善和扩充。从1988年起连续每年新增投产大中型发电机组超过10
11、000MW。1990年我国第一条从葛洲坝水电站至上海南桥换流站的500KV直流输电线路实现双极运行，使华中和华东两大区电网实现非同期联网。第一节第一节 电力系统的概念和组成两家电网公司是国家电网公司、中国南方电网有限两家电网公司是国家电网公司、中国南方电网有限责任公司；责任公司；家发电集团公司是中国华能集团公司、中国大唐家发电集团公司是中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司和中国集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司和中国电力投资集团公司；电力投资集团公司；家辅业集团公司是中国电力工程顾问集团公司、家辅业集团公司是中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问
12、集团公司、中国水利水电建设集团公司中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司和中国葛洲坝集团公司。和中国葛洲坝集团公司。电力体制改革方案：电力体制改革方案：1(电监会电监会)+2(电网公司电网公司)+5(发电集团发电集团)+4(辅业集团辅业集团)第一节第一节 电力系统的概念和组成电电 网网 图图第一节第一节 电力系统的概念和组成电力系统为什么要互联并网运行呢？电力系统为什么要互联并网运行呢？1.采用高效率大容量机组减少备用容量 2.合理利用动力资源水、火电互补 3.提高供电可靠性系统越大，抗干扰能力越强 4.提高运行的经济性装高效率大容量机组、合理利用动力资源、合理分配负荷、削峰填谷。
13、第一节第一节 电力系统的概念和组成全国联网势在必行全国联网势在必行现在现在：7个跨省电网，个跨省电网，5个独立省网个独立省网2015年全国联网：年全国联网：以三峡电站为中心，东西南北四方向联网以三峡电站为中心，东西南北四方向联网东西以送电和联网效益并重东西以送电和联网效益并重南北以获得联网效益为主，兼顾送电南北以获得联网效益为主，兼顾送电联网方案：联网方案：首先建成三峡电网（华东、华中、四川、重庆）首先建成三峡电网（华东、华中、四川、重庆）中部电网：以三峡电站为中心沿长江展开中部电网：以三峡电站为中心沿长江展开北部电网：以华北为中心，与东北、山东联网，开发北部电网：以华北为中心，与东北、山东联
14、网，开发 黄河上游拉西瓦等水电站，实现与西北联网黄河上游拉西瓦等水电站，实现与西北联网南部电网：红水河、澜沧江、乌江流域、贵州煤炭基地南部电网：红水河、澜沧江、乌江流域、贵州煤炭基地第一节第一节 电力系统的概念和组成全国联网势在必行全国联网势在必行北部和中部三纵：北部和中部三纵：西线：西北与川渝以直流方式相联西线：西北与川渝以直流方式相联中线：华北与华中以直流背靠背相联中线：华北与华中以直流背靠背相联东线：山东与华东以直流背靠背相联东线：山东与华东以直流背靠背相联南部和中部：南部和中部：提高水电利用容量，减少弃水提高水电利用容量，减少弃水湖南衡阳到广东韶关湖南衡阳到广东韶关500KV交直流输电
15、交直流输电三峡到广东的远距离直流输电三峡到广东的远距离直流输电第一节第一节 电力系统的概念和组成近年来停电事故频发近年来停电事故频发8.14美加大停电美加大停电8.28伦敦大停电伦敦大停电9.1悉尼和马来西亚大停电悉尼和马来西亚大停电9.28意大利大停电意大利大停电近年来面临严重缺电近年来面临严重缺电去年缺电去年缺电3500万万KW，今年缺电，今年缺电2500万万KW。电力建设滞后。电力建设滞后于电力需求增长，电力供应总量不足，是造成电力供应逐于电力需求增长，电力供应总量不足，是造成电力供应逐步紧张的根本原因。步紧张的根本原因。频率的抖动会造成次品堆积如山，大停电造成的灾难不频率的抖动会造成次
16、品堆积如山，大停电造成的灾难不压于一次强烈的地震压于一次强烈的地震事故链接事故链接缺电原因缺电原因第二节第二节 电能变换和电源构成一、电能变换一、电能变换第二节第二节 电能变换和电源构成二、电源构成及展望二、电源构成及展望 火电火电70%、水电、水电20%、核电、核电10%燃料电池、太阳光、太阳能（分散型）燃料电池、太阳光、太阳能（分散型）21世纪新能源世纪新能源 热核反应热核反应不使用放射性材料的核能，不使用放射性材料的核能，2030年后实用化年后实用化 2050年时，电力供应是现在的年时，电力供应是现在的23倍（倍（15000亿亿KW.h)核能约占核能约占54%，燃料电池等分散型电源和电力储存系，燃料电池等分散型电源和电力储存系 统约占统约占15%20%第二节第二节 电能变换和电源构成我国的能源结构极不合理我国的能源结构极不合理目前电源配置情况目前电源配置情况20202020年电源配置情况年电源配置情况第二节第二节 电能变换和电源构成二、电源构成及展望二、电源构成及展望第二节第二节 电能变换和电源构成三、火力发电三、火力发电 火电发电火电发电 燃料燃烧燃料燃烧 水水 蒸汽蒸汽 机械能机械能 发电发电 火 电 厂凝汽式效率低（3740%）、容量大，坑口电厂热电厂效率高（6770%）、容量小，城市区第二节第二节 电能变换和电源构成三、火力发电三、火力发电
