電力系統(tǒng)基本知識(shí)匯報(bào)人：23目錄02電力系統(tǒng)主要設(shè)施01電力系統(tǒng)概述03電力系統(tǒng)電壓等級(jí)與分類04電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制技術(shù)05電力系統(tǒng)通信與信息技術(shù)應(yīng)用06新能源接入對(duì)電力系統(tǒng)影響分析01電力系統(tǒng)概述Chapter電力系統(tǒng)是由發(fā)電、供電（輸電、變電、配電）、用電設(shè)施以及為保障其正常運(yùn)行所需的調(diào)節(jié)控制及繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置、計(jì)量裝置、調(diào)度自動(dòng)化、電力通信等二次設(shè)施構(gòu)成的統(tǒng)一整體。電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源（水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠），變電所（升壓變電所、負(fù)荷中心變電所等），輸電、配電線路和負(fù)荷中心。各電源點(diǎn)還互相聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié)，從而提高供電的安全性和經(jīng)濟(jì)性。輸電線路與變電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通常稱電力網(wǎng)絡(luò)。定義組成定義與組成主要功能電能變換將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。通過變壓器等設(shè)備將不同電壓等級(jí)的電能進(jìn)行變換，以便高效地輸送和分配電能。功能與作用調(diào)節(jié)與控制通過自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整，確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。繼電保護(hù)當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常情況時(shí)，通過繼電保護(hù)裝置迅速切除故障部分，保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。電力系統(tǒng)經(jīng)歷了從最初的小型電力系統(tǒng)到現(xiàn)代大型聯(lián)合電力系統(tǒng)的演變過程，隨著科技的不斷進(jìn)步和需求的不斷增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電壓等級(jí)不斷提高，自動(dòng)化程度也越來(lái)越高。發(fā)展歷程現(xiàn)代電力系統(tǒng)已成為高度自動(dòng)化、智能化的復(fù)雜系統(tǒng)，具有高效、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等特點(diǎn)。同時(shí)，隨著新能源技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，電力系統(tǒng)正在向更加清潔、低碳、可持續(xù)的方向發(fā)展。現(xiàn)狀發(fā)展歷程與現(xiàn)狀02電力系統(tǒng)主要設(shè)施Chapter發(fā)電設(shè)施水電站利用水流的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。火電廠通過燃燒化石燃料或生物質(zhì)等產(chǎn)生熱能，加熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。核電站利用核裂變或核聚變反應(yīng)產(chǎn)生大量熱能，加熱工作介質(zhì)產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。新能源發(fā)電設(shè)施如風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電設(shè)施，通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能或光能轉(zhuǎn)化為電能。將發(fā)電廠產(chǎn)生的電能進(jìn)行升壓變換，以便進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，減少電能損失。包括架空線路和電纜線路，用于將電能從發(fā)電廠或變電所傳輸?shù)接脩舳恕⒏邏弘娔苓M(jìn)行降壓變換，使其適合用戶設(shè)備的電壓等級(jí)，同時(shí)保證電能質(zhì)量。將降壓后的電能分配到各個(gè)用戶，并為用戶提供計(jì)量、保護(hù)和控制等服務(wù)。供電設(shè)施升壓變電所輸電線路降壓變電所配電所電力用戶包括工業(yè)用戶、商業(yè)用戶、居民用戶等，是電能的最終消費(fèi)者。用電設(shè)備如電動(dòng)機(jī)、照明設(shè)備、電熱設(shè)備等，將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量或信號(hào)進(jìn)行使用。負(fù)荷中心大量用電設(shè)備集中使用的地區(qū)或單位，如城市中心、大型企業(yè)等。用電安全設(shè)施如漏電保護(hù)器、過載保護(hù)裝置等，確保用電過程中的安全。用電設(shè)施01020304當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切除故障部分，防止故障擴(kuò)大，保證其他部分正常運(yùn)行。調(diào)節(jié)控制及保護(hù)裝置繼電保護(hù)裝置用于測(cè)量、記錄電能的消耗情況，為電力管理和計(jì)費(fèi)提供依據(jù)。計(jì)量裝置如頻率電壓穩(wěn)定器、自動(dòng)重合閘裝置等，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。安全自動(dòng)裝置對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度和控制，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)03電力系統(tǒng)電壓等級(jí)與分類Chapter電壓等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)額定電壓電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的電壓等級(jí)，包括設(shè)備額定電壓和系統(tǒng)額定電壓。設(shè)備額定電壓在正常運(yùn)行條件下，設(shè)備的最高允許電壓，一般為系統(tǒng)額定電壓的1.1~1.15倍。系統(tǒng)額定電壓電力系統(tǒng)中各元件的額定電壓之和，通常為發(fā)電機(jī)的額定電壓。標(biāo)稱電壓電力系統(tǒng)中的實(shí)際電壓，用于電壓等級(jí)的劃分，通常為額定電壓的整數(shù)倍。相電壓與線電壓概念相電壓01相[線]導(dǎo)體與連接系統(tǒng)中性點(diǎn)的導(dǎo)體之間電壓，多相交流電路中在給定點(diǎn)的相[線]導(dǎo)體與連接系統(tǒng)中性點(diǎn)的導(dǎo)體之間的電壓。線電壓02多相交流電路中給定點(diǎn)的兩相[線]導(dǎo)體間電壓，線電壓（LineVoltage）是多相交流電路中在給定點(diǎn)的兩相[線]導(dǎo)體間的電壓。相電壓與線電壓關(guān)系03在星形連接中，線電壓是相電壓的√3倍；在三角形連接中，線電壓等于相電壓。相電壓與線電壓的應(yīng)用04在電力系統(tǒng)中，相電壓主要用于單相負(fù)載的電壓測(cè)量和單相設(shè)備的額定電壓標(biāo)注；線電壓主要用于三相負(fù)載的電壓測(cè)量和三相設(shè)備的額定電壓標(biāo)注。特高壓、高壓及直流系統(tǒng)特點(diǎn)高壓電壓等級(jí)較高，輸電能力較強(qiáng)，但設(shè)備絕緣要求較高，對(duì)設(shè)備的技術(shù)要求和造價(jià)也較高。直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)主要用于水力、火力發(fā)電廠等需要直流電源的場(chǎng)所，具有輸電穩(wěn)定、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，但直流電的應(yīng)用范圍受限，且直流電轉(zhuǎn)換和交流電的過程中會(huì)有能量損耗。特高壓電壓等級(jí)高，輸電能力強(qiáng)，能量損耗低，但設(shè)備絕緣要求高，技術(shù)難度大，造價(jià)高。03020104電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制技術(shù)Chapter工頻及頻率調(diào)整方法頻率調(diào)整方法包括一次調(diào)頻和二次調(diào)頻。一次調(diào)頻是指由發(fā)電機(jī)組自身的調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)頻率變化自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)的出力；二次調(diào)頻是指通過調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，根據(jù)負(fù)荷變化和系統(tǒng)頻率偏差，對(duì)各發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷進(jìn)行分配和調(diào)整。頻率調(diào)整目的頻率調(diào)整是指通過調(diào)整發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速或負(fù)荷，使電力系統(tǒng)的頻率保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。工頻概念工頻是指電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電和用電設(shè)備共同使用的統(tǒng)一頻率，我國(guó)規(guī)定為50赫茲。潮流計(jì)算潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)，通過潮流計(jì)算可以了解電力系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓、功率分布以及線路的功率傳輸情況。穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性分析是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行的重要任務(wù)，主要包括靜態(tài)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析。靜態(tài)穩(wěn)定性分析主要考察系統(tǒng)在正常負(fù)荷條件下能否保持穩(wěn)定運(yùn)行；動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析則研究系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后的動(dòng)態(tài)過程，判斷系統(tǒng)是否能夠恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。潮流計(jì)算與穩(wěn)定性分析方法潮流計(jì)算方法主要有牛頓-拉夫遜法和PQ分解法；穩(wěn)定性分析方法包括小擾動(dòng)分析法、時(shí)域仿真法等。潮流計(jì)算與穩(wěn)定性分析調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，主要包括信息采集與處理、控制策略制定與執(zhí)行、安全分析與預(yù)警等功能。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)作用通過實(shí)時(shí)采集電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和分析，制定合理的控制策略，并通過自動(dòng)化手段對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)，以保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例包括自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）、自動(dòng)電壓控制（AVC）、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化等。繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置原理繼電保護(hù)：繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要保護(hù)措施，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常時(shí)，繼電保護(hù)裝置會(huì)迅速切除故障部分，保證非故障部分的正常運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置類型：包括電流保護(hù)、電壓保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)等多種類型，每種保護(hù)都有其特定的原理和應(yīng)用范圍。安全自動(dòng)裝置：安全自動(dòng)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，包括重合閘裝置、備用電源自動(dòng)投入裝置等，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，這些裝置能夠自動(dòng)投入工作，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的應(yīng)用：通過合理配置和使用繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置，可以大大提高電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，減少故障損失和停電時(shí)間。05電力系統(tǒng)通信與信息技術(shù)應(yīng)用Chapter網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電力通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常采用網(wǎng)狀、星形、環(huán)形等結(jié)構(gòu)，以保證通信的可靠性和靈活性。電力通信網(wǎng)架構(gòu)電力通信網(wǎng)是國(guó)家專用通信網(wǎng)之一，包括骨干通信網(wǎng)、城域網(wǎng)和接入網(wǎng)三個(gè)層次，覆蓋各級(jí)調(diào)度中心、發(fā)電廠、變電站、用戶等節(jié)點(diǎn)。傳輸技術(shù)電力通信網(wǎng)采用光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信等多種傳輸技術(shù)，滿足電力系統(tǒng)對(duì)通信可靠性、實(shí)時(shí)性、帶寬等方面的要求。電力通信網(wǎng)架構(gòu)及傳輸技術(shù)調(diào)度中心通過遠(yuǎn)程終端單元（RTU）或廠站監(jiān)控系統(tǒng)采集電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控調(diào)度中心對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，包括電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、安全分析、經(jīng)濟(jì)調(diào)度等，為電網(wǎng)調(diào)度提供支持。數(shù)據(jù)處理與分析調(diào)度中心通過電力通信網(wǎng)與其他部門或系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享，實(shí)現(xiàn)信息的互通和協(xié)同工作。數(shù)據(jù)交換與共享調(diào)度中心數(shù)據(jù)交換與處理流程智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)及挑戰(zhàn)發(fā)展趨勢(shì)智能電網(wǎng)是未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向，具有自愈、互動(dòng)、協(xié)調(diào)、優(yōu)化等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)電力生產(chǎn)和消費(fèi)的智能化管理。技術(shù)挑戰(zhàn)智能電網(wǎng)的發(fā)展需要先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制方法以及決策支持系統(tǒng)技術(shù)的支持，同時(shí)還面臨著數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)等方面的挑戰(zhàn)。經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)智能電網(wǎng)的建設(shè)需要大量的投資，包括升級(jí)現(xiàn)有電網(wǎng)、建設(shè)新的通信網(wǎng)絡(luò)和智能化設(shè)備等，需要解決資金和技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。信息安全防護(hù)策略加強(qiáng)電力通信網(wǎng)的物理安全防護(hù)，如采用光纜、微波等傳輸方式，確保通信線路的安全可靠。物理安全加強(qiáng)電力通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化、訪問控制、數(shù)據(jù)加密等措施，防止網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露。網(wǎng)絡(luò)安全建立完善的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制和備份恢復(fù)策略，以應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的信息安全事件，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和穩(wěn)定。應(yīng)急響應(yīng)與恢復(fù)06新能源接入對(duì)電力系統(tǒng)影響分析Chapter風(fēng)能發(fā)電利用風(fēng)力發(fā)電，接入電網(wǎng)需考慮風(fēng)速波動(dòng)和發(fā)電穩(wěn)定性問題。太陽(yáng)能光伏發(fā)電利用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，接入電網(wǎng)需考慮日照強(qiáng)度和發(fā)電波動(dòng)性問題。地?zé)崮馨l(fā)電利用地?zé)豳Y源進(jìn)行發(fā)電，接入電網(wǎng)需考慮地?zé)豳Y源分布和穩(wěn)定性問題。潮汐能發(fā)電利用潮汐能進(jìn)行發(fā)電，接入電網(wǎng)需考慮潮汐周期性變化和發(fā)電穩(wěn)定性問題。新能源類型及其接入方式新能源接入對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性影響電網(wǎng)電壓波動(dòng)新能源發(fā)電的波動(dòng)性和不穩(wěn)定性會(huì)對(duì)電網(wǎng)電壓造成影響，導(dǎo)致電壓波動(dòng)和閃變。電網(wǎng)頻率波動(dòng)新能源發(fā)電的波動(dòng)性會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)頻率的變化，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。諧波污染新能源發(fā)電設(shè)備可能產(chǎn)生諧波，對(duì)電網(wǎng)造成污染，影響其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行。發(fā)電穩(wěn)定性新能源發(fā)電的可靠性和穩(wěn)定性較低，接入電網(wǎng)后會(huì)影響電網(wǎng)的供電可靠性。新能源發(fā)電的波動(dòng)性和不穩(wěn)定性要求調(diào)度機(jī)構(gòu)調(diào)整原有的調(diào)度策略，以適應(yīng)新能源接入后的電網(wǎng)運(yùn)行。通過儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)平衡新能源發(fā)電的波動(dòng)性和不穩(wěn)定性，提高新能源利用率。新能源發(fā)電的地理分布不均衡，需要進(jìn)行跨區(qū)域調(diào)度，以實(shí)現(xiàn)新能源的充分利用。通過需求側(cè)管理，引導(dǎo)用戶合理使用電力，減少新能源接入對(duì)電網(wǎng)的沖擊。新能源接入對(duì)調(diào)度運(yùn)行策略調(diào)整調(diào)度策略調(diào)整儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用跨區(qū)域調(diào)度需求側(cè)管理新能源發(fā)電設(shè)備