长沙理工大学：《电力系统稳态分析》课程教学资源（PPT课件讲稿，共十三讲，马士英）

电力糸统稳态分析 第一讲电力系统基本概念 (电力系统、电能生产的特点与要求、联合电力系统) 主讲马士英

电力系统稳态分析 第一讲 电力系统基本概念 （电力系统、电能生产的特点与要求、联合电力系统） 主讲 马士英

电力系统、电力网及动力系统的概念 1、电力系统 由发电机、变压器、线路、用电设备以及其测量、保护 控制装置等按一定规律联系在一起组成的用于电能生产、输送、 分配和消费的系统称为电力系统。 2、电力网 电网是由变压器和各种电压等级输电线路组成的,用于电能 输送和分配的网路。其中电压等级在110K∨及以上的电力网主要 用于电能的远距离输送,称为输电网;35KV及以下的电力网主 要用于向用户配送电能,称为配电网(有时110k∨电压也用于配 电网)

一、电力系统、电力网及动力系统的概念 1、电力系统 由发电机、变压器、线路、用电设备以及其测量、保护、 控制装置等按一定规律联系在一起组成的用于电能生产、输送、 分配和消费的系统称为电力系统。 2、电力网 电网是由变压器和各种电压等级输电线路组成的，用于电能 输送和分配的网路。其中电压等级在110kV及以上的电力网主要 用于电能的远距离输送，称为输电网；35kV及以下的电力网主 要用于向用户配送电能，称为配电网（有时110kV电压也用于配 电网）

3、动力系统 电力系统及其动力部分的总体称为动力系统。动力部分包 括火力发电厂的锅炉、汽轮发电机;水电厂的水库、水轮机 ;原子能电厂的反应堆、汽轮机等 下图为电力系统、电力网和动力系统的示意图

3、动力系统 电力系统及其动力部分的总体称为动力系统。动力部分包 括火力发电厂的锅炉、汽轮发电机；水电厂的水库、水轮机 ；原子能电厂的反应堆、汽轮机等。 下图为电力系统、电力网和动力系统的示意图

锅炉 汽轮机发电机 升压变压器 电力线路降压变压器 用户 厂用电 供热网络 一发电厂 一电力系统 电力网 动力系统 图1-1动力系统、电力系统和电力网示意图 电力系统示意图

电力系统示意图

二、电力系统发展简史 1、电力系统形式发展过程 直流→单相交流→三相交流→交直流并存。 (1)最初的直流电力系统 1982年法国建立了世界上第一个电力系统,电压为直 流1500~2000V,输电距离57km,输电功率约2KW 由于直流电压不能象交流电哪样通过变压器升高和降 低电压,无法满足大容量远距离输电对高电压和用电对低 电压的要求

二、电力系统发展简史 1、电力系统形式发展过程 直流→单相交流→三相交流→交直流并存。 （1）最初的直流电力系统 1982年法国建立了世界上第一个电力系统，电压为直 流1500~2000V，输电距离57km，输电功率约2KW。 由于直流电压不能象交流电哪样通过变压器升高和降 低电压，无法满足大容量远距离输电对高电压和用电对低 电压的要求

(2)单相交流输电 1985年在制成单相变压器的基础上实现了交流输电,解 决了远距离大容量输电与低压用电之间的矛盾。 单相交流输电的主要缺陷是经济性差;单相用电设备的 瞬时功率是周期性变化的,所以无论是单相发电机和单相 电动机运行时振动都比较大。 (3)三相交流输电 1891年在制成三相变压器的基础上,德国建立第一个 三相交流输电系统。发电机电压95V、输电线路电压 25000V、输电距离178Km、用电电压112V

（2）单相交流输电 1985年在制成单相变压器的基础上实现了交流输电，解 决了远距离大容量输电与低压用电之间的矛盾。 单相交流输电的主要缺陷是经济性差；单相用电设备的 瞬时功率是周期性变化的，所以无论是单相发电机和单相 电动机运行时振动都比较大。 （3）三相交流输电 1891年在制成三相变压器的基础上，德国建立第一个 三相交流输电系统。发电机电压95V、输电线路电压 25000V、输电距离178Km、用电电压112V

三相交流输电与单相交流输电相比较主要优点是经济 性好,节省输电线路导线;三相发电机和三相电动机的瞬 时功率为常数,有效地减小了发电机、电动机运行中的振 动问题。 三相交流输电存在的主要问题是同步发电机并列运行 的稳定性问题和不同频率系统之间的联网问题。随着电力 系统输电距离的增大,制约输电容量的是不再是导体的发 热问题和输电效率问题,而是并列运行的稳定性问题;此 外不同频率之间的电力系统不能联网,限制了优越性更高 的联合电力系统的发展,譬如跨国电力系统的发展

三相交流输电与单相交流输电相比较主要优点是经济 性好，节省输电线路导线；三相发电机和三相电动机的瞬 时功率为常数，有效地减小了发电机、电动机运行中的振 动问题。 三相交流输电存在的主要问题是同步发电机并列运行 的稳定性问题和不同频率系统之间的联网问题。随着电力 系统输电距离的增大，制约输电容量的是不再是导体的发 热问题和输电效率问题，而是并列运行的稳定性问题；此 外不同频率之间的电力系统不能联网，限制了优越性更高 的联合电力系统的发展，譬如跨国电力系统的发展

(4)交直流并存的现代电力系统 直流输电不存在稳定性问题,电力电子技术的发展为重 新采用直流输电创造了条件。 现代电力系统中发电和用电仍然采用三相交流,输电则 采用三相交流和直流并用的方式。 直流输电不仅解决了三相交流输电的并列运行稳定性问 题,也解决了不同频率系统之间的并网运行问题 现代电力系统示意图如下图所示

（4）交直流并存的现代电力系统 直流输电不存在稳定性问题，电力电子技术的发展为重 新采用直流输电创造了条件。 现代电力系统中发电和用电仍然采用三相交流，输电则 采用三相交流和直流并用的方式。 直流输电不仅解决了三相交流输电的并列运行稳定性问 题，也解决了不同频率系统之间的并网运行问题。 现代电力系统示意图如下图所示

本(@因 ±500kv 区|O:@D 电力网 库o ①:应 电力系统 500kV 图 35kv 发电机 A OHG CS调相机 35kV ⊙D 电动机 ⑧电 220kV cA三绕组 110kV 220kV B 98= 变压器 10kV 110kv 区区题:的§ 汽轮 38020:供热网 ………①

2、我国电力系统现状 (1)电网建设 目前我国已建成东北、华北、华中、华东、南方、西 南、和西北七个区域电网。(如图所示)并在华中、南方、 西南、华东电网之间进行了联网。进一步的发展是建立全国 统一电网。 (2)电压等级 除西北电网外,目前采用的电压等级有 交流:1000K∨(特高压)、500K∨(超高压) 220KV、110Kv、35KV、10KV。 直流:±800K√(特高压)、±500KV

2、我国电力系统现状 （1）电网建设 目前我国已建成东北、华北、华中、华东、南方、西 南、和西北七个区域电网。（如图所示）并在华中、南方、 西南、华东电网之间进行了联网。进一步的发展是建立全国 统一电网。 （2）电压等级 除西北电网外，目前采用的电压等级有： 交流：1000KV（特高压）、500KV（超高压）、 220KV、110KV、35KV、10KV。 直流：±800KV（特高压）、 ±500KV