[1261709855]电力系统及其自动化技术.ppt

电力系统及其自动化技术,电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史,电力系统简介,电力新技术和发展趋势,电力系统及其自动化技术,一、电力系统发展简史欧美电力发展史,电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史欧美电力发展史（续）,电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史欧美电力发展史（续）,电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史欧美电力发展史(续),结论：三相导线中损耗为：,减小损耗的最合理的途径就是提高电压。输电技术全部发展史的特征便是不断提高线路电压。,电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力工业发展史,新中国成立前的我国电力工业中国的电力工业始于1882年，至今年已有127年的历史；新中国成立前，全国发电装机容量仅为184.86万千瓦，年发电量只有43.1亿kWh，分别居当时世界第21位和第25位；输电电压很低，输电电压等级繁多，全国没有形成统一的电压级标准。,电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),新中国成立后的我国电力工业1949年新中国成立，我国电力工业迅速发展。到1978年，全国电力装机容量已达5712万千瓦，比1949年增长近30倍；年发电量2566亿千瓦时，增长近59倍。1987年，装机容量达1亿千瓦；1995年，装机容量达2亿千瓦；2000年，装机容量达3亿千瓦；2004年，装机容量达4亿多千瓦；2007年，装机容量达7亿多千瓦,电力系统及其自动化技术,电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),电力系统及其自动化技术,中国经济高速增长确保存量电力需求有保障，而持续旺盛的制造业投资则奠定了强劲的潜在需求，双方动因使得中国以工业用电为主的电力需求的高速增长态势仍将持续，电力弹性系数持续1.25-1.35左右。“十五”期间，全国发电装机容量和发电量年均增长率达到10.1%和12.8%，电力弹性系数1.36。2005年全国发电装机容量达5.15亿千瓦。预计“十一五”期间，随着经济高速发展、电力需求将进一步上升。但是，由于当前中国电力产业由早先“硬短缺-电源短缺，发电能力不足”特征向“软短缺-电网不足，电能输送受限”转变，未来一段时期国家对于电力产业投资将主要集中在电网建设方面，电源扩张的紧迫性大大缓解 截至2010年年底，中国发电总装机容量将为8.18亿千瓦，到2020年，中国发电总装机容量预计达到11.86亿千瓦，中国发电总装机容量将超过美国跃居世界第一位。,电力系统及其自动化技术,电力系统发展简史中国电力发展史(续),总结：目前基本上进入大电网、大机组、大电厂、高电压输电、高度自动控制的新时代；全国总装机7.9亿kW（2008年)，发电量为34268亿kWh（2008年）均居世界第二位；全国人均装机为0.6 kW，人均发电为2580 kWh，相当于世界人均用电量的1/2，相当于发达国家人均用电量的1/6；减小损耗的最合理的途径就是提高电压。输电技术全部发展史的特征便是不断提高线路电压 2009年至2010年，全国电力供需总体平衡，部分区域略有富余。但受气候、来水、电煤供应和电网“卡脖子”等不确定性因素影响，可能会出现局部短时电力供应紧张问题.,电力系统及其自动化技术,我国电力系统的现状及展望,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过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，到2000年底220KV以上输电 线路总长达598053km，变电容量达642280MVA。其中500 KV线路（含直流线路）达26837km，变电容量达94470MVA,电力系统及其自动化技术,我国电力系统的现状及展望,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。随着500KV网架的形成和加强，网络结构的改善，电力系 统运行的稳定性得到改善。近10年间省及以上电网现代 化的调度自动化系统基本实现了实用化。以数据通信为特征的覆盖全国各主要电网的电力专用通 信网基本形成。,电力系统及其自动化技术,电力系统及其自动化技术,电力需求展望：现阶段中国 人均占有装机容量0.6kW,发电量2580 kWh现阶段相当于发达国家20世纪60年代水平。2000年美 国人均占有装机容量3.4kW，俄罗斯为1.1kW，日本为 2.2kW要求在21世纪前20年，年均新装机容量应高于30000MW,电力系统及其自动化技术,电源发展建设展望：加速开发西部水电基地：预计2010年西部水电开发率 到达30%，装机达到110000MW，2020年水电开发率达 到45%，装机达到170000MW。加速核电发展：预计2010年核电装机容量达到20000 MW。加速发展再生能源：主要是风能和太阳能发电预计 2010年风电和太阳能装机容量达到10000MW。煤电仍是21世纪初期我国的主要能源形式：预计2010 年煤电装机容量为400000MW，预计2020年煤电装机容 量为600000MW。,电力系统及其自动化技术,电力系统发展展望：以三峡电力系统为中心，推进全国电力系统的形成；2020年将形成除新疆、西藏、台湾之外的全国统一 的大区互联电力系统；与邻国发展跨国互联电力系统已成为发展的基本趋 势，是经济全球化的一种形式。,电力系统及其自动化技术,二、电力系统简介1.电力系统构成,电力系统是由发电厂、输配电系统(电力网络)及负荷组成的统一整体，通常覆盖广阔的地域。,电力系统及其自动化技术,二、电力系统简介(续),2.主要生产环节,电力工业主要生产环节,电力工业还包括以下环节：规划、勘测设计、施工建设、运行调度、维护改造、安全监察、科研开发、设备制造、教育培训、法规标准、电力营销（电力市场）等等。,电力系统及其自动化技术,二、电力系统简介(续)3.电力网络,电力网络由不同电压等级的电力线路、变压器和相应的配电装置构成。电力网络的功能是输送和分配电能并进行电压变换。电力网可分为输电网和配电网，大型电力网的结构通常以电压等级进行分层；输电网将发电厂的电能通过高压输电线送到负荷中心，其额定电压通常为220750kV，它是电力系统的主干网；配电网将电能通过配电线路送到电能用户，可以分为高压、中压、和低压配电网；高压配电网的电压一般为35KV110kV或更高(220KV)；中压配电网的电压一般为10KV20kV；低压配电网的电压一般为380/220V。,电力系统及其自动化技术,二、电力系统简介,4.电力系统的功能与作用,电力系统是由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应的辅助系统，按规定的技术和经济要求组成的同一系统。一个现代电力系统是由极宽阔的地域内的大量电力设备互联在一起的。,发电、变电、输电、配电、用电等设备称为电力主设备，也称为一次设备，由主设备构成的系统称为主系统，也称为一次系统；,测量、监视、控制、继电保护、安全自动装置、通信，以及各种自动化系统等用于保证主系统安全、稳定、正常运行的设备称为二次设备，二次设备构成的系统称为辅助系统，也称为二次系统。,电力系统及其自动化技术,二、电力系统简介电力系统的功能与作用,电力系统的基本任务是安全、可靠、优质、经济地生产、输送与分配电能，满足国民经济和人民生活需要。,为了发挥电力系统的功能和作用，应满足以下基本要求：,满足用户需求；安全可靠性要求；经济性要求；环保和生态要求。,电力系统及其自动化技术,5.现代电力系统的特点,电力系统技术上的发展是以“大机组、大电网、高电压、高度自动化”为特征来描述；,数字化、网络化、信息化、智能化技术日益提高电力系 统的自动化水平；,洁净煤技术、水电开发、核电的发展越来越得到重视,新 能源的开发利用，特别是可再生能源的开发利用也是现 代电力技术的发展趋势；,建立健全的电力市场机制是提高效率、降低成本，促进 电力资产的合理利用与发展的有效保证。,电力系统及其自动化技术,6.电力资源与负荷,我国一次能源蕴藏量较为丰富，煤炭资源总蕴藏量为2.6 亿万吨，列世界第2位；水力资源蕴藏量有6.76108kW，其中可供开发的就有3.7108kW，居世界首位；其他如 石油、核材料、风能、太阳能、地热等能源也较丰富。,中国资源的分布（西部为主）、中国能源的结构（水、煤为主）、中国经济的发展格局（东部领先）决定了中 国电网的发展格局：西电东送、南北互供、全国联网。,电力系统及其自动化技术,6.电力资源与负荷(续),电力系统的负荷按供电可靠性分为三类：,一级负荷：对一级负荷中断供电，将可能造成生命危险、损坏设备、破坏生产过程，使大量产品报废，给国民经济造成重大损失，使市镇生活发生混乱。,二级负荷：对二级负荷停止供电，将造成大量减产，交通停顿，使城镇居民生活受到影响。,三级负荷：不属于一、二级负荷的其他负荷。,电力系统及其自动化技术,7.电力新技术及发展趋势,我国发展能源的指导方针是：大力（优先）发展水电，继续发展火电，适当发展核电，积极发展新能源发电，同步发展电网，促进全国联网。电力技术属于传统技术的范畴，技术创新和出现重大突破的机会要比信息科学、生命科学、材料科学等新兴学科少得多。但是，应该看到，电力技术与其他学科的相互交叉和渗透的趋势越来越明显。电力研究的一些前沿课题反映了这种趋势。,电力系统及其自动化技术,7.电力新技术及发展趋势(续),三相高压交流输电技术；多相交流输电；灵活交流输电,2)高压直流输电技术,1)高压交流输电技术,端对端直流输电；多端直流输电技术；新一代直流输电技术,3)新型输电线路,紧凑型线路；气体绝缘线路；超导输电线路,4)洁净煤发电技术,电力系统及其自动化技术,结论：电能高效洁净的生产、传输、储存、分配和使用的技术将成为未来电力技术的主导发展方向,6)定质电力技术,5)分布式发电技术,