电力系统运行方式课件.ppt

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1、一、电力系统运行方式的基本概念,二、电力系统运行方式的分类,三、电网、变电站的接线方式,四、电网运行方式管理,一、电力系统运行方式的基本概念,电力系统运行方式：根据本系统实际情况，合理使用资源（石化、水力、核能、生物质能、风力、太阳能等），使整个系统 在安全、优质、经济运行情况下的决策。,电力系统运行方式研究的对象,1、网内电源与负荷的电力电量平衡。2、主要厂站（所）的主接线方式及保护配合。3、各电网间的联网及联络线传输功率的控制。4、电网的调峰。5、无功电源的运行调度。6、各负荷情况下电网的运行特性。7、电网结构。,网内电源与负荷的电力电量平衡,发电出力,用电负荷,=,以额定频率50Hz作为

2、依据,厂站（所）的主接线方式及保护配合,厂站的主接线方式随基建完工后就基本固定了。保护配合根据每年一次电网阻抗变化进行计算而确定。正常情况下也是固定的。当设备检修或电网发生故障时，电网的负荷发生变化后，才考虑调整，和校核保护的配合。保护配合同时考虑自动装置的投切。,电网间的联网及联络线传输功率的控制,电网间的联网传输功率的控制：一般受电力交易市场交易行为的限制。,联络线传输功率的控制：根据负荷和发电出力的变化，在稳定导则的规定情况下，对相关联络线进行潮流控制。控制方法：调整接线方式、降低送电端发电出力、增加受电端发电出力、在受电端限电。,电网的调峰,1、在负荷高峰来临之前开启备用水电、抽水蓄能

3、机组、燃气等机组。2、增加发电负荷曲线。前提：系统频率保持在50Hz。,无功电源的运行调度,包括：电压的合格：保证各种运行方式下，变电站、发电厂的母线电压在合格范围内。无功补偿：以无功分层、分区的无功平衡为原则。,各负荷情况下电网的运行特性,各类负荷对电网的影响是不一致的，如：电力机车、大型电机、电弧炉等启动造成的冲击负荷。整流负荷对电网产生的谐波等。,电网结构对运行方式的影响,合理的电网结构是各种运行方式的基础,它约束和规定了电网的运行方式。针对不同的电网结构和不同的运行方式,研究电网的特性,确定各种事故条件下应采取的对策,是电网运行工作的重要任务之一。,二、电力系统运行方式的分类,1、按时

4、域分：分为年、季度和日运行方式(正常运行方式);2、按系统状态分：分为正常运行方式、事故运行方式和特殊运行方式(也称为检修运行方式)。,电力系统正常运行方式,电力系统的正常方式是指正常计划检修方式和按负荷曲线及季节变化的水电大发、火电大发,最大最小负荷和最大最小开机方式,及抽水蓄能运行工况等可能较长期出现的运行方式。,电网正常运行方式,能充分满足用户对电能的需求；电网所有设备不出现过负荷和过电压问题,所有输电线路的传输功率都在稳定极限以内;有符合规定的有功及无功功率备用容量;继电保护及安全自动装置配置得当且整定正确;系统运行符合经济性要求;电网结构合理,有较高的可靠性、稳定性和抗事故能力;通信

5、畅通,信息传送正常。,年度运行方式,年度运行方式是根据本电网在下一年度的检修计划、基建、技改工作计划、发电出力和负荷增长的预测，提前安排的运行策略。年度运行方式需上报上一级调度并批准后执行。,日运行方式,根据月度发电计划、设备检修计划及电网实际情况，综合考虑天气、节假日、近期水情、燃料供应、设备情况等因素，安排的运行策略。根据负荷预测进行安全分析，避免出现按预定方式运行存在设备过载或电压越限。,电力系统的事故后运行方式,事故后运行方式是指电力系统事故消除后,在恢复到正常方式前所出现的短期稳态运行方式。,电力系统的特殊运行方式,特殊运行方式是指主干线路、大的联络变压器等设备检修,以及对稳定运行影

6、响较大的 运行方式。包括节假日运行方式、主干线路、变压器或其他系统重要元件、设备计划外检修,电网主要安全稳定控制装置退出,以及其他对系统安全稳定运行影响较为严重的方式。,电网事故运行方式,事故运行方式多是针对电网运行上的薄弱环节按可能发生的影 响较大的事故而编制的,此时,电网运行的可靠性下降,因此,要求其持续时间应尽量缩短。,事故运行方式的运行时间主要取决于以下几个方面,1)电网各级调度人员能否迅速正确地处理事故。2)备用设备投入的速度。3)事故损坏设备的修复或替代措施的速度。,因此，研究电网事故运行方式后的状态，并编制出运行方式，可以指导各级调度和运行人员正确处理事故,减少电网事故损失和对用

7、户的影响,并可事先采取各种措施进行防范。,电网特殊运行方式(也称检修运行方式),由于主要设备检修时,会引起电网运行情况的较大变化,因此当主要设备检修和继电保护装置校验时,应事先编制好相应的运行方式,并制定提高电网安全稳定的措施。,电网的最大运行方式,电网的最大运行方式是电网在该方式下运行时具有最小的短路阻抗值,发生短路后产生的短路电流为最大的一种运行方式。,最大运行方式的作用,一般根据电网最大运行方式的短路电流值校验所选用的 电气设备的稳定性。,电网的最小运行方式,最小运行方式是电网在该方式下运行时具有最大的短路阻抗值,发生短路后产生的短路 电流为最小的一种运行方式。,最小运行方式的作用,一般

8、根据电网最小运行方式的短路电流值校验继电保护装置的灵敏度。,三、电网、变电站的接线方式第一部分：电网接线方式,电网接线分为有备用和无备用,电源,无备用接线一,放射式,变电站3,变电站2,变电站1,电源,无备用接线二,干线式,变电站3,变电站2,变电站1,变电站4,变电站5,电源,无备用接线三,链式,变电站4,变电站3,变电站2,变电站1,无备用接线的优点：简单、经济、运行方便,无备用接线的缺点：供电可靠性差。不适应于一级负荷占很大比重的场合,电源,有备用接线一,放射式,变电站3,变电站2,变电站1,电源,有备用接线二,干线式,变电站3,变电站2,变电站1,变电站4,变电站5,电源,有备用接线三

9、,链式,变电站4,变电站3,变电站2,变电站1,电源,有备用接线四,环式,变电站3,变电站2,变电站1,电源1,有备用接线五,两端供电式,变电站2,变电站3,变电站1,电源2,有备用接线的优点：供电可靠性高、电压质量高。,有备用接线的缺点：可能不够经济（环式除外）。适应于一级负荷占很大比重的场合。,第二部分：变电站接线方式,三、电网、变电站的接线方式,变电站的母线接线形式,单母线：单母线、单母线分段、单母线带旁路、单母线分段带旁路双母线：双母线、双母线分段、双母线带旁路、双母线分段带旁路三母线：三母线、三母线分段、三母线带旁路,变电站的母线接线形式,3/2接线、3/2接线母线分段4/3接线线路

10、变压器组（单元式接线）桥形接线：内桥形接线、外桥形接线、复式桥形接线角形接线（环形接线）：三角形接线、四角形接线、多角形接线,什么是桥形接线？有何特点？,桥形接线采用4个回路3台断路器和6个隔离开关，是接线中断路器数量较少、也是投资较省的一种接线方式，根据桥形断路器的位置又可分为内桥和外桥两种接线。由于变压器的可靠性远大于线路，因此电网中应用较多的为内桥接线。为了在检修断路器时不影响线路和变压器的正常运行方式，有时在桥形外附设一组隔离开关，这就成了长期开环运行的四边形接线。,思考题:1)上图两个变电站哪一个是外桥?哪一个是内桥?2)它们的优缺点什么?,单母线接线,单母分段接线,单母分段带旁母,

11、多角形接线,多角形接线就是将断路器和隔离开关相互连接，且每一台断路器两侧都有隔离开关，由隔离开关之间送出回路。,多角形接线优点,多角形接线所用设备少，投资省，运行的灵活性和可靠性较好，正常情况下为双重连接，任何一台断路器检修都不影响送电，由于没有母线，在连接的任一部分故障时，对电网的运行影响较小。,多角形接线缺点,回路数受到限制，因为当环形接线中有一台断路器检修时就要开环运行，此时当其他回路发生故障就要造成两个回路停电，扩大了故障停电范围，且开环运行的时间愈长这一缺点就愈大，而环中的断路器数量越多，开环检修的机会就越大，所以一般只采用四角（边）形接线和五角型接线，同时为了可靠性，线路和变压器采

12、用对角连接原则。四边形的保护接线比较复杂，一、二次回路倒换操作较多。,双母线接线,双母线接线就是将工作线、电源线和出线通过一台断路器和两组隔离开关连接到两组（正/副）母线上，且两组母线都是工作线，而每一回路可通过母联断路器并列运行。,双母线接线的优点,与单母线相比，它的优点是供电可靠性大，可以轮流检修母线而不使供电中断，当一组母线故障时，只要将故障母线上的回路倒换到另一组母线，就可迅速恢复供电，另外还具有调度、扩建、检修方便的优点。,双母线接线的缺点,缺点是每一回路都增加了一组隔离开关，使配电装置的构架及占地面积、投资费用都相应增加；同时由于配电装置的复杂化，在改变运行方式倒闸操作时容易发生误

13、操作，且不宜实现自动化；尤其当母线故障时，须短时切除较多的电源和线路，这对特别重要的大型发电厂和变电站是不允许的。,双母线带旁路接线,双母线带旁路接线就是在双母线接线的基础上，增设旁路母线。其特点是具有 双母线接线的优点，当线路（主变）断路器检修时，仍能继续供电，但旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化，投资费用较大，一般为了节省断路器及设备间隔，当出线达到5个回路以上时，才增设专用的旁路断路器，出线少于5个回路时则采用母联兼旁路或旁路兼母联的接线方式。,双母线分段带旁路接线,双母线分段带旁路接线就是在双母线带旁路接线的基础上，在母线上增设分段断路器，它具有双母

14、线带旁路的优点，但投资费用较大，占用设备间隔较多，一般采用此种接线的原则为：1)当设备连接的进出线总数为1216回时，在一组母线上设置分段断路器。2)当设备连接的进出线总数为17回及以上时，在两组母线上设置分段断路器。,3/2断路器接线,3/2断路器接线就是在每3个断路器中间送出2回回路，一般只用于500KV（重要330KV、220KV）电网的母线主接线。,3/2断路器接线优缺点,优点：1)运行调度灵活，正常时两条母线和全部断路器运行，成多路环状供电。2)检修时操作方便，当一组母线停运时，回路不需切换，任一台断路器检修各回路仍按原接线方式运行，不需切换。3)运行可靠，每一回路由两台断路器供电，

15、母线发生故障时，任何回路都不停电。,3/2断路器接线优缺点,缺点：使用设备较多，特别是断路器和电流互感器，投资费用大，保护接线复杂。,思考题：,上图供电区中有哪些站可以通过调整运行方式，转移至相邻供电区供电？,四、电网运行方式管理,电网年度运行方式的编制,年度方式由三个部分：1)上一年电力系统运行情况分析;2)本年度电网运行方式 安排;3)下级电网年度运行方式概要汇编。,上一年电力系统运行情况分析,1、指标：地区电厂发电量、年、月分区用电量、最大、最小负荷、负荷率、无功电压、线损等。2、生产运行：新设备投产，发电、输电、变电设备检修及安全运行情况，事故统计分析，安全稳控装置和措施落实情况等,上

16、一年电力系统运行情况分析,3、电网规模：并入地区电网的发电容量、变电站、主变、线路数量，电气及地理接线图，存在问题及分析。,本年度电网运行方式 安排,1、新设备投产及电网改造计划，一次运行方式，设备检修计划，电力、电量平衡。2、潮流分析、稳定计算、短路容量校核、无功电压和线损分析、安全稳控装置及稳定措施等。,日运行方式或临时运行方式编制,根据电网运行和检修需要编制1、运行方式变更原因及内容;2、结线方式、电压变动情况，继电保护及自动装置的变更;3、操作原则，注意事项及新方式事故处理原则。,注意：,值班调度员遇有特殊情况，为使电网安全经济运行，改善电能质量可根据当时具体情况临时改变运行方式，但方

17、式变化较大或影响用户正常供电时须经调度所领导或生产主管副总经理（总工程师）批准。,编制运行方式时应考虑的因素,潮流分布短路容量电网稳定和安全系统调峰继电保护电网内过电压,不同电网运行方式方案的主要编制内容,注：表中数字为不同运行方式方案中仅需要编制的内容，无数字则表示需要全部内容。,举例说明地区年方式的编制内容,第一部分 2010度地区电网运行总结 第一章 2010年度新设备投产情况及系统规模 1.1 2010年度新投产设备及设备规范 1.2 2010年度末系统规模 1.3 2010年度末地区电网供电区域划分情况,第二章2010年度生产运行情况分析 2.1电力供需形势 2.2本网供电负荷特性分

18、析 2.3主要生产指标第三章 2010年度电网安全运行分析 3.1电网运行方式变化大事记 3.2系统事故简述及原因分析 3.3上年度电网薄弱环节分析,3.4安全自动装置动作情况及分析 3.5上年度电网运行方式提出措施的落实情况 3.6上年度运方专业重点工作开展情况,第二部分 2011年度地区电网运行方式 第一章 电网新设备投产计划 1.1 2011年度计划投产发电机组 1.2 2011年度计划投产35千伏及以上变电设备 1.3 2011年度计划投产35千伏及以上输电线路,第二部分 2011年度地区电网运行方式 第二章 供电负荷预测 2.1 全网供电需求预测 第三章 电网主要设备检修计划 3.1

19、 2011年度110千伏输变电设备检修计划,第四章 电网结构变化及运行方式安排 4.1网络结构变化及各时期的结构特点4.2供电区域划分及电网开环点 4.3调管各变电站/电厂固定运行方式安排4.4 110千伏及以上主变中性点接地方式,第五章 电网潮流计算、N-1静态安全分析 5.1电网潮流计算 5.2 N-1静态安全分析,第六章 电网短路电流分析 6.1 短路电流计算的有关说明6.2 短路电流计算结果 6.3 计算结果分析 6.4 防止短路容量越限的措施建议 6.5 继电保护整定校验、短路电流计算结果,第七章 无功电压和网损管理7.1上年度末无功补偿装置配置及运行情况 7.2本年度无功电压计算分

20、析 7.3本年度理论网损计算情况,第八章 电网安自装置和低频低压减负荷整定方案 8.1 上年度末某地区电网备自投装置配置情况 及运行规定8.2 上年度末某地区电网稳控装置配置情况及运行规定8.3 上年度末某地区电网联切装置配置情况及投退规定,8.4 上年度末某地区电网同期装置配置情况 8.5某地区电网低频低压减负荷整定方案,第九章 电网运行存在的问题及措施 9.1 电网安全方面存在的问题及措施9.2 无功电压存在的问题及措施 9.3 小水火电并网存在的问题及措施,第十章 电网事故处理预案 10.1各供电区事故处理预案10.2主要输电线路正常、检修运行方式及事故处理预案10.3 正常、检修运行方式及事故处理预案说明10.4上年度末电网紧急事故断电、事故限电序位表,第十一章 2011年运行方式重点工作 附录：略,小结：1、电网运行方式的基本概念。2、电网运行方式的分类和要求。3、电网、变电站接线方式。4、运行方式的管理。5、电网年度运行方式的编制。,思考题,1）单母分段与桥形接线的区别是什么？2）电网运行方式的调整要考虑哪些因素？3）特殊运行方式与事故预案的关系是什么？,谢谢大家！下课准备吃饭了,