电力系统的基本概念.docx

电力系统的基本概念一、电力系统与电力网发电厂将一次能源转变成电能，这些电能需要通过一定方式输送给电力用 户。在由发电厂向用户供电过程中，为了提高其可靠性和经济性，广泛通过升、 降压变电站，输电线路将多个发电厂用电力网连接起来并联工作，向用户供电。 这种由发电厂、升压和降压变电站、送电线路以及用电设备有机连接起来的整体, 称为电力系统。电力系统加上发电机的原动机（如汽轮机、水轮机）、原动机的力能部分（如 热力锅炉、水库、原子能电站的反应堆）、供热和用热设备，则称为动力系统。在电力系统中，由升压和降压变电站和各种不同电压等级的送电线路连接在 一起的部分称为电力网。二、电力生产的特点电能的生产与其它工业生产有着显然不同的特点。1. 电能不能大量储藏电力系统中发电站负荷的多少，决定于用户的需要，电能的生产和消费时时 刻刻都是保持平衡的。电能的生产、分配和消费过程的同时性，使电力系统的各 个环节形成了一个紧密的有机联系的整体，其中任一台发、供、用电设备发生故 障，都将影响电能的生产和供应。2. 电力系统的电磁变化过程非常迅速电力系统中，电磁波的变化过程只有千分之几秒，甚至百万分之几秒；而短 路过程、发电机运行稳定性的丧失则在十分之几秒或几秒内即可形成。为了防止 某些短暂的过渡过程对系统运行和电气设备造成危害，要求能进行非常迅速和灵 敏的调整及切换操作，这些调整和切换，靠手动操作不能获得满意的效果，甚至 是不可能的，因此必须采用各种自动装置。3. 电力工业和国民经济各部门之间有着极其密切的关系电能供应不足或中断，将直接影响国民经济各个部门的生产，也将影响人们 的正常生活，因此要求电力工业必须保证安全生产和成为国民经济中的先行工 业，必须有足够的负荷后备容量，以满足日益增长的负荷需要。三、电力系统的运行要求为了保证为用户提供电能，电力系统的运行必须满足下列基本要求。1. 保证对用户供电的可靠性在任何情况下都应该尽可能的保证电力系统运行的可靠性。系统运行可靠性 的破坏，将引起系统设备损坏或供电中断，以致造成国民经济各部门生产停顿和 人民生活秩序的破坏，甚至发生设备和人身事故。电力用户，对供电可靠性的要求并不一样，即使一个企业中各个部门或车间, 对供电持续性的要求也有所差别。根据对供电持续性的要求，可把用户分为三级。一级负荷：如停止供电，将会危害生命、损坏设备、产生废品和使生产过程 混乱，给国民经济带来重大损失，或者使市政生活发生重大混乱。二级负荷：如停止供电，将造成大量减产，城市大量居民的正常活动受到影 响。三级负荷：指所有不属于一级及二级的负荷，如非连续生产的车间及辅助车 间和小城镇用电等。对于一级负荷，至少要由两个独立电源供电，其中每一电源的容量，都应在 另一电源发生故障时仍能完全保证一级负荷的用电；对于三级负荷，不需要备用 电源；对于二级负荷是否需要备用电源，要进行技术经济比较后才能确定。2. 保证电能的良好质量即要求供电电压（或电流）的波形为较严格的正弦波，保证系统中的频率和 电压在一定的允许变动范围以内。我国规程规定：1035kV及以上电压供电的 用户和对电压质量有特殊要求的低压用户电压允许偏移为5%,频率允许偏移 为 0.5Hz。3. 保证运行的最大经济性电力系统运行有三个主要经济指标，即生产每kWh电的能源消耗（煤耗率、 油耗率、水耗率等），生产每度电的自用电（自用电率），以及供配每kWh电 在电力网中的电能损耗（线损率）。提高运行经济性，就是在生产和供配某一定 数量的电能时，使上述三个指标达到最小。为了实现电力系统的经济运行，必须 对整个系统实施最佳经济调度。四、电力系统的效益电力系统在技术和经济上都可以收到很大的效益，主要的有：1. 减少系统中的总装机容量由电力系统供电的各用户的最大负荷并不是同时出现的，因此，系统中综合 最大负荷总是小于各用户最大负荷的总和。由于系统综合最大负荷的降低，也就 可以相应地减少系统的总装机容量。为了保证对用户可靠地供电，无论是孤立电站还是电力系统，都需要检修和 事故备用容量，在孤立电站中，备用容量不应小于电站最大机组容量（可能达到 电站总容量的3040%）。而在电力系统中，所有发电站连接在一起并列运行， 备用容量只需系统总容量的20%,其中负荷备用25%,事故备用10%左右， 检修备用8%左右。显然，此时电力系统的备用容量比各孤立电站备用容量的总 和为少，即总装机容量又可以减少。2. 可以装设大容量机组组成电力系统后，由于总负荷的增大，因此可以装设大容量机组。大容量机 组效率高，每千瓦投资以及维护费用都比多台小机组经济得多。但是，电力系统 中所采用的最大机组容量，以不超过总装机容量的1520%为宜。3. 能够充分利用动力资源建成电力系统后，就可以将发电站建造在动力资源产地，如在煤矿附近建立 巨型坑口电站，在水能资源集中的地方建立大型水力发电站等。同时，有些形式 的电站，如热电站、水电站、风力电站、原子能电站等，如果不与系统并列，就 很难保证持续正常供电以及发挥其最佳经济效益。例如，热电站的抽汽机组的出 力是由热负荷确定的，而热负荷与电负荷的需要往往不能互相配合。一般在夏季 丰水期，水量多而用电量较少；冬季枯水期，水量少而用电量反而多，因此，就 可能由于水库调节库容不够而弃水，或对电力负荷不能保证供应的情况。如果把 水电站连接在电力系统中，由于有火电站和其它形式电站的互相配合和调节，水 能资源就能得到充分利用，供电也能得到保证。4. 提高供电可靠性在电力系统中，由于是多电源联合供电，机组的台数较多，即使个别机组或 电源发生故障，其它机组或电源仍可以在出力允许的情况下多带负荷，因此可以 提高供电可靠性。5. 提高电能质量电能质量用频率和电压来衡量，其数值应根据规程要求保持在一定的允许变动范围内。由于电力系统容量大，负荷波动时所引起的频率和电压波动就会减小, 电能质量可以提高。6. 提高运行的经济性建立电力系统后，除了充分利用动力资源可以提高运行的经济性外，在系统 中还可以经济合理的分配各发电站或各机组的负荷，使运行经济、效率高的机组 多带负荷，效率低、发供电成本高的机组少带负荷，从而降低生产电能的成本。