電力系統(tǒng)及自動(dòng)化概述.ppt

2019/9/24,1,積成電子股份有限公司2016校園招聘,智慧積成精彩人生,電力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,2019/9/24,目錄,2,電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),1,電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求,2,電力系統(tǒng)的參量量綱,3,電力系統(tǒng)的設(shè)備及功能概述,4,電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,5,電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),3,電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),4,電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng),地方電網(wǎng),區(qū)域電網(wǎng),110kV,35kV,35kV,500kV,220kV,110kV,10 kV,水力發(fā)電廠,火力發(fā)電廠,變電所A：樞紐,變電所C：地方,變電所D：終端,變電所B： 中間,5,并網(wǎng)運(yùn)行 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，運(yùn)行及調(diào)度方式靈活，實(shí)現(xiàn)水電火電互濟(jì)，節(jié)約化石能源；形成電力交易市場。 缺點(diǎn)：發(fā)生事故時(shí)波及面大；大電網(wǎng)恢復(fù)難度更大。,電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),6,目錄,7,電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),1,電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求,2,電力系統(tǒng)的參量量綱,3,電力系統(tǒng)的設(shè)備及功能概述,4,電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,5,電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn),運(yùn)行的特點(diǎn) 平衡性：電能不能存儲(chǔ)（抽水蓄能） 瞬時(shí)性：以光速傳播 隨機(jī)性：負(fù)荷隨機(jī)變化 與國民經(jīng)濟(jì)和人民生活密切相關(guān),8,電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求/1,保證供電可靠性 停電售電量的損失遠(yuǎn)低于國民經(jīng)濟(jì)的損失 分為、類負(fù)荷 類負(fù)荷：中斷發(fā)電會(huì)造成人身傷亡危險(xiǎn)或重大設(shè)備損壞且難以修復(fù)，或給政治上和經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者 類負(fù)荷：中斷供電將長生大量廢品，大量材料報(bào)廢，大量減產(chǎn)，或?qū)l(fā)生重大設(shè)備損壞事故，但采取適當(dāng)措施能夠避免者 類負(fù)荷：所有不屬于一類及二類的用電負(fù)荷,9,保證電能質(zhì)量 電能質(zhì)量指標(biāo)：電壓、頻率、諧波、三相電壓不平衡 電壓：電壓偏移不超過額定電壓值的5%，否則會(huì)使用電設(shè)備的運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下降，甚至不能正常工作 頻率：頻率偏移應(yīng)不超過0.2 0.5Hz，否則會(huì)影響用戶設(shè)備的正常工作，如電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 諧波：控制219次諧波，總諧波畸變率要求依電壓等級(jí)差別對(duì)待，超標(biāo)將引起設(shè)備損耗增大、過熱等異常 三相電壓不平衡：負(fù)序電壓不平衡度2%，短時(shí)4% 此外還有公用電網(wǎng)間諧波、波動(dòng)和閃變等指標(biāo)。,電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求/2,10,提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 現(xiàn)狀：電能生產(chǎn)的規(guī)模越來越大，消耗一次能源（煤、石油、天然氣、水能等）。其中化石能源（不可再生資源）占發(fā)電主導(dǎo)地位。 采用高效節(jié)能的發(fā)電設(shè)備，降低發(fā)電過程的能源消耗 降低電能在輸送、分配過程中的損耗，如無功補(bǔ)償 大力發(fā)展電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，合理分配電廠之間的負(fù)荷，讓經(jīng)濟(jì)性能好的電廠多發(fā)電 充分利用水電資源，注意水、火電廠之間的合理調(diào)配,電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求/3,11,目錄,12,電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),1,電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求,2,電力系統(tǒng)的參量量綱,3,電力系統(tǒng)的設(shè)備及功能概述,4,電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,5,電力系統(tǒng)的參量/1,13,總裝機(jī)容量 系統(tǒng)中實(shí)際安裝發(fā)電機(jī)組額定有功功率的總和 千瓦kW、兆瓦M(jìn)W、吉瓦GW 2015年末全國發(fā)電裝機(jī)容量150,828萬kW，比2014年末增長10.5% 火電裝機(jī)容量99021萬千瓦，增長7.8%； 水電裝機(jī)容量31937萬千瓦，增長4.9%； 核電裝機(jī)容量2608萬千瓦，增長29.9%； 并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量12934萬千瓦，增長33.5%； 并網(wǎng)太陽能發(fā)電裝機(jī)容量4318萬千瓦，增長73.7%。 年發(fā)電量 系統(tǒng)所有發(fā)電機(jī)組全年實(shí)際發(fā)出電能總和（2015年56184億kWh） kWh（千瓦時(shí)）、MWh（兆瓦時(shí)）、GWh（吉瓦時(shí)）、TWh（太瓦時(shí) 年售電量 售電公司（供電公司）使用，計(jì)量單位同年發(fā)電量。,電力系統(tǒng)的參量/2,14,最大負(fù)荷 規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)（年、月、日），系統(tǒng)總的有功功率負(fù)荷的最大值 單位同裝機(jī)容量 額定頻率 國內(nèi)電網(wǎng)額定頻率50Hz， 國外美國、日本等為60Hz 電壓等級(jí) 電力系統(tǒng)中最高電壓等級(jí)電力線路的額定電壓 單位是kV（千伏）,電力系統(tǒng)的參量/3,15,電壓等級(jí) 電力系統(tǒng)中最高電壓等級(jí)電力線路的額定電壓 單位是kV（千伏） 等級(jí)劃分 低壓網(wǎng)：電壓等級(jí)在1kV以下 中壓網(wǎng)：110kV 高壓網(wǎng)：高于10kV、低于330kV 超高壓網(wǎng)：低于750kV 特高壓網(wǎng)：1000kV及以上,電力系統(tǒng)的參量/4,16,電流 A（安培）、 kA（千安培） 無功功率 Var（乏）、kVar（千乏）、MVar（兆乏） 視在功率 VA（伏安）， kVA（千伏安）， MVA（兆伏安）,目錄,17,電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),1,電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求,2,電力系統(tǒng)的參量量綱,3,電力系統(tǒng)的設(shè)備及功能概述,4,電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,5,電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備概述,18,為滿足電能生產(chǎn)、輸送和分配的需要，在電力系統(tǒng)中安裝各類電氣設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、轉(zhuǎn)換、監(jiān)視、測量、調(diào)整、保護(hù)、切換和停止等操作 按電壓等級(jí)分：高壓電氣設(shè)備和低壓電氣設(shè)備。 按作用分：一次設(shè)備和二次設(shè)備。,電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備概述,19,一次設(shè)備 直接生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和輸配電能的高壓電氣設(shè)備 包括：發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、 自動(dòng)開關(guān)、接觸器、刀開關(guān)、母線、輸電線路、電力電纜、電抗器、電動(dòng)機(jī)等 二次設(shè)備 對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號(hào)所需的低壓電氣設(shè)備 例如：測量表計(jì)，如電壓表、電流表、功率表、電能表；繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、直流電源等；變電站自動(dòng)化系統(tǒng)各組成設(shè)備。,電力系統(tǒng)二次設(shè)備,20,二次設(shè)備（系統(tǒng)類） 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng) 配電管理系統(tǒng) 變電站自動(dòng)化系統(tǒng) 變電站直流電源系統(tǒng),電力系統(tǒng)二次設(shè)備,21,目錄,22,電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),1,電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求,2,電力系統(tǒng)的參量量綱,3,電力系統(tǒng)的設(shè)備及功能概述,4,電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,5,電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,23,電力系統(tǒng) 組成：由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。 功能：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。 電力自動(dòng)化系統(tǒng) 為實(shí)現(xiàn)以上功能，考慮到電能不能存儲(chǔ)、電力系統(tǒng)變化非常迅速、電力系統(tǒng)非常重要這些運(yùn)行的特點(diǎn)，為了使電力系統(tǒng)更好地服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人們生活，需要自動(dòng)化系統(tǒng)。 電力系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對(duì)電能的生產(chǎn)過程進(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,24,電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化 能量管理系統(tǒng)（EMS），針對(duì)發(fā)電和輸電系統(tǒng)。 配電管理系統(tǒng)（DMS） 針對(duì)配電和用電系統(tǒng)，即10kV以下的電網(wǎng)。 變電站自動(dòng)化 分為各不同電壓等級(jí)的變電站(10kV-1000kV）,電力自動(dòng)化概述-調(diào)度分級(jí),25,電力自動(dòng)化概述-調(diào)度分級(jí),26,五級(jí)電力調(diào)度 國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、地調(diào)、縣調(diào) 調(diào)度基本原則 統(tǒng)一調(diào)度 分級(jí)管理 分層控制,電力自動(dòng)化概述-電力企業(yè),27,電網(wǎng)公司： 兩大電網(wǎng)公司：國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng) 地方電力公司 陜西地方電力集團(tuán)公司（陜西地電） 四川省地方電力局公司（四川地電） 內(nèi)蒙古電力集團(tuán)有限責(zé)任公司（蒙西） 發(fā)電企業(yè) 五大發(fā)電集團(tuán)：華能、大唐、華電、國電、中電投 其他發(fā)電集團(tuán)：華潤電力、國華電力、國投電力、中廣核、神華、魯能,電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,28,電力系統(tǒng)自動(dòng)化分類 調(diào)度自動(dòng)化 配電自動(dòng)化 變電站自動(dòng)化,調(diào)度自動(dòng)化（主網(wǎng)） 對(duì)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的變電站進(jìn)行監(jiān)視（遙測、遙信采集） 調(diào)度控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和運(yùn)行人員對(duì)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算分析 根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果判斷系統(tǒng)狀態(tài)，做出調(diào)節(jié)控制決策命令，通過遠(yuǎn)動(dòng)信息通道傳送至各電廠和變電站，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化調(diào)度控制（遙控、遙調(diào)） 調(diào)度控制目的，保證系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)地供電。 調(diào)度自動(dòng)化包括四遙（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,配電自動(dòng)化（配網(wǎng)） 利用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行智能化監(jiān)控管理，對(duì)配電網(wǎng)上的設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制功能。 目的：提高供電可靠性和供電電能質(zhì)量，始終處于安全、經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)。,電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,電力系統(tǒng)自動(dòng)化概述,發(fā)電廠,輸電線,變電站,配電網(wǎng),用戶,AGC,調(diào)度自動(dòng)化,SCADA,需方管理,能量管理系統(tǒng),配電管理系統(tǒng),電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化,配電自動(dòng)化,調(diào)度自動(dòng)化與配電自動(dòng)化關(guān)注的側(cè)重點(diǎn),電力自動(dòng)化概述-支撐技術(shù),32,電力系統(tǒng)理論 以電路、電磁場、電機(jī)學(xué)為基礎(chǔ)，研究電力系統(tǒng)自身的特性。 輸配電技術(shù) 研究超高壓輸電線路、遠(yuǎn)距離交直流輸電系統(tǒng)，以及提高輸電線路輸送能力等方面的問題。 電力系統(tǒng)保護(hù) 故障分析、元件保護(hù)、線路保護(hù)、系統(tǒng)性故障保護(hù)和過電壓及其防護(hù)。 電力系統(tǒng)控制 數(shù)據(jù)采集、變量調(diào)節(jié)、電能質(zhì)量控制、運(yùn)行優(yōu)化控制、能量管理系統(tǒng)。,電力自動(dòng)化概述-概念術(shù)語,33,EMS 能量管理系統(tǒng) Energy Manage System SAS 變電站自動(dòng)化系統(tǒng) Substation Automation System SCADA 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng) Supervisory Control And Data Acquisition,電力自動(dòng)化概述-概念術(shù)語,34,AGC 自動(dòng)發(fā)電控制（Automatic Generation Control） AVC： 自動(dòng)電壓控制（Automatic Voltage Control） DTS： 調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（Dispatcher Training System） DMS 配電管理系統(tǒng)（Distribution Management System）,電力自動(dòng)化概述-概念術(shù)語,35,RTU 遠(yuǎn)動(dòng)終端單元（Remote Terminal Unit） TTU 配電變壓器監(jiān)測終端單元（distribution Transformer supervisory Terminal Unit） FTU 饋線終端單元：具有遙控、遙信，故障檢測功能，并與配電自動(dòng)化主站通信，提供配電系統(tǒng)運(yùn)行情況和各種參數(shù)即監(jiān)測控制所需信息，包括開關(guān)狀態(tài)、電能參數(shù)、相間故障、接地故障以及故障時(shí)的參數(shù),并執(zhí)行配電主站下發(fā)的命令，對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，實(shí)現(xiàn)故障定位、故障隔離和非故障區(qū)域快速恢復(fù)供電功