电力基本知识PPT课件.pptx

推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行1、电力系统的电源构成2、电力系统的概念3、电力系统运行的特点和要求4、电力系统的负荷及负荷曲线5、电力系统各设备的额定电压6、电力系统的额定电压等级7、电力系统接线方式及接线图8、超高压直流输电线路问题目目录推推动能源消能源消费革命革命电力需求力需求侧管理先行管理先行1推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行1 1、电力系力系统的的电源构成源构成电能的特点：转换容易、输送方便、控制灵活、环保洁净、经济便宜一次能源煤炭、石油、天然气、水利等自然演化而成的动力资源二次能源由一次能源转化而成的电能等方便使用的能源发电厂的任务就是将各种一次能源转化电能。2推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行1 1、电力系力系统的的电源构成源构成根据使用一次能源的不同，发电厂可分为：（1）传统发电形式形式火力发电厂，使用煤炭、石油、天然气等作为一次能源，占发电设备总容量的70%左右；（2014年底，装机13.6亿千瓦；火电火电9.157亿千瓦，占总容量的67.3%；）水力发电厂，使用水能作为一次能源，占发电设备总容量的20%左右；（2014年底，水电3.018亿千瓦，占总容量的22.2%；）核能发电厂，利用核裂变能量为一次能源，占发电设备总容量的10%左右；（2014年底，核电0.1988亿千瓦，占总容量的1.46%；）3推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行F利用核裂利用核裂变能能发电至至2010年底，全球共年底，全球共441座运行的核裂座运行的核裂变反反应堆，堆，总装机装机3.75亿千瓦，年千瓦，年发电量占全球量占全球电力的力的15%。30个个拥有核有核电的国家累的国家累计已有已有1.4万堆年的运行万堆年的运行经验。实实践践践践证证明，裂明，裂明，裂明，裂变变核核核核电电站站站站是是是是 可以做到安全的。可以做到安全的。可以做到安全的。可以做到安全的。4 44推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行核电在战略上具有竞争力，根本原因在于，它有着不可替代的优点：它是高能量密度的能源；它是高能量密度的能源；输出功率出功率稳定高效；定高效；它是清它是清洁、低碳、低碳、环境友好的能源；境友好的能源；这些优点的展现又是以核电可以做到安全为基础和前提的。5 55推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行核核电与火与火电的比的比较100100万千瓦的火万千瓦的火电电站每年：站每年：烧烧煤：煤：300300万吨万吨排放排放COCO2 2：600600万吨万吨排放排放SOSO2 2：4-54-5万吨万吨 100万千瓦的核万千瓦的核电站每年：站每年：烧：30吨核燃料吨核燃料 排放排放CO2：火火电的百分之一的百分之一 排放排放SO2：火火电的万分之一的万分之一辐射照射：射照射：低于火低于火电6 6如果是聚合能如果是聚合能发电，每年只需每年只需0.3吨燃料吨燃料6推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行现阶现阶段有段有现实现实意意义义的是的是核裂变能。在它。在它发发展的几展的几十年十年历历程中，曾程中，曾发发生生过过三里三里岛岛、切、切尔诺贝尔诺贝利和福利和福岛岛三次大事故。三次大事故。三哩三哩岛（美国）（美国）1979年年3月月28日日切切尔诺贝利（利（乌克克兰）1986年年4月月26日日 福福岛（日本）（日本）2011年年3月月11日日7 77推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行尽管因核尽管因核电事故死亡的事故死亡的人人数数远少于煤炭的少于煤炭的矿难事故和交事故和交通事故，但由于核事故具有一通事故，但由于核事故具有一定的后效性和定的后效性和扩散性，每一次散性，每一次事故都增加了人事故都增加了人们对核核电安全安全的担的担忧，甚至使人，甚至使人谈核色核色变，因而因而给核核电的的发展展势头带来来负面的冲面的冲击。8 88推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行福福岛事故后，德国、瑞士等国宣布逐步弃核，就事故后，德国、瑞士等国宣布逐步弃核，就是指的放弃本国核裂是指的放弃本国核裂变电站的站的发展。展。这些国家的些国家的弃核弃核对世界核能的全局影响不大。世界核能的全局影响不大。美国美国对本国核本国核电安全性重新安全性重新进行了行了评估，美国核管估，美国核管会会评估的估的结论是：像福是：像福岛事故事故这样的事件序列在美的事件序列在美国不可能国不可能发生。因此，在役核生。因此，在役核电机机组继续运行，并运行，并继续进行核行核电站延寿和新建核站延寿和新建核电站的站的审批。批。日本福日本福岛核事故核事故9 99推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行我国在福我国在福岛岛事故后，及事故后，及时时开展了核开展了核电电安全大安全大检查检查。检查结检查结果：果：一方面肯定我国核一方面肯定我国核电电站具站具备对严备对严重事故的重事故的预预防和防和缓缓解能力，解能力，应对应对极端外部事件具有一定安全裕度，安极端外部事件具有一定安全裕度，安全全风险处风险处于受控状于受控状态态；同同时时指出，要充分吸取各次核事故的教指出，要充分吸取各次核事故的教训训，采取，采取进进一步加一步加强强核安全的措施，落核安全的措施，落实实安全大安全大检查检查提出的整提出的整改意改意见见，改，改进进和提升安全水平。和提升安全水平。101010推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行我国在我国在战略上略上还要大力要大力发展核展核电：F第一，第一，发现和和认识核能，是二十世核能，是二十世纪人人类最最伟大的科学成就之一。大的科学成就之一。F第二，原理上，核裂第二，原理上，核裂变能是可以能是可以驾驭、可以控制的；可以控制的；实践上，也已践上，也已证明了明了这个个可控性。可控性。F第三，第三，对每次核事故，每次核事故，经过仔仔细的、全的、全面的研究，面的研究，对事故事故发生的具体原因、生的具体原因、给出的出的经验和教和教训，都有明确的，都有明确的结论。11推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行1 1、电力系力系统的的电源构成源构成（2）新型）新型发电形式形式海洋（潮汐）发电厂，利用海潮涨落落差发电；地热发电厂，利用地热发电；太阳能发电厂，利用太阳能发电；（2014年底，太阳能0.2805亿千瓦，2015计划新增0.106亿千瓦，占总容量的2.06%。）（光伏发电排世界第二，仅次于德国）。风力发电厂，利用风来发电；（2014年底，风电0.9637亿千瓦，占总容量的7%；）磁流体发电，磁流体动力船入水；燃料电池。新能源发电与传统发电方式相比：技术不成熟、经济花费昂贵等12推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行2 2、电力系力系统的概念的概念 电力系统是指由发电机、变压器、电力线路、用户用电设备等在电气上相互连接所组成的有机整体；电力网是指由各种电压等级的输电、配电线路以及由它们所联系起来的各类变电站组成的网络；动力系统是指电力系统与“动力部分”的总和，动力部分主要包括火电厂的锅炉、汽轮机、燃气轮机、热网等；水电厂的水库、水轮机等；原子能电厂的反应堆、汽轮机等。如图所示。13推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行14推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行2 2、电力系力系统的概念的概念电力网通常按电压等级高低、供电范围大小分为：地方电网：电压35kV及以下，供电半径2050km以内电网。一般企业、工矿和农村乡镇配电网属于地方电网；区域电网：电压等级在35kV以上供电半径超过50km，联系较多的发电厂的电力网；超高压电网：电压等级在为330500kV的网络，属于超高压电网。特高压电网：电压等级在为7501000kV的网络，属于特高压电网。15推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行2 2、电力系力系统的概念的概念电力系统并网运行的优点：1、减少总备用容量的比重；2、可以采用效率高、容量大的机组；3、可充分利用水电厂的水能资源；4、减少总负荷的峰值；5、提高供电可靠性。16推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 1、运行的特点电能不能大量存储因此要求电能的生产和消费每时每刻都保持平衡，无论是有功还是无功都是如此。电力系统过渡过程非常短促因此系统运行状态的改变和系统失去稳定的过程是非常短暂的，必须利用各种自动装置来完成正常运行和故障处理的一系列操作。与国民经济各部门联系密切因此要求保证供电的可靠性，以避免给国民经济带来无谓的损失。我国一次能源发布与负荷发布不平衡17推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行华北北南方南方东北北西藏西藏台台湾湾西北西北华中中上海上海华东金沙江下金沙江下游水游水电晋晋陕宁蒙宁蒙煤煤电基地基地负荷荷中中心心送送电至至华中中华东送送电至至华北北华中中华东新疆煤新疆煤电基基地地四川水四川水电西藏水西藏水电送送电至至华中中华东送送电至至华中中跨国跨国输电跨国跨国输电n我国一次能源与用电需求分布极不均衡n电力流主要由西北、西南煤电、水电基地流向东部受端中心，输电距离长、输送容量大n多个大型受端中心已经形成n未来随着能源开发西移和北移速度加快，大型能源基地与能源消费地之间的输送距离越来越远，能源输送的规模越来越大负荷荷中中心心能源分布能源分布远离离负荷中心荷中心1.2 新新 能能 源源 对 我我 国国 可可 持持 续 发 展展 的的 作作 用用18推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统的特点和基本要求的特点和基本要求2、基本要求保证供电的可靠性中断用户供电，会使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备的安全，给国民经济造成极大损失。停电给国民经济所造成的损失远远超过电力系统本身少售电能所造成的损失；一般认为，由于停电引起国民经济的损失平均值约为电力系统本身少售电能损失的三四十倍。19推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统的特点和基本要求的特点和基本要求一级负荷：中断供电将造成人身伤亡、重大经济损失、重大政治影响或市政秩序严重混乱等；二级负荷：中断供电将造成较大经济损失、较大政治影响或公共场所秩序混乱等；三级负荷：凡不属于一、二级负荷者。当系统发生故障，首先保障对第一类用户的供电，其次考虑对第二类用户的供电，有选择地切除第三类用户的用电。第一类用户设置2个或2个以上电源。20推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 供电可靠性衡量供电系统供电可靠性的主要指标有：供电可靠性。在统计期间内，对用户平均用电时间总小时数与统计期间小时数的比值。用户在统计期间内的平均停电小时数。21推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 用户平均停电次数，用户在统计期间内的平均停电次数。即：用户平均故障停电次数，用户在统计期间内的平均故障停电次数。即：22推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 保证供电的电能质量为了评估电能质量，我国颁布了六个标准：GB/T 123252003电能质量供电电压允许偏差；GB/159451995电能质量电力系统频率允许偏差；GB/T145491993电能质量公用电网谐波；GB123262008电能质量电压波动和闪变；GB/T155432008电能质量三相电压允许不平衡；GB/T184812001电能质量暂时过电压和瞬态过电压。23推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 电压指标：不同用户，允许电压的偏移值也不同。根据GB/T12325-2008电能质量供电电压偏差供电电压偏差限值如下：1、35KV及以上供电电压正、负偏差绝对之和不超过标准电压的10%。2、20KV及以下三相供电电压偏差为标称电压的7%。3、220V单相供电电压的偏差为标称电压的7%，-10%。所以，一般规定5%就满足要求。24推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 频率指标：一个交流电力系统只能有一个频率。国际上标称频率有50Hz和60Hz两种。我国规定频率50Hz。当有功功率供需不平衡时，系统频率便会偏离其标称值。频率偏差不仅影响用电设备的工作状态、产品的产量和质量，而且影响电力系统的稳定运行。大多数国家规定频率偏差在(0.10.3)Hz之间。在我国，300万kW以上的电力系统频率偏差规定为0.2Hz；而300万kW以下的小容量电力系统，其频率偏差规定为0.5 Hz。我国一些大区电力系统已有能力保持正常频率偏差为0.1Hz。25推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 谐波指标：标准交流电为正弦波，由于整流设备、大功率变频设备，电弧炉等非线性负荷的出现，使其出现大量的高次谐波，对电力系统及用户都会产生不良影响。公用电网谐波电压限值：220KV电网参照110KV电网执行。电压电压(KV)电压总谐波畸变率电压总谐波畸变率(THD)各次谐波电压含有率各次谐波电压含有率 奇次 偶次 0.38 5.0426、10 4.03.21.635、66 3.02.41.2110 2.01.60.826推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 电压波动和闪变电网电压幅值的连续快速变化称为电压波动。由电压波动引起的灯光闪烁对人眼脑产生的刺激效应称为电压闪变。如电弧炉等大容量冲击性负荷运行时，剧烈变化的负荷电流将引起送电线路压降的变化，从而导致连接该设备的电网母线上发生电压波动。电压波动不仅引起灯光闪烁，还会使电动机转速脉动、电子仪器工作失常等。27推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 根据GB123262008电能质量电压波动和闪变规定，电网的公共连接点的电压波动限值为：公共接点的电压波动限值：低压(LV)U1kV；中压(MV)1kVU35kV；高压(HV)35kVU220kV。超高压(EHV)系统的电压波动限值可参照HV系统执行。每小时内的变化频每小时内的变化频率率r(1/h)电压变动限值电压变动限值d()LV、MVHVr1 431r10 32.510r100 21.5100r1000 1.25128推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 根据GB123262008电能质量电压波动和闪变规定，电网的公共连接点的电压闪变限值为：公共接点的电压闪变限值：标准中规定Pst（短时闪变）和Plt（长时闪变）每次测量的周期分别10分钟是和2小时。：2 h内第J个短时间闪变值。MV括号中只适用于PCC链接的所有用户为同电压等级的用户场合。系统电压等级系统电压等级110 kV 110 kV 1.00.829推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 三相电压不平衡GB/T 155432008电能质量三相电压允许不平衡只适用于负序分量引起的不平衡场合，且只针对电力系统正常运行下的电压不平衡。根据GB/T 155432008规定：电力系统公共连接点电压不平衡度限值为：正常运行时，负序电压不平衡度不超过2，短时不得超过4；用95概率大值作为衡量值。接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度限值：正常运行时一般为1.3，短时不超过2.6。30推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 暂时过电压和瞬态过电压暂时过电压：包括工频过电压、谐振过电压;瞬态过电压：包括操作(缓波前)过电压、雷电(快波前)过电压。工频过电压限值：330 kV及以上线路断路器的变电所侧1.3 p.u.；330kV及以上线路断路器的线路侧1.4 p.u.；110kV及220kV系统，工频过电压不超过1.3p.u.；35kV-66kV，工频过电压不超过 p.u.；3kV-10kV，工频过电压不超过1.1 p.u.。31推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 线路合闸和重合闸在线路上产生的对地过电压限值：500kV 不超过2.0p.u.；330kV 不超过2.2p.u.；220kV及以下 不超过3.0p.u.。空载线路分闸过电压的限值：330kV及以上线路断路器在电源对地电压1.3 p.u.条件下分闸不发生重击穿，即不应产生过电压。110kV和220kV不超过3.0p.u.；66kV及以下不超过4.0p.u.；低电阻接地系统不超过3.2p.u.。32推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 非对称故障分闸和振荡解列过电压限值：500kV 不超过2.0p.u.；330kV 不超过2.2p.u.；220kV及以下 不超过3.0p.u.。断路器开断并联电容补偿装置过电压的限值：3kV-66kV不超过4.0p.u.。断路器开断空载变压器过电压限值：冷轧硅钢片变压器不超过2.0p.u.；110kV及220kV热轧硅钢片变压器不超过3.0p.u.；66kV及以下热轧硅钢片变压器不超过4.0p.u.。33推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 空载变压器和并联电抗器补偿装置合闸产生的操作过电压不超过2.0 p.u.。感应电动机合闸过电压一般不超过2.0 p.u.；感应电动机空载分闸过电压不超过2.5 p.u.。166kV间歇性电弧过电压限值：不接地3.5p.u.；消弧线圈接地3.2 p.u.；电阻接地2.5 p.u.。34推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行3 3、电力系力系统运行的特点和要求运行的特点和要求 保证供电的经济性降低发电厂煤耗及电力网的线损；减少基建和农田占用数量；合理分配发电厂负荷，避免无谓弃水和机组的频繁启停；限制污染物质的排放量，减少污染。我国火力发电占70%，是一个很大的污染源，火力发电排放大量粉尘和大量的碳、硫、氟气体，造成水和空气污染；我国核电占近10%，也会造成放射污染；输电、配电线路和设备周围的电磁污染、噪音污染等；35推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行4 4、电力系力系统的的负荷及荷及负荷曲荷曲线一、电力系统的负荷电力系统的负荷是指电力系统中用电设备消耗功率的总和。它们可分为动力负荷(异步电动机、同步电动机、电热电炉、整流设备)与照明负荷(电灯)。电力系统的综合用电负荷是指工业、农业、交通运输、市政生活等各方面消耗的功率之和。电力系统的供电负荷是指电力系统的综合用电负荷加上电力网的功率损耗，也就是发电厂供出的负荷。电力系统的发电负荷是指供电负荷再加上发电厂厂用电，也就是发电机应发出的功率。36推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行4 4、电力系力系统的的负荷及荷及负荷曲荷曲线二、电力系统的负荷曲线某一段时间内负荷随时间变化的曲线。按照负荷种类：有功和无功；按照时间段：日、年等；按照计量地点：个别用户、个别线路、个别变电所、个别发电机、局部电力系统、整个电力系统等；经常使用的负荷曲线有：1、有功功率日负荷曲线2、无功功率日负荷曲线3、有功功率年最大负荷曲线4、有功功率年持续负荷曲线。37推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行38推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行39推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行4 4、电力系力系统的的负荷及荷及负荷曲荷曲线根据有功功率年持续负荷曲线，可以计算系统的全年耗电量W为：同时还可以计算系统的最大负荷利用小时数Tmax为：40推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行5 5、电力系力系统各各设备的的额定定电压 1、用电设备的额定电压用电设备的额定电压为其它元件的参考电压，以UN来表示，用电设备所接入端电压一般容许在额定电压的5%范围内变动。41推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行5 5、电力系力系统各各设备的的额定定电压2、输电线路的额定电压输电线路的首端和末端均可接用电设备，因此输电线路的首端电压不得超过用电设备额定电压+5%，即U1=UN（1+5%），输电线路的末端电压不得低于用电设备额定电压-5%，即U2=UN（1-5%）。所以在没有调压的情况下，输电线路上可以容许10%的电压损耗。输电线路的额定电压为首端和末端电压平均值，即（U1+U2）/2=UN，说明输电线路的额定电压等于用电设备的额定电压。42推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行5 5、电力系力系统各各设备的的额定定电压3、发电机的额定电压发电机作为电源，总是接在输电线路的首端，因此其额定电压应比用电设备的额定电压高5%，即UGN=UN（1+5%）。43推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行5 5、电力系力系统各各设备的的额定定电压4、变压器的额定电压变压器的额定电压为变压器各绕组的额定电压，在电力系统中，变压器具有发电机和负荷的双重地位。变压器一次侧是接受电能的，相当于用电设备，所以变压器一次侧的额定电压等于用电设备的额定电压；但当变压器直接与发电机相连时，其一次侧的额定电压应等于发电机的额定电压，比用电设备的额定电压高5%。44推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行5 5、电力系力系统各各设备的的额定定电压变压器二、三次侧是送出电能的，相当于发电机，接在输电线路的首端，所以变压器二、三次侧的额定电压应比用电设备的额定电压高5%，再考虑到变压器负载运行时内部有5%的压降，故变压器二、三次侧的额定电压应比用电设备的额定电压高10%。但对于二、三次侧直接与负荷相连的变压器、漏抗较小的变压器和超高压变压器，其二、三次侧的额定电压应比用电设备的额定电压高5%。45推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行5 5、电力系力系统各各设备的的额定定电压变压器额定电压总结如下：一次侧额定电压为：（非直接与发电机连接变压器）（直接与发电机连接变压器）二、三次侧额定电压为：（漏抗小、直接负荷和超高压变）（其余变压器）46推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行6 6、电力系力系统的的额定定电压等等级选择输电线路额定电压等级需要考虑的因素有：国家电压标准；本网电压系列；简化电压层次；全网经济效益；设备制造能力；电压等级的发展。目前国际上有三种高压额定电压系列：110kV220kV500kV1000kV（或1150kV）2000kV（或2300kV），以美、加、俄为代表，我国大部分地区采用；110kV330kV750kV2300kV，以美、加、俄为代表，我国西北电网采用；110kV220kV400kV800kV1800kV；以英、德、法、瑞典等欧洲国家为代表。47推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行6 6、电力系力系统的的额定定电压等等级额定电压等级的制定需要考虑如下因素：1、输送容量；容量越大，电压越高；2、输送距离；距离越大，电压越高；3、绝缘投资；电压越高，投资越大。综合考虑以上因素，再考虑设备制造的系列性，我国国家标准规定的标准电压（又称额定电压）。48推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行6 6、电力系力系统的的额定定电压等等级电气设备的额定电压可以分为三类：1、第一类额定电压：100V，用于安全照明、蓄电池和开关设备的操作电源；2、第二类额定电压：1001000V，用于低压三相电动机及照明设备；3、第三类额定电压：1000V，用于发电机、变压器、输电线路和高压用电设备，见下表。49推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行 我国我国电网的网的电压等等级特高特高特高特高压压：交流：交流：交流：交流1000kV1000kV，直流，直流，直流，直流800kV800kV超高超高超高超高压压：交流交流交流交流 500kV500kV，直流直流直流直流500kV500kV输电输电网：网：网：网：500kV/220kV/110kV 500kV/220kV/110kV （西北地区（西北地区（西北地区（西北地区330kV/110kV330kV/110kV）配配配配电电网：网：网：网：110kV/35kV/10kV 110kV/35kV/10kV （东东北地区北地区北地区北地区66kV/10kV66kV/10kV）低低低低压压配配配配电电网：网：网：网：10kV/0.4kV10kV/0.4kV工工工工业业用用用用电电：6kV6kV，3kV3kV新的配新的配新的配新的配电电压电电压：20kV20kV50推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行6 6、电力系力系统的的额定定电压等等级上表中所示的电压等级，除3kV只限于工业企业内部使用外，大体是：1000、750、500、330kV多用于大电力系统的主干线；220、110kV即用于中小电力系统的主干线，或用于大电力系统的二次网络；35kV既用于大城市或大工业企业内部网络，也广泛用于农村网络；10kV则是最常用的更低一级配电电压；只有负荷中高压电动机的比重很大时，才考虑以6kV配电的方案。划分不是绝对的。如，农用负荷较重的地区就以110kV作为网络电压；随着容量增大，大电力系统主干线电压进一步提高后，330、220kV就可能退而为二次网络电压目前西北网750kV输电线路，其余电网交流1000kV。51推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行7 7、电力系力系统接接线方式及接方式及接线图1、接线图包括：电气接线图和地理接线图52推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行53推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行54推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行2、接线方式包括：无备用接线和有备用接线如图所示无备用结线，包括单回路放射式、干线式、链式和树枝式网络。7 7、电力系力系统接接线方式及接方式及接线图55推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行如图是有备用结线，包括双回路放射式、干线式、环式、两端供电和多端供电网络。7 7、电力系力系统接接线方式及接方式及接线图56推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行500500500500千伏千伏千伏千伏电电网已形成由昌平、网已形成由昌平、网已形成由昌平、网已形成由昌平、顺顺义义、安定、房山、安定、房山、安定、房山、安定、房山4 4 4 4座座座座变电变电站构成的站构成的站构成的站构成的环环形网，通形网，通形网，通形网，通过过5 5 5 5个受个受个受个受电电断面（山西大同断面（山西大同断面（山西大同断面（山西大同至房山、河北至房山、河北至房山、河北至房山、河北张张家口至昌平、内蒙家口至昌平、内蒙家口至昌平、内蒙家口至昌平、内蒙丰丰丰丰镇镇通通通通过张过张家口的家口的家口的家口的张张家坊至家坊至家坊至家坊至顺义顺义、内蒙托克托至安定、内蒙托克托至安定、内蒙托克托至安定、内蒙托克托至安定、东东北北北北绥绥中通中通中通中通过过唐山姜家唐山姜家唐山姜家唐山姜家营营至至至至顺义顺义）将区域外）将区域外）将区域外）将区域外电电力力力力输输送至城市送至城市送至城市送至城市远远郊郊郊郊边缘边缘。500500500500千伏系千伏系千伏系千伏系统现统现装有装有装有装有主主主主变变13131313组组，主，主，主，主变变运运运运行容量行容量行容量行容量1005.61005.61005.61005.6万千万千万千万千伏安。伏安。伏安。伏安。北京北京电网网500500kV系系统现状状57推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行58推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行220220220220千伏千伏千伏千伏电电网主网主网主网主网架由网架由网架由网架由9 9 9 9座枢座枢座枢座枢纽纽站构站构站构站构成双成双成双成双环环网开网开网开网开环环运行，运行，运行，运行，将将将将电电力送入到市区力送入到市区力送入到市区力送入到市区边缘边缘，再，再，再，再经过经过6 6 6 6个主个主个主个主要下送通道将要下送通道将要下送通道将要下送通道将电电力力力力送至市区送至市区送至市区送至市区负负荷中心。荷中心。荷中心。荷中心。现现有有有有220220220220千伏千伏千伏千伏变电变电站站站站33333333座，主座，主座，主座，主变变容量容量容量容量1794179417941794万千伏安。万千伏安。万千伏安。万千伏安。2004200420042004年北京年北京年北京年北京220220220220千伏千伏千伏千伏网网网网络络受受受受电电达到达到达到达到802802802802万万万万千瓦，千瓦，千瓦，千瓦，转转供供供供210210210210万千万千万千万千瓦，向瓦，向瓦，向瓦，向110110110110千伏系千伏系千伏系千伏系统统供供供供电电595595595595万千瓦。万千瓦。万千瓦。万千瓦。北京北京电网网220220kV系系统现状状59推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行8、超高、超高压直流直流输电线路路问题1831年法拉第发现电磁感应定律后，很快出现了交流发电机和直流发电机，最原始的电力线路使用的就是100400V低压直流电。因为电压低，所以输送距离和功率都很小。1882年，最原始的高压输电系统也是直流电，电压15002000V，功率1.5kW。但是，随着对输电功率和输送距离要求的提高，直流输电已经不能适应发展需要。在1885年发明变压器的基础上，交流输电逐渐取代了直流输电得以迅猛发展。随着电力系统的发展，输电电压不断提高，输送功率不断增加，输电距离越来越长，单机容量及系统容量越来越大，同步发电机并列运行的稳定性问题越来越突出。特别是随着可控硅技术的日渐成熟，为了彻底解决同步发电机并列运行的稳定性问题，进一步提高输送能力，直流输电又重新被启用。60推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行8、超高、超高压直流直流输电线路路问题新型的超高压直流输电系统与原来的直流系统已经有相当大差别，主要表现在：输电电压比原来高得多，国内已达500kV，计划增高到800kV；输电功率比原来大得多，如500kV的直流输电系统，其输送功率可以达到3000MW；我国近年投运的800kV的直流输电系统，其输送功率达8000MW。输电距离比原来长得多，如500kV的直流输电系统，其输电距离可超过1000km。我国近年投运的800kV的直流输电系统，其输电距离都在2000km左右。如郑州-哈密800kV的线路全长2210km。新型的超高压直流输电系统是将发电厂发出的交流电用整流器变换成直流，经直流线路送到受端，再经过逆变器变换成交流电后送到用户。而原来的直流系统则是直接将直流发电机发出的直流电送到用户。61推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行8、超高、超高压直流直流输电线路路问题62推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行8、超高、超高压直流直流输电线路路问题在我国第一条超高压直流输电线路是1988年投入运行的浙江舟山100kV的直流输电海底电缆，输送功率100MW，距离54.1km。随后我国的超高压直流输电迅速发展。如：葛洲坝上海500kV超高压直流输电线路1990年投入运行，输送功率1200MW，距离1045km。天生桥广州500kV超高压直流输电线路2001年投入运行，输送功率1800MW，距离960km。63推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行8、超高、超高压直流直流输电线路路问题三峡常州500kV超高压直流输电线路2003年投入运行，输送功率3000MW，距离970km。三峡广东惠州500kV超高压直流输电线路2004年投入运行，输送功率3000MW，距离975km。贵州安顺广东肇庆500kV超高压直流输电线路2006年投入运行，输送功率3000MW，距离940km。三峡上海500kV超高压直流输电线路2007年投入运行，输送功率3000MW，距离1000km。64推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行8、超高、超高压直流直流输电线路路问题800kV向家向家坝-上海直流上海直流输电工程工程65推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行8、超高、超高压直流直流输电线路路问题我国800kV特高压直流输电项目：2010年6月，楚雄广州800kV特高压直流线路，途径云南、广西、广东3省市，距离1373km，输送能力5000MW；（南网）2010年7月，向家坝上海800kV特高压直流线路，途径四川、湖北、湖南、安徽、浙江、上海6省市，距离1916.5km，输送能力6400MW；2012年12月，锦屏苏南800kV特高压直流线路，途径四川、云南、重庆、湖北、湖南、安徽、浙江、江苏8省市，距离2059km，输送能力7200MW；66推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行8、超高、超高压直流直流输电线路路问题哈密郑州800kV特高压直流线路，途径新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南6省市，距离2210km，输送能力8000MW；溪洛渡金华800kV特高压直流线路，途径四川、贵州、湖南、江西、浙江5省市，距离1670km，输送能力8000MW；67推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行68推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行8、超高、超高压直流直流输电线路路问题采用超高压直流输电的主要优点：节约投资。在导线电流密度相同的条件下，输送同样的功率三相交流输电需要三根导线，而直流输电仅需要两根导线，因此直流输电节约有色金属、钢材及绝缘子等；减少损耗。直流输电仅通过有功功率，且没有电抗（另外装设电抗器除外），再考虑直流输电所需导线数量少，使输电线路的功率损耗减少1/3以上；69推动能源消费革命电力需求侧管理先行推动能源消费革命电力需求侧管理先行8、超高、超高压直流直流输电线路路问题提高输送能力。由于直流线路没有电抗且不通过无功功率，所以在额定电压相同的条件下，直流输电的输送能力（包括输送功率和输送距离）大大提高。如500kV的交流线路受稳定条件的限制而使输送功率1350MW，输电距离在300400km左右；而50