电力系统简介 点击:589 | 回复:0



工控小诚

    
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发表于:2015-06-11 14:55:12
楼主

       电力系统(power system)包括能量流系统、信息流系统、货币流系统,三大系统。能量流系统,是电能的产生、变换、输送、分配的过程,即一次系统。


    信息流系统,是对一次系统进行监视、测量、保护等,所需要的电压电流功率等信号的控制,即二次系统。货币流系统,是电能的交易、消费,产生电力市场经济。它的功能是将自然界的各种可以转变的一次能源通过发电装置转化成电能,再经过输电、变电和配电等环节将电能供应到需求者。为实现这一功能,电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统,对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度,以保证用户获得安全、经济、优质的电能。但是电源点一般远离负荷中心,而且一些地区需要从外地输送电能,电能也无法大量储存,所以电能生产与消费最好能时刻保持平衡。因此,集中开发和分散使用电能,并且根据电能使用的持续供应与用电负荷的时刻变化特性进行及时处理,就成为了制约电力系统的结构发展和安全稳定运行的几方面要求。


     无污染、安全、稳定、使用方便、便于调配调控的电能在新兴电力系统的出现,从此电能得到了较为广泛的应用,并且社会生产各个领域也因为电能的推动长生了变化,开创了全新的电力时代,第二次技术革命因为电能的广泛应用而发生了。电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。

在初期的电能应用中,主要为由小容量发电机单独向各种生产和生活用电等提供供电的照明供电系统,这种系统可以看作是最为简单的单一式供电系统。自从1882年T.A.托马斯·阿尔瓦·爱迪生发明了白炽灯后,在纽约就出现了珍珠街电站,这种供电系统我们现在称之为中心电站式供电系统。它装有六台直流发电机,合计总容量为六百七十千瓦,采用110伏的直流电压供一千三百多盏电灯照明。十九世纪九十年代,研制成功三相交流输送电系统,成为了电力系统发展的重大里程碑,由于其优点很快取代了直流输送电系统。


    二十世纪以后,在负荷调整、系统安全、经济运行、能源开发与工业布局等方面人们普遍认识可以通过扩大电力系统的规模从而使之可以带来显著的社会效益和经济效益。于是,电力系统的发展规模迅速增长,各种发、输、变电设施如雨后春笋,在祖国的大地迅速新建并投入运行。当今世界上前苏联的统一电力系统是目前覆盖面积最大的电力系统,它东西横越七千公里,南北纵贯三千公里,覆盖了约1000万平方千米的土地。

电源、负荷中心和电力网络组成了电力系统的主体结构。大型电力系统是现代社会物质生产部门中空间跨度最广、时间协调要求严格、层次分工极复杂的实体系统。它不仅耗资大,费时长,而且对国民经济的影响极大。所以制订电力系统规划必须注意其科学性、预见性。要根据历史数据和规划期间的电力负荷增长趋势做好电力负荷预测。在此基础上按照能源布局制订好电源规划、电网规划、网络互联规划、配电规划等。电力系统的规划问题需要在时间上展开,从多种可行方案中进行优选。这是一个多约束条件的具整数变量的非线性问题,需利用系统工程的方法和先进的计算技术。


    指通过各类发电厂、站,能将一次能源转换成电能,并且能提供电能的我们称为电源;电力网络由电源的升压变电所、负荷中心变电所、输电线路、配电线路等构成。它的功能是将电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心变电所,再降压至一定等级后,经配电线路与用户相联,负责升降电压和提供用户需要的各种电压等级的电源。电力系统中网络结点有两个特点一个是多一个就是密集,从而是电能能经过高次谐波、负序电流、有功潮流、无功潮流等在已经连接的电力系统范围内以光速传播。电力系统和网络既能输送大量电能,提供生产生活用电,并且创造巨大社会和经济财富,也能在瞬间造成重大的灾难性事故。为保证系统安全、经济、稳定地运行,因此在不同的层次上,必须依靠不同条件和要求配置各种通信系统与自动控制装置,并且有需要可以组成不同控制子系统与信息。电力系统信息传递的神经网络因它得到实现,还使电力系统具备可控性与可观测性,进而保障电能的生产过程与消费过程得以正常运行以及遇见故障或者事故时能快速处置。


     组成系统的所有环节都按照我们要求的安全、经济、稳定的执行其功能的状态称为系统的运行。系统正常运行时,由于电力负荷的时时刻刻再变化以及外界的种种干扰,台风、雷击等各种自然灾害和一些人为的外力破坏都会影响电力系统的稳定,导致系统电压不稳定与频率的小范围波动,从而影响系统电能的安全可靠质量,严重时甚至会造成电压崩溃或频率崩溃。异常运行状态和正常运行状态的两个状态是系统运行的两个状态。其中,恢复状态和紧急状态构成了异常状态;警戒状态和安全状态构成了正常状态。电力系统的运行是一个非常繁杂的过程,当中包含了以上所有这些状态以及他们之间相互的变化和转化。各种不同的运行状态之间的变化和转化要求他们各自通过不同的控制方法和控制手段来实现。


     电力系统在保证电能稳定可靠安全、实现安全可靠供电的前提下,还应实现环保经济运行,即根据实际负荷曲线努力调整,提升设备利用率,各种动力资源合理利用,尽量减少燃料消耗、厂用电和电力网络的空载等损耗,以取得最佳经济效益。




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