电力系统基础教程课件

电力系统基础教程欢迎参加电力系统基础教程课程本课程将系统性地介绍电力系统的基本概念、组成部分、工作原理以及相关技术应用课程旨在帮助学生理解电力系统的复杂性以及电力行业的发展动态，为学生未来在电力领域的深入学习和工作奠定坚实的理论基础通过学习本课程，学生将掌握从发电、输电、变电到配电的全过程知识，了解电力系统各个环节的关键设备及其特性，同时对电力系统的运行控制、保护措施以及未来发展趋势有全面认识课程概述课程目标学习内容12本课程旨在使学生掌握电力系统课程内容包括电力系统概述、发的基本原理和结构，了解各主要电厂及发电机组、变压器与变电设备的工作特性，培养分析和解站、输电线路、配电系统、电力决电力系统基本问题的能力通系统运行与控制、继电保护、电过系统学习，学生将能够理解现力系统稳定性、规划设计以及电代电力系统的运行机制和技术发力市场等十大章节，全面涵盖电展方向，为进一步专业学习打下力系统的各个环节基础考核方式3本课程采用多元化考核方式，包括平时作业（30%）、课堂讨论（10%）、实验报告（20%）以及期末考试（40%）要求学生全面掌握理论知识，并具备实际应用能力，特别强调对电力系统整体理解和分析能力的考查第一章电力系统概述电力系统的定义电力系统的组成部分电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的统一电力系统主要由发电厂、变电站、输电线路、配电网络和用电设整体它是将一次能源转化为电能，并传输到用户的完整系统备组成发电厂负责能源转换，变电站负责电压转换，输电线路电力系统是现代社会的基础设施，是能源供应的命脉，支撑着现负责远距离输送，配电网络负责分配电力，用电设备则是最终的代工业的发展和人民生活水平的提高电能消费者这些部分相互配合，保证电能的安全可靠供应电力系统的特点生产与消费的同时性不可储存性系统的复杂性电力系统中的电能生产与消费必须同时电能在大规模应用中目前尚无有效的储电力系统由大量设备组成，地域分布广进行，这与其他商品不同发电机组生存方式，虽然有蓄电池等设备，但其容泛，涉及多种物理过程，是典型的复杂产的电能必须立即被用户消费，任何时量远不能满足大电网的需求这种不可大系统系统中各部分相互影响，任何刻系统中的发电量都必须与负荷需求量储存性使得电力系统必须随时保持供需局部故障都可能引起系统性问题，甚至保持平衡这种同时性特点要求电力系平衡，对系统规划、运行和控制提出了导致大面积停电这种复杂性需要先进统必须具有高度的协调性和精确的控制更高要求的分析方法和控制技术来保证系统安全系统稳定运行电力系统的发展历史国外电力发展119世纪末，爱迪生建立了世界上第一个公共发电站20世纪初，交流电力系统开始发展，电力系统经历了从孤立小系统到大电网的演变二战后，各国普遍建立了全国性电网，电压等级不断提高，超高压、特高压输电技术得到广泛应用中国早期电力2中国电力工业始于1882年上海点亮的第一盏电灯新中国成立前，电力工业发展缓慢，装机容量仅有205万千瓦新中国成立后，电力建设逐步恢复，开始有计划地进行电力系统建设中国现代电力3改革开放以来，我国电力工业进入快速发展时期截至2023年，我国发电装机容量已超过25亿千瓦，建成了世界上规模最大的电力系统和特高压输电网络电力供应能力显著增强，电力质量大幅提高，电网覆盖率达到

99.9%电力系统的未来发展趋势智能电网智能电网是传统电网与现代通信、控制和信息技术深度融合的产物它具有自愈、兼容、互动、经济和安全等特点未来智能电网将实现电力系统的高度自动化和信息化，提高系统运行效率和可靠性，支持多元化能源接入和智能化用电服务可再生能源并网随着环保意识提高和化石能源减少，可再生能源发电比例将显著增加风能、太阳能等间歇性能源的大规模并网将对电力系统的规划和运行提出新挑战适应高比例可再生能源的电力系统将成为未来发展的重点方向特高压输电特高压输电技术将成为解决能源资源分布不均问题的关键我国已建成多条特高压输电线路，未来将进一步扩大应用范围，建设全球能源互联网，实现能源资源的优化配置，提高电力系统的经济性和安全性第二章发电厂及发电机组火力发电水力发电利用煤炭、石油、天然气等化石燃料燃烧产利用水流落差产生的机械能转化为电能，是生的热能转化为电能，是目前我国主要的发传统的清洁能源发电方式我国水力资源丰12电方式，占总发电量的60%以上具有技术富，已建成三峡等多个大型水电站水电具成熟、稳定可靠、容量大等优点，但面临资有运行成本低、无污染等优势，但受地理条源枯竭和环境污染问题件和季节影响较大新能源发电核能发电包括风能、太阳能、生物质能等可再生能源利用核裂变反应释放的热能产生蒸汽驱动汽发电方式，是未来电力系统的重要组成部分轮机发电，具有能量密度高、碳排放低等特43我国新能源装机容量增长迅速，技术不断点我国核电发展稳步推进，已成为世界核进步，成本持续下降，但间歇性特点对电网电建设的重要力量核电安全性问题备受关调度带来挑战注火力发电工作原理火力发电的基本原理是将化石燃料的化学能转化为热能，再转化为机械能，最终转化为电能其能量转换过程是燃料燃烧产生高温高压蒸汽，蒸汽推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机转动产生电能这是一个多级能量转换过程，每个环节都有能量损失主要设备火力发电厂的主要设备包括锅炉、汽轮机、发电机和辅助系统锅炉负责燃烧燃料产生蒸汽；汽轮机将蒸汽能量转化为机械能；发电机将机械能转化为电能；辅助系统包括给水系统、冷却系统、除灰系统和环保设施等，保障发电厂安全高效运行优缺点分析火力发电的优点是技术成熟、可靠性高、出力稳定、建设周期短、选址灵活；缺点是环境污染严重、资源消耗大、热效率较低（约40%）、受资源限制随着环保要求提高，火电厂需不断改进技术，提高效率，降低排放，实现清洁高效发展水力发电工作原理水电站类型优缺点分析水力发电利用高处水流根据调节能力分为径流水电的优点是无污染、下落的势能转化为机械式、调节式和抽水蓄能可再生、无燃料成本、能，再转化为电能水式水电站径流式直接运行寿命长、调节性能从高处流向低处，通过利用河流天然流量；调好；缺点是初投资大、水轮机将水能转换为机节式有水库可调节水量建设周期长、受地理和械能，水轮机带动发电；抽水蓄能式在用电低气候条件限制、可能对机转动产生电能水电谷期抽水至上水库，高生态环境造成影响、淹是一种清洁可再生能源峰期放水发电，是重要没土地且可能涉及移民，能量转换效率高达的调峰和备用电源按问题水电开发需要全80-90%，远高于火电落差可分为高中低水头面考虑经济、社会和环电站境效益核能发电工作原理1利用核裂变释放能量产生蒸汽安全性考虑2多重防护屏障与应急系统发展前景3清洁高效的基荷电源核能发电利用铀等重核素进行可控核裂变反应释放热能，加热冷却剂产生高温高压蒸汽，驱动汽轮机发电核反应堆是核电站的核心设备，包括燃料组件、慢化剂、冷却剂、控制棒和安全壳等核电站安全性设计基于纵深防御原则，建立多重独立的安全屏障我国采用三道防线安全理念，包括预防、控制和缓解三个层面福岛事故后，全球核电安全标准进一步提高核能发电具有能量密度高、零碳排放、燃料可持续等优势，是我国能源转型的重要支撑目前我国在建核电机组数量居世界首位，三代核电技术已实现自主化新能源发电太阳能发电主要包括光伏发电和光热发电光伏发电利用半导体材料的光电效应直接将光能转换为电能，具有模块化、无噪音、无污染等特点，但受天气和昼夜变化影响大光热发电通过聚焦太阳光加热工质产生蒸汽发电，具有一定储能能力风力发电利用风能带动风轮转动，通过增速机构带动发电机发电分为陆上和海上风电，海上风电风况好但建设和维护成本高风电发展迅速，成本持续下降，但间歇性特点明显，需要配合储能或调峰电源生物质能发电利用生物质燃烧或气化发电，具有资源分散、规模小、可连续发电等特点，在农村地区具有良好应用前景地热发电在我国西藏等地区有一定发展发电机组的基本构造定子转子励磁系统发电机定子是固定不动的部分，主要由定转子是发电机的旋转部分，根据结构不同励磁系统为发电机转子提供直流励磁电源子铁心、定子绕组和机座组成定子铁心分为凸极式和隐极式两种水轮发电机多，控制发电机的电压和无功功率现代发由硅钢片叠压而成，内部开有槽道，用于采用凸极式转子，汽轮发电机多采用隐极电机多采用无刷励磁或静止励磁方式励放置定子绕组定子绕组通常为三相绕组式转子转子上装有励磁绕组，通入直流磁系统还包括自动电压调节器AVR，能，是产生电能的主要部件当转子旋转时电后产生磁场转子由轴、转子铁心、励根据电网需求自动调节励磁电流，维持电，定子绕组中会感应出电动势，经端子引磁绕组和滑环等组成高速旋转时需要考压稳定，同时具有过励和欠励限制功能，出供电力系统使用虑机械强度和散热问题保护发电机安全运行发电机组的工作原理电磁感应基本原理1当磁场与导体之间存在相对运动时产生感应电动势旋转磁场形成2定子三相绕组中的电流产生旋转磁场感应电动势产生3旋转磁场与导体相对运动，导体中感应出电动势发电机的工作基于法拉第电磁感应定律原动机驱动转子旋转，转子上的励磁绕组通入直流电流后产生磁场这个磁场随着转子旋转，切割定子绕组导体，在定子绕组中感应出交变电动势由于定子绕组为三相结构，且相互间隔120°电角度，因此产生的是三相交流电三相交流发电机是电力系统中最常用的发电机类型其工作原理可分为两个过程首先是励磁系统在转子中建立磁场；然后是磁场随转子旋转与定子绕组相对运动，产生感应电动势发电机的电压与磁通和转速成正比，频率则由转速和极对数决定，标准频率为50Hz或60Hz发电机组的主要参数500MW

0.85额定容量功率因数发电机能够长期安全运行的输出功率，通常以兆发电机额定工况下有功功率与视在功率之比，反瓦MW或千伏安kVA表示映无功出力能力98%效率发电机输出电功率与输入机械功率之比，反映能量转换效果发电机的主要参数还包括额定电压、额定电流、额定转速和励磁电流等额定电压通常为

10.5kV、

15.75kV、18kV等；额定转速由原动机类型决定，汽轮机组通常为3000转/分（50Hz系统）发电机的其他重要参数还有同步电抗、时间常数、短路比等，这些参数影响发电机的稳定性和短路特性机组运行时，必须严格控制在额定参数范围内，超出范围可能导致绝缘过热、振动增大等问题，缩短设备寿命甚至造成事故第三章变压器与变电站电压变换电能传输1变压器通过电磁感应实现电压升降变电站连接不同电压等级网络2能量分配系统控制43将电能分配至各级用户监测、保护和调节电力系统变压器是电力系统中实现电压变换的静止电气设备，其基本原理是依据电磁感应定律，通过改变线圈匝数比来变换电压变压器具有效率高、无转动部件、维护简单等特点，是电力系统中不可缺少的关键设备变电站是汇集、分配电能并对电压进行变换的场所，是电力系统的重要节点变电站由主变压器、开关设备、母线系统、测量保护装置等组成根据功能不同，变电站可分为升压站、降压站和枢纽站等类型现代变电站正朝着数字化、智能化方向发展变压器的工作原理电磁感应定律变压器的工作基于法拉第电磁感应定律和楞次定律当初级线圈中通入交变电流时，在铁芯中产生交变磁通这个交变磁通穿过次级线圈，在次级线圈中感应出电动势感应电动势的大小与磁通变化率和线圈匝数成正比理想变压器理想变压器中，次级电压与初级电压之比等于次级匝数与初级匝数之比，即U₂/U₁=N₂/N₁同时，初级电流与次级电流之比与匝数比呈反比，即I₁/I₂=N₂/N₁这样，变压器能够在维持功率不变的情况下U₁I₁=U₂I₂改变电压和电流的大小实际变压器实际变压器存在铁损（磁滞损耗和涡流损耗）和铜损（绕组电阻损耗），效率不是100%此外，还存在漏磁通、励磁电流等因素，使得实际变比与理论值有差异通过改进设计，如采用硅钢片、增加横截面积、降低绕组电阻等，可减小损耗提高效率变压器的类型电力变压器配电变压器电力变压器主要用于电力系统的输配电变压器用于电力系统的配电环电和变电环节，容量大，电压高节，将高电压变为用户使用的低电按照相数可分为单相和三相变压器压容量一般为10-2500kVA，电；按照冷却方式可分为干式和油浸压等级较低配电变压器多采用铁式；按照绕组数可分为双绕组、三心式结构，近年来干式配电变压器绕组和自耦变压器大型电力变压在城市和人口密集区域应用增多，器通常采用油浸式结构，利用变压具有防火、环保、维护简便等优点器油进行绝缘和散热特殊用途变压器特殊用途变压器包括电炉变压器、整流变压器、调压器、接地变压器等电炉变压器用于电弧炉供电，具有抗短路能力强、阻抗小等特点；整流变压器用于交流转直流系统；调压器能在运行中调节电压；接地变压器用于中性点非直接接地系统变压器的主要参数1额定容量2额定电压变压器的额定容量是指在规定条件变压器的额定电压是指各绕组的工下长期运行而不超过温升限值的视作电压，分为高压侧和低压侧额定在功率，单位为千伏安kVA或兆电压我国常用的高压侧电压等级伏安MVA它是选择和使用变压有35kV、110kV、220kV、器的主要依据变压器长期过载运500kV等，低压侧常用10kV、行会导致绝缘老化加速，缩短寿命

6.3kV或

0.4kV等超出额定电压容量的选择需考虑负荷特性、增运行会导致铁芯饱和或绝缘击穿长趋势和经济性3短路阻抗短路阻抗表示变压器阻碍短路电流能力的大小，一般用百分比表示它是变压器重要的电气参数，影响系统短路电流和电压分布大容量变压器短路阻抗通常较高，可减小短路电流冲击然而过高的短路阻抗会增加电压降，影响电压质量变电站的主要设备主变压器是变电站的核心设备，负责电压的变换根据变电站的容量和电压等级，可选用不同型号的变压器大型变电站通常配置多台主变，既可以满足负荷需要，又能在一台主变检修或故障时保证供电可靠性断路器是变电站中最重要的开关设备，能够在正常或故障情况下切断或接通电路根据灭弧介质不同，断路器可分为油断路器、SF6断路器、真空断路器等现代变电站多采用SF6断路器，具有灭弧能力强、操作寿命长等优点隔离开关用于在断电条件下隔离电气设备，使其与带电部分明显断开，以保证检修人员的安全此外，变电站还包括电流互感器、电压互感器、避雷器、电容器等设备，共同构成完整的变电系统变电站的接线方式单母线接线双母线接线桥形接线单母线接线是最简单的双母线接线有两条完全桥形接线是一种常用于接线方式，所有设备都相同的母线，通过母联输电系统中的可靠接线连接在同一条母线上开关连接各回路可以方式，允许在任何一个优点是结构简单、投资灵活地接至任一母线，断路器检修的情况下，少、运行方便；缺点是一条母线检修时可将负所有线路和变压器仍能可靠性低，母线检修或荷转至另一条母线，保保持运行桥形接线有故障时全站停电适用证供电连续性双母线

1.5断路器和环行桥形等于负荷要求不高的小型接线可靠性高、灵活性多种形式，具有可靠性变电站在实际应用中好，但设备投资大、结高、运行灵活等优点，，可采用母线分段方式构复杂，适用于重要的但设备投资大，适用于提高可靠性中型变电站重要枢纽变电站第四章输电线路输电线路的作用输电线路的分类输电线路是电力系统中连接发电厂和负荷中心的纽带，承担着远按照电压等级，输电线路可分为超高压、高压、中压和低压线路距离、大容量输送电能的任务它对电力系统的安全稳定运行至；按照结构形式，可分为架空线路和电缆线路；按照交直流方式关重要输电线路的主要功能包括传输电能、连接电力系统各部，可分为交流输电线路和直流输电线路；按照回路数，可分为单分形成网络、提高系统可靠性和经济性回路、双回路和多回路线路不同类型的输电线路适用于不同的应用场景架空输电线路导线类型杆塔结构绝缘子架空线路导线主要有实心铜导线、铝导线杆塔是支撑导线和绝缘子的结构，包括铁绝缘子用于支撑导线并提供电气绝缘，主和钢芯铝绞线等类型钢芯铝绞线ACSR塔、钢筋混凝土杆和木杆等根据功能，要包括瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘是最常用的导线类型，外层铝股导电性能杆塔可分为直线塔、转角塔、终端塔和分子三种瓷绝缘子和玻璃绝缘子具有抗老好，内部钢芯提供机械强度近年来，还支塔杆塔设计需考虑导线张力、风荷载化性好、价格相对较低的特点；复合绝缘出现了碳纤维复合芯导线、耐热铝合金导、冰荷载等因素，确保足够的机械强度和子重量轻、抗污性能好，近年来应用越来线等新型导线，具有大容量、低损耗等特安全系数，同时满足导线对地和相间距离越广泛绝缘子的选择取决于线路电压等点要求级、污秽程度等因素电缆输电线路应用场景敷设方式电缆线路主要应用于城市供电网络、穿越复杂电缆结构电缆的敷设方式主要包括直埋、管道、电缆沟地形、重要建筑物引入线以及环境要求高的场电力电缆主要由导体、绝缘层、屏蔽层、外护、隧道和架空等直埋方式投资少但检修困难所与架空线相比，电缆线路具有美观、可靠层等部分组成导体通常采用铜或铝材料；绝；管道敷设便于更换和维护；电缆沟和隧道适性高、不受气象影响等优点，但造价高、散热缘层主要有油浸纸、交联聚乙烯XLPE和聚氯用于敷设大量电缆；架空敷设多用于跨越障碍条件差、检修困难随着城市化进程加快，电乙烯PVC等类型；屏蔽层包括导体屏蔽和绝物敷设方式的选择需综合考虑环境条件、安缆线路的应用范围不断扩大缘屏蔽，用于均匀电场；外护层保护电缆免受全要求和经济性等因素机械损伤和化学腐蚀输电线路的电气参数110kV线路220kV线路500kV线路电阻是导线对电流的阻碍作用，主要由导线材料的电阻率和截面积决定电阻随着温度升高而增大，计算时通常换算到某一参考温度线路电阻引起的损耗称为铜损，是影响输电经济性的重要因素电感是由导线周围磁场引起的，包括外部电感和内部电感电感的存在使得交流电流产生感抗，它与频率和导线几何尺寸有关架空线路的电感主要受导线排列方式和相间距离的影响，可通过导线换位减小相间的不平衡电容是由导线与大地或导线间电场引起的，导致交流电路中存在容抗长距离高压输电线路的电容效应显著，可能引起所谓的费伦梯效应，导致线路末端电压升高，需采取相应措施抑制输电线路的等值电路π型等值电路π型等值电路是输电线路的常用等值电路之一，它将线路的电容分成两部分，一半放在线路的首端，一半放在末端，而将电阻和电感集中在线路中间这种等值电路适用于中等长度80-240km的输电线路，能较好地反映线路电容效应分布的特点，计算精度也较高T型等值电路T型等值电路是另一种常用的输电线路等值电路，它将线路的电阻和电感分成两部分，各放在线路的首端和末端，而将电容集中在线路中间T型等值电路也适用于中等长度的输电线路，在某些计算中使用更为方便实际应用中，π型等值电路使用更为广泛对于短距离线路小于80km，可忽略线路的电容效应，只考虑电阻和电感的影响，采用简化的集中参数模型而对于超长距离线路大于240km，简单的π型或T型等值电路精度不够，需要采用分布参数模型，考虑参数沿线路的分布特性，通过波动方程求解在电力系统分析中，等值电路模型的选择应根据研究问题的性质和所需精度来确定对于稳态计算，常用π型或T型等值电路；对于暂态过程或高频问题，则需要考虑分布参数模型或频率依赖性输电线路的电压损耗5%3-7%20-40%电压降落率允许范围无功补偿度表示线路末端电压相对于发送端电压的下降百分不同电压等级线路的电压降落允许范围有所不同线路并联补偿装置的容量与线路充电容量的比值比输电线路的电压损耗主要由电阻、电感和负荷性质共同决定对于电感性负荷，线路末端电压比发送端低；对于容性负荷，末端电压可能高于发送端电压降落会影响用电设备的正常工作，严重时可能导致系统崩溃为减小电压损耗，常采用的补偿措施包括并联电容器、并联电抗器、静止无功补偿器SVC、静止同步补偿器STATCOM等这些设备能够动态调节系统无功平衡，维持电压稳定此外，提高导线截面积、采用自动调压变压器、使用相序优化技术等也是减小电压损耗的有效手段第五章配电系统定义范围电压等级1从变电站到用户终端的电力传输系统主要包括10kV、35kV及400V等级2运行特点设备构成43双向流动、分布广泛、直接面向用户变电站、配电线路、开关及保护装置配电系统是电力系统中离用户最近的环节，负责将大容量电力分配给各类终端用户它是连接输电系统和用户的桥梁，对供电可靠性和电能质量有直接影响配电系统的规模很大，设备数量众多，通常占电力系统投资的30%-40%相比输电系统，配电系统具有电压等级低、覆盖范围广、电流大、线路多分支、双向电流流动等特点随着分布式能源的发展，现代配电系统正从传统的被动网络向主动分配网络转变，能够实现能量的双向流动和优化配置，这给配电系统的规划、设计和运行带来了新的挑战配电网络结构放射状结构环网结构网状结构放射状结构是最简单的配电网络形式，从电环网结构是由两条或多条放射状配电线路首网状结构是将多条配电线路交叉连接形成网源点向各负荷点辐射出多条线路，形似树枝尾相连形成的闭环环网通常采用开环运行络，每个负荷点可以从多个方向获得电源状每个负荷点只有一条供电路径，结构简方式，通过分段开关将环网分为若干段，各网状结构具有很高的可靠性和灵活性，能够单、投资少、操作简便主要缺点是可靠性段单独供电当某段发生故障时，可通过操承受多点故障而不影响供电但其投资成本较低，一旦线路故障，所有下游用户都将停作分段开关迅速恢复其他段的供电环网结高、保护配置复杂，通常只用于供电可靠性电这种结构适用于供电可靠性要求不高的构兼顾了可靠性和经济性，适用于城市和工要求极高的地区，如城市中心区、医院和重农村地区和负荷密度较低的地区业区的配电系统要工业负荷等配电变压器特性配电变压器是配电系统中最重要的设备之一，主要将10kV或35kV电压降至400V/230V供终端用户使用常见容量为30kVA至2500kVA根据结构可分为油浸式和干式两类油浸式变压器冷却效果好、价格低，适用于户外；干式变压器防火性能好，适用于室内和人员密集场所容量选择配电变压器容量选择应根据负荷特性、负荷增长和经济性综合考虑容量太小会导致过载运行、寿命缩短；容量太大则造成投资浪费、空载损耗增加通常按照负荷率在40%-70%范围内选择变压器容量最为经济对于负荷波动大的地区，可考虑设置两台变压器轮换运行布置原则配电变压器布置应遵循负荷中心原则，即尽量靠近负荷中心，减少低压线路损耗同时要考虑环境因素、维护空间和安全间距在城市区域，常采用箱式变电站或美式变压器直接安装在电杆上；在大型建筑内，则设置专门的配电室安装干式变压器，并配置相应的保护设备和监控系统配电线路1架空线2电缆架空配电线路是传统的配电方式，配电电缆线路将导线及绝缘包覆于由电杆（水泥杆或钢管杆）、绝缘护套内埋入地下，主要使用交联聚子、导线等构成导线主要使用铝乙烯绝缘铝芯电缆电缆线路具有绞线或钢芯铝绞线架空线路建设可靠性高、不占用地面空间、不受成本低、散热条件好、故障易于发气象影响、美观等优点，但造价高现和修复，但占用空间大、易受外、散热条件差、故障定位难度大、界干扰、美观性差架空线主要应修复周期长随着城市化进程加快用于郊区、农村及城市老旧区域，，电缆线路在城市配电网中的比例新建城区正逐步被电缆线路替代不断提高3混合型混合型配电线路结合架空线和电缆两种形式，在不同区域采用不同敷设方式通常主干线采用电缆，分支线使用架空线；或在城区内采用电缆，出城区后转为架空线混合型线路能够灵活适应不同地区的需求，平衡经济性和可靠性，但线路管理和保护配置较为复杂，需要考虑两种线路特性的差异配电自动化监控层1主站系统、通信网络和人机界面站控层2配电站自动化设备和通信单元现场层3开关设备、测量单元和执行机构配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机技术和控制技术，实现配电系统的监测、控制和管理自动化它能够实时监测配电网络运行状态，自动检测和隔离故障，优化系统运行，提高供电可靠性和电能质量配电自动化系统的主要功能包括数据采集与监视控制、故障检测与隔离、负荷管理、配电网络重构、电能质量监测和配电设备管理等核心设备包括馈线终端单元FTU、配电终端单元DTU、配电自动化主站系统和通信网络随着智能电网建设的推进，配电自动化正向更高级阶段发展，融合大数据、人工智能等技术，实现配电网络的自我感知、自我诊断和自我恢复分布式能源的接入和用户互动也是未来配电自动化的重要发展方向第六章电力系统的运行与控制运行的基本要求电力系统运行必须满足安全、可靠、经济和优质四项基本要求安全是指系统及设备在规定条件下安全运行，不发生损坏或人身事故；可靠是指能够连续不间断地向用户供电；经济是指以最低成本满足负荷需求；优质是指电能质量符合国家标准，满足用户使用需求控制的主要目标电力系统控制的主要目标是维持系统频率和电压在允许范围内，确保有功功率和无功功率平衡，优化经济运行，处理系统故障这些目标之间相互关联，需要协调考虑系统控制分为一次调节（自动控制）和二次调节（人为干预或集中自动控制），覆盖从毫秒级到小时级的不同时间尺度电力系统的频率调节频率的重要性1电力系统频率反映系统有功功率平衡状态一次调频2发电机组自动响应频率变化调整出力二次调频3AGC系统根据频率和调度计划进行集中控制电力系统频率是整个系统最重要的运行参数之一，它直接反映系统有功功率的平衡状态当发电量大于负荷时，频率上升；反之，频率下降我国电力系统频率的允许范围是

49.8-

50.2Hz，超出范围将影响发电机组和用电设备的正常运行频率过低会导致电机转速下降、出力减小，严重时可能引发系统崩溃一次调频是发电机组通过调速器快速响应频率变化，自动调整机组出力的过程调速器的调差率决定了机组对频率变化的敏感度一次调频能在几秒内响应频率变化，但无法将频率恢复到额定值二次调频则通过自动发电控制系统AGC，根据系统频率和机组调度计划，对参与调频的机组进行集中控制，恢复系统频率并满足经济调度要求。