电力系统工程师中级培训课件

电力系统工程师中级培训欢迎参加电力系统工程师中级培训课程！本课程旨在帮助您深化电力系统理论知识，掌握电力系统运行、控制、保护及自动化等关键技术，提升解决实际问题的能力通过本课程的学习，您将能够更好地适应电力行业的发展需求，为电力系统的安全、稳定、经济运行贡献力量课程简介与目标课程简介课程目标本课程涵盖电力系统的基本概念、组成部分、运行控制、故障分掌握电力系统的基本理论和运行特性•析、继电保护、自动化、智能电网、新能源发电、电能质量、系熟悉电力系统各组成部分的结构和功能•统规划、设备、运行维护、电力市场与调度、经济运行、安全分具备电力系统故障分析和处理能力•析以及未来发展趋势等方面的内容了解电力系统自动化和智能化的发展趋势•电力系统的基本概念定义功能12电力系统是由发电、输电、变电力系统的主要功能是将一次电、配电和用电等环节组成的能源转换为电能，并通过输配整体，是能量转换、传输和分电网络将电能输送到用户，满配的网络足用户的用电需求特点3电力系统具有规模庞大、结构复杂、实时性强、安全可靠性要求高等特点，是国民经济的重要基础设施电力系统的组成部分发电厂输电线路变电站将一次能源（如煤、水将电能从发电厂输送到对电压进行变换，并将、核能等）转换为电能变电站的线路，是电力电能分配到配电系统的的场所，是电力系统的系统的血管场所，是电力系统的枢“”电源纽配电系统将电能从变电站分配到用户的网络，是电力系统的神经末梢“”发电厂类型与特性火电厂1利用煤、石油、天然气等燃料燃烧产生的热能发电，成本相对较低，但会产生环境污染水电厂2利用水能发电，清洁可再生，但受水资源分布和季节性影响较大核电厂3利用核裂变产生的热能发电，能量密度高，但存在核安全风险新能源发电厂4包括风电厂、太阳能发电厂等，清洁可再生，但受天气影响较大，间歇性强输电线路的结构与参数结构输电线路主要由导线、绝缘子、杆塔等组成，用于传输电能参数输电线路的主要参数包括电阻、电感和电容，这些参数影响着电能的传输效率和线路的运行特性电压等级输电线路的电压等级越高，传输容量越大，但对绝缘性能的要求也越高变电站的作用与分类作用升压变电站变电站的主要作用是变换电压、分配电1将发电厂发出的电能升压后输送到远方能、控制潮流、提供电力系统稳定运行2的保障枢纽变电站4降压变电站连接不同电压等级的输电线路，是电力3将高压电能降压后分配给用户系统的核心节点配电系统的基本形式放射式1结构简单，投资少，但可靠性较低环网式2可靠性较高，但结构复杂，投资较大树干式3介于放射式和环网式之间，兼顾了可靠性和经济性电力系统运行与控制监视1实时监测电力系统的运行状态控制2通过调节控制设备，维持电力系统的稳定运行保护3在电力系统发生故障时，迅速切除故障设备，防止事故扩大电力负荷的特性分析电力负荷的分类负荷曲线负荷预测电力负荷可以分为居民负荷、工业负荷负荷曲线反映了电力负荷随时间变化的负荷预测是根据历史数据和未来发展趋、商业负荷等，不同类型的负荷具有不规律，是电力系统运行和规划的重要依势，预测未来电力负荷的需求量，为电同的特性据力系统的规划和运行提供依据电力潮流计算的基本原理目的基本方程12电力潮流计算的目的是确定电电力潮流计算的基本方程是节力系统中各节点的电压、电流点电压方程和节点电流方程，和功率分布，为电力系统的运通过求解这些方程，可以得到行和控制提供依据电力系统各节点的电压和电流计算方法3电力潮流计算的常用方法包括牛顿拉夫逊法、高斯赛德尔法等--电力系统稳定性的分类静态稳定性暂态稳定性动态稳定性指电力系统在受到小扰指电力系统在受到大扰指电力系统在受到连续动后，能够恢复到原有动后，能够维持同步运扰动后，能够维持稳定运行状态的能力行的能力运行的能力电力系统故障分析故障类型1电力系统故障主要包括短路故障、断线故障、接地故障等故障原因2电力系统故障的原因主要包括设备老化、外力破坏、操作失误等故障分析3通过对故障录波数据和现场情况的分析，可以确定故障类型、故障位置和故障原因短路故障的类型与计算类型短路故障包括三相短路、两相短路、单相接地短路等计算短路电流的计算是电力系统继电保护整定的重要依据，常用的计算方法包括对称分量法和序网络法影响短路电流会对电力设备造成热效应和电动力效应，严重时会导致设备损坏故障电流对设备的影响热效应电动力效应1短路电流通过设备时，会产生大量的热短路电流产生的电磁力会对设备造成机2量，导致设备温度升高，绝缘老化械冲击，导致设备变形或损坏稳定性电压跌落4严重的短路故障可能导致电力系统失稳短路故障会导致系统电压跌落，影响其3，造成大面积停电他设备的正常运行电力系统继电保护保护1在电力系统发生故障时，迅速切除故障设备，防止事故扩大，保证电力系统的安全稳定运行选择性2能够准确判断故障范围，只切除故障设备，不影响非故障设备的正常运行速动性3动作迅速，能够在最短时间内切除故障设备，减少故障对电力系统的影响灵敏性4能够可靠地检测到各种类型的故障，不发生误动或拒动继电保护的基本原理测量元件1测量电力系统中的电压、电流等电气量逻辑判断元件2根据测量元件的输出，判断电力系统是否发生故障执行元件3在判断发生故障后，发出跳闸指令，切除故障设备常用继电保护装置介绍过电流保护距离保护差动保护根据电流的大小判断是否发生故障，适根据阻抗的大小判断是否发生故障，适根据两侧电流的差值判断是否发生故障用于线路和变压器的短路保护用于长距离输电线路的保护，适用于变压器和发电机的内部故障保护继电保护的整定与配合整定配合12根据电力系统的运行方式和保协调各级继电保护装置的动作护要求，设置继电保护装置的时间，使其能够按照预定的顺动作值，使其能够灵敏可靠地序动作，实现选择性保护检测到故障原则3继电保护的整定和配合应遵循灵敏性、选择性和速动性的原则，确保电力系统的安全稳定运行电力系统自动化监测控制保护实时监测电力系统的运根据预定的策略和算法在电力系统发生故障时行状态，为自动化控制，自动调节电力系统的，自动切除故障设备，提供数据支持运行参数，实现优化控防止事故扩大制自动化系统的功能与结构功能1电力系统自动化系统具有数据采集、数据处理、控制决策、信息显示等功能结构2电力系统自动化系统通常采用分层分布式结构，包括站控层、间隔层和过程层通信3电力系统自动化系统需要可靠的通信网络，实现各层之间的数据交换和信息传递自动化技术的应用SCADA系统用于对电力系统进行远程监视、控制和数据采集SCADAEMS系统用于对电力系统进行能量管理，实现优化调度和经济EMS运行DMS系统用于对配电系统进行管理，提高配电系统的运行效率DMS和可靠性智能电网技术智能化互联化1通过应用先进的传感、通信和控制技术实现电力系统各环节之间的互联互通，2，实现电力系统的智能化运行提高电力系统的协调性和协同性互动化自动化4实现用户与电力系统之间的互动，提高提高电力系统的自动化水平，减少人工3用户参与度和满意度干预，提高运行效率和可靠性智能电网的概念与特征自愈性1能够自动检测和隔离故障，快速恢复供电兼容性2能够兼容各种类型的电源和负荷优化性3能够优化电力系统的运行，提高效率和可靠性集成性4能够集成各种先进的技术智能电网的关键技术智能传感1应用先进的传感器技术，实时监测电力系统的运行状态智能通信2构建可靠的通信网络，实现各环节之间的数据交换和信息传递智能控制3应用先进的控制算法，实现电力系统的优化运行新能源发电技术风力发电太阳能发电生物质发电利用风能发电，清洁可再生，但受风力利用太阳能发电，清洁可再生，但受光利用生物质能发电，可再生，但受生物资源分布和天气影响较大照强度和天气影响较大质资源分布和收集成本影响较大风力发电技术原理类型12风力发电的原理是利用风力驱风力发电机组主要分为水平轴动风轮旋转，将风能转换为机风力发电机组和垂直轴风力发械能，再通过发电机将机械能电机组转换为电能应用3风力发电已广泛应用于陆地和海上风电场，是重要的可再生能源发电技术太阳能发电技术光伏发电光热发电利用太阳能电池将太阳能直接转换为利用聚光器将太阳能聚集起来加热工电能质，再通过蒸汽轮机发电新能源发电并网技术并网标准1新能源发电并网需要满足一定的技术标准，包括电压、频率、功率因数等要求并网控制2新能源发电并网需要进行有效的控制，以保证电网的稳定运行调度3新能源发电并网需要进行合理的调度，以保证电网的供需平衡电能质量分析与控制谐波电网中的谐波会影响设备的正常运行，甚至导致设备损坏电压波动电网中的电压波动会影响设备的供电质量，甚至导致设备停机三相不平衡电网中的三相不平衡会影响设备的效率，甚至导致设备损坏电能质量问题分析谐波源电压波动源1电力电子设备、非线性负荷等是主要的冲击性负荷、大型电机启动等是主要的2谐波源电压波动源检测三相不平衡源4电能质量分析需要对电网中的各种电能单相负荷、不对称变压器等是主要的三3质量问题进行检测和分析相不平衡源电能质量改善措施谐波治理1安装滤波器、采用谐波抑制技术等电压稳定2安装、等SVC STATCOM三相平衡3调整负荷分配、安装平衡变压器等电力系统规划负荷预测1预测未来电力负荷的需求量电源规划2规划未来电力电源的建设规模和类型网络规划3规划未来电力网络的结构和布局电力负荷预测短期预测中期预测长期预测预测未来几小时或几天的电力负荷，为预测未来几个月或几年的电力负荷，为预测未来几年或几十年的电力负荷，为电力系统的运行调度提供依据电力系统的设备检修和改造提供依据电力系统的长期规划提供依据电力系统电源规划类型容量布局123根据电力负荷的需求和能源资源的根据电力负荷的增长趋势和电源的根据电力负荷的分布和能源资源的分布，规划各种类型的电源，包括可靠性要求，确定各种电源的建设分布，确定各种电源的地理位置火电、水电、核电、风电、太阳能规模发电等电力系统网络规划输电线路变电站配电网络规划输电线路的电压等规划变电站的容量、位规划配电网络的结构和级、线路走向和建设规置和电压等级布局模电力系统设备变压器1用于变换电压，是电力系统的重要设备开关设备2用于控制电力系统的运行，包括断路器、隔离开关、负荷开关等电缆3用于传输电能，适用于城市和地下电力网络变压器的结构与原理结构变压器主要由铁芯和绕组组成，绕组分为一次绕组和二次绕组原理变压器的工作原理是电磁感应，通过一次绕组和二次绕组之间的磁耦合，实现电压的变换类型变压器主要分为电力变压器和特种变压器开关设备的类型与特性断路器隔离开关1具有强大的开断能力，可以开断各种类没有开断能力，只能在无负荷的情况下2型的故障电流开断接触器负荷开关4用于频繁操作的场合，如电动机的控制具有一定的开断能力，可以开断负荷电3流电缆的结构与敷设导体1用于传输电能绝缘层2用于隔离导体和外部环境保护层3用于保护绝缘层不受机械损伤和化学腐蚀敷设4电缆敷设方式包括直埋敷设、电缆沟敷设、电缆隧道敷设等电力系统运行维护巡检1定期对电力设备进行巡视检查，发现潜在的故障隐患维护2定期对电力设备进行维护保养，延长设备的使用寿命检修3对发生故障的电力设备进行检修，恢复设备的正常运行设备巡检与维护巡检内容维护内容周期巡检内容包括设备外观检查、运行参数维护内容包括设备清洁、润滑、紧固、设备巡检和维护应按照规定的周期进行测量、绝缘测试等更换易损件等，确保设备的正常运行常见故障处理短路故障过载故障12迅速切除故障设备，隔离故障调整负荷分配，减轻设备负担点绝缘故障3更换绝缘损坏的设备部件安全规程与注意事项安全帽绝缘手套安全鞋进入电力设备现场必须佩戴安全帽进行电气操作必须佩戴绝缘手套进入电力设备现场必须穿安全鞋电力市场与调度市场1电力市场是电力交易的场所，是实现电力资源优化配置的重要手段调度2电力调度是电力系统运行的核心，负责电力系统的安全、稳定、经济运行交易3电力交易是电力市场的重要组成部分，包括日前交易、实时交易等电力市场的基本概念主体电力市场的主体包括发电企业、售电企业、用户等机制电力市场的机制包括竞价机制、结算机制等模式电力市场的模式包括集中式市场和分散式市场电力系统调度原则安全经济1保证电力系统的安全稳定运行是电力系在保证安全的前提下，实现电力系统的2统调度的首要原则经济运行可靠优质4提高电力系统的供电可靠性，减少停电保证用户的供电质量，满足用户的用电3事故需求电力交易模式日前交易提前一天进行的电力交易，主要用于确定第二天的发电计划1实时交易2在电力系统运行过程中进行的电力交易，主要用于平衡电力系统的供需双边交易3发电企业和用户直接进行的电力交易电力系统经济运行优化调度1通过优化调度，降低发电成本，提高电力系统的运行效率节能降耗2通过节能降耗措施，减少能源消耗，降低运行成本需求侧管理3通过需求侧管理，引导用户合理用电，提高电力系统的运行效率电力系统节能降耗技术管理改造应用节能降耗技术，如高效电机、变频加强节能降耗管理，建立完善的节能管对高耗能设备进行改造，提高设备的运调速等理制度行效率优化运行策略经济调度潮流优化12根据发电成本，优化发电机的通过调整电力系统的运行参数出力，降低发电成本，优化电力潮流的分布，提高电力系统的运行效率电压控制3通过调整电力系统的电压水平，提高电力系统的供电质量节能技术应用高效电机变频调速智能照明采用高效电机，降低电采用变频调速技术，根采用智能照明系统，根机的能耗据实际需求调节电机的据实际需求调节照明亮转速，降低能耗度，降低能耗电力系统安全分析风险评估1对电力系统中存在的各种风险进行评估，确定风险等级安全措施2采取相应的安全措施，降低风险发生的概率和影响预案3制定应急预案，应对可能发生的突发事件风险评估与控制识别分析评估识别电力系统中存在的各种风险因素分析风险发生的概率和影响程度评估风险的等级，确定需要采取的控制措施安全措施与预案技术措施管理措施1采用先进的技术手段，提高电力系统的加强安全管理，建立完善的安全管理制2安全可靠性度演练应急预案4定期进行应急演练，提高应急处理能力制定完善的应急预案，应对可能发生的3突发事件电力系统未来发展趋势智能化1电力系统将朝着智能化方向发展，实现自动化、信息化和网络化绿色化2电力系统将朝着绿色化方向发展，大力发展可再生能源发电互联化3电力系统将朝着互联化方向发展，实现更大范围的电力资源优化配置高效化4电力系统将朝着高效化方向发展，提高电力系统的运行效率和经济性电力系统的智能化发展智能电网1构建智能电网，实现电力系统的智能化运行智能设备2采用智能设备，提高设备的运行效率和可靠性智能控制3应用智能控制技术，实现电力系统的优化运行新能源与电力系统的融合接入控制调度将新能源发电接入电力系统，需要解决对新能源发电进行有效的控制，保证电对新能源发电进行合理的调度，实现电新能源发电的间歇性和波动性问题力系统的稳定运行力系统的供需平衡课程回顾与总结回顾总结12回顾本课程的主要内容，包括总结本课程的重点和难点，强电力系统的基本概念、组成部调电力系统工程师应具备的知分、运行控制、故障分析、继识和技能电保护、自动化、智能电网、新能源发电、电能质量、系统规划、设备、运行维护、电力市场与调度、经济运行、安全分析以及未来发展趋势等方面的内容展望3展望电力系统未来的发展趋势，鼓励学员不断学习和进步考试要求与注意事项考试大纲考试纪律考试准备考试内容以本课程所讲严格遵守考试纪律，不认真复习，做好考试准授的内容为主得作弊备。