文档介绍：电力系统潮流计算机辅助分析(牛顿-拉夫逊法)
电力系统及其发展概述

电力工业发展初期,电能是直接在用户附近的发电站(或称发电厂)中生产的,各发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展,电能的需要量迅速增加,而热能资源(如煤田)和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区,为了解决这个矛盾,就需要在动力资源丰富的地区建立大型发电站,然后将电能远距离输送给电力用户。同时,为了提高供电可靠性以及资源利用的综合经济性,又把许多分散的各种形式的发电站,通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所,送电线路以及用电设备有机连接起来的整体,即称为电力系统。
电力系统加上发电机的原动机(如汽轮机、水轮机),原动机的力能部分(如热力锅炉、水库、原子能电站的反应堆)、供热和用热设备,则称为动力系统。
电力系统中,由升压和降压变电所和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分,称为电力网。电力系统在技术和经济上都可以收到很大的效益,主要的有:
1、减少系统中的总装机容量
由电力系统供电的各用户的最大负荷并不是同时出现的,因此,系统中综合最大负荷总是小于各用户最大负荷的总和。由于系统综合最大负荷的降低,也就可以相应地减少系统的总装机容量。为了保证对用户可靠地供电,无论是孤立电站还是电力系统,都需要检修和事故备用容量。在孤立电站中,备用容量不应小于电站最大机组容量(可能达到电站总容量的30一40%)。而在电力系统中,所有发电站连接在一起并列运行,备用容量只需系统总容量的20%,其中:负荷备用2~5%,事故备用10%左右,检修备用8%左右。显然,此时电力系统的备用容量比各孤立电站备用容量的总和为少,即总装机容量又可以减少。
2、可以装设大容量机组
组成电力系统后,由于总负荷的增大,因此可以装设大容量机组。大容量机组效率高,每千瓦投资以及维护费用都比多台小机组经济得多。但是,电力系统中所采用的最大机组容量,以不超过总装机容量的15~20%为宜。
3、能够充分利用动力资源
建成电力系统后,就可以将发电站建造在动力资源产地,如在煤矿附近建立巨型坑口电站,在水能资源集中的地方建立大型水力发电站等。同时,有些形式的电站,如热电站,水电站、风力电站、原子能电站等,如果不与系统并列,就很难保证持续正常供电以及发挥其最佳经济效益。例如,热电站的抽汽机组的出力是由热负荷确定的,而热负荷与电负荷的需要往往不能互相配合。水电站的出力则是由水能及其综合利用要求来决定的,也往往与电负荷的需要不相配合:一般在夏季丰水期,水量多而用电量较少;冬季枯水期,水量少而用电量反而多,因此,就可能或由于水库调节库容不够而弃水,或对电力负荷不能保证供应。如果把水电站连接在电力系统中,由于有火电站和其它形式电站的互相配合和调节,水能资源就能得到充分利用,供电也能得到保证。
4、提高供电可靠性
在电力系统中,由于是多电源联合供电,机组的台数较多,即使个别机组或电源发生故障,其它机组或电源仍可以在出力允许的情况下多带负荷,因此可以提高供电可靠性。
5、提高电能质量
电能质量用频率和电压来衡量,其数值,应根据规程要求保持在一定的允许变动范围内。由于电力系统容量大,因而负荷波动时所引起的频率和电压波动就会减小,电能质量可以提高。
6、提高运行的经济性
建立电力系统后,除了充分利用动力资源可以提高运行的经济性外,在系统中还可以经济合理的分配各发电站或各机组的负荷,使运行经济、效率高的机组多带负荷,效率低、发供电成本高的机组少带负荷,从而降低生产电能的成本。
电能的生产与其它工业生产有着显然不同的特点:
1、电能不能大量储藏
电力系统中发电站负荷的多少,决定于用户的需要,电能的生产和消费时时刻刻都是保持平衡的。电能的生产、分配和消费过程的同时性,使电力系统的各个环节形成了一个紧密的有机联系的整体,其中任一台发、供、用电设备发生故障,都将影响电能的生产和供应。
2、电力系统的电磁变化过程非常迅速
电力系统中,电磁波的变化过程只有千分之几秒,甚至百万分之几秒;而短路过程发电机运行稳定性的丧失则在十分之几秒或几秒内即可形成。为了防止某些短暂的过渡过程对系统运行和电气设备造成的危害,要求能进行非常迅速和灵敏的调整及切换操作,这些调整和切换,靠手动操作不能获得满意的效果,甚至是不可能的,因此必须采用各种自动装置。
3、电力工业和国民经济各部门之间有着极其密切的关系
电能供应不足或中断,将直接影响国民经济各个部门的生产,也将影响人们的正常生活,因此要求电力工业必须保证安全生产和成为国民经济中的先行工业,必须有足够的负荷后备容量,以满足日益增长的负荷需要。
根据以上电能