东南大学自动化学院

CompanyLOGO东南大学自动化学院张凯锋电力系统中的控制问题2009年3月Seminar课程课程概况¾Seminar课程（研究班课、讨论课）¾自动化+电气工程¾学习目的：知识or能力¾学习方式：教师为主or学生为主本节课讲解内容¾电力系统概况¾电力系统基本模型¾电力系统控制概况电力行业概况两大电网公司¾国家电网公司¾中国南方电网有限责任公司五大发电公司¾中国华能（大唐、华电、国电、电力投资）集团公司根据2002年国务院《电力体制改革方案》其他¾中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国葛洲坝集团公司国家电力监管委员会国家电网公司¾2008年《财富》500强第24位，销售1328亿$¾全球最大的公用事业企业¾经营区域:26个省、自治区、直辖市¾覆盖国土面积的88%¾供电人口超过10亿人¾管理员工148.6万人。我国主要电网国家电网公司2008年8月¾全国发电量3144.59亿千瓦时，环比减少94.43亿千瓦时，同比增长5.14%1～8月¾累计完成23037.47亿千瓦时，同比增长12.10%南方电网公司经营范围¾广东、广西、云南、贵州、海南¾2008年《财富》500强第226位，销售338亿美元我国主要电网电力特征¾非物质性——看不见、无重力¾暂态性——变化快，不能大量贮存，发、供、用电必须同时进行，随时保持平衡¾重要性——与国民经济、日常生活密切相关¾网络性——实现电力输送、使用，必须要有特定的网络(电力网)支持电力系统电力系统的基本结构发、输、配、用电电力系统发电厂输电线路升压站配电线路枢纽、降压站照明、动力配变电力系统热负荷110KVGG锅炉G核堆GG水库G锅炉G锅炉G锅炉G锅炉G锅炉GMMMM380/220V380/220V6KV10KV110KV110KV500KV220KV水库电力系统¾发电¾输、配电¾用电发电厂¾火力发电厂¾水力发电厂¾核电厂¾风电厂¾太阳能发电厂¾……火力发电厂火力发电厂火力发电厂火力发电厂火力发电厂火力发电厂火力发电厂中的典型控制问题顺序控制问题（生产过程控制）¾锅炉¾汽轮机¾发电机火力发电厂中的典型控制问题个别控制问题¾汽门控制¾励磁控制¾燃料控制水力发电厂水力发电厂水力发电厂水力发电厂云南大朝山水电站，装机135万千瓦水力发电厂大理小湾电站水力发电厂水力发电厂水力发电厂中的控制问题¾水门控制核电厂大亚湾核电核电厂秦山核电核电厂核电厂中的控制问题¾燃料棒控制风电厂风电厂风电厂东台风电厂东台风电厂东台风电厂东台风电厂录像风电厂风电发电结构图太阳能电厂塔式太阳能热发电太阳能电厂太阳能光伏发电地热发电厂抽水蓄能电站电能不能大量贮存天荒坪抽水蓄能电站天荒坪抽水蓄能电站北京十三陵抽水蓄能电站发电厂发展趋势¾大规模我国电网“三大一特”的发展战略大煤电、大水电、大核电基地¾分布式¾多样性输配电——电网互联¾地域分布广大¾拓扑关系复杂电网互联的目的¾增加效率¾增加稳定性……利用特高压输电网基本实现全国互联。北通道北通道中通道中通道南通道南通道东北新疆西北西藏川渝京津冀山东华东华中南方海南贵州云南广东三峡龙滩台湾蒙东煤电基地西南水电基地三西煤电基地天生桥电力系统——最大的人造系统之一输电输电输电134671025891－横担；2－横梁；3－避雷线；4－绝缘子；5－砼杆；6－拉线；7－拉线盘；8－接地引下线；9－接地装置；10－底盘；11－导线；12-防振锤；输电线路的组成元件（双杆）98接地装置俯视图1112输电134675892接地装置俯视图781－避雷线；2－双分裂导线；3－塔头；4－绝缘子；5－塔身；6－塔腿；7－接地引下线；8－接地装置；9－基础；10－间隔棒；输电线路的组成元件（猫头塔）10火电厂风电厂500kV变电站220kV变电站500kV线路220kV线路输电一些设备断路器变压器继电保护室输、配电¾交流输电¾直流输电直流输电（HVDC）¾稳定的直流电有无感抗，无容抗，无同步问题¾常用于海底电缆输电，非同步运行的交流系统之间的连络、长距离输电等方面¾电能从三相交流电网的一点导出,在换流站转换成直流，通过架空线或电缆传送到接受点；直流在另一侧换流站转化成交流后，再进入接收方的交流电网¾在远距离或超远距离输电方面，比交流输电更经济。直流输电一些设备晶闸管换流阀并联电容器组提高输电能力的重要手段——FACTS技术¾柔性交流输电系统，FlexibleACTransmissionSystems¾指应用于交流输电系统的电力电子装置，其中“柔性”是指对阻抗、电压、电流的可控性¾FACTS控制装置动作速度快一些FACTS装置SVCCsT+11()αfXr=uαrXCXTXSU&SI&TCR一些FACTS装置TCSC11UUθ∠TCSCXu11,QPCL22UUθ∠11IIθ∠22IIθ∠22,QP系统级的控制问题50.0Hz50.0Hz49.849.850.250.2发电用电¾有功、频率控制问题¾无功、电压控制问题电力系统调度通讯服务器通讯服务器发电发电用电用电输电输电变电变电配电配电RTURTURTURTURTURTU数据采集和传输应用服务器应用服务器电电网网调调度度其他¾电力市场控制问题¾用户侧控制问题