浅谈电力系统的特征分析

描述：本文主要阐述了电力系统的功率平衡、电力系统负荷变化的随机性、电力系统要保持自身的安全与稳定等问题。[摘要]本文主要阐述了电力系统的功率平衡、电力系统负荷变化的随机性、电力系统要保持自身的安全与稳定等问题。随着我国电力系统的迅速发展，电力工业实现了历史跨越。电网规模的扩大和电网技术的创新发展使电网电压等级不断提高。形成了以500KV为主（西北地区为330KV）电力网主网架。电力网是联接发电厂和用户的中间环节。它是由各种不同电压等级的电力线路和输配电设备组成。电力网按其在电力系统中的作用不同，分为输电网和配电网。其中：（1）输电网是以高电压甚至超高压将发电厂、变电所与变电所之间的连接起来的送电网络，也就是电力网中的主网架；（2）配电网是直接将电能送到不同用户的网络。配电网可分高压配电网（35KV及以上电压）中压配电网（10KV、6KV）及低压配电网（380V、220V）。电力网的主要部件是有杆塔（基）、输电线路、变压器、母线及它们的操作设备断路器、隔离开关等。输变电设备按不同电压值分为不同电压等级。我国大容量电力系统主网架的电压等级已发展到220kV和500kV。我国采用的电压等级主要有：6、10、35、110、220、330、500kV，750KV。同时，交流1000KV电压等级、直流±800KV的输电线路也已投运。从结构上电力网可分为：开式电力网（从一个方向获取电能）和闭式电力网（从两个及两个方向以上获得电能，含环形和两端供电的电力网）。目前，我国大多数工矿企业是以6KV，10KV及35KV供电。如黑龙江七台河矿区的主要供电网架为：向矿区电力网提供电源的共有5座变电所。即由新民一次变（220KV），富强一次变（110KV），七台河一次（220KV）及35KV矸石电厂和35KV龙洋焦电变。其中新民一次变（220KV），富强一次变（110KV），七台河一次（220KV）这三所归属七台河电业局；35KV矸石电厂和35KV龙洋焦电变归属七煤集团。这5座提供电源的变电所为七台河矿区的15个变电所提供了电源。并由160公里的35KV供电线路构成七台河矿区的主要供电网架。七煤集团公司110KV/35KV供电网络示意如图1所示：1.电力系统是一个有机的统一整体电力网和负荷（用户）组成了电力系统。电力系统做为一个整体，它主要有：（1）是电力系统的负荷预测（短期和中长期）、电力平衡与经济调度（2）是电力系统频率与电压的实时调整；（3）是电力系统故障分析与事故处理；（4）是电力系统网络结构分析及制定合理的运行接线方式；电力系统稳定性分析及提高稳定性的技术措施。电力系统的产、供、销实际是同时进行的。电能的生产和输送的目的就是给用户使用，在供电过程中既要保证电能质量，又要经济可靠。因此供电系统的基本要求是：（1）供电的可靠性；（2）电能质量合格；（3）安全、经济、合理性；（4）电力网的运行调度的灵活性。2.电力系统的功率平衡电力系统时时刻刻处在动态平衡的相对稳定之中电能的生产、输送，使用必须同时进行，并必须保持动态平衡。能量的转换以功率的形式表现出来。因此，必须时刻保持电力系统有功功率和无功功率的平衡。（1）有功功率平衡电力系统有功功率不足引起的频率稳定问题：国家规定，电网的频率标准是50Hz，装机容量在3000MW以上的电网，频率偏差要小于±0.2Hz。不可升高或降低频率运行。频率越低，对电力系统的安全威胁就越大。频率低于47Hz以下时就有可能发生“频率崩溃”使系统全部瓦解。（2）无功功率平衡电力系统无功功率不足引起的电压稳定问题：电压过高过低都对电气设备和电力系统自身的安全产生较大的危害。无功严重不足的地区，可能出现电压崩溃使局部电网瓦解。因此，电压水平是电能质量的又一重要指标。电力系统各级调度部门在进行有功功率平衡的同时也在进行无功功率的平衡。3.电力系统负荷变化的随机性在正常条件下电力系统的负荷和机组出力的变化也是随机的。电力系统的总负荷是由许多用户的用电负荷叠加起来的。单个用户消耗的电力是随机变化的。叠加起来的总负荷随时间的变化带有随机的性质。把每天的日负荷曲线对照，就会看到负荷曲线的形状（轮廓）较为相似，但每天同一时刻的负荷在数值上不完全相同，把电力系统每日24h的负荷绘制成曲线，文星期刊论文发表网时间间隔无严格规定，习惯上以每小时的整点记录为准，得出的负荷曲线叫日负荷曲线。若将每个整点的负荷看成是一个随机变量的取值，一天就有24个随机变量。以此类推，根据每月最大的负荷绘制成年最大负荷曲线。如图2所示根据图2所示的新兴变电所的年最大负荷值曲线。由此可见电力系统的负荷每天24小时都在不断变化：有高峰8个小时（7：30-11：30，17：00-21：00）；有低谷7个小时（22：00-5.00）；其余9个小时是平峰。六、七、八月份最大需量较低，一月、十二月份较高。其中原因一是六、七、八月份月矸石电厂发电量最大；二是最大负荷的发生在照明时间。4.电力系统要保持自身的安全与稳定电力系统是一个转换能量的完整独立的系统，是一个时时刻刻都要保持动态平衡的物质实体，所以，就产生了自身的安全和稳定的问题。保持电力系统的安全稳定是保证对用户连续供电的先决条件，电力系统安全与稳定的物质基础是：合理的网络结构，高技术水平的安全自动装置。综上所述，由于电网技术的不断升级及电网的规模的扩大，我国电力网的发展方兴未艾。随着跨区跨省送电能力的增长全国性的互联电网以初步形成。全国统一电力系统的形成是电力工业发展的必然趋势，也是衡量国家工业化水平高低的重要标志。