电气工程基础汇总126页.ppt

英文中没有枢纽，中间这样的说法，只根据变电站的作用称为transmission substation, distribution substation等，只有local substation的概念和中文术语是完全一致的 * 1998年尚电力过剩，2001年开始全国性缺电，各大城市频繁拉闸限电，甚至不能保证正常民用生活。武汉过年前城区轮流拉闸限电，长沙出现了盛夏晚上居民不得不在外面过夜的情况。上海出现“停电黄金周” 经过几年大量火电厂建设才缓解了这种局面。教训是对经济增长引起的负荷快速增长预测不足，未能及时规划电网的容量扩展。 * 多大合适？大约相当于我国一个大区电网的规模比较合适。 * 在行政体制下，火电厂作为调峰调频电厂缺少积极性；在市场条件下，可以通过辅助服务收费提高火电厂积极性。 在现代环保科技下，废气经过脱磷脱硫处理，已经好很多了，电厂比大部分工厂都干净 * 抽水蓄能 优点：成本低（指单位能量而言，不是指一次投资），容量大，结构简单，响应快，备用时间可达数月，无环境影响。仍是目前唯一商业化运行的大规模储能方式。 缺点：需要特定地形，会远离负荷中心 压缩空气储能 基本原理：其实与抽水蓄能相同，只是介质为空气，适合于长期储能（数月） 优点：容量大，成本低，响应快，无环境影响。 缺点：需要特定地形（如天然洞窟），空气压缩会加热，需要冷却，解压时温度降低又要加热，因此还需要外部其它能源；推动发电机还需要天然气作为燃料，不能达到完全的可再生能源发电。 ? 小型压缩空气储能可替代UPS（用小型气罐储气，蓄热器利用自身热量循环），比现有使用化学电池的UPS对环境影响更小，容量更大，当然储能时间有限。 飞轮储能 根据机械能公式 ，提高转速可以平方地增加储能。 材料：高强度合金能承受高速旋转；轴承用磁性轴承或非接触轴承（磁悬浮？）减少磨损 优点：结构简单，寿命长，免维护，能量密度高，可建造小型单元，响应速度快 缺点：能量不能存储太久 适用范围：电动机车，电动汽车等频繁起停，调速设备，电网的调频等。 由于其高速旋转，输出电能时需要变频。 化学储能——蓄电池 蓄电池是小规模储电的传统方式，已经有很悠久的历史。 铅酸蓄电池 优点：价格便宜，可靠性高，免维护 缺点：能量密度低，尺寸重量大，寿命短，平均充放电1000次，会产生环境废料 镍氢电池 优点：能量密度高，充放电次数比铅酸电池好很多 缺点：成本是铅酸电池5倍，只适合便携应用，不能用于大容量应用 锂电池 优点：能量效率高于前两者，重复充电性能好 缺点：价格太高，难以大电流放电，不能用于大容量场合，充放电次数类似铅酸电池（不太够） 氢气储能 前面已经说过，氢气就像电能，是很好的二次能源，可惜难以储存。 优点：能量效率高，存储时间无限，适用于各种容量 产生氢气：重整碳氢化合物；煤、焦炭汽化；原生质过程；电解或光电解；生物质汽化 氢气产生电能：燃料电池 存储氢气： 压缩氢气（压缩需要外部能量，成本很高） 液化氢气（热量泄漏会产生氢气瞬时） 金属氢化物 碳纳米管（吸附氢气） 缺点：如果氢气的来源是天然气等，还是要消耗不可再生能源 超导磁体储能 优点：线圈储能 ，超导线圈电流很大，可以产生很大功率 缺点：超导材料保持低温需要外部能量；储能容量小，储能时间短 适用于短时间内需要很大功率的应用条件 超级电容器 优点：虽然能量效率远低于化学电池，但是可以产生大电流，充放电时间短；充放电次数几乎无限；结构简单，无有毒物质，电容量可以很大；很多场合可以取代化学电池，小型的超级电容器可以做到电池大小，也许最终能完全取代化学电池。 缺点：充电需要很高的电压，对充电的电子变流电路要求很高；单个电容电压低，需要串联用于高电压、大电流场合，需要平衡电路均压。 适用于快速高效，短时大容量储能的场合 * 可以计算每日的负荷情况和总用电量。 通过每天的负荷曲线最低值获得基本负荷的值；总用电量/24得到全天平均负荷功率；最大值是全天的最高负荷功率；然后根据3条线计算基荷，腰荷和峰荷的用电量。 * 电压等级必须牢记。太多，记不住？按以上原则记。 * 变压器要复杂一点 * 电压、电流、功率、阻抗计算关系在标幺制下与单相电路完全相同。 * 小写字母p，v，i都表示瞬时值 * 已知首端电压和功率的潮流计算 * 各自特点 核电厂：机组容量大，燃料费用低，开停机成本高，功率调节范围小，调节速度慢 火电厂：燃料需要运输，燃料费用高，运行灵活，开停机成本高，功率调节范围小，调节速度慢 水电厂：不需要燃料，开停机方便，功率调节方便，调节速度快，发电出力受自然条件影响大，受防洪、灌溉等各种因素影响，发电出力受约束多 承担调峰调频的火电机组运行效率不高，运行损耗大，经济效益差，所以火电机组都不愿意承担调峰调频任务。因此在垄断体制下，火电厂承担