電力工程概論-緒論-電力工程概論-緒論2024/3/12電力工程概論緒論電力工程概論緒論引言能量是人民生活和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)，是戰(zhàn)爭爭奪的主要資源。（伊拉克戰(zhàn)爭等），人類歷史貫穿著能源的發(fā)展歷史。十八世紀(jì)蒸汽機(jī)發(fā)明（熱能－機(jī)械能）－工業(yè)革命十九世紀(jì)電能開始利用－人類邁進(jìn)“電氣化時代”。電能（Electricity)由于轉(zhuǎn)化容易、輸送方便、清潔、高效等優(yōu)點，目前電能已經(jīng)稱為人類生產(chǎn)、生活不可缺少的部分。

電能是怎樣產(chǎn)生的、電能是怎樣輸送來的？電力工程概論緒論電力工程概論緒論一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成電力系統(tǒng)(powersystem)是發(fā)電機(jī)(generator)、變壓器(transformer)、輸電線路(transmissionline)、負(fù)荷(load)構(gòu)成，發(fā)電、變電、輸電、用電的功能動力系統(tǒng)是電力系統(tǒng)＋動力部分(鍋爐、汽輪機(jī)、水輪機(jī)、大壩等）電力網(wǎng)絡(luò)＝變壓器＋輸電線路電力工程概論緒論電力工程概論緒論二、電力系統(tǒng)的能源構(gòu)成煤炭、石油、天然氣、水利等自然界演化生成的動力資源是能源的直接提供者，稱為一次能源。電能是由一次能源轉(zhuǎn)化而來，稱為二次能源。根據(jù)一次能源的不同，不同的發(fā)電廠火力發(fā)電廠(ThermalPowerPlant)，熱能－機(jī)械能－電能(鍋爐、汽輪機(jī)等）水利發(fā)電廠(HydroPowerPlant)，機(jī)械能－電能（水輪機(jī)、大壩等）核電廠(NuclearPowerPlant)，原子能－熱能－機(jī)械能－電能（核反應(yīng)堆、汽輪機(jī)等）風(fēng)力發(fā)電廠（WindPower)風(fēng)能－電能太能能發(fā)電（SolarPower)太陽能－電能（光電轉(zhuǎn)換）電力工程概論緒論電力工程概論緒論一、電力工業(yè)發(fā)展的歷程1830年法拉第發(fā)明電磁感應(yīng)定律，為未來電力工業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。1875年第一臺火力發(fā)電機(jī)組（直流發(fā)電機(jī)）在法國巴黎火車站，照明。1879年美國舊金山實驗電廠開始發(fā)電，這是世界上最早出售電力的電廠。1882年美國愛迪生紐約珍珠街電力系統(tǒng)，6臺直流發(fā)電機(jī)，110V，照明。1884年變壓器發(fā)明。為三相交流及大容量、遠(yuǎn)距離輸電奠定基礎(chǔ)。1889年美國Oregon和Portland建立長21公里的交流輸電系統(tǒng)。1891年德國世界上第一個三相交流輸電系統(tǒng)，距離179英里、電壓12000伏。1897年電壓為44000KV的輸電線路在美國Utah州建成?！瓎螜C(jī)容量、電網(wǎng)規(guī)模越來越大，輸電電壓越來越高。單機(jī)容量－150萬KW，美加電網(wǎng)、前蘇聯(lián)統(tǒng)一電網(wǎng)，最高電壓1150KV。發(fā)電形式多種多樣：火力、水利、核、太陽能、風(fēng)力、地?zé)?、潮汐等截?002年，全球發(fā)電裝機(jī)容量約為35億千瓦，總發(fā)電量超過15億千瓦時。三、電力工業(yè)發(fā)展的歷程電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力工程概論緒論建設(shè)中的陽城發(fā)電廠電力工程概論緒論電力工程概論緒論福建安砂水電廠寬縫重力壩電力工程概論緒論電力工程概論緒論建設(shè)中的三峽水電站電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力工程概論緒論我國電力系統(tǒng)的發(fā)展1882年英國商人在上海創(chuàng)辦了上海電氣公司，裝機(jī)容量12KW，5盞電燈。1913年上海楊樹浦發(fā)電廠發(fā)電，1924年該廠裝機(jī)12臺，總?cè)萘?21MW，成為當(dāng)時遠(yuǎn)東第一大發(fā)電廠。1949年以前，僅東北有220KV和154KV的電網(wǎng)（日本人建造）。80年代，形成了17個以220KV為骨干輸電網(wǎng)的跨省地區(qū)電網(wǎng)和省際電網(wǎng)。1972年由甘肅天水－陜西關(guān)中的534KM的我國第一條330KV輸電線路工程。1981年由河南平頂山－湖北武漢的全長595KM的我國第一條500KV輸電線路。1989年建成了我國第一條遠(yuǎn)距離±500KV葛洲壩－上海的直流輸電線路目前，形成7個跨省區(qū)電網(wǎng)和山東500KV的主干網(wǎng)絡(luò)1997年三峽工程建設(shè)，26臺700MW，15回500KV交流及三回±500KV直流，連接華東、華中、河南、四川、廣東等電網(wǎng)，中國電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的核心。三、電力工業(yè)發(fā)展的歷程電力工程概論緒論電力工程概論緒論我國電網(wǎng)的電壓等級和頻率（50HZ）交流系統(tǒng)的額定電壓等級：220/380V3KV6KV10KV20KV（僅在蘇州工業(yè)園區(qū)）35KV60KV110KV220KV330KV（西北電網(wǎng)）500KV750KV（西北電網(wǎng)，正在建設(shè)中）1000KV（計劃建設(shè)中）高壓直流輸電HVDC的電壓等級：±500KV，±800KV（計劃建設(shè)中）三、電力工業(yè)發(fā)展的歷程電力工程概論緒論電力工程概論緒論中國電網(wǎng)500kV220kV330kVThermalPlantHydroPlantNuclearPlant新疆西藏東北華北西北川渝華中華東南方西電東送，南北互供電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力工程概論緒論3000MW2500MW7200MW3000MW9000MW10000MW1800MW2000MWHydroPowerBaseThermalBaseAC2015-2020全國聯(lián)網(wǎng)示意圖DCPossibleInternationalconnection電力工程概論緒論電力工程概論緒論北通道中通道南通道2020年每通道傳輸功率近20GWin2020.西電東送，南北互供電力工程概論緒論電力工程概論緒論截至2003年底，全國總裝機(jī)總?cè)萘?.845億千瓦，為1980年的5.84倍，居世界第二位，年發(fā)電量19080億千瓦時，為1980年的6.34倍。預(yù)計2020年，全國總裝機(jī)容量將達(dá)到9.51億千瓦，年發(fā)電量超過45000億千瓦時。

1980~2002年全國發(fā)電量如圖示（億千瓦時）※2001年水電發(fā)電量（2611億千瓦時）已接近1980年全國發(fā)電量（3006億千瓦時）電力工程概論緒論電力工程概論緒論國際比較（1）—全局比較2002年全球發(fā)電裝機(jī)容量約為35億千瓦，其中北美約9億千瓦，西歐約6億千瓦，發(fā)展中國家約15億千瓦。我國裝機(jī)3.53億千瓦，居世界第二位。全球人均裝機(jī)0.5千瓦；人均發(fā)電量2500千瓦時。2001年我國人均裝機(jī)0.265千瓦，人均發(fā)電量1150千瓦時；約為世界平均水平的一半左右。國際比較（2）—與發(fā)達(dá)國家比較2001年美國發(fā)電裝機(jī)容量8.547億千瓦，發(fā)電量為37790億千瓦時，人均裝機(jī)2.9千瓦，人均發(fā)電量13160千瓦時；同年我國發(fā)電裝機(jī)容量3.38億千瓦，發(fā)電量為14838億千瓦時，人均裝機(jī)0.265千瓦，人均發(fā)電量1150千瓦時；總量不及美國一半，人均量約為十一分之一。電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力工業(yè)發(fā)展的任務(wù)2020年的電源結(jié)構(gòu)預(yù)測根據(jù)中國電力工程顧問集團(tuán)的研究結(jié)果，2000年2010年2020年總裝機(jī)（億千瓦）3.194.937.51水電裝機(jī)（億千瓦）/%0.79/24.91.23/25.01.99/26.5火電裝機(jī)（億千瓦）/%2.37/74.43.55/72.0

5.20/69.3核電裝機(jī)（億千瓦）/%0.02/0.660.128/2.590.269/3.58

電力工業(yè)發(fā)展前途廣闊電力工程概論緒論電力工程概論緒論四、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的構(gòu)成20世紀(jì)中葉以來出現(xiàn)的大電力系統(tǒng)，是一切工業(yè)系統(tǒng)中，規(guī)模最大、層次復(fù)雜、資金和技術(shù)密集的人造復(fù)合系統(tǒng)，是人類工程科學(xué)史上最重要的成就之一。貨幣流：電能的市場行為交易活動?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)由電力流、信息流、貨幣流構(gòu)成電力流：是指電能的轉(zhuǎn)化和變換、電能傳輸、分配、使用。信息流：主要是指由傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)構(gòu)成的，旨在電力系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、安全和經(jīng)濟(jì)運行的監(jiān)控、保護(hù)、自動控制、調(diào)度自動化等組成的能量管理系統(tǒng)；

電力工程概論緒論電力工程概論緒論五、電力系統(tǒng)運行的特點及基本要求電力系統(tǒng)運行的特點電能不能大量儲存，要求電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用幾乎是在同一瞬間內(nèi)完成。電能和社會的生產(chǎn)、人民的生活、國家的國民經(jīng)濟(jì)緊密相關(guān)。電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程短促，因此電力系統(tǒng)的安全監(jiān)測與控制非常困難。電力系統(tǒng)運行的基本要求的發(fā)展趨勢供電安全可靠性，根據(jù)可靠性要求不同，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ負(fù)荷。電能的優(yōu)質(zhì)性，頻率、電壓、波形運行的經(jīng)濟(jì)性，一次能源的消耗、網(wǎng)損和線損電力工程概論緒論電力工程概論緒論美加“8.14”大停電事故紐約一篇漆黑，布什一臉無奈，與911并提電力工程概論緒論電力工程概論緒論美加“8.14”大停電事故停電損失265個電廠（531臺發(fā)電機(jī)）停運幾十條高壓輸電線路被切除35個輸電斷面斷開失去61.8GW負(fù)荷影響人口：5000萬人口，覆蓋地區(qū)：240萬平方公里每天損失：300億美元停電時間29小時電力工程概論緒論電力工程概論緒論六、電力工業(yè)發(fā)展趨勢發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量越來越大，設(shè)備運行參數(shù)越來越高（臨界、超臨界）。電壓等級越來越高，特高壓輸電，交流750，1000kv，直流800KV大容量、遠(yuǎn)距離輸電，交直流混合輸電及大型電力系統(tǒng)的互聯(lián)輸電。美加電網(wǎng)、統(tǒng)一電網(wǎng)、三峽后的全國聯(lián)網(wǎng)等,等。隨著計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、測量技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電力系統(tǒng)已經(jīng)成為各項技術(shù)競相引入的交匯點，高度自動化和信息化。席卷全球的電力市場化。美國、英國電力市場化，我國正在構(gòu)建中。分布式發(fā)電，太陽能、風(fēng)能、燃料電池、地?zé)?、小型燃?xì)廨啓C(jī)新能源發(fā)電形式。電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力工程概論緒論500kV交流變電站全景電力工程概論緒論電力工程概論緒論500kV交、直流匯集的上海南橋變電站全景電力工程概論緒論電力工程概論緒論電力體制改革－廠網(wǎng)分開打破壟斷

國家電力公司拆分重組成11家國家電網(wǎng)公司中國南方電網(wǎng)有限公司2家電網(wǎng)公司中國華能集團(tuán)公司中國大唐集團(tuán)公司中國華