1、第一章 能源和發(fā)電,方鴿飛 電機(jī)工程樓3082012.02,主要內(nèi)容,能源和電能的基本概念 火力發(fā)電廠 水力發(fā)電廠 核能發(fā)電廠 變電所的類型（補(bǔ)充）,電力系統(tǒng)概述,電力系統(tǒng)的構(gòu)成 發(fā)電廠、變電所、輸配電線路、用戶 電力網(wǎng) 各種不同等級(jí)的電力線路和變配電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò) 發(fā)電廠 將各種天然能源（化學(xué)能、水能、核能等）轉(zhuǎn)化為電能 變電站 聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用,1.1 能源和電能,一.物質(zhì)、能量和信息 能量形式 二.能源含義和能源分類 一次能源、二次能源 常規(guī)能源、新能源 可再生能源、非再生能源 含能體能源、過(guò)程性能源 清潔能源、非清潔能源 三.

2、能源資源 煤炭、水、其他 四.電能 特點(diǎn) 五.發(fā)電廠 火力發(fā)電廠 水力發(fā)電廠 核能發(fā)電廠 新能源發(fā)電 風(fēng)力、地?zé)?、海洋能、太?yáng)能、生物質(zhì)能、磁流體,各類電廠,風(fēng)力發(fā)電廠,地?zé)岚l(fā)電,太陽(yáng)能光發(fā)電,1.2 火力發(fā)電廠,利用煤、石油、天然氣作為燃料生產(chǎn)電能的發(fā)電廠,固體（煤） 液體（石油） 氣體（天然氣）,化學(xué)能,熱 能,機(jī)械能,電 能,燃 燒,發(fā)電機(jī),蒸 汽,汽輪機(jī),1.2.1 火電廠的分類,按原動(dòng)機(jī)分 按燃料分 按蒸氣壓力和溫度分 按輸出能源分,火電廠的電能生產(chǎn)過(guò)程,燃料的化學(xué)能在鍋爐中燃燒轉(zhuǎn)變成熱能，加熱鍋爐中的水使之變?yōu)檎魵猓Q為燃燒系統(tǒng) 鍋爐產(chǎn)生的蒸氣進(jìn)入氣輪機(jī)，沖動(dòng)氣輪機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，將熱

3、能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，稱為汽水系統(tǒng) 由氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，機(jī)械能變?yōu)殡娔?，稱為電氣系統(tǒng)。,蒸汽燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組,火電廠的特點(diǎn),火電廠布局靈活，裝機(jī)容量大小可按需要決定 火電廠的一次性建造投資少。建造工期短。發(fā)電設(shè)備年利用小時(shí)數(shù)較高。 火電廠耗煤量大，單位發(fā)電成本比水電廠高3-4倍 動(dòng)力設(shè)備繁多，控制操作復(fù)雜,火電廠的特點(diǎn)（續(xù)）,大型機(jī)組停機(jī)到開機(jī)并帶滿負(fù)荷時(shí)間長(zhǎng)，附加耗用大量燃料，此外擔(dān)負(fù)急劇升降負(fù)荷時(shí)，還必須付出附加燃料消耗的代價(jià) 若擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用，則相應(yīng)事故增多，強(qiáng)迫停運(yùn)率增高，廠用電率增高。應(yīng)盡可能擔(dān)負(fù)較均勻負(fù)荷 對(duì)空氣、環(huán)境污染大,1.3 水力發(fā)電廠,水的勢(shì)能和動(dòng)

4、能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電廠 基本生產(chǎn)過(guò)程：從河流較高處或水庫(kù)內(nèi)引水，利用水的壓力或流速?zèng)_動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。,水電廠的分類,壩式水電站 在河流上適當(dāng)位置建筑攔河壩，形成水庫(kù)，抬高上游的水位，使上、下游形成水位差，這種水電站稱為壩式水電站。 引水式水電站 由引水系統(tǒng)將天然河道的落差集中進(jìn)行發(fā)電的水電站。 混合式水電站,水電廠的特點(diǎn),可綜合利用水資源 發(fā)電成本低，效率高 運(yùn)行靈活 可存儲(chǔ)和調(diào)節(jié) 不污染環(huán)境 投資較大，工期較長(zhǎng) 受水文條件制約 淹沒土地，生態(tài)環(huán)境,抽水蓄能電廠,利用系統(tǒng)低谷負(fù)荷（或豐水期）時(shí)的富余電力抽水到上游水庫(kù)存儲(chǔ)；在高峰負(fù)

5、荷（或枯水期）時(shí)，放水發(fā)電的水電站。 填谷調(diào)峰電源 在以火電、核電為主的系統(tǒng)中，建設(shè)適當(dāng)比例的抽水蓄能電站可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。,抽水蓄能電廠在系統(tǒng)中的作用,調(diào)峰 填谷 備用 調(diào)頻 調(diào)相 黑啟動(dòng) 蓄能,抽水蓄能電廠的效益,容量效益 節(jié)能效益 環(huán)保效益 動(dòng)態(tài)效益 提高火電設(shè)備效益 對(duì)環(huán)境美化效益,核能發(fā)電廠,核能發(fā)電是將原子核裂變時(shí)產(chǎn)生的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。在核電廠中，反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器代替了火電廠的鍋爐。核電的單機(jī)容量比火電廠大，一般為600900MW。,核能發(fā)電廠,核電廠中最多的是輕水堆核電廠（89） 壓水堆核電廠(見書24頁(yè)) 沸水堆核電廠(見書25頁(yè)),核電廠運(yùn)行,建設(shè)費(fèi)用高，燃

6、料費(fèi)用便宜，帶基荷運(yùn)行,變電所類型,變電所類型（續(xù)）,樞紐變電所 這類變電所位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，它連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，電壓等級(jí)較高，如330500kV等。若樞紐變電所發(fā)生事故出現(xiàn)全所停電時(shí)，將導(dǎo)致系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)全系統(tǒng)崩潰的災(zāi)難局面。 瓶窯變,變電所類型（續(xù)）,中間變電所 高壓側(cè)以穿越功率為主，在系統(tǒng)中起交換功率的作用或使高壓長(zhǎng)距離輸電線路分段的變電所，稱為中間變電所。它一般匯集23個(gè)電源，電壓等級(jí)多為220kV330kV，除供系統(tǒng)交換功率外，同時(shí)還降壓供給所在地區(qū)用戶用電。因此，這樣的變電所主要起中間環(huán)節(jié)的作用，并由此而得名中間變電所有時(shí)又稱穿越變電所。當(dāng)全所停電時(shí)，將引起區(qū)域網(wǎng)絡(luò)解列，影響較大。 古蕩變,變電所類型（續(xù)）,地區(qū)變電所 對(duì)地區(qū)用戶供電，是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電所，電壓一般為110220kV。全所停電時(shí)，僅使該地區(qū)停電。,變電所類型（續(xù)）,終端變電所 位于輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓例電壓多為110kV或更低，一般經(jīng)降壓后直接向用戶供電。這類變電所若全所停電，影影更小，只是用戶受到損失。 求是變,小結(jié),電力系統(tǒng)概念 發(fā)電廠分類、電能生產(chǎn)過(guò)程、特點(diǎn) 變電所類型,作業(yè),P28 1-3; 1-4; 1