1-2电力系统与电力生产

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力生产技术概论,1,本课程的主要内容,第一章 电力系统与电力生产,第二章 火力发电,第三章 水力发电,第四章 核能能发电,第五章 新能源发电,第六章 变电站,第七章 电力线路,第八章 电力系统运行和调度,2,主要参考书,1,、电力生产概论，李光辉主编，中国电力出版社,2,、电力生产基本常识，孙嘉平主编，中国电力出版,3,、电力工程概论，韦纲等主编，中国电力出版社,4,、电力工程，陈志业编著，中国电力出版社；,5,、电力生产常识，胡仁堂，刘健生合编，水利电力出 版社,3,一、一次能源与电源构成,1,、一次能源：,化石燃料（煤炭、石油、天然气）、可再生能源（水能、 风能、太阳能、潮汐能、地热能和生物质能等）以及核能。,2,、电源构成,火电厂：燃煤、石油、天然（凝汽式、热电厂）,水电厂：堤坝式、河床式,核电厂：,新能源：太阳能、风能、潮汐能、地热能、沼气,第一章 电力系统与电力生产,4,第一章 电力系统与电力生产,二、什么是电力系统,1,、电力系统：,发电设备、输变电设备和用电设备以及,二次设备组成的整体。,5,第一章 电力系统与电力生产,6,三、电力系统的基本参数,（,1,）总装机容量：该系统中实际安装发电机额定有功功率的总和，以千瓦（,kW,）、兆瓦（,MW,）、吉瓦（,GW,）计。,（,2,）年发电量：该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以兆瓦,时（,MW,h,），吉瓦,时（,GW,h,），太瓦,时（,TW,h,）计。,例：,到,2015,年底，全国可再生能源发电装机容量,4.8,亿千瓦，其中水电装机,3.0,亿千瓦，,发电量,10985,亿千瓦时，占全部发电量的,19.6%,；,风电装机,1.29,亿千瓦，,发电量,1863,亿千瓦时，占全部发电量的,3.3%,；,光伏发电装机,4318,万千瓦，,发电量,392,亿千瓦时，占全部发电量的,0.7%,。,第一章 电力系统与电力生产,7,电力需求情况2016年,电力需求是经济发展的晴雨表和温度计,全社会用电量,59198,亿千瓦，同比增长,5%,；动力持续转换、消费结构继续调整的特征。,第一产业用电量,1075,亿千瓦时，增,5.3%,第二产业用电量,42108,亿千瓦时，增,2.9%,第三产业用电量,7961,亿千瓦时，增,11.2%,城乡居民用电量,8054,亿千瓦时，增,10.8%,8,2016年用电量大省排序,广东、江苏、山东、浙江,合计占全国总用电量的34.35%,各区域电力供需存在差异性：电力供应能力总体富裕，其中：华东、华中、南方电网区域电网供需宽裕！东北、西北电网供应能力过剩、华中电网供需平衡！,9,第一章 电力系统与电力生产,10,第一章 电力系统与电力生产,（,3,）最大负荷：规定时间，如一天、一月或一年内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以兆瓦（,MW,）、吉瓦（,GW,）计。,例：,某电网,2015,年日最大用电负荷为,13030,兆瓦（元月,5,日），去年同期为,13833,兆瓦（,12,月,17,日），增长率分别为,-5.8%,。,11,第一章 电力系统与电力生产,（,4,）最高电压等级：,系统中最高电压等级电力线路的额定电压，以千伏（,kV,）计。,我国国家电网最高电压等级：,1000,千伏（,kV,）,省网和区域电网：最高电压等级：,500,千伏（,kV,）、,750,千伏（,kV,）,（,5,）我国电网的电压等级（,kV,）：,3,、,6,、,10,、,35,、,60,、,110,、,220,、,330,、,500,、,750,、,1000,低压：,380V,（线电压）；电压允许偏移,5%,（,6,）交流电的变化频率：,50Hz,；频率允许偏移,0.2Hz,12,（,7,）电力生产特点,电力生产可以把各种一次能源转换为便于输送和分配的电能，没有这种转换，许多一次能源，如水能、核能和风能等就不能直接而广泛地加以利用。,电能可以方便地转换成机械、热能、光能等多种其它形式的能。,电能的生产、输送、使用是在同一瞬时完成的，不能大规模存储。因此电力生产的各个环节必须随时保持平衡，并与电力的使用（用电）随时保持平衡，形成一个完整的、高度协同动作的电力系统。,第一章 电力系统与电力生产,13,第一章 电力系统与电力生产,四、电力系统的发展,1831,年法拉第发现了电磁感应定律后，在此基础上很快出现了原始的直流发电机、低压直流输电线路（电压,100,400V,）但由于是直流电，且电压低，输送功率小，输电距离短。,14,第一章 电力系统与电力生产,50,年后，即,1882,年，出现了世界第一个电力系统，即用蒸气机发出的电能通过,1500,2000V,的输电线，将,1.5KW,的功率输送到,57km,外，驱动水泵。它包含了发电、输电、用电设备。因此可以说形成了一个最简单的电力系统。,15,第一章 电力系统与电力生产,由于直流电不能改变电压，使功率远距离输送受到限制。到,1885,年实现了单相交流输电，并制造了变压器。,1891,年又实现了三相交流电，克服了单相交流电在正负脉动变化的不稳定的缺点。,16,第一章 电力系统与电力生产,紧接着，汽轮机取代了以蒸汽机为原动机的发电机组，发电厂之间出现了并列运行，输电电压、输送距离和输送功率不断增加，更大规模的电力系统不断涌现。仅数十年，在一些国家甚至出现了全国或跨国的电力系统。,使电力系统进入现代电力系统时代。,17,现代电力系统的特点：,（,1,）大容量和多能电源构成,大容量： 火电厂、水电厂、核电厂,多能电源：太阳能、风能、潮汐能、地热能,我国火电最大单机容量,100,万,kW,的超超临界机组，在上海、山东、新疆等地已投产运行；全年新增火电机组单机容量超过,60,万千瓦的合计容量占全部新增火电容量的,60%,以上。,到,2015,年底，我国风电装机,1.29,亿千瓦，发电量,1863,亿千瓦时，占全部发电量的,3.3%,；光伏发电装机,4318,万千瓦，发电量,392,亿千瓦时，占全部发电量的,0.7%,，其它可再生能源发电装机,1031,万千瓦，发电量,527,亿千瓦时，占全部发电量的,0.9%,。,第一章 电力系统与电力生产,18,（,2,）大电网：,我国电网的构成,第一章 电力系统与电力生产,19,第一章 电力系统与电力生产,北通道：西北华北山东,中通道：川渝华中华东,南通道：云贵电力华中华东,“,南北互送,”,：东北华北华中南方,从西藏的拉萨到青海的格尔木，,400kV,青藏直流线路,2011,年底已投入运行,20,第一章 电力系统与电力生产,（,3,）运行管理高度自动化,电力系统的主要环节配有数字化的测量、保护、控制装置,管理全系统运行的计算机系统（能量管理系统），监视控制电力系统,（,4,）高电压：输电电压已达到,1000kV,，输送距离超过,1000km,，输送功率超过,5000MW,。,（,5,）高压直流输电：输电电压已达到,800kV,，输送距离超过,1000km,，输送功率超过,3000MW,21,火电厂集控室,22,调度控制室,23,五、,电力生产的主要环节,发电厂,升压站,输电网,降压站,配电网,用户,电力生产过程：,发电,+,变电,+,输电,+,用电,24,（,1,） 发电能量转换站,一次能源,常规能源,新能源,再生性能源：,水能,非再生性能源：,煤、石油、天然气、,核能：,核裂变物质,再生性能源：,太阳能、风能、海洋能、地热能,非再生性能源：,沼气、秸秆,电力,、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油、重油、氢能、沼气、酒精、蒸汽、热水等,二次能源,25,发电厂之最,（,1998年底,）,世界最大的火电厂,：俄罗斯的,苏尔古特,二厂，,80*6万,KW，（,天然气）；,最大的水电厂:,巴西和巴拉圭合建的,伊泰普,水电站，,巴拉那河，支墩坝，坝高196米；,我国最大的水电厂:,中国三峡水电站，70*26万,KW，,重力坝，坝高175米；,最大的抽水蓄能电站:,中国的,广州抽水蓄能电站,，,装机240万,KW。,26,我国主要的大型水电厂,白山（松花江）、水口（闵江）、五强溪（沅水）、,葛洲坝（长江）、三峡（长江）、隔河岩（清江）、,广州抽水蓄能（流溪河支流）、 盐滩（红水河）、,二滩（雅砻江）、天生桥（南盘江）、漫湾（澜沧,江）、刘家峡（黄河）、龙羊峡、李家峡、小浪底、,龚咀（大渡河）,27,三 峡 电 站 介 绍,26台700,MW,的水,轮发电机组,总装,机容量18200,MW,。,三峡电站分为左岸,和右岸电站，左、,右岸电站又各分为,两个电厂。其中，,左一电厂装机8台，,出线5回；左二电,厂装机6台，出线3,回；右一、右二电,厂装机均为6台;出,线分别为4回和3回。,28,（,2,）输电（包括配电）,从发电厂或发电中心输送到电力用户或电力负荷中心,采用三相交流或直流输电。,采用高电压等级，可输送的距离越远，可输送的容量越大。,高压输电（,220KV,）,超高压输电（,330,，,500,，,750KV,）,特高压输电（,1000KV,及以上）,29,（,3,）变电,存在于电力生产的各主要环节中,存在于电力生产的各主要环节中：发电机,-,升压站,-,输电网,-,降压站,-,配电网,改变电压：变电站起到变换电压，控制电流方向和电压调节作用。,分配电力：电压需经多次变换才能降至电力用户所采用的用电电压，变电不仅起变换电压作用，还有分配电力和保证电压质量的作用。,（,4,）用电,根据用电负荷容量的大小，分别由配电网各电压等级供电，典型负荷包括：电动机、照明、整流等,30,1954年我国自行设计的第一回220,KV,松（丰满水电站）-东（虎石台变电站）-李（李石寨变电站）建成投入运行，全长369.25公里；,1972年建成第一回330,KV,线路，经甘肃泰安变电站到陕西关中汤峪变电站，全长524公里；,1981年建成第一回500,KV,线路（平顶山-武汉）由河南姚孟电厂经双河向武汉送电，全长595公里；,1989年建成第一回500,KV,直流输电线路，由葛洲坝到上海，实现了华中电网与华东电网的互联。,六、我国电力系统发展的重大事例,31,2009,年,1,月,6,日,1000kV,晋东南,-,南阳,-,荆门特高压交流试验示范工程竣工投入运行，采用,8,分裂导线，全长,645,公里。,2010,年,7,月,8,日，向家坝,-,上海,800,千伏特高压直流输电示范工程竣工投产。,2011,年世界最高海拔的电力“天路”,青海,西藏,750,千伏,/400,千伏交直流联网线路投入运行。东起西宁，西至拉萨，线路全长,1774,公里。,根据目前的电网规划，,2020,年前后国家电网将基本建成特高压骨干网架，国家电网跨区输送容量将占全国装机总容量的,25,以上。,32,电力工业发展趋势有以下几点：,1,）电力工业的市场化体制改革,2,）更加广泛地使用电力（两个替代）,3,）大力发展可再生能源发电,4,）积极推广电力需求侧管理和相应控制,电力工业发展动态,33,小 结,一、一次能源与电源构成,1,、一次能源：化石燃料、可再生能源、核能,2,、电源构成：火电厂、水电厂、核电厂、新能源,二、什么是电力系统,发电设备、输变电设备和用电设备以及二次设备组成 的整体。,34,小 结,三、电力系统的基本参数,（,1,）总装机容量（功率）：瞬时值，单位：千瓦（,kW,）、兆瓦（,MW,）、 吉瓦（,GW,）,（,2,）年发电量（电量）：累计值，单位：千瓦,时（,KW.h,）、兆瓦,时（,MWh,）、吉瓦,时（,GWh,）,（,3,）最大负荷（功率）,（,4,）最高电压等级：,系统中最高电压等级电力线路的额定电压，以千伏（,kV,）计。,我国国家电网最高电压等级：交流,1000,千伏（,kV,）、直流,800kV,（,5,）我国电网的电压等级（,kV,）：,3,、,6,、,10,、,35,、,60,、,110,、,220,、,330,、,500,、,750,、,1000,低压：,380V,（线电压）；电压允许偏移,5%,（,6,）交流电的变化频率：,50Hz,；频率允许偏移,0.2Hz,（,7,）电力生产特点,电力生产把各种一次能源转换二次能源；电能的发、供、用在同一瞬时 完成,35,小 结,四、电力系统的发展,五、电力生产的主要环节,发电,+,输电,+,变电,+,用电,36,