电气工程专业讲座(2009万方讲座)

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,电气工程及其自动化专业讲座,河南理工大学,孙岩洲,200,9,年3月,一.电气工程专业的历史及发展,二.我国电力工业发展的前景,1882年9月第一个完整的直流电力系统由,Thomas Edison,在纽约建成并投入，电压110,V,输送距离1.5,km。,1893年第一个三相交流输电系统在美国南加州投入运行，电压2300,V,输送距离12,km。,1831年（英）法拉第电磁感应(磁生电)电机和电灯的发明 电力系统(1870-1880),一.电气工程专业的历史及发展,电气工程专业的历史,国外大学设置电气工程专业的时间,哥伦比亚大学1882年,康乃尔大学1883年,普林斯顿大学1889年,德州大学1895年,麻省理工学院1902年,1908年，交通大学（南洋大学堂）设立了电机专科，这是我国最早的电气类专业。,1912年，同济大学设立电机科。,1920年，浙江大学设立电机科。,1923年，东南大学设立电机工程系。,1932年，清华大学设立电机系。,1933年，北洋大学（天津大学）设立电机工程系。,我国电气工程专业的历史,我国电气工程专业的发展,电机电器及其控制（20）,电力系统及其自动化（37）,高电压与绝缘技术（6）,电气技术（55）,工业自动化（157）,（以上为电工类）,自动控制,（以上为电子与信息类）,电气工程及,自动化,电子信息工程,通信工程,电子科学与技术,计算机科学与技术,生物医学工程,电气工程,信息工程,其自动化,与自动化,（14）,（149）,(23),1993,年,1998,年（基本）,1998,年（引导）,1993年1998年1998（引导）,（工业自动化）（157）,自动控制 （40）,自动化,（197）,电子工程 （69）,应用电子技术 （70）,信息工程 （28）,电磁场与微波技术 （11）,电子信息工程,（242）,通信工程 （57）,信息工程,（23）,计算机软件 （74）,计算机及应用 （190）,通信工程,(153),计算机科学教育 （28）,电子材料与之器件 （16）,微电子技术 （25）,物理电子技术 （10）,光电子技术 （20）,生物医学工程 （19）,生物医学工程,（42）,计算机科学与技术,（415）,（77）,电子科学技术,我国目前还按老学科方向设置研究生教育的二级学科：-,电力系统及其自动化(,Power System and its Automation),，-,电机与电器 (,Electrical Machines and Apparatus),，-,高电压技术与绝缘(,High Voltage Tech.and Insulations)，-,电力电子与电气传动 (,Power Electronics and Electric Drives)，-,电工理论及电工新技术 (,Theories and New Tech.of Electric Engineering),电气工程一级学科的研究生教育,电气工程和相关学科的关系,从应用领域看，电气工程和能,源 科学密切相关。能源是人类,永恒的话题。从今天和明天,看，电力能源是最优质的能,源。,从学科基础看，电气工程与,（电子）信息科学基础相同。,电子信息科学是从电气工程,脱胎而出的。,电气工程,信息科学,能源科学,历史上关于强电技术人才需求的讨论,讨论的背景：20世纪80年代西方发达国家主修强电的学生人数减少,1983年在美国电力会议上列为专题进行讨论,1986年在美国,IEEE,的冬季会议上第二次讨论,1993年在日本横滨召开的第8届国际高电压会议上专题讨论,会议的结论：需要培养强电及高电压技术人才,2003年8月14日，美国6个州和加拿大2个省大面积长时间停电，损失严重,目前世界各国已开始重新关注供电系统的发展,近年来，我国设置电气工程专业的大学数呈持续上升趋势，已有约,270,所，近几年内，这一势头将持续下去。,目前，我国大学电气工程专业毕业生的就业情况还较好。这一方面得益于我国电力行业的飞速发展，另一方面也得益于该专业毕业生有较强的适应性。,目前，我国大学电气工程专业有较好的生源,2008,年，新生,40000,余人。,二.我国电力工业发展的前景,1.我国发电装机容量增长的情况,我国发电机装机容量及发电量预测,年份,装机容量（亿千瓦）,发电量（万亿度）,2003,3.7,2005,4.4,2,2010,6,2.7,2020,9.6,4.2,2.人均装机容量的差距,2004年我国人均装机容量仅0.34,kW,约为经济合作与开发组织(,OECD),成员国平均值的1/5,约为美国的1/10,2020年我国装机容量将达900960,GW,（,9.6,亿千瓦,）,那时人均装机容量接近世界平均水平,3.我国“西电东输”的三大通道:,北线通道,：联结西北、华北、山东等电网，将三西（山西、陕西、内蒙西部、青海）的煤电基地和黄河上游水电送往京津唐负荷中心。,中线通道,：以三峡为中心，实现川渝、华中、福建电网联接，沿长江而下，把长江流域水电送往华中，华东以及广东。,西线通道,：联结云、贵、桂及广东、港澳。把云、贵、桂的水电（贵川火电为补充）向广东及港澳负荷中心送电。,4.我国目前发电能源结构情况,各国发电的能源结构差别很大,我国以燃煤火力发电为主,其次是水力发电,其他能源的比例很小(而法国核电占80%,丹麦风电占20%),我国2004年各类发电厂装机容量见下表,到2020年,预计我国核电装机容量将上升至3.87%,风电上升至2.15%,但那时火电和水电的装机容量仍占93.92%,5.我国台湾地区发电能源结构情况,截止到2002年底，我国台湾地区电力系统的总装机容量为3191.5万千瓦,其中火力发电厂有31座，装机容量为2225.8万千瓦，占台湾电力总装机容量的69.7%,水利发电厂有41座，装机容量为451.1万千瓦，占台湾总装机容量的14.2%,核能发电厂有3座，装机容量为514.4万千瓦，占台湾总装机容量的16.1%(核四风波),6.可再生能源发电(容量小,成本高),风力发电:是新能源发电技术中最成熟的,单机容量已从数百,kW,发展到,MW,级,但目前最大的单机容量也仅5,MW(,火力发电的超超临界机组的最大单机容量为130万,kW),发电成本,约为火电的2倍.,太阳能光伏发电:成本还比较高,目前最大的太阳能社区仅1,MW,发电成本,约为火电的5倍.,潮汐发电;地热能发电,风力发电示意图,7.水电资源的开发潜力很大,位于金沙江的溪洛渡水电站的设计装机容量为12.6,GW,同在金沙江,距离溪洛渡水电站不远的向家坝水电站,设计装机容量为6,GW,西藏的雅鲁藏布江水域也大有开发潜力,金沙江下游四个水电站总装机容量达3800万千瓦，其中一期工程包括溪洛渡和向家坝两个梯级水电站，距离负荷中心1000-2000公里，必须采用具备长距离、大容量送电能力的特高压输电方式。,8.,我国输电电压等级发展,1972年我国第一条,330,kV,超高压输变电工程刘家峡经天水到陕西关中全长534,km,的线路投产。,1981年又建成了从河南平顶山湖北武汉的我国第一条全长595,km,的,500,kV,线路。,西北330,kV,电网已饱和，我国第一条,750,kV,工程（青海官亭兰州东,），2005,年建成投运。,我国首个1000,kV,交流特高压试验示范工程，线路全长约650千米，包括三站两线，起于山西省长治的1000千伏变电站，经河南省南阳开关站，止于湖北省荆门变电站，联接华北、华中两大电网，于2008-2009年建成。,