电力系统与电力生产

电力生产技术概论

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。第一章电力系统与电力生产三、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%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！第一章电力系统与电力生产第一章电电力系统与电电力生产（3）最大负荷：：规定时间，，如一天、一一月或一年内内，电力系统统总有功功率率负荷的最大大值，以兆瓦瓦（MW）、吉瓦（GW）计。例：某电网2015年日最大用电电负荷为13030兆瓦（元月5日），去年同同期为13833兆瓦（12月17日），增长率率分别为-5.8%。第一章电电力系统与电电力生产（4）最高电压等等级：系统中最高电电压等级电力力线路的额定定电压，以千千伏（kV）计。我国国家电网网最高电压等等级：1000千伏（kV）省网和区域电电网：最高电电压等级：500千伏（kV）、750千伏（kV）（5）我国电网的的电压等级（（kV）：3、6、10、35、60、110、220、330、500、750、1000低压：380V（线电压）；；电压允许偏偏移±5%（6）交流电的变变化频率：50Hz；频率允许偏偏移±0.2Hz（7）电力生产特特点①电力生产可以以把各种一次次能源转换为为便于输送和和分配的电能能，没有这种种转换，许多多一次能源，，如水能、核核能和风能等等就不能直接接而广泛地加加以利用。②电能可以方便便地转换成机机械、热能、、光能等多种种其它形式的的能。③电能的生产、、输送、使用用是在同一瞬瞬时完成的，，不能大规模模存储。因此此电力生产的的各个环节必必须随时保持持平衡，并与与电力的使用用（用电）随随时保持平衡衡，形成一个个完整的、高高度协同动作作的电力系统统。第一章电电力系统与电电力生产第一章电电力系统与电电力生产四、电力系统统的发展1831年法拉第发现现了电磁感应应定律后，在在此基础上很很快出现了原原始的直流发发电机、低压压直流输电线线路（电压100－400V）但由于是直直流电，且电电压低，输送送功率小，输输电距离短。。第一章电电力系统与电电力生产50年后，即1882年，出现了世世界第一个电电力系统，即即用蒸气机发发出的电能通通过1500－2000V的输电线，将将1.5KW的功率输送到到57km外，驱动水泵泵。它包含了了发电、输电电、用电设备备。因此可以以说形成了一一个最简单的的电力系统。。第一章电电力系统与电电力生产由于直流电不不能改变电压压，使功率远远距离输送受受到限制。到到1885年实现了单相相交流输电，，并制造了变变压器。1891年又实现了三三相交流电，，克服了单相相交流电在正正负脉动变化化的不稳定的的缺点。第一章电电力系统与电电力生产紧接着，汽轮轮机取代了以以蒸汽机为原原动机的发电电机组，发电电厂之间出现现了并列运行行，输电电压压、输送距离离和输送功率率不断增加，，更大规模的的电力系统不不断涌现。仅仅数十年，在在一些国家甚甚至出现了全全国或跨国的的电力系统。。使电力系统统进入现代代电力系统统时代。现代电力系系统的特点点：（1）大容量和和多能电源源构成大容量：火火电厂厂、水电厂厂、核电厂厂多能电源：：太阳能、、风能、潮潮汐能、地地热能我国火电最最大单机容容量100万kW的超超临界界机组，在在上海、山山东、新疆疆等地已投投产运行；；全年新增增火电机组组单机容量量超过60万千瓦的合合计容量占占全部新增增火电容量量的60%以上。到2015年底，我国国风电装机机1.29亿千瓦，发发电量1863亿千瓦时，，占全部发发电量的3.3%；光伏发电电装机4318万千瓦，发发电量392亿千瓦时，，占全部发发电量的0.7%，其它可再再生能源发发电装机1031万千瓦，发发电量527亿千瓦时，，占全部发发电量的0.9%。第一章电电力系统统与电力生生产（2）大电网：：我国电网的的构成第一章电电力系统统与电力生生产第一章电电力系统统与电力生生产北通道：西西北－华北北－山东中通道：川川渝－华中中－华东南通道：云云贵电力－－华中－华华东“南北互送”：东北－华华北－华中中－南方从西藏的拉拉萨到青海海的格尔木木，±400kV青藏直流线线路2011年底已投入入运行第一章电电力系统统与电力生生产（3）运行管理理高度自动动化电力系统的的主要环节节配有数字字化的测量量、保护、、控制装置置管理全系统统运行的计计算机系统统（能量管管理系统）），监视控控制电力系系统（4）高电压：：输电电压压已达到1000kV，输送距离离超过1000km，输送功率率超过5000MW。（5）高压直流流输电：输输电电压已已达到±800kV，输送距离离超过1000km，输送功率率超过3000MW火电厂集控控室调度控制室室五、电力生产的的主要环节节发电厂升压站输电网降压站配电网用户电力生产过过程：发电+变电+输电+用电（1）发电－－能量转换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、热水等二次能源发电厂之最最（1998年年底）世界最大的的火电厂：俄罗斯的的苏尔古特二厂，80*6万万KW，（天然气）；；最大的水电电厂:巴西和巴拉拉圭合建的的伊泰普水电站，巴拉那河，，支墩坝，，坝高196米；我国最大的的水电厂:中国三峡水水电站，70*26万KW，重力坝，坝坝高175米；最大的抽水水蓄能电站站:中国的广州抽水蓄蓄能电站，装机240万KW。我国主要的的大型水电电厂白山（松花花江）、水水口（闵江江）、五强强溪（沅水水）、葛洲坝（长长江）、三三峡（长江江）、隔河河岩（清江江）、广州抽水蓄蓄能（流溪溪河支流））、盐滩滩（红水河河）、二滩（雅砻砻江）、天天生桥（南南盘江）、、漫湾（澜澜沧江）、刘家家峡（黄河河）、龙羊羊峡、李家家峡、小浪浪底、龚咀（大渡渡河）三峡电电站站介介绍26台700MW的水轮发电机组组,总装机容量18200MW。三峡电站分分为左岸和右岸电站站，左、右岸电站又又各分为两个电厂。。其中，左一电厂装装机8台，，出线5回；；左二电厂装机6台台，出线3回；右一、、右二电厂装机均为为6台;出出线分别为4回和3回回。（2）输电（包包括配电））从发电厂或或发电中心心输送到电电力用户或或电力负荷荷中心采用三相交交流或直流流输电。采用高电压压等级，可可输送的距距离越远，，可输送的的容量越大大。高压输电（（220KV）超高压输电电（330，500，750KV）特高压输电电（1000KV及以上）（3）变电存在于电力力生产的各各主要环节节中存在于电力力生产的各各主要环节节中：发电电机-〉升压站-〉输电网-〉降压站-〉配电网改变电压：：变电站起起到变换电电压，控制制电流方向向和电压调调节作用。。分配电力：：电压需经经多次变换换才能降至至电力用户户所采用的的用电电压压，变电不不仅起变换换电压作用用，还有分分配电力和和保证电压压质量的作作用。（4）用电根据用电负荷荷容量的大小小，分别由配配电网各电压压等级供电，，典型负荷包包括：电动机机、照明、整整流等1954年我我国自行设计计的第一回220KV松（丰满水电电站）-东（（虎石台变电电站）-李（（李石寨变电电站）建成投投入运行，全全长369.25公里；；1972年建建成第一回330KV线路，经甘肃肃泰安变电站站到陕西关中中汤峪变电站站，全长524公里；1981年建建成第一回500KV线路（平顶山山-武汉）由由河南姚孟电电厂经双河向向武汉送电，，全长595公里；1989年建建成第一回±±500KV直流输电线路路，由葛洲坝坝到上海，实实现了华中电电网与华东电电网的互联。。六、我国电力力系统发展的的重大事例2009年1月6日1000kV晋东南-南阳-荆门特高压交交流试验示范范工程竣工投投入运行，采采用8分裂导线，全全长645公里。2010年7月8日，向家坝--上海±800千伏特高压直直流输电示范范工程竣工投投产。2011年世界最高海海拔的电力““天路”—青海—西藏750千伏/±400千伏交直流联联网线路投入入运行。东起起西宁，西至至拉萨，线路路全长1774公里。根据目前的电电网规划，2020年前后国家电电网将基本建建成特高压骨骨干网架，国国家电网跨区区输送容量将将占全国装机机总容量的25％以上。电力工业发展展趋势有以下下几点：1）电力工业的的市场化体制制改革2）更加广泛地地使用电力（（两个替代））3）大力发展可可再生能源发发电4）积极推广电电力需求侧管管理和相应控控制电力工业发展展动态小结一、一次能源源与电源构成成1、一次能源：：化石燃料、、可再生能源源、核能2、电源构成：：火电厂、水水电厂、核电电厂、新能源源二、什么是电电力系统发电设备、输输变电设备和和用电设备以以及二次设备备组成的整整体。小结三、电力系统统的基本参数数（1）总装机容量量（功率）：：瞬时值，单单位：千瓦（（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦瓦（GW）（2）年发电量（（电量