世界电力工业发展史

世界电力工业发展史第1页/共30页课程目标明确电气工程及其自动化专业的培养目标及培养要求，明确专业的特点和主干课程，明确各门课程内涵及相互联系，明确本专业的毕业标准和授位标准；了解电的起源及电力的发展，培养专业素养，了解电力工业对毕业生的需求；了解本专业所依托的电力系统及其自动化学科的发展，明确学科知识体系。第2页/共30页课程性质和类别课程类别/性质：专业基础课/必修课程编号：Ⅳ010141学时：16

学分：1第3页/共30页课程主讲内容电力行业发展史（世界、中国）电气工程专业学科发展史培养目标与要求知识体系课程体系学分制学籍管理实施细则我国电力工业现状与就业需求第4页/共30页第一讲：电力工业的发展史1第5页/共30页1、电力工业的起源？2、交直流争论是怎么回事？3、装机和发电量的发展情况？4、目前有哪些世界之最？5、电力工业的市场化改革是怎么回事？2第6页/共30页一、电力工业的起源1831年法拉第电磁感应定律1875年巴黎北火车站发电厂建立，标志电真正进入商业应用，用于灯塔和街道照明。第一个完整电力系统（直流系统）由爱迪生在纽约城历史上有名的皮埃尔大街站建成，1882年9月投入运行，由1台蒸汽机拖动直流发电机供给半径约1.5km面积内的59盏白炽灯，110V地下电缆。1891年第一条三相交流高压输电线路在德国运行，1台230kVA发电机、1台95/15200V升压变、2台13800/112V降压变3第7页/共30页1913年，全世界的年发电量达500亿千瓦时，电力工业已作为一个独立的工业部门，进入人类的生产活动领域。20世纪30、40年代，美国成为电力工业的先进国家，拥有20万千瓦的机组31台，容量为30万千瓦的中型火电厂9座。1950年，全世界发电量增至9589亿千瓦时，是1913年的19倍。1950～1980年，发电量增长7.9倍，平均年增长率7.6％，约相当于每10年翻一番。20世纪70年代，电力工业进入以大机组、大电厂、超高压以至特高压输电，形成以联合系统为特点的新时期。1973年，瑞士BBC公司制造的130万千瓦双轴发电机组在美国肯勃兰电厂投入运行。第8页/共30页伏特与伏打电池安培与他的实验装置第9页/共30页欧姆与他的实验装置法拉第与最早的发电机——法拉第盘第10页/共30页皮克斯发明的直流发电机雅可比发明的世界上第一台电动机模型与实用电动机第11页/共30页西门子与他的自激式发电机第12页/共30页电弧灯（左）与爱迪生发明的白炽灯第13页/共30页贝尔实验室的第一台电话第一台电子管计算机第14页/共30页1882年，爱迪生在纽约建立发电厂

第15页/共30页第16页/共30页4二、交直流之争（I）初期直流，1886年后，其无法远距离送电的局限性显露出来，输电要高电压，而发用电不接受高电压，需要基于交流的变压技术。19世纪90年代交直流标准之争，爱迪生主张直流，西屋偏好交流，激烈辩论。世纪之交，交流获胜：尼亚加拉瀑布选择交流，因为直流不可能将电送往30km以外的布法罗，结束了交直流争论。归纳主要原因：交流系统电压变换容易，发、输、用电灵活交流发电机和电动机简单便宜。第17页/共30页交直流之争（II）20世纪50年代，随着汞弧阀的发展，高压直流（HVDC）对大容量远距离输电更有吸引力，变得更经济，并可提供非同步联网（与原DC特点不同）第一条现代商用HVDC输电于1954年在瑞典建成，通过96km海底电缆将瑞典本土与格特兰岛互联。随着晶闸管阀（可控硅）的发展，HVDC更具吸引力，伴随着换流设备价格的降低、尺寸的缩小以及可靠性的提高，HVDC输电的应用逐步扩大。5第18页/共30页三、美国装机容量的发展6第19页/共30页美国发电量的发展7第20页/共30页四、若干世界之最（I）（2005年止）最大汽轮发电机1300MW（瑞士BBC为美国制造）最大火力发电厂：前苏联别列佐夫-1火电厂，8*800MW汽轮发电机。最大水轮发电机：800MW（我国向家坝水电站

）最大水电厂：1820万KW（三峡水电站）最大核电机组：1500MW前苏联石墨沸水堆机组最大核电厂：4546MW日本福岛第一沸水堆核电厂8第21页/共30页若干世界之最（II）最大互联电力系统：前苏联统一电力系统和多个欧亚国家互联，横跨欧亚大陆，东西7000km，南北3000km。最高电压等级：前苏联哈萨克埃基巴斯图兹火电厂到乌拉尔的1150kV特高压输电线路，全长1300km。最高直流电压等级：前苏联埃基巴斯图兹至中部±750kv直流线路，全长2400km。发展趋势：大联网，特高压，大容量，异常复杂。如何进行规划和运行控制？巨大的挑战。9第22页/共30页五、电力工业的市场化改革1978年智利尝试，阿根廷、英国、美国、澳大利亚等紧随其后，从垂直垄断型逐步进行市场化改革，对电力工业乃至政治、经济等产生重大影响。目标：打破垄断，提高效率，降低成本，改善服务，提供更优质安全廉价的电能，促进电力工业良性发展（低效、腐败、电老虎）改革推动者：政府。成功标准：良性竞争，成本下降，电力用户最终获益，电力企业获得合理利润。10第23页/共30页系统控制系统控制传统电力工业的结构

垂直垄断型

发电 输电 配电用户

发电 输电 配电用户11第24页/共30页市场电监会配电市场电力市场结构示意图输电发电公司

输电公司输电公司发电公司

地方独立电厂大用户配电公司

小用户12第25页/共30页英国电力市场88年撒切尔夫人白皮书《PrivatizingElectricity》。89年《电力法》出台。90年3月31日，国有电力工业被分解19个独立法人。 确立电力管理机构：电力管制办公室（对议会负责）。 改组电力联合会。成立全国电力消费者协会。建立全国统一的电力市场，发输配全面参与竞争。效益：至96年，工业电价下降17%，居民电价下降11%。98年颁布电力市场改革的总体方案2001年开始执行新的交易规则13第26页/共30页英国电力工业(市场化前）

核能管理局南苏格兰 电力局北苏格兰中央发电局法国电力水电局大用户

独立发电厂地区电力局…地区电力局…地区电力局14第27页/共30页英国电力工业(市场化后）

国家电力公司国家发电公司核电公司

苏格兰电力公司 苏格兰水电公司国家电网 公司法国电力 大用户 独立发电厂地区电力公司…地区电力公司…地区电力公司15第28页/共30页电力市场带来的新问题电能是独特商品：不能大量存储，生产、运输和消费同时实现。电力系统是一个整体，密不可分，需要维持电压和频率的稳