[工学]1 电力生产概述.ppt

电力生产技术概论 主讲人：李渤龙 院系：电气与电子工程学院 Tel: 80798481 本课程的主要内容 第一章 电力生产概述 第二章 火力发电厂及基本生产过程 第三章 水力发电厂及基本生产过程 第四章 原子能发电及其它发电形式 第五章 电力线路 第六章 电力系统的组成和概念 第七章 电力系统故障和继电保护 第八章 电力系统运行和调度 主要参考书 1、电力生产基本常识，孙嘉平主编，中国电力出版社 2、电力工程概论，韦纲等主编，中国电力出版社 3、电力工程，陈志业编著，中国电力出版社； 4、电力生产常识，电力工业部科学技术情报研究所， 电力工业出版社； 5、电力生产常识，胡仁堂，刘健生合编，水利电力出 版社 1、电力生产与电力工业 （1）电力生产是把各种一次能源，包括化石燃料（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）以及核能转换成电能，并输 送和分配到用户。 （2）从事电力生产、传输和销售的行业称为电力工业，简 称电业。电业是能源工业的重要组成部分，是发展国民经 济的基础产业，是现代社会必不可少的公用事业。 （3）电力工业的根本任务是向各种电力用户提供充足、可 靠、合格、价格合理的电能和优质服务。 第一章 电力生产概述 2、电力系统的基本参量和结线图 （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（MWh），吉瓦时（GWh），太瓦时（ TWh）计。 （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，以千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW ）计。 （4）最高电压等级：该系统中最高电压等级电力线路的额定电压 ，以千伏（kV）计。 （5）地理结线图。主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置 ，电力线路的路径，以及它们相互间的联结。优点是可获得系统 的宏观印象，缺点是难以表示各主要电机、电器间的联系。 （6）电气结线图。主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断 路器、电力线路等主要电机、电器、线路之间的电气接线。缺点 是，难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。 3、电力系统的形成和发展 （1）1831年法拉第电磁感应定律 （2）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。 （3）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。 （4）1891年第一条三相交流高压输电线路在德国运行，1台 23OkVA发电机、1台95/15200V升压变、2台13800/112V降压 变。 （5）之后三相交流输电迅速发展，取代直流，气轮发电机组 取代蒸气机，发电厂出现并列，输电电压、输送距离和输送 功率不断增大。近数十年，在一些国家出现了全国性和跨国 性的电力系统。 4、近代电力系统 （1）电源构成 火电厂：燃煤、石油、天然气 水电厂 核电厂 其它：太阳能、风能、潮汐能、地热能 （2）负荷构成 电动机、电灯 电热电炉、整流装置等 （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）输电电压已超过1000kV，输送距离超过1000km，输送功率 超过5000MW。 （5）直流输电用于解决同步电机并列的稳定性，提高输送能力 。输电电压已超过600kV，输送距离超过1000km，输送功 率超过3000MW 火电厂集控室 调度控制室 5、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+ 输电 + 配电 + 变电 + 用电 （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：核聚变物质 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 发电厂分类 火电厂： 燃料的化学能 热能 机械能 电能 水电厂： 水的势能 机械能 电能 核电厂： 核能 热能 机械能 电能 其它类型： 太阳能发电 风力发电 潮汐发电 地热发电 燃料电池 生物质能发电等 表一：各国发电构成情况 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； 在建的最大的水电厂: 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。 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） 三 峡 电 站 介 绍 26台700MW的水 轮发电机组,总装 机容量18200MW。 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。 （2）输电 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） （3）配电 从输电环节接受电能，并根据各类用户的 不同需求，将电能分配到各行各业的用户 ，以最少的消耗向用户提供连续可靠、质 量合格且价格合理的电能。 考虑用户的重要性。 考虑用户对电能质量的要求（电压、频率 和波形）。 可靠的配电网络。采用先进的配电自动化 技术、电能质量控制技术和现代电能计量 技术。 （4）变电 存在于电力生产的各主要环节中 发电：发电机-升压站-输电网 输电：不同电压的输电网之间和输电线路 的交汇处，变电所起到变换电压，控制电 流方向和电压调节作用。 输电网-降压站-配电网 配电：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，还起控制电力流向、分配电力和 保证电压质量的作用。 6、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，甚至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、光能和化学能等多种 其它形式的能。 电能的生产、输送、分配直接到用户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。 7、我国电力工业发展概况 电源建设 年份装机(kW)年发电量(度)世界排名 1882.7.26 上海第一台12kW机组发电 1949185万43亿25 19796302万2820亿6 19881 .2亿5451亿5 19901 .4亿6213亿4 19952 .2亿1万亿2 20003 .2亿1. 3万亿2 20023 .5亿1. 6万亿2 数字引发的联想 （1）装机容量从4000万千瓦增加到1亿千瓦: 美:1930年一1953年23年 中:1975年一1987年12年 日:1965年一1975年10年 （2）国家电力公司总资产近万亿(未包括广东电力、华能等 公司的资产)。2000年，国家电力公司和广东电力公司 双双进入世界企业500强(财富) （3）1997年人均装机0. 21千瓦，年人均发电量937kWh，世界 第85名，是世界人均的1/3，约6000万人没用上电。 可划分为5个阶段 20世纪50年代为城市电网的发展阶段 60年代逐渐形成省网 7090年代为区域电网发展阶段 90年代到21世纪前10年为大区电网互联阶段 21世纪二三十年代将形成全国统一电网 电网建设 1954年我国自行设计的第一回220KV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330KV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500KV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500KV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。 我国主要电力系统 发展规划： 以三峡（26*700MW）建设为中心，首先形成中部 电网。三峡电站将向华东、广东和华中送电。 2010年左右将基本形成北、中、南三个跨区互联 网络， 北部电网包括华北、东北、西北和山东电网； 中部电网包括华中、华东、川渝和福建电网； 南部电网包括广东、广西、云南、贵州、香港、 澳门电网。20102020年期间将形成覆盖全国的 统一联合电网。 厂网分开 打破垄断 中国国家电力公司拆分重组成11家 国家电网公司 中国南方电网有限公司 中国华能集团公司 中国大唐集团公司 中国华电集团公司 中国国电集团公司 中国电力投资集团公司 中国电力工程顾问集团公司 中国水电工程顾问集团公司 中国水利水电建设集团公司 中国葛洲坝集团公司 国家电力监管委员会 4家辅业公司 5家发电公司 2家电网公司 我国的电力现状 大机组、大电厂： 最大火电机组90万KW，最大水电机组70万KW，最大核电 机组90万KW。水电：三峡-总容量1820万MW 大电力系统： 目前我国大陆已形成七大跨省区域性电网：华东、华中 、华北、东北、西北、西南、华南，此外还有山东、福 建、云南等省网。三峡水电厂建成后将出现全国性的联 网。 高电压： 输电网电压等级主要是220KV、330KV（西北网）和500KV 。500KV交流输电线路和+-500KV直流输电线路构成骨干 输电网络。 高度自动化： 20万KW及以上大型机组采用计算机监控系统；新建变电 站一般装有微机综合自动化系统，有些实现无人值班； 各级调度（国调、（网调）、省调、地调）实现调度自 动化 ；10KV及以下电网正进行配网自动化 。 我国电力工业发展方针 1）开发与节约并重 2）大力开发水电 3）继续发展火电 4）适当发展核电 5）积极