用电管理一绪论

用电管理与营销,主讲人：刘春明,华北电力大学输配电系统研究所,第一章绪论,一、电力工业发展概况二、我国能源的基本情况三、用电营销与管理的内容四、本课程主要内容五、本课程的重点和难点,一、电力工业发展概况,1、电力工业发展简史,1831年，英国物理学家法拉第通过大量实验发现了电磁感应定律，为电能的大规模应用奠定了基础。,1831年法拉第制造了世界上第一台发电机；1832年法国人皮尔西根据法拉第电磁感应原理制造出发电机，并发明了整流子；1867年，德国发明家韦纳冯西门子对发电机提出了重大改进。在发电机上不用磁铁（即永久磁铁），而用电磁铁，这样可使磁力增强，产生强大的电流；1873年西门子公司的阿特涅发明了交流发电机；1879年，爱迪生制作了世界上第一只有实用价值的电灯。1881年法国人戈拉尔和英国人吉布斯首先制成了一台变压器，并设计了第一条2000V单相交流输电线路；1881年南斯拉夫出生的美国人特斯拉发明了旋转磁场原理，并于1882年发明感应电动机；1885年,俄国工程师.多利沃多布罗沃利斯基发明了三相交流发电机，1889年又发明了三相同步电动机和三相变压器。,1887年英国的发电厂概貌,电点亮了18万只电灯。之后，利用变压器变换的交流电力系统以其长距离、低损耗的优势在世界上被广泛采用。,1893年，在芝加哥举办的世界博览会上，用交流,任何时刻，电力系统的发电功率必须和负荷功率相匹配。无论何时何地，对于系统中的负荷变化和可能发生的扰动，所有发电机必须保持同步运行。(采用HVDC等连接方式可以使互联系统非同步运行）,电力系统是世界上最大的人造动态系统。,1880年代，在英国和美国建成世界上第一批水电站。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。同一时期，水电机组达510万千瓦。1950年，全世界发电量增至9589亿千瓦时，是1913年的19倍。50、60、70年代，平均年增长率分别为9.4、8.0、5.3。19501980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。1986年，全世界水电发电量占20.3，火电占63.7，核电占15.6。90年代后，其发展逐渐形成了以下三个突出的动向：1、世界发电量的年增长率趋缓，而一些发展中国家，特别是亚洲国家仍维持较高的电力增长速度；2、电力技术的发展向效率、环保的更高目标迈进；3、电业管理体制和经营方式发生变革，由垄断经营逐步转向市场开放。,1882年7月26日，上海首次试燃15盏电灯，把上海推入了全世界第一批使用电灯的城市行列。从此，中国大地亮起了电灯。光绪十四年(1888年)，清廷皇宫里第一次安装了电灯。在中国的电业史上应该说是重要的一页。截止1949年底，全国发电容量184.86万千瓦，年发电量43.10亿千瓦时，人均年用电量仅为7.94千瓦时，偌大一个北京市能称得上发电厂的只有一个石景山发电所，设备容量只有4万5千千瓦。建国后中国电力工业快速发展、大步前进，迎头赶上世界先进水平，自1996年中国的电力无论从装机容量到发电量都稳居世界第二位，这是世界瞩目的光辉成就。到2010年总装机容量将突破9亿千瓦，预计中国年总发电量将超过美国，跃居世界第一。,我国历年装机容量和年发电量比较注：我国现在在建的电厂有2.8亿千瓦。今年新开工的电厂要达到7500万千瓦，今年新投产的要超过7000万千瓦。保守的估计也不会少于6500万千瓦。相当于我们一年建了一个英国的装机容量，建了两个瑞典的装机容量（因为瑞典3500万3600万千瓦左右）,（2）、世界各国电力装机容量比较,现阶段中国人均装机仅为千瓦，人均用电量仅为千瓦时，不到世界平均水平的一半，各区域电网的网架结构以及区域之间的联系还较为薄弱，区域交换容量有限。目前主要联络线的输送能力为万千瓦。,2、我国发电厂目前发展水平,最大火电厂：浙江北仑港电厂，装机容量500万KW，5台60万KW机组和2台100万KW机组；最大水电厂：三峡水电站，装机容量1820万KW，26台70万KW机组，年发电量847亿度；最大核电厂：岭澳核电厂，装机容量200万KW，2台100万KW机组；最大抽水蓄能水电厂：广东抽水蓄能水电厂，装机容量240万KW，8台30万KW机组；最大火电机组：100万KW（浙江玉环电厂）最大水电机组：70万KW（三峡工程）最大核电机组：100万KW（岭澳核电厂）,中国巨大电网现状图,西北,东北:44GW,华北:92GW,西北:37GW,华中:82GW,华东:106GW,南方:91GW,DC:7.2GW,AC:0.5GW,DC:0.36GW,DC:3GW,装机容量:620GW220kV及以上线路:229000公里,AC:1.2GW,经济发达地区电力市场空间大,2005年底，京津冀鲁、华中东四省和华东等地区主要受端电网（13个省区）用电量占全国的55，未来十五年电力需求仍将继续保持快速增长，考虑在建煤电、核电、气电等必要的受端电源及接受西南水电后，预计2020年前这些地区新增电力市场空间合计约2.58亿千瓦以上。,中国电网将成为世界上最复杂的交直流互联大电网,中国正处于全面建设小康社会和构建社会主义和谐社会新的历史时期，工业化、城镇化进程不断加快，电力需求增长迅速。,发电与装机容量目前约为6亿千瓦（600GW），人均约500W；“十一五”期间年均增长率预计约为10左右，将达到9亿千瓦。,电力需求增长迅速,根据国民经济和社会发展规划，预计2010年全社会用电量将达到3.8万亿千瓦时，全国发电装机容量为8.6亿千瓦；2020年全社会用电量将达到6.6万亿千瓦时，全国发电装机需要13.2亿千瓦。,65.87,87.05,137.89,217.22,319.32,517,860,1050,1320,0,200,400,600,800,1000,1200,1400,1980,1990,2000,2010,2020,装机容量,(GW),3、我国电力工业发展的三大问题,电源结构的不合理：表现在火电在中国电源结构中的比重过大，占71.1，水电、核电、风电所占比重较小，分别占23.1、1.58、0.16。这样的结构使得电煤资源与运输之间的矛盾越来越突出，环境问题日趋严重；电网建设与电源建设不协调：表现在输配电建设严重滞后于电源建设，一定程度上造成电力发得出而送不到、落不下；电力工业科技含量低、资源浪费现象严重：表现在电能使用效率较低，不仅远远低于发达国家，甚至低于许多发展中国家。目标：中国电力工业发展的必然选择科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子,4、我国电力工业发展前景,（1）、做好电力规划，加强电网建设；（2）、电力工业现代化；（高电压、大系统、大机组、大电厂、高度自动化及核电技术和直流输电系统）（3）、联合电力系统；（4）、电力市场；(发电、输电和用电侧逐级实现电力市场）（5）、IT技术；（SCADA系统、DMS系统、EMS系统及MIS系统等）（6）、电能质量；（谐波、电压暂降、电压波动与闪变、频率、三相不平衡等）（7）、洁净煤发电技术；（一个是河南的沁北电厂，这是我们国家的超临界机组投产了，另一个是现在正在建的是浙江的玉环是超超临界）（8）、绿色能源的开发和利用；（风能、太阳能、生物质能、海洋能和地热能等）,1分类：（1）一次能源：再自然界以其固有形态存在，即没有经过加工或转换的能量资源，如原煤、原油、天然气、核原料、植物燃料、水能、风能、太阳能、海洋热能、海洋动能、潮汐能等。（2）二次能源：由一次能源直接或间接转换为其它形式的能源，如电能、汽油、煤油、柴油、重油、煤气、焦炭、蒸气、热水、沼气、余热能、氢能等。,二、我国能源的基本情况,2、我国能源状况,注：我国电力供应煤电占74，水电占24，核电仅占1.6我国能源发展战略：大力发展水电、加快发展核电、积极发展非水可再生能源（尤其是风能）,3、我国能源消费量,4、我国人均能源状况,5、世界各国核电基本情况,注：1）切尔诺贝利核电站事故出来以后，国际上有一股反核的潮流，有些国家也宣布，本国不发展核电，像澳大利亚就是说不发展核电，像德国，原来核电很多，它也表示以后的核电站都要拆掉，新的核电站都不再建了；美国也将近20年没有建核电站。2）现在许多国家已重新认识核能，印度正在著手建设8个用于发电的核能反应堆，其中建在西部塔拉普尔的一个核反应堆上个月已经开始运转，并成功并入电网。印度总理办公室高级官员普瑞特维拉吉查瓦27日在向印度国会上议院做报告时说，随着这8个核反应堆的相继建设，到2007年印度核能发电将达到1300兆瓦，到2012年将达到3160兆瓦。,6能源工业发展状况：（1）经济发展与能源消耗之间存在一定的内在关系，这个关系可以用能源弹性系数表示，由于电能是最常规使用的二次能源，亦可用电力弹性系数来表示：,（2）关系：经济增长需要消耗能源。能源消费弹性系数反映经济每增长一个百分点,相应能源消耗需要增长多少个百分点。1）如能源消费弹性系数小于1，则本年单位不变价GDP能耗比上年降低；2）如弹性系数大于1，则本年单位不变价GDP能耗比上年上升；3）如弹性系数等于1，则本年单位不变价GDP能耗与上年持平。因此,能源消费弹性系数越大,从某种意义上讲,意味着经济增长利用能源效率越低,反之则越高。,三、电力生产的特点及用电管理的内容,1电力系统、电力网的概念电力系统：生产、输送、分配、消费电能的发电机、变压器、电力线路，各种用电设备联系在一起组成的统一整体就是电力系统。电力网：指电力系统中除发电机和用电设备外的一部分。可根据电压等级高低划分，目前可分为低压（1干伏以下），中压（1千伏一10干伏）、高压（10干伏一330干伏）、超高压（330千伏一1000干伏）、特高压（1000千伏以上）五种电力网。,示意图,大电力系统概念BULKPOWERSYSTEM,系统工程,发电环节,3个子系统必须作为一个整体而一起运行。了解每个子系统很重要，了解它们的关联特性也很重要。,电力系统由发电、输电和配电负荷系统组成。,电力系统工程，电力系统控制，电力系统规划，电力系统运行。,2电力生产的特点（1）电能的生产、输送、分配、转换使用)过程是同时进行的；（2）电力生产是高度集中的、统一的；统一体现为：统一的质量，统一的调度，统一的管理，统一的分配。（3）电能质量可靠、使用便捷、适用性广、转换方便；（4）电力生产高度自动化3用电管理的内容（1）用电负荷管理（2）节约用电管理（3）安全用电管理（4）营业管理,四、本课程主要内容,一、绪论二、用电负荷管理：1）电力负荷及其计算；2）电力平衡；3）电力需求侧管理三、节约用