电力与能源工程专业概论

电力与能源工程专业概论汇报人：2024-01-30CATALOGUE目录电力与能源工程概述电力系统基础知识能源种类与利用技术新能源发电技术及应用储能技术与智能电网发展电力市场与监管政策电力与能源工程概述01

电力与能源定义及关系电力定义电力是一种能源形式，指通过发电、输电、配电和用电等环节将一次能源转换为电能，并进行传输和使用的技术过程。能源定义能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源，包括煤炭、石油、天然气、核能、太阳能、风能等。电力与能源关系电力是能源的一种表现形式，是能源转换和利用的重要方式。能源是电力的来源和基础，电力的发展离不开能源的支持。以蒸汽机为动力的初级电气化时代，煤炭成为主要能源。早期发展阶段中期发展阶段现代发展阶段内燃机和电动机的广泛应用，石油和天然气成为重要能源。以可再生能源和清洁能源为主导的能源结构转型，电力工程技术不断创新和发展。030201电力与能源工程发展历程培养具备电力与能源工程领域基础理论知识和实践技能，能从事发电、输电、配电、用电及能源管理等方面工作的高级工程技术人才。专业培养目标随着能源结构的转型和电力行业的快速发展，电力与能源工程专业的就业前景广阔。毕业生可在电力公司、能源企业、科研机构、政府部门等单位从事相关领域的规划、设计、运行、管理、研发等工作。就业前景专业培养目标与就业前景电力系统基础知识02电力系统组成及功能将各种能源转换为电能的过程，是电力系统的起点。将发电厂发出的电能通过高压或超高压输电线路输送到负荷中心或用户的过程。将输电系统输送来的电能分配给各个用户的过程，包括变电、配电和用电等环节。用户使用电能的过程，包括工业、商业、居民等各个领域。发电输电配电用电利用化石燃料（煤、油、天然气）燃烧释放的热能发电，技术成熟、运行稳定，但排放污染物较多。火力发电厂利用水流能量发电，包括水坝式、水轮机和潮汐能发电等，清洁环保但受地理条件限制。水力发电厂利用核裂变或核聚变反应释放的能量发电，能量密度高、运行成本低，但存在核安全和核废料处理等问题。核能发电厂利用太阳能、风能、地热能等可再生能源发电，环保清洁但受天气和地理位置等因素影响。新能源发电厂发电厂类型及特点用电设施包括各种用电设备和电器，如电动机、照明设备、空调等。输电线路用于输送电能的导线及其支持结构，分为架空线路和电缆线路两种，架空线路成本低、维护方便，电缆线路占用空间小、美观但成本较高。变电站用于将输送来的电能进行变压和分配的场所，包括变压器、开关设备、保护设备等，是电力系统中的重要节点。配电设施包括配电变压器、配电盘、开关柜等，用于将电能分配给各个用户。输电线路与变电站设施能源种类与利用技术03煤炭是全球最主要的能源之一，其利用技术包括燃烧发电、煤化工等。煤炭石油是重要的化石能源，广泛应用于交通、化工等领域，主要利用技术包括炼制、催化裂化等。石油天然气是一种清洁、高效的能源，主要用于城市燃气、工业燃料和发电等领域，其利用技术包括压缩天然气、液化天然气等。天然气传统化石能源及其利用技术太阳能是一种无限可再生的能源，其利用技术包括光伏发电、太阳能热水器等。太阳能风能是一种广泛分布且可再生的能源，其利用技术主要是风力发电。风能水能是一种清洁、可再生的能源，其利用技术包括水力发电、潮汐能发电等。水能可再生能源种类及其开发应用节能技术节能技术包括提高能源利用效率、降低能源消耗等方面的技术，如高效节能灯具、节能型空调等。节能减排政策政府通过制定法律法规、财政税收等政策措施，推动能源节约和减少污染物排放。减排技术减排技术主要是减少污染物排放的技术，如烟气脱硫、脱硝技术，废水处理技术等。节能减排政策与技术措施新能源发电技术及应用04太阳能光伏发电原理及设备介绍光伏发电原理利用光伏效应将太阳光直接转化为电能。当太阳光照射到光伏电池上时，电池吸收光能并产生电动势，从而实现光电转换。光伏电池组件由多个光伏电池单体串联或并联组成的电池组，用于提高输出电压和电流。光伏逆变器将光伏电池组件产生的直流电转换为交流电，以便接入电网或供给交流负载使用。光伏发电系统包括光伏电池组件、光伏逆变器、支架、电缆等设备，以及监控、保护等辅助系统。风力发电原理风力发电机组类型风力发电场应用领域风力发电技术及应用领域利用风力驱动风力发电机组（风力机）旋转，通过增速机将旋转速度提升，驱动发电机发电。由多台风力发电机组组成的风电场，可以实现大规模的风力发电。包括水平轴风力机和垂直轴风力机两种类型，其中水平轴风力机应用最为广泛。风力发电适用于风能资源丰富、土地广阔、电网覆盖较好的地区，如草原、山区、海岛等。生物质能发电原理利用生物质燃料（如木材、农作物废弃物、动植物油脂等）燃烧产生的热能，通过蒸汽轮机或燃气轮机等热力发电设备转换为电能。包括直接燃烧发电、生物质气化发电、生物质沼气发电等技术类型。生物质能是一种可再生能源，燃烧过程中产生的二氧化碳量与其生长过程中吸收的二氧化碳量基本相当，因此被认为是相对较为环保的能源。随着生物质能发电技术的不断发展和成本降低，其在电力结构中的比重将逐渐增加。同时，生物质能发电还可以与农业、林业等产业相结合，形成循环经济产业链。生物质能发电技术类型生物质能发电优势应用前景生物质能发电技术及应用前景储能技术与智能电网发展05抽水蓄能：利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。压缩空气储能：基于燃气轮机技术的储能系统，在电力负荷低谷时段，利用电能将空气压缩至高压并存于洞穴或压力容器中，使电能转化为空气的内能存储起来；在电力负荷高峰时段，将高压空气从储气室释放出来，进入燃烧室燃烧利用燃料燃烧加热升温后，驱动涡轮机发电。飞轮储能：利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起来，在需要时飞轮带动发电机发电的储能方式。化学储能：主要是指使用二次电池作为储能器件，利用化学反应释放的能量来进行储能，具有能量密度高、可长时间供电的优点。储能技术种类及作用机制智能电网就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。智能电网概念自愈、激励、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。智能电网特点智能电网概念及特点分析匹配电力生产和消纳、减轻电网压力等：储能技术可实现负荷削峰填谷、匹配电力生产和消纳、减轻或延缓电网设备投资、缓解电网阻塞，以及为电力系统提供调峰调频等辅助服务。提高分布式能源接入电网后的系统稳定性：储能系统具有快速的功率响应能力，通过在分布式能源发电侧安装储能系统，可以减少或延缓电网设备升级、降低电网阻塞以及减少或延缓电网扩展，提高电网对分布式能源的接纳能力。提高供电可靠性和电能质量：储能技术可减少或避免电能质量问题，提高供电可靠性。对于电动汽车等波动性较大的负荷，储能技术还可以提供功率缓冲，提高电动汽车充电站的供电可靠性。在电力市场中发挥重要作用：储能技术可以在电力市场中发挥重要作用，包括提供调频服务、作为价格接受者的发电商、减少或延缓新建发电设施、减少或延缓新建输电线路等。此外，储能技术还可以提供电压支持、黑启动等其他服务。储能技术在智能电网中应用电力市场与监管政策06垂直一体化模式竞争性业务模式区域电力市场改革方向电力市场运营模式及改革方向01020304发电、输电、配电和售电环节由一家企业或机构负责，实现纵向整合。各环节分开运营，引入市场竞争机制，提高电力工业效率。在一定区域内实现资源优化配置，促进跨区电力交易和互联互通。推动市场化改革，加强监管和法制建设，促进绿色低碳发展。制定合理的电价政策，保障电力市场公平竞争和消费者利益。价格监管加强环保监管，推动清洁能源发展，减少污染物排放。环保政策确保电力系统安全稳定运行，防范电力事故风险。安全监管引导行业健康发展，促进企业转型升级，提高行业整体