专题1电力工业发展概况

专题1电力工业发展概况1.1我国电力工业发展概况电力发展和应用的程度，是衡量国民经济发展水平和社会现代化水平高低的重要标志之一。电力发展必须超前国民经济的增长。我国自1882年有电力以来至1949年底，经过67年发展装机容量只达到185万kW，年发电量43亿kW·h，分别居世界第21位和第25位。2003年全国总装机容量达到38450万kW，年发电量19080亿kW·h。从1996年起，我国发电机装机容量和年发电量均居世界第二位，2004年全国总装机容量达到44700万kW。截至2011年底，全国发电装机容量10.5亿千瓦，其中，水电2.3亿千瓦，火电7.6亿千瓦，核电1191万千瓦，风电4700万千瓦。1.2我国电力工业的几个之最目前我国最大的汽轮发电机组容量为90万kW，安装在外高桥第二发电厂(最大135万kW)；最大的水轮发电机组容量为70万kW，安装在三峡水力发电厂(最大80万kW)；最大的核电发电机组容量为100万kW，安装在岭澳核电厂(最大145万kW)。最高交流输电电压为750kV，如全长146km的青海官亭—兰州东750kV输电示范工程(世界上最高为1150kV)。最高直流输电电压为±500kV,如湖北宜昌葛洲坝到上海南桥的±500kV直流输电线路(世界上最高为±750kV)。目前我国最大的水力发电厂，也是世界上最大的水力发电厂是三峡水力发电厂，装有26台单机容量为70万kW的水轮发电机组，总装机容量1820万kW，年均发电量847亿kW·h。三峡大坝采用混凝重力坝，坝高185m，坝长(轴线长)2309m，坝顶总长3035m，总投资约2039亿。我国最大的火力发电厂是北仓港电厂，装机容量300万kW，单机容量60万kW。我国最大的核能发电厂是岭澳核电厂，装机容量200万kW，单机容量100万kW。这些都说明我国电力工业已进入大机组、大电厂、大电网、超高压、高度自动化的发展时期和向跨大区联网、推进全国联网的新阶段。1.3电力系统组成1.31结构电力系统是电能的生产、输送、分配、变换和使用的一个统一整体。电力系统由发电厂、电力网和用户组成。下图为电力系统及动力系统示意图。图1.11.321.三相交流电网和电力设备的额定根据受电设备和供电设备的额定电压，国标GB156—93《标准电压》规定了交流电力网和电力设备的额定电压等级。1）电网(电力线路)的额定电压电网的额定电压是确定其它一切电力设备额定电压的基本依据，它是国家根据国民经济发展的需要以及电力工业的现有水平，经过全面的技术分析后确定的。三相交流电网和电力设备常用的额定电压如表1.1所示。表1.1分类电网和用电设备电压/KV发电机额定电压/KV电力变压器额定电压/KV一次绕组二次绕组低压0.380.660.400.690.380.660.400.69高压3610—35661102203305007503.156.310.513.8,15.75,18,20,22,24,263及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,20,22,24,2635661102203305007503.15及3.36.3及6.610.5及11—38.572.61212423635508202）电力设备的额定电压用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。发电机的额定电压规定高于同级电网额定电压的5％，以补偿线路上的电压损失。2、（1）变压器一次绕组额定电压分两种情况：当变压器直接与发电机相连时，如图1.2中的变压器T1，其额定电压与发电机额定电压相同，即高于同级电网额定电压的5％；当变压器连接在线路上时，如图1.2中的变压器T2，成为电网上的一个负荷，其一次绕组额定电压与电网额定电压相同。（2）变压器的二次绕组额定电压也分两种情况：当变压器二次侧供电线路较长时，如图1.1中的变压器T1，其额定电压应高于同级电网额定电压的10％，5%用来补偿变压器二次绕组的内阻抗压降，5%用来补偿线路上的电压损失；当变压器二次侧供电线路不太长时，如图1.1中的变压器T2，其额定电压只需高于电网额定电压的5％即可，用于补偿变压器内部的电压损耗。图1.21.4发电厂的基本类型一次能源是指直接由自然界采用的能源，如：煤、石油、天然气、水利资源、核原料等。二次能源是由一次能源经加工转换而获得的另一种形态的能源，如电力、煤气、蒸汽、焦碳等。以下是各种发电厂的优缺点：1.火电厂利用燃料（煤、石油、天然气）燃烧使汽轮机转动优点：建设投资小、工期短、受气候、水文条件影响小，不分丰水期和枯水期。缺点：生产过程复杂、成本高、对环境污染大。分为：凝汽式发电厂（专供发电）：热能利用率30%～40%热电厂（发电兼供热）：热能利用率70%～60%2.水电厂利用水的落差（水头H）、流量（Q）优点：生产过程简单、易于实现自动化、成本低、无污染。缺点：建设投资大、工期长、受气候、水文条件影响大，分丰水期和枯水期。3.核电厂利用铀(或钚）在反应堆核裂变核电是一种安全清洁的能源，利用它可以大大地节约煤和减少污染。一个1000MW的火电厂一天燃烧的煤是9600t，而相应1000MW的核电厂，一天只要3.3kg的U235，同样容量的电厂其用燃料量竟相差300万倍。优点：消耗燃烧少，燃烧时不需要空气助燃，容量越大越经济缺点：有放射性污染。4.新能源发电太阳能发电、风力发电、地热发电、潮汐发电、生物质能发电及垃圾电厂等。1.5变电所的基本类型变电所起着变换和分配电能的作用。从发电厂送出的电能一般经过升压远距离输送，再经过多次降压后才供给用户使用，所以电力系统中的变电所的数量多于发电厂，变压器的容量约是发电机容量的7~10倍。变电所分为发电厂的变电所（升压变电所）和电力网的变电所（降压变电所），根据变电所在电力系统的地位与供电范围，可以将其分为以下几类。1.枢纽变电所1)枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集着电力系统中多个大电源和多回大容量的联络线，连接着电力系统的多个大电厂和大区域。2)电压等级一般为330~500kV。3)枢纽变电所在系统中的地位非常重要，若发生全所停电事故，将引起系统解列，甚至系统崩溃的灾难局面。2.中间变电所1)中间变电所高压侧与枢纽变电所连接，以穿越功率为主，在系统中起交换功率的作用，或使高压长距离输电线路分段，它一般汇集2~3个电源，这样的变电所主要起中间环节作用。2)电压等级多为220~330kV，其中压侧一般是110~220kV，供给所在的多个地区用电并接入一些中小型电厂。3)当全所停电时，将引起区域电网解列，影响面也比较大。3.地区变电所1)地区变电所主要任务是给地区的用户供电，它是一个地区或城市的主要变电所。2)电压等级一般为110~220kV。3)若发生全所停电事故，只造成本地区或城市停电。4.终端变电所1)终端变电所位于输电线路的末端，靠近负荷点。2)高压侧电压多为110kV或者更低（如35kV），经过变压器降压为6~10kV电压后直接向用户送电。3)若发生全所停电事故，只是所供电的用户停电，影响面较小。1.62010年和2013年中国电力行业发展面临五大问题1.612010年1.电力结构不尽合理。2.电力的规划工作严重滞后。3.电价的形成机制不合理。4.电力行业法律法规建设速度缓慢。5.电力开发建设的环境和社会压力加大，发展的困难增大。1.612013年1.清洁发展理念还没有真正根深蒂固。2.节能环保资金缺乏，清洁发展战略实施受到制约。3.电力企业承受能力有限。4.新能源发展遇到瓶颈，相关改革配套措施没有到位。5.科技研发投入不足，节能环保核心技术水平偏低。1.7针对五大问题分析2009年底，火电装机占全国装机总量的70.5%，且大部分是用煤作燃料，水电装机占装机总量的22.5%与巨大的水电资源相比，明显偏低。核电装机所占比例只有1%，也明显偏低。在规划工作方面，电力行业的规划指导性与权威性不强，电力的全国规划与地方规划之间、电源规划与电网规划之间、电源结构规划之间、传统能源规划与新能源规划之间、输煤规划与输电规划之间，缺乏统一性、协调性与科学性。电价方面，煤电价格联动机制执行不到位，办法不完善，既影响电力企业的可持续发展，也影响媒体企业的长远规划。改革开放以来，尤其是2002年电力体制改革以来，电力行业的管理体制、机制，电力的科学技术，电力的管理机构等均发生了巨大变化，但仍然执行的是1996年实施的《电力法》，之后颁布的《可再生能源法》也缺少实施细则。电力开发建设方面，征地拆迁、水土保持、植被保护、移民诉求等等的成本大幅提升，有的已超过了电力企业的承受能力。近年来，我国电力行业积极转变发展方式、调整电源结构，坚持走清洁、绿色、低碳发展之路，为社会经济发展和生态文明建设作出了重要贡献。虽然在清洁、绿色、低碳发展方面取得了较好成绩，但与国家对电力企业的环保要求相比，还有较大差距，清洁发展之路仍面临艰巨的任务和挑战。受长期计划经济、粗放发展模式影响，部分电力企业的思维模式还没有真正从规模思维中走出来，对内涵式发展、核心竞争力培育、做好做优还重视不够。受“市场煤，计划电”影响，五大发电集团火电板块连亏4年，累计亏损达921亿元。因此，在环保设施、节能技改等前期投入方面缺乏资金投入和保障，清洁发展战略的实施受到较大影响。国家对火电污染物排放的控制力度日益加大，脱硫、脱硝、除尘等一系列设备改造及运行维护费用高昂，导致企业成本增加，负担加重，短期内无法弥补。国家支持新能源发展的利好政策，在刺激新能源井喷式发展的同时，也带来了新的问题。首先，发展太快，市场过剩。2008年新能源发展刚刚起步时，由于数量少，政策支持力度大，经历了三年多的发展“黄金期”，从2012年开始，新能源发电市场已经饱和甚至过剩，比较典型的如风电、光伏发电等产业，在经过快速扩张后，造成较为严重的低端同质化竞争后果，整个行业面临重新洗牌。另外，受制因素多，效益未达预期。例如水电受移民、环保因素影响造价暴涨；核电安全性受质疑，难获资质，发展受阻；太阳能热发电核心技术未成熟，发电成本高昂等。其次，相关制度措施没有到位。新能源发展缺乏通盘考虑和整体规划，产业规模化、标准化方面还有很长的路要走。与发达国家相比，我国电力科技水平仍存在较大差距，科技研发重视不够、投入不足，自主创新的基础比较薄弱，核心和关键技术落后于世界先进水平，重要设备的国产化率低，一些关键技术和装备，如航改型燃机、大型清洁高效发电设备、多晶硅、页岩气勘探开发技术、先进核反应堆技术等依赖于国外引进，增加了绿色环保成本。1.8小结从我国电力工业的发展史来看，电力工业发展史非常快的，从1949年底装机容量只达到185万kW，年发电量43亿kW·h到2011年底，全国发电装机容量10.5亿千瓦，其中，水电2.3亿千瓦，火电7.6亿千瓦，核电1191万千瓦，风电4700万千瓦。而且我国的三峡水利发电也是全世界最大的。但是我国的能源结构不合理，煤电太多，差不多占了70%，这对能源的消耗和环境的污染都是很严重的，对于风电、水电等新能源，由于其限制条件，比如：受气候、稳定性等的影响，不能成为主要能源结构，但我国在核能研究方面也比较突出，所以，就我认为，可以大力发展核电。核电虽然有其危险性，比如地震或控制不好，导致核泄漏，其污染是相当严重的，但只要拿出十分的技术和重视力度，相信在核电上发展还是很不错的。另外，由于我国受官僚主义、计划经济、粗放型发展影响太严重，导致了领导间、领导与下层、执行力度等方面都做的非常不好，各种规划的严重滞后，或各种的形式上的东西过剩，同时，由于商业政策上的一些漏洞，比如政府补助，导致了一些商家只为那政府资金而大大缩减技术建设投资等，这就引发了后期的一系列发展受限问题。就我国在2010年和2013年电力工业发展存在的5大问题，我觉得其中实质性的东西还是一样的，比如2010年的电力结构不合理和2013年的清洁发展理念还没有真正根深蒂固，这其中最根本的原因还是中国的能源结构问题，“富煤”决定了这样的问题存在，虽然我们大力提倡节能减排，优化能源结构，但相对于其