《发电厂》第一章概述发展概况

2/51第一章概述第二章载流导体的发热和电动力第三章灭弧原理及主要开关电器第四章电气主接线及其设计第五章厂用电接线及设计第六章导体和电气设备的原理与选择第七章配电装置教学内容3/51第一章概述一、世界电力工业发展简况世界电力工业的起源1831年法拉第发现电磁感应定律；1875年巴黎北火车站发电厂的建立，电真正进入了实用的阶段。第一台火力发电机组（直流发电机），用于照明供电；1879年，美国旧金山实验电厂开始发电，这是世界上最早出售电力的电厂。5/48世界上第一台发电机6/48世界上第一台发电机7/51我国电力工业的起源1879年10马力直流发电机点亮上海第一盏电灯；1882年英国商人立得尔创办上海电气公司建一台16马力蒸汽发电机组；1912年我国第一座水电站云南石龙坝水电站：240kW2。8/481912年建成的云南石龙坝水电站(2240kW)我国电力工业的发展1949年全国装机185万kW（21位）发电量43亿kWh（25位）。1995年，我国年发电量达到10000亿kW·h，仅次于美国位居世界第2，全国发电设备总装机容量达到2.1亿kW，居世界第3。1996年，我国的年发电量和发电设备装机容量均仅次于美国，位居世界第2。截至2013年底，我国发电装机容量达到12.5亿kW，首次超过美国位居世界第1。全国火电机组供电标准煤耗321g/kW·h，提前实现国家“十二五”规划目标，煤电机组供电标准煤耗居世界先进水平。10/51我国电力工业的发展全球和中美两国的发电量及增幅（单位：TWh）200720082009201020112012201320142015美国发电量4365.44326.14147.84332.84305.24253.54275.14306.94303.0增幅/%2.3-0.9-4.24.5-0.6-1.20.50.7-0.1中国发电量3281.63495.83714.74207.24713.04987.65431.65794.55810.6增幅/%14.56.56.213.312.05.88.96.70.3世界发电量19955.320350.420183.921493.822184.622753.423336.323893.624097.7增幅/%4.72.0-0.86.53.22.62.62.40.911/51我国电力工业的发展2009-2015年全球电力生产结构：2009201020112012201320142015全球总发电量/TWh20183.921493.822184.622753.423336.323893.624097.7化石燃料/%6982.067.780.679.778.377.977.276.3核能/%1313.0再生能源发电/%18.019.420.321.722.122.823.7水力发电/%15.016.115.316.516.416.616.6风电场/%3.03.35.05.22.95.83.16.23.77.3生物发电/%1.81.82.0光伏发电/%0.70.91.2地热发电/%0.40.40.4聚热发电/%海洋能发电/%12/51我国电力工业的发展世界上在运的最大9个发电站：序号发电站名称国家总装机容量MW年发电量TWh能源类型1三峡大坝/ThreeGorges中国2250098.8（2014）水力发电2伊泰普大坝/ItaipuDam巴西巴拉圭1400098.63（2013）水力发电3溪洛渡大坝/Xiluodu中国1386055.2（2015）水力发电4古里大坝/Guri委内瑞拉1023547（平均）水力发电5图库鲁伊大坝/Tucurui巴西837021.4（1999）水力发电6柏崎刈羽核电站/Kashiwasaki-Kariwa日本796560.3（1999）核能发电7大古力大坝美国680921（2008）水力发电8向家坝中国644830.7（2015）水力发电9龙滩大坝中国642618.7水力发电13/482000年建成的浙江北仑发电厂300万kW60514/48上海外高桥发电厂304+90215/481980年投运第一台机组江厦潮汐电站3200kW16/51我国电力工业的发展截至2013年底，我国的非化石能源发电也有了长足发展，非化石能源发电装机达到了3.9亿kW，占总装机容量的31.6%。截至2013年底，我国水电装机容量达2.6亿kW，抽水蓄能装机容量达2151万kW，太阳能并网发电装机容量达1479万kW，风电并网装机容量达7548万kW。17/482000年建成的广州抽水蓄能电站上坝库(240万kW308)18/481977年投运西藏羊八井地热电站19/48世界上最大的光伏电站是中国龙羊峡水光互补光伏电站，装机容量达850MWp20/48世界上最大的陆地风电场-中国甘肃酒泉风电基地，2009年开始建造，额定装机容量7965MW，最终计划20000MW。21/51我国电力工业的发展1972年，我国建成了第一条330kV超高压输电线路，从甘肃刘家峡水电厂到陕西关中地区。1981年，我国建成了第一条500kV超高压输电线路，由河南姚孟火电厂到湖北武汉。1988年，我国建成了从葛洲坝到上海南桥的±500kV高压直流输电线路，全长1080km，输送容量达120万kW，连接了华中、华东电网。2005年，我国建成了第一条750kV特高压输电线路，从官厅到兰州东。2006年，我国特高压实验示范工程1000kV晋东南-南阳-荆门工程正式奠基。22/48第一条500kV输电线路（平顶山----武汉）23/48第一条±500kV直流输电线路（葛洲坝----上海）24/51我国电力工业的发展2006年，云广±800kV特高压直流输电工程开工（世界首个±800kV特高压直流输电工程）。2014年，溪洛渡左岸-浙江金华±800kV特高压直流输电线路正式投运，在世界上首次实现了单回直流工程800万kW连续运行和840万kW过负荷输电运行。溪浙工程建成投运后，我国已经拥有“两交四直”六条特高压线路，初步构建形成连接大型煤电、水电、新能源基地和东中部负荷中心的能源配置平台。截至2014年底，我国特高压电网累计送点1930亿kW·h，实现了能源大范围优化配置，保障了清洁能源的送出和消纳。25/48武汉凤凰山500kV变电所（275万kvA）我国电力工业的发展目前，我国最大的火电机组容量为110万kW（新疆农六师煤电有限公司二期工程）。最大的水电机组容量为80万kW（向家坝水电站）。最大的核电机组容量为175万kW（台山核电站）。最大的火力发电厂装机容量为540kW（内蒙古托克托电厂，8×60万+2×30万kW）。最大的水力发电厂装机容量为2250万kW（三峡电厂，32×70万+2×5万kW）27/51我国电力工业的发展最大的核电发电厂装机容量为380万kW（大亚湾-岭澳核电站，2×90万+2×100万kW）。最大的抽水蓄能发电厂装机容量为240万kW（广东抽水蓄能电厂，8×30万kW）。三峡水电站大坝高程185米，蓄水高程175米，水库长2335米，静态投资1352.66亿元人民币，2012年7月4日全部投产后，已成为全世界最大的水力发电站和清洁能源生产基地。28/481997年开工的三峡水电站(2250万kW7026+706+25)29/481997年开工的三峡水电站(2250万kW7026+706+25)30/481988年建成的葛洲坝水电站(271.5万kW172+12.519)31/481999年建成的二滩水电站(330万kW556)32/488台机组，总装机容量640万千瓦18台机组，总装机容量1386万千瓦16台机组，总装机容量1600万千瓦10台机组，总装机容量870万千瓦33/4834/4835/48我国电力工业的发展我国核电工业于20世纪70年代初开始起步，1984年开始修建的30万kW浙江秦山核电厂是我国第一座自行设计、制造、安装和调试的核电厂，该电厂于1991年12月15日成功并网，实现了我国核电零的突破。37/481993年建成的秦山核电厂30万kW38/51我国电力工业的发展目前我国其它投运的核电站有：广东省大亚湾核电站、广东省岭澳核电站、江苏省田湾核电站。我国在建的最大核电厂是山东海阳核电，计划建设8台125万千瓦机组，总装机容量达到1000万千瓦。一期工程建设两台125万千瓦机组，首台机组计划于2014年投产。39/481994年建成的大亚湾核电厂180万kW902我国电力工业的发展世界上第一台核电机组于1954年4月在莫斯科市近郊奥勃宁斯克核电厂投运。1969年后，核电进入工业推广阶段，许多发展中国家也开始发展核动力，到2008年，全世界已有30多个国家和地区共450多座核反应投入运行，核电总装机容量为3.5亿kW以上，年发电量占全世界总发电量的17%。最大核电厂是日本柏崎刈羽核电厂，总装机7台，容量达821.2万kw，单机容量最大的是原苏联的1,500MW石墨沸水堆机组。目前在建的单机容量最大的核电机组是由德阳东方电机制造的ERP型台山核电一号机，单机容量达175万kW，投运日期为2017年底到2018年初。41/51二、电力系统发展前景1、节能减排，世纪之约2、做好电力规划，加强电网建设3、电力工业现代化4、联合电力系统5、电力市场6、IT技术7、洁净煤发电技术8、绿色能源的开发和利用42/51前景-节能减排，世纪之约“十一五”期间，全国关停小火电机组容量共7682.5万kW，每年可节约燃煤8700万t，减少CO2排放17700万t。“十二五”规划指出，要加快转变电力发展方式，保障供应安全、优化能源结构、促进节能减排、实现和谐发展。规划2015年全国水电增加1700万kW，煤电减少500万kW，气电增加1000万kW，太阳能发电增加300万kW，生物质能发电及其他增加200万kW。43/51电能是发展国家国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次清洁能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展。电力规划就是根据社会经济发展的要求、能源资源和负荷的分布，确定合理的电源结构和战略布局，确立电网电压等级、输电方式和合理的网架结构等。电力规划的合理性直接影响电力系统今后运行的稳定性、经济性、电能质量和未来的发展。前景-做好电力规划，加强电网建设44/51目前电力技术的先进水平主要表现在特高压、大系统、大电厂、大机组、高度自动化以及核电技术。特高压、大系统：系统容量在4000万~8000万kW以上，输电电压等级500、750、1000kV，±500、±800kV。大电厂、大机组。高度自动化：火电厂实行单元集中控制，水电厂和变电站实行无人值班和远方集中控制。前景-电力工业现代化45/51各系统间用电负荷的错峰效益：减少总装机容量、节约电力建设投资。提高供电可靠性、减少系统备用容量。有利于安装单机容量较大的机组。可进行电力系统的经济调度：宏观上是水、火电的经济调度，微观上是机组之间的经济调度。调峰能力互相支援：可减少系统调峰机组容量。还具有提高高效率机组利用率和使用廉价燃料，能承受较大的冲击负荷，有利于改善电能质量等作用。前景-联合电力系统-效益46/51增加联络线和电力系统内部加强所需的投资及联络线的运行费用。系统的弱联系可能引起调度的复杂性和出现低频振荡。增加了系统的短路容量，可能导致增加或更换已有设备。增加了联合电力系统的通信和高度自动化的复杂性。前景-联合电力系统-问题47/51电力市场即是电能生产与运营的组织、指挥、控制和管理中心，也是电能商品集中交易与结算的场所。电力市场是依法成立的，采用经济手段，本着公平竞争、自愿互利的原则，对电力系统中发电、输电、供电和用户等进行协调和运行管理的机构。我国电力体制改革的总