《国内发、供电系统现状及发展趋势》讲义(路长威XXXX

国内发、供电基本现状及发展趋势路长威盘锦供电公司2010.12盘锦第一章国内发电、供电系统现状介绍目前，国内发电系统由五大发电集团组成：华能集团公司、华电集团公司、国电集团公司、大唐集团公司、中国电力投资集团公司国内供电系统两大电网公司：国家电网公司、南方电网有限责任公司（广东、广西、云南、海南、贵州）。1949年，我国发电装机容量仅为184.9万千瓦，居世界第二十一位。现在，我国发电装机容量达到9.5亿千瓦，居世界第二位。1998年，电力实行“政企分开”，原电力部撤消，成立国家电力公司。2002年12月继续深化电力体制改革，实行“厂网”分开。在已投运的电厂中，最大的火电厂为邹县电厂（240万kW），最大的水电站为二滩水电站（330万kW），最大的核电站为大亚湾核电站（180万kW）。全国发电装机容量达3亿kW。五大发电集团简介：华能集团是经国务院批准成立的国有重要骨干企业，也是自主经营、自负盈亏，以经营电力为主的世界500强企业。注册资本金200亿元，经营的电厂达154座，装机容量10438万千瓦。华电集团公司注册资本120亿，装机容量将达到80000MW，资产总额2928亿元人民币，年发电量2900亿千瓦时。拥有国内单机容量最大、国产化程度最高的100万千瓦机组，积极开发建设风电、核电、生物质能、太阳能等清洁能源。•国电集团公司：经国务院批准，于2002年12月29日组建全国五大发电集团之一，装机容量达22170.2万千瓦，员工人数11万余人，国内市场占有率达20%，资产总额达4006.81亿元。大唐集团公司注册资本金51.63亿元，总资产645.36亿元，发电装机规模达到10017.23万千瓦，是世界亿千瓦级特大型发电公司，在伦敦、香港、上海三地上市的电力企业。中国电力投资集团公司：20０２年１２月２９日经国务院批准组建的全国五大发电集团之一，资产总额３７７６亿元，年发电量２５１５亿千瓦时，营业收入达１０１２亿元，注册资本金人民币１２０亿元。国内供电系统两大电网公司：国家电网公司、南方电网有限责任公司（广东、广西、云南、贵州、海南）.国家电网公司：前身“国家电力公司”，2000年实行“厂网分开”后，原国家电力公司电网业务由国家电网公司运行，注册资本金2000亿元，拥有职工150.8万，资产总额12141亿元。售电量22748亿KWh,输电线路长度5532万公里，变电容量19万KVA，是全球最大的公用事业企业。2010年《财富》世界500强企业国家电网位列第八。南方电网有限责任公司：经营范围为广东、广西、云南、贵州和海南五省（区），职工总数30万人，总装机容量为1.6亿千瓦，220千伏及以上变电容量3亿千伏安、输电线路总长度7.7万公里。年售电量达5239亿千瓦时，总资产达4425亿元。目前我国发电应以火力发电（74.6%）、水力发电（22.5%）为主，风力发电（1.8%）核能发电（1.0%）为辅，积极开发新能源发电（如太阳能热发电、太阳能光发电、磁流体发电、潮汐发电、海洋温差发电、波浪发电、地热发电、生物质能发电等)。新能源发电新能源发电简介：新能源是在新技术基础上，系统地开发利用的一次能源，如太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能等。它们都属于可再生清洁能源。无论从世界还是从中国来看，一次化石能源都是有限的，中国的一次化石能源储量远远低于世界的平均水平，大约只有世界总储量的10％。从长远来看，新能源将是未来人类的主要能源来源。新能源发电是把新能源转换为电能的过程。一、太阳能发电有两种，光伏发电和光热发电。光伏效应：指的是光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。光太阳能电池：太阳光照射太阳能电池，太阳光的光子在电池里激发出电子空穴对，电子和空穴分别向电池的两端移动，如果外部构成通路，就形成电流。主要应用于：航天、微波中继站、海岛灯塔、边远地区用电。上海崇明前卫村光伏电站（1051KW）示范工程并网发电。上海世博园馆（中国馆、主题馆、未来馆、世博中心）太阳能发电（4687KW）并网发电。光热发电：是通过聚光装置利用太阳光加热工作介质至沸点，使其由液态变为气态蒸汽，推动汽轮发电机进行发电。我国在光热发电领域起步较晚，北京延庆的中国第一个光热发电示范站--八达岭1000KW塔式光热电站并网发电。二、风力发电风力发电是一个能量变换的过程：风的动能先被风力机的桨叶捕获并转换为机械能，再经过一个含齿轮箱（增速）的机械传动系统传递给发电机；发电机实现机械能到电能的转换。由于海上风力资源风丰富，海上的风速相对较高且稳定，非常具有开发价值，因此近海风电是国际风电产业发展的新领域中国第一个风电场于1986年4月在山东荣成并网发电。目前国内有上海大桥海上风电场（10万千瓦）示范工程接入电网。我国风电装机容量已达2000万kW。三、海洋能发电：是利用海洋所蕴藏的能量进行发电。主要包括：潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。潮汐能：是由于月球和太阳等天体的引力使海洋水位发生潮汐变化而产生的能量。潮汐发电：它是利用潮水的涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。迄今仍在运行发电的有江厦、海山和白沙口等三座潮汐电站就全世界而言，潮汐能源的开发利用程度还很低。目前制约潮汐能发电的因素主要是成本因素，由于常规电站廉价电费的竞争，建成投产的商业用潮汐电站不多。波浪发电：原理是将波浪能通过转换装置转换为机械能、气压或液压的能量，然后通过传动机构驱动发动机发电。由受波体、中间转换装置、发电装置组成。四、生物质能发电：主要是让生物质发热,利用其产生的热能发电。生物质资源范围广泛、数量巨大，而且存在分散，不像矿物性燃料那样集中。其主要有：木柴燃料、农作物废弃物、畜禽粪便、能源植物、城市废物。山东单县生物质发电项目是国内第一个建成，于2006年12月1日投产发电，该厂年消耗农林废弃物25万吨，年发电量2亿千瓦时。五、地热发电：是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能，然后带动发电机发电。目前能够被地热电站利用的载热体，主要是地下的天然蒸汽和热水。1977年羊八井电站第一台机组投入运行，到1986年装机容量已达1.3万kW。它由5眼地热井供水，单井产量为75～160m3／h，水温为145～170℃。电网建设电能从生产到用户一般要经过发电、输电、变电、配电、用电等环节，电能不能大规模储存，发电、输电、配电和用电在同一瞬间完成。电网主要设备：对于交流输电，输电网是由升压变压器、高压输电线路、降压变压器组成的。在输电网中输电线路、杆塔、绝缘子串、架空线路等称为输电设备；变压器、电抗器、电容器、开关、刀闸、避雷器、电压互感器、电流互感器、母线等变电一次设备。继电保护、监视、控制和电力通信等变电二次设备。配电网主要由电压相对较低的配电线路、开关设备、互感器和配电变压器等构成。配电网几乎都是采用三相交流配电网。电网发展面临的形势：经济社会的快速发展对作为重要基础产业的电力工业发展，尤其是电网发展提出更高的要求。当前，我国电网发展总体滞后，城市和农村供电水平不高，资源优化配置和抵御严重自然灾害的能力不强。随着我国经济结构的不断调整，工业化、城市化水平继续加快，2008年发生的严重冰雪灾害和特大地震灾害，进一步凸显了加强电网建设的重要性和紧迫性。气候变化和低碳经济：国际社会对气候变化问题的高度关注，能源结构优化和提高能源效率成为世界各国获得国际话语权、彰显国际竞争力和实现可持续发展的重要内容，电网作为能源供应体系的重要环节，势必在节能减排领域承担更加艰巨的任务。能源资源优化配置与清洁能源发展：我国能源资源主要分布在西部、北部和西南等经济落后地区，而能源消费主要集中在东中部经济发达地区。位于西部和北部的大煤电基地、西南大水电基地与东部负荷中心的距离一般为800－3000公里，距离远，因此，依托特高压输电技术，实现电力外送，成为我国现代化能源运输的重要内容。清洁能源：水电、风电和太阳能发电等。多元化服务需求：根据用户需要及峰谷电价，调整用电时间，提高用户经济性和安全性；用户可以根据自己的用电习惯、电价水平以及用电环境，设定参数，自动优化用电方式，达到最佳用电效果。智能电网：智能电网是世界电网发展趋势坚强智能电网概念：是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，具有信息化、自动化、互动化特征，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。主要内涵是：①坚强可靠：是指拥有坚强的网架、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应。发生故障时，能够快速检测、定位和隔离故障，并指导作业人员快速确定停电原因，恢复供电。②经济高效：是指提高电网输送效率，降低成本，促进能源资源的高效利用；③清洁环保：降低能源消耗和污染物排放；④透明开放：电力市场化提供透明、开放的平台⑤友好互动：友好兼容各类电源和用户的接入与退出，激励电源和用户主动参与电网调节。另外能兼容大量分布式电源的接入。储能设备、太阳能电池板等小型发电设备广泛分布于用户侧，可以在用电低谷时接纳电网富余电能，并可以与小型发电装置一起在用电高峰时向电网输送电能，以达到削峰填谷，减小发电装机容量。坚强智能电网在技术上要实现信息化、自动化、互动化：①信息化：能采用数字化的方式清晰表述电网特性及状态，实现各类信息精确、高效采集与传输，从而实现电网信息的高度集成、分析和利用；②自动化：提高电网自动运行与管理水平电动汽车与充电设施——汽车“无油”时代目前，全球能源形势异常严峻，发展新能源汽车迫在眉睫。电动汽车的优点：减少城市大气污染，改善空气质量；由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日渐枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”，世界各国产业竞争的战略制高点。电动汽车在我国正在进入快速发展新阶段。电动汽车分类纯电动汽车：完全由蓄电池提供动力的汽车，有可充电电池作为储能方式，用电动机来驱动车辆的行驶。混合动力汽车：指装有两种或两种以上的动力源的汽车，当前混合动力汽车一般是指用内燃机车和电动机驱动的混合动力汽车。燃料电池电动汽车：采用燃料电池作为动力源的电动汽车。外接充电式混合动力汽车：以电力驱动，同时搭配汽油或柴油内燃机引擎，并可外接电源对汽车进行充电的汽车。今后三年内我国要形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售总量的5％左右。2015年，我国纯电动汽车保有量有望达到266万辆，达到乘用车总量的10%。电动汽车充电设施：主要包括充电站、充电桩、换电站。其中充电站的充电模式有整车充电方式、更换电池方式。常规充电模式交流充电，充电时间4-8小时，充电电流不超过32A快速充电模式直流充电模式，充电时间20分钟到1小时，充电电流不超过0.2C–1C，要求的电池容量较大，为200–500安时。第二章发、供电前沿技术前沿技术通常被认为是高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术，是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础。第一节新型发电技术1、核聚变发电原子核结构发生变化时能释放出大量的能量，称为核能。核能发电的优点主要有以下几个：（1）干净清洁；（2）用之不竭；（3）经济；（4）安全。作为一种新能源，核能的和平利用，特别是核能发电在世界范围内发展非常迅速。核能发电分为裂变能和聚变能两种。2、燃料电池燃料电池是一种不经过燃烧而以电化学反应方式将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转换成电能的发电装置。燃料电池是名副其实的能量转换装置，原则上只要燃料和氧化剂可以连续不断地从外界供给电池，反应产物可以连续不断地从电池排出，燃料电池就能连续放电。燃料电池和传统发电相比，具有的优势：（1）能量转换效率高，其有效能效可达60%-70%，理论