电力行业基础知识

电力行业基础知识目的与目标•了解电力生产的基础知识•了解电力行业的改革趋向•了解电力企业的管理模式•了解电力系统常见系统的概念课程概述•电力生产的基础知识•电力行业的改革与重组•电力行业的企业管理模式•常见系统的基本概念电能与电力行业电能电能是能量的一种表现形式，它有许多优点。首先，它可以简便的转换成其它形式的能量。其次，它还可以经过高压输电线路，方便、快速、经济的输送很远的距离，供给远方用电。电力行业的任务电力行业的根本任务就是：把一次能源（水力、风力、煤炭、石油、天然气、核能等）转换成二次能源（电能），并经过电网将其输送和分配给电力用户，用户使用各种用电设备将电能再转换成其它形式的能量加以使用。电力行业的组成电力生产与使用过程可以分为发电、输电、配电、用电（供电）四个环节。电力行业的特点电能不能大量储存电能的生产、输送和消费实际上是同时进行的，发电设备任何时刻生产的电能必须等于该时刻用电设备消费与输送中损耗电能之和，而且这一数值还随时间不断变化。发、输、配、供各环节组成统一的不可分割的整体由于电能不能大量储存，必须保持电能生产、输送、消费流程的连续性，由这些环节组成的统一整体——电力系统，是不可分割的。对电能质量的要求颇为严格电压的大小、频率偏离要求值过多，都有可能导致用电设备工作不正常、产生废品、损坏设备，甚至大面积停电。因此，对电压大小、频率的偏移都有一定的限额。而且，由于系统工况时刻变化，这些偏移量是否总在限额之内，需要经常监测，要求颇严。电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速发电机、变压器、电力线路、用电设备的投入或退出都在一瞬间完成，所以，电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。电力生产的基本要求保证可靠地持续供电供电的中断将使生产停顿、生活混乱，甚至危机人身与设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先要满足可靠、持续供电的要求。保证良好的电能质量电力系统中各种发、输、配电设备和用电设备一般都是按额定频率与各种电压等级设计的。任何频率和电压的偏移都将影响这些设备的运行性能和效率，或进一步影响产品的质量、数量及电气设备的使用寿命。所以，规定了频率与电压质量标准并严格进行考核。保证系统运行的经济性电能生产的规模很大，消耗的一次能源在国民经济一次能源总消耗中占的比重约为1/3，而且电能在变换、输送、分配时的消耗绝对值也相当可观。因此，降低每生产一度电所消耗的能源和降低变换、输送、分配时的损耗，有极重要的意义。第一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人身事故、设备损坏，使生产秩序长期不能恢复，人民生活发生混乱等。第二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大量减产、使人民生活受到影响。第三级负荷：所有不属于第一、第二级的负荷，如工厂的附属车间、小城镇等。电力行业的构成水库水轮机汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机水轮机锅炉锅炉核反应堆核反应堆水电站火电站核电站发电机变压器发电机变压器电动机电灯动力系统电力系统电力网络动力部分发电环节输电环节配电环节供电环节电力行业的组成---发电环节2003年全国电力行业发电数据（单位亿千瓦时）数据来源：国家电力信息网2%84%14%沈阳东软软件股份有限公司电力事业部(版权所有，翻版必究)发电环节主要是指各种发电厂。根据其发电方式所利用能源的不同，可分为火力发电、水力发电、核能发电以及其它发电方式（地热发电、风力发电、太阳能发电）等多种。月份核电火电水电总计131.251247.51154.81433.56225.811046.84140.841213.49332.51313.43155.661501.59425.121214.6188.061427.78526.051165.25232.051423.35634.141174.81256.561465.51742.791372.39265.811680.99839.551394.68269.011703.24943.311242.01266.521551.841044.091278.17248.291570.551140.421377.71186.581604.711228.891501.22172.681702.79总计413.9215328.622536.8618279.4比例2.26%83.86%13.88%100%电力行业的组成---发电环节火力发电–是指用煤(包括用油与天然气)为燃料的发电厂。一般分为火电与热电两种。水力发电–是指把水的位能和动能转变成电能的发电厂。一般分为堤坝式与引水式。其它方式–是指利用其它形式一次能源发电的方式。主要有地热发电、风力发电、太阳能发电、潮汐发电等。火电厂：在火电厂，燃料在锅炉燃烧，水被加热后产生的蒸汽全部都送到汽轮机，汽轮机带动发电机发出电能。做完功的蒸汽排入凝汽器中冷却成水，又重新送回锅炉开始新的循环。热电厂：在热电厂中，与火电厂不同的是要从汽轮机中抽出一部分做过功的蒸汽，供给热能用户(如冬季供暖)。其它蒸汽仍排入凝汽器中冷却成水，又重新送回锅炉开始新的循环。核能发电–是利用核裂变能发电的发电厂。首先将核裂变能转化为热能，再按火力发电的方式，将热能转变为电能。它的原子核反应堆相当于火力发电中的锅炉。堤坝式：在河床上游修建拦河大坝，将水积蓄起来，抬高上游水位，形成发电能力。引水式：一般建筑在山区水流湍急的河道上或河床坡度较陡的地方，不需要修建拦河大坝，由引水渠道将上游的水引来发电。火力发电机组原则性示意图输煤皮带引风机过热蒸汽给水汽包渣斗冲灰沟送风机空气过热器省煤器空气预热器下降管水冷壁联箱喷燃器排粉机除尘器变压器发电机汽轮机凝汽器循环水泵凝结水泵低压加热器高压加热器除氧器给水泵煤斗磨煤机凉水塔煤粉分离器给水泵电力行业的组成---输、配、供电环节输电环节主要是指各种枢纽变电所、中间变电所。•枢纽变电所：是连接电力系统高压和中压的部分，汇集多个电源，电压等级为330—500kV的变电所。如果停电，将引起系统解列，甚至瘫痪。•中间变电所：主要以交换电能为主，或使长距离输电线路分段，一般汇集2-3个电源，电压等级为220—330kV，同时又降压供给当地用电，即在电网中主要起中间环节的作用。如果停电，将引起区域电网解列。配电环节主要是指各种地区变电所。它们是向地区用户供电为主的变电所，是一个地区或城市的主要变电所，电压等级一般为110—220kV，它们停电后，仅影响该地区的供电。供电环节主要是指各种终端变电所。它们在输电线路的终端，经降压后直接向用户供电，电压等级一般为110kV以下。如果停电，只是用户受到损失。电网的基本知识•电网按电压等级的高低分层，按负荷密度的地域分区；•不同容量的发电厂和用户应分别接入不同电压等级的电网；•大容量助理电厂应接入主网，较大容量的电厂应接入较高压的电网，容量较小的可接入较低电压的电网。•配电网应按地区划分，一个配电网担任分配一个地区的电力及向该地区供电的任务。•配电网之间通过输电网发生联系。•不同电压等级的电网的纵向联系通过输电网逐级降压形成。•电力系统之间通过输电线连接，形成互联电力系统。连接两个电力系统的输电线称为联络线。电网/电力系统的描述基本参量总装机容量该区域电网中实际安装的发电机组额定有功功率的总和。年发电量该电网中所有发电机组全年实际发出电能的总和。最大负荷在规定统计时间内（如一天、一月、一年），该电网总有功功率负荷的最大值。额定频率最高电压等级该电网中最高电压等级电力线路的额定电压。对电力系统的描述与认识主要通过：基本参量和接线图结线图地理结线图主要显示该电力系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的联结。电气结线图主要显示该电力系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机、电器、线路之间的电器结线。类别作用升压变电站（电厂附近）降压变电站（负荷中心附近）枢纽变电站（汇集多个电源）管理形式有人值守无人值守结构形式屋外（高压）屋内（居民密集区、污秽严重区）地理条件地面地下（洞内）变电站——作用/类别/规模作用：汇集和分配电力、控制操作、升降电压规模电压等级35KV110KV220KV330KV500KV变压器总容量出线回路数输电线路和配电线路标准电压等级（kV）输送容量（MVA）输送距离（km）配电线路100.2~26~20352~1520~50输电线路11010~5050~150220100~500100~300330200~800200~6005001000~1500150~8507502000~2500500以上一次系统与二次系统一次系统•一次设备：是指直接生产、输送和分配电能的高电压、大电流的设备。包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、电力电缆、母线、输电线、电抗器、避雷器、高压熔断器、电流互感器、电压互感器等。•一次接线：是指由一次设备连接在一起构成的电路，称为一次接线或主接线。二次系统•二次设备：是指对一次设备进行监察、控制、测量、调整、和保护的低电压设备。包括测量仪表、控制与信号器具、继电保护装置、自动远动装置、操作电源、控制电缆、溶断器等。•二次接线：是指由二次设备互相连接构成的电路，又称为二次回路。二次系统的基本任务：反映一次设备的工作状况，控制一次设备；当一次设备发生故障时，能将故障部分迅速退出工作，以保持电力系统处在最佳或安全运行状态。一次系统主结线示意图课程概述•电力生产的基础知识•电力行业的改革与重组•电力行业的企业管理模式•常见系统的基本概念电力体制改革的取向发电输变电配电第一阶段厂网分开竞价上网第二阶段输配分开售电竞争输变电配电发电发电输变电发电发电配电配电国家电力资产重组方案原国家电力公司资产发电输变电配电中国华能集团公司中国大唐集团公司中国华电集团公司中国国电集团公司中国电力投资集团公司国家电网公司南方电网公司华北电网公司东北电网公司华东电网公司华中电网公司西北电网公司电网及其它资产发电资产少量装机区域电力市场运行示意图五大发电集团其它发电公司电网自有电厂发电侧供电公司电网公司：输配电供电公司用电侧大用户大用户用户群用户群区域电力交易中心区域电力交易中心改革的影响•改革对电力企业市场环境的影响•改革对电力企业价值链的影响•改革对电力企业信息化的促进竞争形态由区域垄断到广域竞争产品渠道由一厂一网到竞价上网运营模式由生产主导到客户主导发展动力由被动发展到主动竞争电力企业旧价值链模式电力企业新价值链模式对企业信息化建设的目标的影响对企业信息化建设思路的影响对企业信息化建设内容的影响对企业信息系统提出了新的要求三级电网的定位与职责电网定位职责国家级国家电网(电力市场)，是实现各大区域间电力资源优化配置，保持国家控制力的重要手段。同时也是实施“西电东送，南北互供”，提高全国电网联网整体经济效益的重要载体和基础。负责各区域电网之间的电力交易和电力调度，处理区域电网公司日常生产中需要网间协调的问题；参与投资、建设和经营相关的跨区域输变电和联网工程，近期还将负责三峡工程输变电网络工程的建设和管理。受国家有关部门委托，协助制定全国电网的发展规划。区域区域电网公司作为国家电网公司的全资或控股子公司享有独立法人地位。负责经营和管理区域电网，规划区域电网发展，培育区域电力市场，管理区域电力调度交易中心。省级省级电网公司作为区域电网公司的分公司或子公司承担开放市场促进电力资源优化配置的责任，为地方经济发展和人民生活直接提供电力保障。新组建电网公司概况区域电网公司成立时间注册资本管辖区域职责国家电网公司东北电网有限公司2003年9月25日272亿元辽宁、吉林、黑龙江及内蒙古自治区的赤峰、通辽地区的电网，供电面积110万平方公里，供电人口1.1亿。负责规划区域电网发展，经营管理区域电网和本区域内保留给电网企业的调峰、调频和事故备用电源，参与投资、建设和经营区域电网内输变电工程和调峰、调频电源工程。对区域电网实施调度管理，组织、指导、协调和