走進電世界第4章電力工業(yè)的特點與發(fā)展11電子教案

第4章電力工業(yè)(diànlìɡōnɡyè)的特點與發(fā)展引言(yǐnyán)重點(zhòngdiǎn)電力是工業(yè)的血液

電力工業(yè)的特點

國外電力工業(yè)的發(fā)展

中國電力工業(yè)的發(fā)展國內(nèi)外電力工業(yè)的比較

中國的電力體制改革第一頁，共43頁。4.1電力工業(yè)的特點(tèdiǎn)與電力生產(chǎn)的特征4.1.1電力工業(yè)的特點(tèdiǎn)電力行業(yè)具有三個基本特點(tèdiǎn)：一是公用事業(yè)，二是技術密集的行業(yè)，三是資金密集的行業(yè)。公用事業(yè)作為公用事業(yè)，由相應的權利和義務。一般來說，在一些國家都有明確的法令做出規(guī)定。電力企業(yè)是不允許謀取超額利潤，也不允許破產(chǎn)的。收取電費的價格一般是采取成本電價制，即按發(fā)、供電的實際成本加一定的資金利潤率來確定電價，而不是像一般商品那樣，價格受市場供求規(guī)律來決定的。第二頁，共43頁。技術密集的行業(yè)由于電力工業(yè)的產(chǎn)品是無形的，因此，對生產(chǎn)的控制和調(diào)節(jié)必須依賴儀表和自動控制裝置。即使是早期的電力工業(yè)，為防止電氣設備的過電流，也都采用自動調(diào)整和保護裝置。而現(xiàn)代電力系統(tǒng)規(guī)模龐大，技術復雜，更不是積極加強人的勞動強度就所能控制。必須實行高度自動化。百多年來電力工業(yè)的發(fā)展可以說是一系列發(fā)明創(chuàng)造的發(fā)展。一個完整的電力系統(tǒng)，其生產(chǎn)需要實行嚴格的統(tǒng)一調(diào)度，系統(tǒng)內(nèi)的各個發(fā)電廠和輸變電所和地區(qū)供電所必須接受中央調(diào)度的安排和生產(chǎn)分配計劃，接受中央調(diào)度所值班調(diào)度員的命令。電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、變、配電容量是大致固定(gùdìng)的，而電力系統(tǒng)的用電負荷卻是隨時變化的，往往實際系統(tǒng)用電負荷小于已接入系統(tǒng)的發(fā)電裝置的總容量。第三頁，共43頁。資金密集的行業(yè)在美國、日本及很多國家、電力工業(yè)都是資本最大的行業(yè)，在各行業(yè)中，電力的固定資產(chǎn)占總資本的92%，其它行業(yè)如化工、制造、冶金等大約占45%左右，因此，日本稱電業(yè)為“裝置性產(chǎn)業(yè)”。一方面說明發(fā)展電業(yè)需要大量資金，并且初投資很大，但在設備投產(chǎn)之后，產(chǎn)品的市場是固定的，銷售比較穩(wěn)定，投資回收比較穩(wěn)定；另一方面說明設備性能是否良好對電業(yè)經(jīng)營有決定性的作用。各國的經(jīng)驗證明，一個電力系統(tǒng)如果系統(tǒng)堅強、結構合理，很少發(fā)生穩(wěn)定破壞、電壓崩潰、電網(wǎng)瓦解等大面積停電事故；反之，如果系統(tǒng)薄弱(bóruò)、結構紊亂，即使采取其它很多具體的技術措施，也不能免于發(fā)生這些重大的大面積停電事故。第四頁，共43頁。4.1.2電力生產(chǎn)(shēngchǎn)的特征電力生產(chǎn)的過程自1882年世界上出現(xiàn)第一個工業(yè)供電系統(tǒng)算起，電力系統(tǒng)發(fā)展已有一百多年了。但整個電力工業(yè)生產(chǎn)的過程至今仍用五個字來表示：發(fā)、送、變、配、用。電力生產(chǎn)的特點電力生產(chǎn)有三個特點：平衡性——發(fā)電、用電同時完成且兩者平衡；瞬時性——開關一合，電就以每秒鐘300000km的速度送到用戶(yònghù)，發(fā)電、用電瞬間完成；功率特殊性——電力系統(tǒng)所特有的無功功率。為保持電網(wǎng)電壓在一定的水平和電網(wǎng)穩(wěn)定，必須保持無功功率的平衡。第五頁，共43頁。電力生產(chǎn)過程示意圖1、發(fā)電(fādiàn)；2、4、變電；3、送電；5、配電；6、用電第六頁，共43頁。電力生產(chǎn)的特征1、大電網(wǎng)?，F(xiàn)代電網(wǎng)具有一個穩(wěn)固的500kV及以上電壓等級系統(tǒng)構成的主網(wǎng)架，系統(tǒng)的容量、跨越的區(qū)域越來越大。2、強聯(lián)系。各個電網(wǎng)之間有較強的聯(lián)系，而且這種聯(lián)系越來越緊密。3、多環(huán)網(wǎng)。以多重環(huán)形網(wǎng)絡向城市供電，提高(tígāo)對大城市供電的可靠性，使超高壓電網(wǎng)進入城區(qū)。4、少變壓。減少變壓的次數(shù)，使電壓等級簡化，提高(tígāo)供電電壓。

第七頁，共43頁。5、重安全。為確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行，為提高供電可靠性，配置整套與一次系統(tǒng)相適應的安全穩(wěn)定抑制系統(tǒng)、以電子計算機為核心的高度自動化監(jiān)控系統(tǒng)、氣象（包括(bāokuò)雷電）監(jiān)測系統(tǒng)和為上述各系統(tǒng)和電網(wǎng)運行管理服務的通信系統(tǒng)。6、高素質(zhì)?，F(xiàn)代化電網(wǎng)具有一支雄厚的既有理論又有豐富實際經(jīng)驗，素質(zhì)較高的生產(chǎn)、管理、科研隊伍。第八頁，共43頁。4.2電力工業(yè)(diànlìɡōnɡyè)發(fā)展概況1799年意大利物理學家伏特發(fā)明第一個化學電池。1870年，比利時的格拉姆制成往復式蒸汽發(fā)電機供工廠電弧燈用電。1875年，巴黎北火車站建成世界第一個火電廠，用直流發(fā)電供附近照明。1879年，舊金山建成世界第一座商用發(fā)電廠，兩臺發(fā)電機供22盞電弧燈，收費10美元/燈周。同年先后在法國和美國(měiɡuó)裝設了實驗性電弧路燈。第九頁，共43頁。1880年，愛迪生發(fā)明白熾燈,開創(chuàng)了電照明的新時代。1882年7月，英國人利特爾（Little）在上海成立上海電氣公司，供招商(zhāoshānɡ)碼頭電弧燈照明，也是中國第一個商用發(fā)電廠。1882年，法國人德普勒（Deprez）在慕尼黑博覽會上表演了電壓1500V～2000V直流發(fā)電機經(jīng)57km線路驅(qū)動電動泵（最早的直流輸電）。第十頁，共43頁。1885年，制成交流發(fā)電機和變壓器，于1886年3月用以在馬薩諸塞州的大巴林頓建立了第一個單相交流輸電系統(tǒng)，電源側升壓至3000V，經(jīng)1.2km線路，端電壓降至500V,顯示(xiǎnshì)了交流輸電的優(yōu)越性。1891年，德國在勞芬電廠安裝了第一臺三相100kW交流發(fā)電機，并通過第一條三相輸電線路送電至法蘭克福。1907年美國工程師愛德華（Edward）和哈羅德（Harold）發(fā)明了懸式絕緣子，為提高輸電電壓開辟了道路。第十一頁，共43頁。1916年，美國建成第一條90km的132kV線路。1922年，在加州建成200kV線路，1923年投運。1929年，美國制成第一臺20kW汽輪機組。1934年，美國建成432km的287kV線路。1932年，蘇聯(lián)建成第聶伯水電站，單機6.2萬kW。1920年時(niánshí)世界裝機為3000萬kW，其中美國占2000萬kW。戰(zhàn)后，美國于1955、1960、1963、1970和1973等年份分別制成并投運30萬kW,50萬kW,100萬kW、115萬kW和130萬kW氣輪發(fā)電機組。第十二頁，共43頁。二戰(zhàn)期間開發(fā)的核技術還為電力提供了新能源。1945年蘇聯(lián)研制成功第一臺5000kW核電機組。1973年法國試制成功120萬kW核反應堆。1954年，瑞典首先建立了380kV線路，采用2分裂導線(dǎoxiàn)，距離960km,將北極圈內(nèi)的哈斯普朗特（Harspranget）水電站電力送至瑞典南部。1964年，美國開始研制500kV交流輸電線路。1965年，加拿大建成765kV交流線路。1965年蘇聯(lián)建成±400kV的470km高壓直流架空輸電線路，送電75kW。1970年美國造成±400kV的1330km高壓直流輸電線路，送電144萬kW。日本關西電力公司與京都大學和神戶大學合作，進行不用輸電線的微波輸電試驗研究。第十三頁，共43頁。4.3中國電力工業(yè)發(fā)展(fāzhǎn)簡介1879年5月上海公共租界裝設的10kW直流發(fā)電機是中國(zhōnɡɡuó)使用電照明之始。1882年英商創(chuàng)辦的“上海電氣”是在中國(zhōnɡɡuó)的第一家公用電業(yè)公司，后改為上海電力公司，由美國人經(jīng)營。1888年（清光緒14年）4月，始由中國(zhōnɡɡuó)自建電廠，以15kW發(fā)電機供皇宮用電。1911年民族資本經(jīng)營電力共12275kWh。1949年，全國僅裝機185萬kW，發(fā)電量43億kWh。1941－1942年日本在東北建成154kV和220kV輸電線路。第十四頁，共43頁。清光緒八年（1882年）華東第一座上海電氣(diànqì)公司電廠在南京路江西路轉角處建成投產(chǎn)，圖為該電廠向外灘一帶供電的電弧路燈。第十五頁，共43頁。清光緒三十一年（1905年）江蘇鎮(zhèn)江大照電燈有限公司全景、發(fā)電(fādiàn)車間。第十六頁，共43頁。到1949年全國解放，僅有發(fā)電設備1848.6MW（臺灣省除外），發(fā)電量43億kWh，分別居世界第21位和第25位，每人平均有8kWh，而且技術水平相當落后，唯有東北裝有50MW以上的機組和220kV的高壓線路。新中國成立后，政府對電力工業(yè)發(fā)展非常重視，但年均增長速度都處于世界前列。到1996年百萬千瓦以上容量的電廠已有19座，還建設了大亞灣和泰山兩座核電站。電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大，除了臺灣和香港外，已形成了華北、東北、華東(Huádōng)、華中、西北和南方互聯(lián)等6個跨省大網(wǎng)，6個獨立電網(wǎng)（山東、福建、海南、新疆、西藏和臺灣）和西南弱聯(lián)系的跨省電網(wǎng)。第十七頁，共43頁。表4-1中國裝機容量、發(fā)電量及主要

三種發(fā)電類型(lèixíng)的情況年份裝機容量發(fā)電量總量億千瓦火電％水電％核電％總量億千瓦火電％水電％核電％19800.658769.230.8300680.619.419850.870569.730.3410777.522.519901.378973.926.1621379.820.2199315829075.424.20.33837481.618.10.319952.1274.924.11.0988080.018.71.319962.3675.024.01.01070081.916.81.319972.576231.01132020003.067-67.5302.531400075-77203-3.5第十八頁，共43頁。四大(sìdà)電網(wǎng)500kV超高壓線路網(wǎng)架已經(jīng)形成。全國發(fā)電設備容量1997年達2.5億kW，年發(fā)電量達11320億kWh。到2000年達到全國裝機容量達到3億kW,年發(fā)電量達14000億kWh，均居世界第二位。2009年全國裝機容量達到8.74億kW，年發(fā)電量達36506億kWh。2011年10.5億千瓦，其中，水電2.3億千瓦，火電7.6億千瓦，核電1191萬千瓦，風電4700萬千瓦。電力工業(yè)已經(jīng)形成了一個完整的、初步現(xiàn)代化的工業(yè)體系。第十九頁，共43頁。四大電網(wǎng)500kV超高壓線路網(wǎng)架已經(jīng)形成，西北電網(wǎng)330kV線路網(wǎng)架已穩(wěn)步擴大和完善，葛洲壩至上海500k直流輸電于1989年投入運行，這標志著全國聯(lián)合電網(wǎng)的建設邁出了第一步。為了提高運行水平，電力調(diào)度部門普遍采用了計算機技術等現(xiàn)代化監(jiān)控手段(shǒuduàn)。電力生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟運行水平有了很大提高。全國發(fā)電設備容量1997年達2.5億kW，年發(fā)電量達11320億kWh。到2009年全國裝機容量達到8.74億kW，年發(fā)電量達36506億kWh。2011年10.5億千瓦，2012年11.45億千瓦，年發(fā)電量達,67506億kWh。大電網(wǎng)已覆蓋全國的全部城市和大部分農(nóng)村。電力工業(yè)已經(jīng)形成了一個完整的、初步的工業(yè)體系。第二十頁，共43頁。4.4國內(nèi)外電力工業(yè)(diànlìɡōnɡyè)比較(1)、裝機容量與年發(fā)電量以2012年為例：美國(měiɡuó)裝機容量已達15億kW；俄羅斯1.8億kW；中國11.45億千瓦億kW；日本2.2億kW。第二十一頁，共43頁。(2)、單機容量美國(měiɡuó)于1973年投入單機容量為130萬kW的機組；日本于1974年投入100萬kW的機組；前蘇聯(lián)1981年投入120萬kW的機組；第二十二頁，共43頁。(3)、人均(rénjūn)電量目前發(fā)達國家人均(rénjūn)電量有些已達20000kW，中國人均(rénjūn)電量為2021.5kWh。第二十三頁，共43頁。(4)、煤耗目前發(fā)達國家(fādáɡuójiā)煤耗大致在330~360克／kWh，而我國平均在400~500克/kWh。第二十四頁，共43頁。(5).線損目前線損，發(fā)達國家(fādáɡuójiā)基本上在4~7%左右，我國平均在7~9%。第二十五頁，共43頁。(6)、自動化水平目前世界各主要工業(yè)國家在電力系統(tǒng)中廣泛應用計算機控制及屏幕顯示作為管理工具，這樣其自動化水平較高。以運行管理人員為例：美國(měiɡuó)1974年對25個平均容量為118.7萬kW的火電廠進行統(tǒng)計，其平均職工人數(shù)為0.131人/kW；日本鹿島電廠裝機容量為440萬kW，平均職工人數(shù)為0.114人／kW。第二十六頁，共43頁。(7)、核電的發(fā)展

美國2000年核電裝機13600-16500萬kW，日本(rìběn)5800~7800萬kW；法國8600萬kW；德國3000~3800萬kW。第二十七頁，共43頁。(8)水電(shuǐdiàn)開發(fā)瑞典水電開發(fā)早達100%，法國也基本開發(fā)完畢，美國也達30~40％。我國水利資源豐富，但開發(fā)比例較小，不到10%。新中國成立以來近60年中，我國的電力工業(yè)取得了長足的發(fā)展，電力的供應可基本滿足現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學技術和現(xiàn)代國防增長的要求。但中國人均用電量才900kwh/(人.年)，只相當于世界(shìjiè)平均水平的1/3，而農(nóng)村則更少，甚至還有6000萬農(nóng)戶用不上電。第二十八頁，共43頁。為了開創(chuàng)電力工業(yè)建設的新局面，盡快地把電力工業(yè)搞上去。根據(jù)國家的能源政策，在電源結構高速上要堅持優(yōu)化火電結構，優(yōu)先發(fā)展水電，適當發(fā)展核電，積極利用新能源的方針。要大力抓好大電廠、大容量、高參數(shù)、高效率大機組的建設；大力加強主電網(wǎng)的建設，形成堅強的電力網(wǎng)絡結構，加快城市和農(nóng)村電網(wǎng)的建設和技術改造。開拓電力銷售市場，繼續(xù)加強現(xiàn)有(xiànyǒu)6個跨省電網(wǎng)展省一電網(wǎng)并注意發(fā)展系統(tǒng)間的互聯(lián)，逐步形成全國的聯(lián)合電網(wǎng)系統(tǒng)。第二十九頁，共43頁。西藏

華中電網(wǎng)臺灣南方電網(wǎng)內(nèi)蒙電網(wǎng)華東電網(wǎng)東北電網(wǎng)新疆電網(wǎng)西北電網(wǎng)華北電網(wǎng)第三十頁，共43頁。大煤電、大水電、大核電、大型新能源基地集約化開發(fā)和利用，對電網(wǎng)大范圍優(yōu)化配置電力(diànlì)資源提出更高要求。需要研究大規(guī)模、遠距離、高效率電力(diànlì)輸送技術，提升特高壓裝備制造水平及國產(chǎn)化能力，構建適應多種類型大規(guī)模能源消納的各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強網(wǎng)架，建立有效的多級電力(diànlì)交易協(xié)調(diào)運作機制。顯著提高電網(wǎng)輸送能力和運行控制靈活性，最大限度發(fā)揮電網(wǎng)優(yōu)化配置資源的作用。第三十一頁，共43頁。150488濟南晉東南荊門(jīnɡm(xù)én)上海天津(tiānjīn)南淮南(Huáinán)武漢徐州泰州蘇州石家莊雅安萬縣重慶皖南北京東濰坊晉北蒙西南陽長沙南昌浙中15635020017536228336828033615216563361287158404180236474晉東南煤電陜北煤電蒙西煤電淮北煤電淮南煤電雅礱江梯級金沙江I期蘇南晉北煤電青島銀川東南匯楓涇溫州福州長壽樂山駐馬店北京西浙西鄭州490300160300200290180260130330晉中300至呼盟吉林哈爾濱241營口阜新22042022016002072231260908南京東北華北背靠背中俄背靠背靈寶背靠背格爾木拉薩1040寶雞德陽55013351705100019352083遼寧張北2801600至蒙古2400本溪337500千伏交流1000千伏交流±800千伏直流±500/400千伏直流圖例±660千伏直流±1000千伏直流363寶坻太陽山紹興錫盟錫盟煤電南京2740準東酒泉哈密24001700至廣東浙北145225豫北烏蘭察布晉中煤電300陜北300德州3202015年特高壓目標網(wǎng)架寶清煤電1500唐山298

2015年，“三華”特高壓電網(wǎng)將建成“三縱三橫一環(huán)網(wǎng)”網(wǎng)架結構。東縱：錫盟～南京；中縱：張北～南昌；西縱：陜北～長沙。北橫：蒙西～濰坊；中橫：晉中～徐州；南橫：雅安～皖南。一環(huán)網(wǎng)：長三角環(huán)網(wǎng)。東北形成貫通黑吉遼三省的特高壓交流輸電通道，遼寧建成特高壓受端環(huán)網(wǎng)。第三十二頁，共43頁。輸變電技術向更遠距離、更大規(guī)模、更環(huán)保高效方向(fāngxiàng)發(fā)展技術(jìshù)需求：高效、智能的輸變電運行技術(jìshù)智能環(huán)保電力設備關鍵技術(jìshù)新型輸電技術(jìshù)2030年全國電力(diànlì)流向格局示意圖第三十三頁，共43頁。智能配用電技術向更靈活互動(hùdònɡ)、更高自愈能力方向發(fā)展技術需求：新能源發(fā)電(fādiàn)新型接入與協(xié)調(diào)控制技術綠色智慧配用電技術第三十四頁，共43頁。發(fā)展電力工業(yè)，需要依靠科技進步，需要一大批現(xiàn)代的先進科學技術知識武裝起來的電力工作者，一批既善于學習(xuéxí)國外的先進技術又善于結合中國實際，勇于創(chuàng)新的科技工作者。更需要培養(yǎng)一批又一批基礎理論扎實，綜合素質(zhì)高，能力和責任感強的電氣工程與自動化的技術人才,來擔負發(fā)展電力工業(yè)這一艱巨而又光榮的歷史使命。第三十五頁，共43頁。4.5中國電力(diànlì)體制改革2002年１２月２９日，中國電力新組建（改組）公司成立大會在人民大會堂召開。中共中央政治局委員、國家計委主任曾培炎出席大會并作了講話。曾培炎說，中國電力新組建（改組）的１１家公司正式宣告成立，實現(xiàn)了廠網(wǎng)分開，引入了競爭機制，這是我國電力體制改革的重要成果，它標志著電力工業(yè)(diànlìɡōnɡyè)在建立社會主義市場經(jīng)濟體制，加快社會主義現(xiàn)代化建設的宏偉事業(yè)中，進入了一個新的發(fā)展時期。

第三十六頁，共43頁。新成立的電力公司包括：國家電網(wǎng)公司、中國(zhōnɡɡuó)南方電網(wǎng)有限公司、中國(zhōnɡɡuó)華能集團公司、中國(zhōnɡɡuó)大唐集團公司、中國(zhōnɡɡuó)華電集團公司、中國(zhōnɡɡuó)國電集團公司、中國(zhōnɡɡuó)電力投資集團公司、中國(zhōnɡɡuó)電力工程顧問集團公司、中國(zhōnɡɡuó)水電工程顧問集團公司、中國(zhōnɡɡuó)水利水電建設集團公司和中國(zhōnɡɡuó)葛洲壩集團公司。第三十七頁，共43頁。曾培炎指出，電力體制改革(tǐzhìɡǎiɡé)涉及方方面面，是一項復雜艱巨的工作。要按照總體設計、分步實施、積極穩(wěn)妥、配套推進的要求，進一步統(tǒng)一思想，加強領導，分階段地完成改革任務。他要求，新公司組建后，要按照建立現(xiàn)代企業(yè)制度要求，抓緊公司化改制工作，建立科學的法人治理結構，優(yōu)化組織機構，精簡管理層次，健全各項管理制度，做到產(chǎn)權明晰、權責明確、政企分開、管理科學，認真做好新舊體制的銜接工作，加強班子建設，理順工作關系，保證人員到位、責任到位，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的平穩(wěn)過渡。第三十八頁，共43頁。

中國(zhōnɡɡuó)電力體制改革示意圖第三十九頁，共43頁。第四十頁，共43頁。南