[工学]1-电力生产概述PPT课件.ppt

电力生产技术概论主讲人：李渤龙院系：电气与电子工程学院Tel:807984811-本课程的主要内容本课程的主要内容第一章第一章 电力生产概述电力生产概述第二章第二章 火力发电厂及基本生产过程火力发电厂及基本生产过程 第三章第三章 水力发电厂及基本生产过程水力发电厂及基本生产过程第四章第四章 原子能发电及其它发电形式原子能发电及其它发电形式 第五章第五章 电力线路电力线路 第六章第六章 电力系统的组成和概念电力系统的组成和概念 第七章第七章 电力系统故障和继电保护电力系统故障和继电保护 第八章第八章 电力系统运行和调度电力系统运行和调度 2-主要参考书主要参考书1 1、电力生产基本常识，孙嘉平主编，中国电力出版社、电力生产基本常识，孙嘉平主编，中国电力出版社2 2、电力工程概论，韦纲等主编，中国电力出版社、电力工程概论，韦纲等主编，中国电力出版社3 3、电力工程，陈志业编著，中国电力出版社；、电力工程，陈志业编著，中国电力出版社；4 4、电力生产常识，电力工业部科学技术情报研究所，、电力生产常识，电力工业部科学技术情报研究所，电力工业出版社；电力工业出版社；5 5、电力生产常识，胡仁堂，刘健生合编，水利电力出、电力生产常识，胡仁堂，刘健生合编，水利电力出版社版社 3-1 1、电力生产与电力工业、电力生产与电力工业（1 1）电力生产是把各种一次能源，包括化石燃料（煤炭、）电力生产是把各种一次能源，包括化石燃料（煤炭、石油、天然气）、可再生能源（水能、风能、太阳能、潮石油、天然气）、可再生能源（水能、风能、太阳能、潮汐能、地热能和生物质能等）以及核能转换成电能，并输汐能、地热能和生物质能等）以及核能转换成电能，并输送和分配到用户。送和分配到用户。（2 2）从事电力生产、传输和销售的行业称为电力工业，简）从事电力生产、传输和销售的行业称为电力工业，简称电业。电业是能源工业的重要组成部分，是发展国民经称电业。电业是能源工业的重要组成部分，是发展国民经济的基础产业，是现代社会必不可少的公用事业。济的基础产业，是现代社会必不可少的公用事业。（3 3）电力工业的根本任务是向各种电力用户提供充足、可）电力工业的根本任务是向各种电力用户提供充足、可靠、合格、价格合理的电能和优质服务。靠、合格、价格合理的电能和优质服务。第一章第一章 电力生产概述电力生产概述4-2 2、电力系统的基本参量和结线图、电力系统的基本参量和结线图（1 1）总装机容量：该系统中实际安装发电机额定有功功率的总和，）总装机容量：该系统中实际安装发电机额定有功功率的总和，以千瓦（以千瓦（kWkW）、兆瓦（）、兆瓦（MWMW）、吉瓦（）、吉瓦（GWGW）计。）计。（2 2）年发电量：该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，）年发电量：该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以兆瓦以兆瓦时（时（MWhMWh），吉瓦），吉瓦时（时（GWhGWh），太瓦），太瓦时时（TWhTWh）计。）计。（3 3）最大负荷：规定时间，如一天、一月或一年内，电力系统总）最大负荷：规定时间，如一天、一月或一年内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（有功功率负荷的最大值，以千瓦（kWkW）、兆瓦（）、兆瓦（MWMW）、吉瓦）、吉瓦（GWGW）计。）计。（4 4）最高电压等级：该系统中最高电压等级电力线路的额定电压，）最高电压等级：该系统中最高电压等级电力线路的额定电压，以千伏（以千伏（kVkV）计。）计。（5 5）地理结线图。主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，）地理结线图。主要显示该系统中发电厂、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。优点是可获得系统的电力线路的路径，以及它们相互间的联结。优点是可获得系统的宏观印象，缺点是难以表示各主要电机、电器间的联系。宏观印象，缺点是难以表示各主要电机、电器间的联系。（6 6）电气结线图。主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断）电气结线图。主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机、电器、线路之间的电气接线。缺点路器、电力线路等主要电机、电器、线路之间的电气接线。缺点是，难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。是，难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。5-3 3、电力系统的形成和发展、电力系统的形成和发展（1 1）18311831年法拉第电磁感应定律年法拉第电磁感应定律（2 2）18751875年巴黎北火车站发电厂建立，标志电真正进入商业年巴黎北火车站发电厂建立，标志电真正进入商业应用，用于灯塔和街道照明。应用，用于灯塔和街道照明。（3 3）第一个完整电力系统）第一个完整电力系统(直流系统直流系统)由爱迪生在纽约城历史由爱迪生在纽约城历史上有名的皮埃尔大街站建成，上有名的皮埃尔大街站建成，18821882年年9 9月投入运行，由月投入运行，由1 1台蒸台蒸汽机拖动直流发电机供给半径约汽机拖动直流发电机供给半径约1.5km1.5km面积内的面积内的5959盏白炽灯，盏白炽灯，110V110V地下电缆。地下电缆。（4 4）18911891年第一条三相交流高压输电线路在德国运行，年第一条三相交流高压输电线路在德国运行，1 1台台23OkVA23OkVA发电机、发电机、1 1台台95/15200V95/15200V升压变、升压变、2 2台台13800/112V13800/112V降压降压变。变。（5 5）之后三相交流输电迅速发展，取代直流，气轮发电机组）之后三相交流输电迅速发展，取代直流，气轮发电机组取代蒸气机，发电厂出现并列，输电电压、输送距离和输送取代蒸气机，发电厂出现并列，输电电压、输送距离和输送功率不断增大。近数十年，在一些国家出现了全国性和跨国功率不断增大。近数十年，在一些国家出现了全国性和跨国性的电力系统。性的电力系统。6-4 4、近代电力系统、近代电力系统（1 1）电源构成）电源构成 火电厂：燃煤、石油、天然气火电厂：燃煤、石油、天然气水电厂水电厂核电厂核电厂其它：太阳能、风能、潮汐能、地热能其它：太阳能、风能、潮汐能、地热能（2 2）负荷构成）负荷构成 电动机、电灯电动机、电灯电热电炉、整流装置等电热电炉、整流装置等（3 3）运行管理高度自动化）运行管理高度自动化电力系统的主要环节配有数字化的测量、保护、控制装置电力系统的主要环节配有数字化的测量、保护、控制装置管理全系统运行的计算机系统（能量管理系统），监视控制管理全系统运行的计算机系统（能量管理系统），监视控制电力系统电力系统（4 4）输电电压已超过）输电电压已超过1000kV1000kV，输送距离超过，输送距离超过1000km1000km，输送功率，输送功率超过超过5000MW5000MW。（5 5）直流输电用于解决同步电机并列的稳定性，提高输送能力。）直流输电用于解决同步电机并列的稳定性，提高输送能力。输电电压已超过输电电压已超过600kV600kV，输送距离超过，输送距离超过1000km1000km，输送功率，输送功率超过超过3000MW3000MW 7-火电厂集控室8-调度控制室9-5、电力生产的主要环节电力生产的主要环节发电厂发电厂升压站升压站输电网输电网降压站降压站配电网配电网用户用户电力生产过程：电力生产过程：发电发电+输电输电 +配电配电 +变电变电 +用电用电10-（1 1）发电能量转换站发电能量转换站一一次次能能源源常规能源常规能源新能源新能源再生性能源：再生性能源：水能水能非再生性能源：非再生性能源：煤、石油、天然气、煤、石油、天然气、核裂变物质核裂变物质再生性能源：再生性能源：太阳能、风能、海洋能、太阳能、风能、海洋能、地热能地热能非再生性能源：非再生性能源：核聚变物质核聚变物质电力电力、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油、重油、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油、重油、氢能、沼气、酒精、蒸汽、热水等氢能、沼气、酒精、蒸汽、热水等二二次次能能源源11-发电厂分类发电厂分类火电厂：火电厂：燃料的化学能燃料的化学能 热能热能 机械能机械能 电能电能 水电厂：水电厂：水的势能水的势能 机械能机械能 电能电能 核电厂：核电厂：核能核能 热能热能 机械能机械能 电能电能其它类型：其它类型：太阳能发电太阳能发电风力发电风力发电潮汐发电潮汐发电地热发电地热发电燃料电池燃料电池生物质能发电等生物质能发电等12-表一：各国发电构成情况表一：各国发电构成情况13-发电厂之最发电厂之最（1998年底）世界最大的火电厂世界最大的火电厂：俄罗斯的：俄罗斯的苏尔古特苏尔古特二厂，二厂，80*6 80*6万万KWKW，（，（天然气）；天然气）；最大的水电厂最大的水电厂:巴西和巴拉圭合建的巴西和巴拉圭合建的伊泰普伊泰普水电站，水电站，巴拉那河，支墩坝，坝高巴拉那河，支墩坝，坝高196196米；米；在建的最大的水电厂在建的最大的水电厂:中国三峡水电站，中国三峡水电站，70*2670*26万万KWKW，重力坝，坝高重力坝，坝高175175米；米；最大的抽水蓄能电站最大的抽水蓄能电站:中国的中国的广州抽水蓄能电站广州抽水蓄能电站，装机装机240240万万KWKW。14-我国主要的大型水电厂我国主要的大型水电厂 白山（松花江）、水口（闵江）、五强溪（沅水）、白山（松花江）、水口（闵江）、五强溪（沅水）、葛洲坝（长江）、三峡（长江）、隔河岩（清江）、葛洲坝（长江）、三峡（长江）、隔河岩（清江）、广州抽水蓄能（流溪河支流）、广州抽水蓄能（流溪河支流）、盐滩（红水河）、盐滩（红水河）、二滩（雅砻江）、天生桥（南盘江）、漫湾（澜沧二滩（雅砻江）、天生桥（南盘江）、漫湾（澜沧 江）、刘家峡（黄河）、龙羊峡、李家峡、小浪底、江）、刘家峡（黄河）、龙羊峡、李家峡、小浪底、龚咀（大渡河）龚咀（大渡河）15-三 峡 电 站 介 绍2626台台700700MW的水的水轮发电机组轮发电机组,总装总装机容量机容量1820018200MW。三峡电站分为左岸三峡电站分为左岸和右岸电站，左、和右岸电站，左、右岸电站又各分为右岸电站又各分为两个电厂。其中，两个电厂。其中，左一电厂装机左一电厂装机8 8台，台，出线出线5 5回；左二电回；左二电厂装机厂装机6 6台，出线台，出线3 3回；右一、右二电回；右一、右二电厂装机均为厂装机均为6 6台台;出出线分别为线分别为4 4回和回和3 3回。回。16-（2 2）输电）输电从发电厂或发电中心输送到电力用户或电从发电厂或发电中心输送到电力用户或电力负荷中心力负荷中心采用三相交流输电。采用三相交流输电。采用高电压等级，可输送的距离越远，可采用高电压等级，可输送的距离越远，可输送的容量越大。输送的容量越大。高压输电（高压输电（220KV220KV）超高压输电（超高压输电（330330，500500，750KV750KV）特高压输电（特高压输电（1000KV1000KV及以上）及以上）17-（3 3）配电）配电从输电环节接受电能，并根据各类用户的从输电环节接受电能，并根据各类用户的不同需求，将电能分配到各行各业的用户，不同需求，将电能分配到各行各业的用户，以最少的消耗向用户提供连续可靠、质量以最少的消耗向用户提供连续可靠、质量合格且价格合理的电能。合格且价格合理的电能。考虑用户的重要性。考虑用户的重要性。考虑用户对电能质量的要求（电压、频率考虑用户对电能质量的要求（电压、频率和波形）。和波形）。可靠的配电网络。采用先进的配电自动化可靠的配电网络。采用先进的配电自动化技术、电能质量控制技术和现代电能计量技术、电能质量控制技术和现代电能计量技术。技术。18-（4 4）变电）变电存在于电力生产的各主要环节中存在于电力生产的各主要环节中发电：发电机发电：发电机-升压站升压站-输电网输电网输电：不同电压的输电网之间和输电线路输电：不同电压的输电网之间和输电线路的交汇处，变电所起到变换电压，控制电的交汇处，变电所起到变换电压，控制电流方向和电压调节作用。流方向和电压调节作用。输电网输电网-降压站降压站-配电网配电网配电：电压需经多次变换才能降至电力用配电：电压需经多次变换才能降至电力用户所采用的用电电压，变电不仅起变换电户所采用的用电电压，变电不仅起变换电压作用，还起控制电力流向、分配电力和压作用，还起控制电力流向、分配电力和保证电压质量的作用。保证电压质量的作用。19-6 6、电力生产特点、电力生产特点电力生产可以把各种一次能源转换为便于输送和分配的电电力生产可以把各种一次能源转换为便于输送和分配的电能，没有这种转换，许多一次能源，如水能、核能和风能能，没有这种转换，许多一次能源，如水能、核能和风能等，甚至不能直接而广泛地加以利用。等，甚至不能直接而广泛地加以利用。电能可以方便地转换成机械、热能、光能和化学能等多种电能可以方便地转换成机械、热能、光能和化学能等多种其它形式的能。其它形式的能。电能的生产、输送、分配直接到用户使用是在同一瞬时完电能的生产、输送、分配直接到用户使用是在同一瞬时完成的，不能大规模存储。因此电力生产的各个环节必须随成的，不能大规模存储。因此电力生产的各个环节必须随时保持平衡，并与电力的使用（用电）随时保持平衡，形时保持平衡，并与电力的使用（用电）随时保持平衡，形成一个完整的、高度协同动作的电力系统。成一个完整的、高度协同动作的电力系统。20-7 7、我国电力工业发展概况我国电力工业发展概况电源建设电源建设年份装机(kW)年发电量(度)世界排名1882.7.26 上海第一台12kW机组发电1949185万43亿2519796302万2820亿619881.2亿5451亿519901.4亿6213亿419952.2亿1万亿220003.2亿1.3万亿220023.5亿1.6万亿221-数字引发的联想数字引发的联想（1 1）装机容量从）装机容量从40004000万千瓦增加到万千瓦增加到1 1亿千瓦亿千瓦:美美:1930:1930年一年一19531953年年2323年年中中:1975:1975年一年一19871987年年1212年年日日:1965:1965年一年一19751975年年1010年年（2 2）国家电力公司总资产近万亿）国家电力公司总资产近万亿(未包括广东电力、华能等未包括广东电力、华能等公司的资产公司的资产)。20002000年，国家电力公司和广东电力公司年，国家电力公司和广东电力公司双双进入世界企业双双进入世界企业500500强强(财富财富)（3 3）19971997年人均装机年人均装机0.210.21千瓦，年人均发电量千瓦，年人均发电量937kWh937kWh，世界，世界第第8585名，是世界人均的名，是世界人均的1/31/3，约，约60006000万人没用上电。万人没用上电。22-可划分为可划分为5 5个阶段个阶段 20 20世纪世纪5050年代为城市电网的发展阶段年代为城市电网的发展阶段 60 60年代逐渐形成省网年代逐渐形成省网 70 709090年代为区域电网发展阶段年代为区域电网发展阶段 90 90年代到年代到2121世纪前世纪前1010年为大区电网互联阶段年为大区电网互联阶段 21 21世纪二三十年代将形成全国统一电网世纪二三十年代将形成全国统一电网电网建设电网建设23-19541954年年我我国国自自行行设设计计的的第第一一回回220220KVKV松松（丰丰满满水水电电站站）-东东（虎虎石石台台变变电电站站）-李李（李李石石寨寨变变电电站站）建建成成投投入运行，全长入运行，全长369.25369.25公里；公里；19721972年年建建成成第第一一回回330330KVKV线线路路，经经甘甘肃肃泰泰安安变变电电站站到到陕西关中汤峪变电站，全长陕西关中汤峪变电站，全长524524公里；公里；19811981年年建建成成第第一一回回500500KVKV线线路路（平平顶顶山山-武武汉汉）由由河河南姚孟电厂经双河向武汉送电，全长南姚孟电厂经双河向武汉送电，全长595595公里；公里；19891989年建成第一回年建成第一回500500KVKV直流输电线路，由葛洲坝直流输电线路，由葛洲坝到上海，实现了华中电网与华东电网的互联。到上海，实现了华中电网与华东电网的互联。24-我国主要电力系统我国主要电力系统25-发展规划：发展规划：以以三三峡峡（26*70026*700MWMW）建建设设为为中中心心，首首先先形形成成中中部电网。三峡电站将向华东、广东和华中送电。部电网。三峡电站将向华东、广东和华中送电。20102010年年左左右右将将基基本本形形成成北北、中中、南南三三个个跨跨区区互互联联网络，网络，北部电网包括华北、东北、西北和山东电网；北部电网包括华北、东北、西北和山东电网；中部电网包括华中、华东、川渝和福建电网；中部电网包括华中、华东、川渝和福建电网；南南部部电电网网包包括括广广东东、广广西西、云云南南、贵贵州州、香香港港、澳澳门门电电网网。2010201020202020年年期期间间将将形形成成覆覆盖盖全全国国的的统一联合电网。统一联合电网。26-厂网分开厂网分开 打破垄断打破垄断 中国国家电力公司拆分重组成中国国家电力公司拆分重组成1111家家国家电网公司国家电网公司中国南方电网有限公司中国南方电网有限公司中国华能集团公司中国华能集团公司中国大唐集团公司中国大唐集团公司中国华电集团公司中国华电集团公司中国国电集团公司中国国电集团公司中国电力投资集团公司中国电力投资集团公司中国电力工程顾问集团公司中国电力工程顾问集团公司中国水电工程顾问集团公司中国水电工程顾问集团公司中国水利水电建设集团公司中国水利水电建设集团公司中国葛洲坝集团公司中国葛洲坝集团公司国家电力监管委员会国家电力监管委员会4家辅业公司家辅业公司5家发电公司家发电公司2家电网公司家电网公司27-我国的电力现状我国的电力现状大机组、大电厂：大机组、大电厂：最大火电机组最大火电机组9090万万KWKW，最大水电机组最大水电机组7070万万KWKW，最大核电最大核电机组机组9090万万KWKW。水电：三峡水电：三峡-总容量总容量18201820万万MW MW 大电力系统：大电力系统：目前我国大陆已形成七大跨省区域性电网：华东、华中、目前我国大陆已形成七大跨省区域性电网：华东、华中、华北、东北、西北、西南、华南，此外还有山东、福建、华北、东北、西北、西南、华南，此外还有山东、福建、云南等省网。三峡水电厂建成后将出现全国性的联网。云南等省网。三峡水电厂建成后将出现全国性的联网。高电压：高电压：输电网电压等级主要是输电网电压等级主要是220220KVKV、330KV330KV（西北网）和西北网）和500500KVKV。500KV500KV交流输电线路和交流输电线路和+-500+-500KVKV直流输电线路构成骨干输直流输电线路构成骨干输电网络。电网络。高度自动化：高度自动化：2020万万KWKW及以上大型机组采用计算机监控系统；新建变电及以上大型机组采用计算机监控系统；新建变电站一般装有微机综合自动化系统，有些实现无人值班；站一般装有微机综合自动化系统，有些实现无人值班；各级调度（国调、（网调）、省调、地调）实现调度自各级调度（国调、（网调）、省调、地调）实现调度自动化动化 ；1010KVKV及以下电网正进行配网自动化及以下电网正进行配网自动化 。28-我国电力工业发展方针我国电力工业发展方针1 1）开发与节约并重）开发与节约并重2 2）大力开发水电）大力开发水电3 3）继续发展火电）继续发展火电4 4）适当发展核电）适当发展核电5 5）积极发展新能源发电）积极发展新能源发电6 6）同步发展电网，促进全国联网）同步发展电网，促进全国联网29-世界电力工业发展趋势有以下几点：1）电力工业的市场化体制改革 2）更加广泛地使用电力 3）转向燃气蒸汽联合循环发电 4）大力发展洁净煤技术5）大力发展可再生能源发电 6）提倡分散的电力工业 7）积极推广电力需求侧管理国外电力工业发展动态国外电力工业发展动态30-小小 结结 1、电力生产与电力工业、电力生产与电力工业2、电力系统的基本参量和结线图、电力系统的基本参量和结线图3、电力系统的形成和发展、电力系统的形成和发展4、近代电力系统、近代电力系统5、电力生产的主要环节、电力生产的主要环节6、电力生产特点、电力生产特点7、我国电力工业发展概况、我国电力工业发展概况31-