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1、,电力系统科普知识,1、电力系统简介（power system）,电力工业，是我国能源产业的重要组成部分，是国民经济的重要网络性基础产业,在我国工业化、现代化进程中起着十分重要的作用，被誉为国民经济的先行官和经济社会发展的晴雨表。持续、优质、稳定的电力供应，是我国由工业化迈向现代化进程的重要保障。,同时，电力也是人类文明和社会进步的象征，与我们的生活息息相关。生活，因为电力而绚丽,1、电力系统简介（power system）,2、电力系统的特点,作为国民经济发展规划的重要组成部分，电力系统具有以下特点：,1831 年，法拉第发现电磁感应原理1866 年，维西门子发明了励磁电机1876 年，贝尔
2、发明了电话1879 年，爱迪生发明了电灯1882 年，爱迪生建成世界上第一座发电厂,3、世界电力系统发展简况,中国电力工业诞生于1882年的上海，经历了艰难曲折、发展缓慢的67年。直到1949年以后大陆电力工业得到了快速发展。特别是改革开放之后，电力工业体制不断改革，电力工业发展迅速，目前装机总量、发电量居世界第一。,4、中国电力系统发展简况,5、电力系统构成,主体结构分三部分：电源、电力网络、负荷中心,1、发电厂概述,发电厂（power plant）又称发电站，是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能（二次能源）的工厂。现在的发电厂有多种发电途径：靠燃煤或石油驱动涡轮机发电的称热电厂，靠水力发
3、电的称水电站，还有些靠太阳能，风力和潮汐发电的小型电站，而以核燃料为能源的核电站已在世界许多国家发挥越来越大的作用。,主要类型电站对比表：,核电,水电,火电,二、发电厂,一、电力系统,2、火力发电厂,火力发电厂多指燃煤电厂，中国70%电力都由燃煤电厂提供，首先让我们一起走入燃煤火力发电的奇妙世界。,2.1 燃煤电厂主要设备简介：,现代火电厂主要有锅炉、汽轮机、发电机三大核心设备，那在他们之间发生了怎样的能量转换呢？,二、发电厂,一、电力系统,2、火力发电厂,2.2 燃煤电厂能量转换过程,二、发电厂,一、电力系统,2、传统发电厂,2.3 燃煤电厂三大系统,二、发电厂,一、电力系统,2、传统发电厂
4、,2.3 燃煤电厂三大系统,二、发电厂,一、电力系统,2、传统发电厂,2.3 燃煤电厂三大系统,发电机发出的电能由变压器升压后，经高压配电装置和输电线路送往用户。,发电厂内的自用电由厂用变压器降压后，经厂用配电装置现场内各种附机及照明等供电。,二、发电厂,一、电力系统,2、传统发电厂,2.4 上面讲解有些专业，如果把一座发电厂比做一个人，那三大系统都对应我们身体的那些部分呢？下面我们来一起分析。,燃烧系统就好比消化系统,二、发电厂,一、电力系统,2、传统发电厂,2.4 上面讲解有些专业，如果把一座发电厂比做一个人，那三大系统都对应我们身体的那些部分呢？下面我们来一起分析。,汽水系统就好比血液循
5、环系统,二、发电厂,一、电力系统,2、传统发电厂,2.4 上面讲解有些专业，如果把一座发电厂比做一个人，那三大系统都对应我们身体的那些部分呢？下面我们来一起分析。,电气系统就好比身体的神经系统,二、发电厂,一、电力系统,2、传统发电厂,2.5 在环境保护日益重要的今天，我们关注下燃煤电厂重要环保装置,二、发电厂,一、电力系统,2、传统发电厂,2.5 在环境保护日益重要的今天，我们关注下燃煤电厂重要环保装置,经过电厂的脱硫、脱硝、除尘等环保设备的处理，燃料燃烧后产生的废气不再是黑烟滚滚，已经满足“零排放”的环保指标要求。,二、发电厂,一、电力系统,3、水力发电厂,水力是一种宝贵的自然资源，是取之
6、不尽用之不竭的可再生能源，而且是洁净的能源。利用水能的最普遍的形式是建设水电站，利用水流的流量和落差发电，或称为水力发电。世界各国都竟相优先开发水力发电，作为电力工业的重要组成部分。,水力发电厂主要构成：,水电站由水工建筑物、厂房、水轮发电机组以及变电站和送电设备组成,水工建筑物,厂房,发电机组,二、发电厂,一、电力系统,3、水力发电厂,我国幅员辽阔，河川纵横，是世界上水力资源最丰富的国家之一，水力资源的蕴藏量达68 亿kW，约占全世界的16，居世界第一位，中国最大的水电站三峡电站创下了许多世界之最。,二、发电厂,一、电力系统,4、核能发电厂,核能指原子核能，又称原子能，是原子结构发生变化时放
7、出的能量。目前，从实用来讲，核能指的是一些重金属元素铀、钚的原子核发生分裂反应（又称裂变）时所放出的巨大能量。,二、发电厂,一、电力系统,4、核能发电厂,核能发电就是利用受控核裂变反应所释放的热能，将水加热为蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机，带动发电机发电。,1954 年原苏联建成世界上第一座核电站，核电发展比较领先的地区是那些缺乏煤、石油和天然气以及水力资源的地区，如法国、比利时、韩国、日本等。,我国自行设计制造的第一座核电站秦山核电站和引进设备的大亚湾核电站已分别于1993 年和1994 年投入运行，结束了我国无核电的历史。,二、发电厂,一、电力系统,4、核能发电厂,在我们享受核能给我们带来电力技术
8、进步的同时，不要忘记我们周边国家曾发生过的核电事故切尔诺贝利、福岛，相比于火力水力等电站形式，核电必须100%安全可靠，否则后果很严重。,二、发电厂,一、电力系统,5、下面我们分析下火电、水电、核电的优缺点,布局灵活，装机容量的大小可按需要决定,一次投资较小，建设周期较短,耗煤量大，发电成本高,动力设备繁多，控制操作复杂，运行费用高,启动时间长(几小时到十几小时)，启停费用高,担负调峰、调频时，煤耗增加、事故增多,对空气和环境的污染大,优点,缺点,二、发电厂,一、电力系统,5、下面我们分析下火电、水电、核电的优缺点,发电成本低,对环境没有污染,一次投资大,建设周期长,受水文气象影响,淹没土地、
9、移民搬迁等,优点,缺点,运行灵活方便,可防洪、灌溉、航运等,二、发电厂,一、电力系统,5、下面我们分析下火电、水电、核电的优缺点,可节省煤、石油和天然气消耗及运输费用,无需空气助燃，可建在地下、水下、山上,核电厂投资成本高，电力公司财务风险大,核电厂会产生放射性核废料，对生态造成伤害,兴建核电厂容易引发政治歧见纷争,优点,缺点,不会产生加重地球温室效应的二氧化碳,二、发电厂,一、电力系统,6、新能源和可再生能源发电,新能源和可再生能源发电主要有：风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电,风力发电,地热发电,太阳能发电,海洋能发电,二、发电厂,一、电力系统,6、新能源和可再生能源发电,新能源和
10、可再生能源发电主要有：风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电,风力发电,地热发电,太阳能发电,海洋能发电,风力发电定义将空气流动的动能转变为电能的生产方式,世界风电装机容量的73在欧洲，其中德国、西班牙和丹麦三个国家风电机组的装机容量约占欧洲总量的84。,我国风能资源丰富，可开发利用风能2.5亿kW。内蒙、宁夏、甘肃、新疆等西北部省区，都是我国风力资源富集的地区,我国最大的风电厂贺兰山风力发电场，装机108台，容量9.18万瓦。,二、发电厂,一、电力系统,6、新能源和可再生能源发电,新能源和可再生能源发电主要有：风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电,风力发电,地热发电,太阳能发电,海
11、洋能发电,地热发电定义用地球内部所具备的热能资源发电的方式,地球表层以下的温度随深度逐渐增高，大部分地区每深入 100m，温度增加 3 度,我国在地热发电方面，已建成闻名世界的西藏羊八井电站，现有装机容量达到 25MW，发电方式是将地热井出来的汽水混合物经汽水分离器分离出来的蒸汽送入汽轮机，分离出来的热水经减压扩容产生的蒸汽也送入汽轮机。羊八井地热电站的出力稳定，其发电量已占到拉萨电网的40。,二、发电厂,一、电力系统,6、新能源和可再生能源发电,新能源和可再生能源发电主要有：风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电,风力发电,地热发电,太阳能发电,海洋能发电,太阳能就是太阳辐射能，太阳能发
12、电系统可分为太阳能热发电和太阳能光发电两类。,太阳能热发电是利用聚光集热器把太阳能聚集起来，将水加热，使产生的蒸汽去驱动汽轮发电机组，常见形式为塔式太阳能电站.,太阳能光伏发电是利用太阳电池组将太阳能直接转换为电能。太阳电池由单晶硅或非晶硅薄膜制成。,塔式太阳能热发电,二、发电厂,一、电力系统,太阳能光伏发电,6、新能源和可再生能源发电,新能源和可再生能源发电主要有：风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电,风力发电,地热发电,太阳能发电,海洋能发电,海洋能是海流动能、海洋热能、潮汐能和波浪能等的总称。海洋能用于发电有海流发电、海洋温差发电、波浪发电和潮汐发电等几种方式。目前成熟的只有潮汐发
13、电。,一般在海湾或河口修筑堤坝建成水库，于涨潮时放海水入库，利用库水位低于潮位的水位差发电；待潮位下降，又利用库水位高于潮位的水位差和库内蓄存的水量发电。,法国朗斯(La Rance)潮汐电站,是世界已建成潮汐电站中规模最大的水电站，其装机容量为24万kW。,二、发电厂,一、电力系统,各种类型的发电厂发出的电力通过变电、输电和配电才能将其送给电力用户使用。,中国电网区域划分,三、变输配电网,一、电力系统,1、变电、输电、配电电网作用,三、变输配电网,一、电力系统,2、变电站,变电站是改变电压的场所。变电站为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把
14、电压降低。这种升降电压的工作靠变电站来完成。,三、变输配电网,一、电力系统,3、输电线路,输电指的是从发电厂或发电中心向消费电能地区输送大量电力的主干渠道或不同电网之间互送电力的联络渠道。,输电线路主要分为架空输电线路和电缆线路：,三、变输配电网,一、电力系统,4、配电装置,配电是消费电能地区内将电力分配至用户的分配手段，直接为用户服务。配电可以是将电力分配到城市、郊区、乡镇和农村，也可以是分配和供给农业、工业、商业、居民住宅以及特殊需要的用电。,配电装置,四、新技术与发展,一、电力系统,1、电力环境保护,电力环境保护是指发电、输电和配电各环节对环境影响的防护和治理。1983 年底，国务院明确
15、规定：“环境保护为现代化建设中的一项基本保证条件和战略任务，是一个基本国策”。电力工业的发展必须贯彻这一基本国策，使电力生产建设与环境保护协调发展。,四、新技术与发展,一、电力系统,2、当代高新技术的发展与电力新技术,电力技术，包括发电、输电、配电、用电和节电技术，涉及多个学科领域，是综合的应用科学技术体系，它随着现代科学技术的进步而不断发展。因此，了解当代科学技术，特别是高新技术的发展趋势，对于应用当代最新的科学技术成果推动电力科技进步具有重要意义。,四、新技术与发展,一、电力系统,3、电力新技术,电力技术是综合性的技术体系，它的新发展是多方面的，下面介绍几项对未来电力工业发展有重大影响的新技术。,在我们了解整个电力系统生产流程和技术发展后，同学们在收获知识的同时对以下几个问题有什么样的想法和答案呢：,四、新技术与发展,一、电力系统,思考题：,经济发展，电力先行！电力产业作为我国重要的经济支柱，其快速稳定的发展是提升国家竞争力、提升国民经济、维护社会稳定的重要保障。希望大家多多了解电力行业，为建设智能、绿色、科技、环保的电力行业贡献一份力量！,
