現(xiàn)代電力節(jié)能控制技術(shù)

1、 電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)現(xiàn)代電力節(jié)能控制技術(shù)電氣工程系：于群 聯(lián)系電話：聯(lián)系地址：J11-2281緒論2能源消費（兆焦/人天）3增長的統(tǒng)計周期42000經(jīng)合會國家54%經(jīng)濟轉(zhuǎn)型國家12%經(jīng)濟轉(zhuǎn)型國家11%經(jīng)合會國家44%20208 610 Mtoe 13 529 MtoeChina 11%中國14%世界其它國家 23%世界其它國家 31%世界能源需求的地區(qū)分布5Source: BP Statistical Review of World Energy, 2003能源資源石油天然氣煤炭核能水電其它再生資源6煤炭供給持續(xù)時間基于90年代中期的產(chǎn)量長短中很少的產(chǎn)量和儲量煤炭使用時間7長短中很少的產(chǎn)量

2、和儲量原油使用時間原油供給持續(xù)時間基于90年代中期的產(chǎn)量8天然氣儲量2001年天然氣儲量分布9主要石油交易流向圖10不同時期的能源戰(zhàn)略1970s ：石油危機使人們認識到能源是稀缺資源及保障能源供給的重要性1980s: 重視提高能源效率、降低成本（油價下跌）1990s：減少能源消耗對環(huán)境的影響（控制溫室氣體排放）2000s：強調(diào)能源的可持續(xù)發(fā)展110100020003000400050006000197019801990200020102020MtoeOil Other RenewablesHydroNuclear CoalGas世界能源需求 (1970- 2020)1201,0002,0003

3、,0004,0005,0006,0007,0008,00019992002200520082011201420172020202320262029GWExisting capacityNew capacity世界發(fā)電容量Source: IEA4800GW203013一次能源分布比例 IEA: World Energy Outlook 2002878914中國在世界能源消費所占比例, IEA199520102020總能源消費 11%14%16 %煤炭消費 28%33%36%石油消費5%8%10%15PECC Energy Supply Indicator 煤炭探明儲量Source: Energy

4、 Information Administration/ APEC中國澳大利亞俄羅斯美國16世界原油和天然氣儲量原油（10億桶）天然氣（tcf)172002年中國能源消費比例（)18中國能源消費結(jié)構(gòu)2002年的能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)19中國的石油需求和進口20我國主要發(fā)電一次能源我國已探明的煤炭保有儲量為原煤約9000億噸；可開發(fā)水能資源有3.78億千瓦，預(yù)期多年平均發(fā)電量為1.92萬億千瓦時。石油可采資源量為100126億噸，可支持的最高年產(chǎn)量為1.82億噸。天然氣可采資源量為6.99.8萬億立方米，可支持的最高年產(chǎn)量為10001500億立方米。根據(jù)初步測定，中國陸地和海上可開發(fā)的風(fēng)能資源約10

5、00GW。 核能據(jù)估計只能滿足3000多萬裝機的需求。21我國煤炭和水電分布我國已探明的煤炭保有儲量為原煤約9000億噸；可開發(fā)水能資源有3.78億千瓦，預(yù)期多年平均發(fā)電量為1.92萬億千瓦時。22未來有條件大規(guī)模外送的只有金沙江、雅礱江和瀾滄江水電，主要位于四川、云南兩省。23我國風(fēng)能和分電場分布根據(jù)初步測定，中國陸地和海上可開發(fā)的風(fēng)能資源約1000GW。24光伏發(fā)電5萬千瓦/km22010年裝機規(guī)模510萬千瓦2020年裝機規(guī)模100萬千瓦2050年裝機規(guī)模10億千瓦25中國的能源與消費2020年前后，能源消耗約需25億噸標煤。整個西部地區(qū)（含西南地區(qū)）的煤炭儲量占全國已探明儲量的82?？?/p>

6、開發(fā)水電的67.5%集中在我國的西南地區(qū)。我國的中、東部和南部地區(qū)的電力消費約占全國電力消費的3/4?！拔麟姈|送、南北互供，全國聯(lián)網(wǎng)”是解決我國能源分布與電力消費矛盾的重要措施。26節(jié)能技術(shù)的相關(guān)領(lǐng)域工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能燃料與燃燒節(jié)能技術(shù)熱能的有效利用與綜合節(jié)能技術(shù)節(jié)電技術(shù)其它27能耗舉例一個中溫中壓凝汽式電廠，以燃用煤的發(fā)熱量作為基值計算，轉(zhuǎn)換成電能，其中的損耗：鍋爐損耗：11%汽輪機排熱損耗：61%汽輪機磨擦損耗：1%管道損耗：1%發(fā)電機損耗：1%剩余的25%電能還不能全部利用。59%作為廠用電，89%作為線路網(wǎng)絡(luò)的損耗。剩下一到用戶的僅為20%左右。28常用電設(shè)備的效率電動機：7595%，電動機

7、軸出力與所帶負載間的機械傳動效率為8595%；而機械負載的效率也是十分低的，以最常用的風(fēng)機、水泵為例，它的效率只有6080，因此，從燃料煤到風(fēng)機、水泵的效率，只有20左右，也就是說，45的能量被浪費了。電阻爐轉(zhuǎn)換效率為4070，鹽浴爐為3045，電解與電鍍的效率為7080。在照明設(shè)備中，白熾燈效率通低，僅23，熒光燈效率為1216。 由于電能的生產(chǎn)、輸送、使用的效率如此低，因此，它的節(jié)電潛力是非常大的，所以人們把節(jié)能稱為第五能源。29電力節(jié)能的主要方面電動機節(jié)電技術(shù)變壓器的節(jié)電技術(shù)電壓質(zhì)量與功率因數(shù)風(fēng)機、泵類的節(jié)電技術(shù)電焊機與弧焊變壓器的節(jié)電技術(shù)照明節(jié)電空調(diào)節(jié)電30電動機節(jié)電技術(shù) 根據(jù)國內(nèi)統(tǒng)計

8、資料表明， 電動機所消耗工業(yè)電能占整個工業(yè)用電的6070%。上海市統(tǒng)計，僅風(fēng)機、水泵兩項，年耗電量即占整個工業(yè)用的40%左右，加上其他種類的電動機負載，其耗電量超過全部工業(yè)耗電量的60。 電動機耗能如此之大，因此研究其節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟意義就顯得非常重要。31電動機節(jié)電技術(shù) 電動機的節(jié)能技術(shù)可分為兩大類： 第一類，從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計和采用低能耗原材料著手，謀取節(jié)能效果； 第二類，對運行中的電動機采用現(xiàn)代調(diào)速節(jié)能手段，來獲取電能的節(jié)約。 從電機設(shè)計著手謀求節(jié)電效益所花費的投資遠較調(diào)速節(jié)能所花投資要大，節(jié)能效果也遠不及調(diào)遞節(jié)能，而且屬于專業(yè)電機設(shè)計范圍，故課程僅討論第二種節(jié)能方式。32電動機節(jié)電技術(shù)從節(jié)

9、能觀點看，對感應(yīng)電動機應(yīng)該采取各種有效措施提高運行效率和降低它的無功負荷。 提高感應(yīng)電動機的效率和降低它的無功負荷方面的經(jīng)驗，國內(nèi)外都有不少報道，可歸納如下： (1)合理使用感應(yīng)電動機； (2)降低輕負載感應(yīng)電動機的電壓； (3)控制感應(yīng)電動機的空載損失； (4)對感應(yīng)電動機檢修質(zhì)量的嚴格要求； (5)異步電機同步化。 33變壓器的節(jié)電技術(shù) 電能在輸送分配過程中，有部分電能以發(fā)熱的形式消耗在線路導(dǎo)線及變壓器中，這部分損耗稱線損。我國的線損率約為89。變壓器是輸配電系統(tǒng)中大量使用的設(shè)備，在各工礦企業(yè)中都要應(yīng)用。盡管變壓器是電氣設(shè)備中效率最高的一種設(shè)備，在額定容量下工作時，其損耗一般只占線損的1，

10、小容量的電力變壓器損耗最多也只占線損的24，但由于是連續(xù)運行，所以損耗的累計量卻是很大的。因此，變壓器安裝位置的確定，變壓器容量與臺數(shù)的選用，變壓器的合理使用，都對電能的有效利用具有很大的影響。34電壓質(zhì)量與功率因數(shù)用戶低電壓運行造成的能損循增在功率不變的情況下，電壓降低，電流就增大，在導(dǎo)線中的損耗也相應(yīng)增加。 電壓降低，%123459101520線路損耗增加，%246.18.210.314.52132.34435提高功率因數(shù)的節(jié)能效益工礦企業(yè)提高功率因數(shù)的節(jié)能效益 循環(huán)在工礦企業(yè)配電網(wǎng)中的無功功率，一般達到相當(dāng)于有功功率值的65100%。因此，由于無功功率環(huán)流所造成的有功損耗是極為可觀的。36風(fēng)機、泵類的節(jié)電技術(shù)電焊機與弧焊變壓器的節(jié)電技術(shù)照明節(jié)電空調(diào)節(jié)電37學(xué)習(xí)計劃第一周：總體介紹第二三周：學(xué)習(xí)