電力知識講座(簡)課件

電力知識講座主要內容1.能源1.1我國能源結構1.2新能源1.3我國能源分布2.電力系統(tǒng)2.1電源點2.2電力網2.3電力市場3.水力發(fā)電3.1水資源開發(fā)利用3.2水能利用規(guī)劃3.3水利動能經濟3.4水電站樞紐及水工建筑物3.5水利工程施工5.我國新時期能源開發(fā)應實施水電優(yōu)先戰(zhàn)略

5.1水電在各國經濟社會發(fā)展中的重要作用5.2我國豐富的水能資源及水電自身優(yōu)勢，決定了水電是我國目前唯一可大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的可再生清潔能源5.3結語1.能源能源是指煤炭、原油、天然氣、電力、焦炭、煤氣、地熱、成品油、液化石油氣、生物質能、水力、風力、潮汐、太陽輻射能、濃縮鈾和其他直接或通過加工、轉換得到的有用的各種資源。

1.1我國能源結構我國是一個富煤貧油的國家，主要能源結構，煤炭占72.9%、石油占22.5%、天然氣占2.1%、水電和核電占2.5%。我國發(fā)電能源結構，截止2010年底發(fā)電總裝機容量95000萬kW。其中：水電裝機容量21000萬kW，占22.1%；火電裝機容量70000萬kW，占73.7%；風電裝機容量3000萬kW，占3%；核電裝機容量1016萬kW，占1.0%；其它裝機容量占0.1%。2010年我國發(fā)電能源結構與能源生產結構示意圖

2010年中國發(fā)電能源結構火電水電風電其它核電火電水電風電核電其它風能——我國風能資源2.5億kW，風能密度200~300kW/m2。人類利用風能已有數千年歷史，在蒸汽機發(fā)明以前風能曾經作為重要的動力，用于船航行、提水飲用和灌溉、排水造田、磨面和鋸木等。在蒸汽機出現之前，風力機械是動力機械的一大支柱，其后隨著煤、石油、天然氣的大規(guī)模開采和廉價電力的獲得，各種曾經被廣泛使用的風力機械，由于成本高，效率低，使用不方便等，無法與蒸汽機、內燃機和電動機等相競爭，漸漸被放棄。到了19世紀末，開始利用風力發(fā)電，這在解決農村電氣化方面顯示了重要的作用，特別是20世紀70年代以后利用風力發(fā)電更進入一個蓬勃發(fā)展的階段。潮汐能——由于月亮和太陽引潮力的作用，使得海洋中的海水不斷作水位上升和下降的周期性往復運動，海水的潮漲和潮落形成了海洋中的潮汐現象，海水在潮漲、潮落的運動中包含大量的動能和位能統(tǒng)稱為潮汐能。

1.3我國能源分布（1）水能資源分布中國在20世紀70年代末做了普查，統(tǒng)計了單條河理論蘊藏量0.876億kW·h/a以上的河流3019條，總理論蘊藏量為5.7萬億kW·h/a，居世界第一位。經統(tǒng)計，單站裝機500kW及以上的可開發(fā)水電站共11000余座，總裝機容量37853萬kW，多年平均年發(fā)電量19233億kW·h。初步估算，經濟可開發(fā)資源為：裝機容量29000萬kW，多年平均年發(fā)電量12600億kW·h。（2）煤炭資源分布煤炭資源儲量豐富，分布面廣，品種齊全。據中國第二次煤田預測資料，埋深在1000m以淺的煤炭總資源量為2.6萬億t。其中大別山-秦嶺-昆侖山一線以北地區(qū)資源量約2.45萬億t，占全國總資源量的94%。新疆、內蒙古、山西和陜西等四省區(qū)占全國資源總量的81.3%。（3）石油資源分布石油是存在于地下的一種液態(tài)、氣態(tài)或固態(tài)的復雜烴類化合物，主要是烷烴，也有苯環(huán)烴和環(huán)烷。根據全國油氣資源評價，中國陸上和沿海大陸架沉積盆地總面積約550萬km2，石油總資源量940億t。

（4）天然氣資源分布根據全國天然氣遠景資源量的預測，中國天然氣總資源量達38萬億m3，陸上天然氣主要分布在中部和西部地區(qū)，分別占陸上資源量的43.2%和39.0%。中國天然氣探明儲量集中在10個大型盆地，依次為：渤海灣、四川、松遼、準噶爾、鶯歌海-瓊東南、柴達木、吐-哈、塔里木、渤海、鄂爾多斯。

（5）風能資源分布中國10m高度層的風能資源總儲量為32.26億kW，其中實際可開發(fā)利用的風能資源儲量為2.53億kW。東南沿海及其附近島嶼是風能資源豐富地區(qū)。新疆北部、內蒙古、甘肅北部也是中國風能資源豐富地區(qū)。（7）地熱資源分布高溫地熱資源主要集中在環(huán)太平洋地熱帶通過的臺灣省，地中海-喜馬拉雅地熱帶通過的西藏南部和云南、四川西部。溫泉幾乎遍及全國各地，多數屬中低溫地熱資源，主要分布在福建、廣東、湖南、湖北、山東、遼寧等省。2.電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電設備及相應的輔助系統(tǒng)組成的電能生產、輸送、分配、使用的統(tǒng)一整體，即由發(fā)電、供電、用電的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)。（6）垃圾發(fā)電——兩種常見的利用垃圾發(fā)電的模式：一是垃圾填埋發(fā)電，將垃圾衛(wèi)生填埋，回收填埋場沼氣，以沼氣為燃料燃燒發(fā)電。二是垃圾焚燒發(fā)電.（7）太陽能發(fā)電——太陽能發(fā)電有兩種方法：一種是先將太陽能轉換為熱能，然后按常規(guī)方法發(fā)電，稱太陽能熱發(fā)電。另一種是通過光電器件（如太陽能電池）將太陽能直接轉換為電能光伏發(fā)電。（8）地熱發(fā)電——地熱發(fā)電是將地下熱能轉換為機械能，然后再將機械能轉換為電能的過程。

2.2電力網

把由輸電、變電、配電設備及相應的輔助系統(tǒng)組成的聯(lián)系發(fā)電與用電的統(tǒng)一整體稱為電力網。分為交流輸配電和直流輸配電系統(tǒng)。輸電系統(tǒng)—由不同的輸電設備（變壓器、輸電線路和開關設備等）按電力生產要求組成的輸送電力系統(tǒng)?，F有220kv以上輸電線路39.97萬km。配電系統(tǒng)—將輸電設備送來的電力分配給電力用戶的系統(tǒng)。3.水力發(fā)電

3.1水資源開發(fā)利用通過各種措施對水資源加以治理、控制、保護和管理，使之在一定的時間和地點按規(guī)定的標準供國民經濟各部門使用。3.2水能利用規(guī)劃研究水能資源開發(fā)利用的方針、方式、方案及第一期開發(fā)工程選定的水利規(guī)劃工作。(1)電力彈性系數一定時間內發(fā)電量的增長率與國民經濟增長率的比值。(2)設計保證率規(guī)劃設計中選用的多年期間用水部門的正常用水得到保證的程度。3.3水利動能經濟(1)水利動能設計水利動能設計簡稱“水能設計”，是水電站規(guī)劃的主要內容之一。主要包括：決定待建水電站的規(guī)模、動能經濟指標和效益，計算有關水利資源綜合利用各部門之間的的水量分配和費用分攤，進行電力系統(tǒng)電力和電量的平衡計算，決定水電站的運行方式，擬訂水庫調度方案等。（5）使用年限：建筑物和設備從開始使用之日起至不能再執(zhí)行原定任務的年限。水利工程的各種建筑物和設備的使用年限可參考有關規(guī)定確定。例如，金屬及鋼筋混凝土結構物一般定為50年，磚石混合結構物40年，泵類及鉆灌設備15年，水輪機及發(fā)電機20—30年。（6）內部報酬率：一個工程內在的取得投資報酬的能力。以凈效益現值等于零時的利率表示。即在這樣一個利率下，該工程的效益和成本相等，即益本比等于1.0。對于某個工程來說，如內部報酬率大于籌款利率，則益本比大于1.0，說明經濟上是可行的；若內部報酬率小于籌款利率，則益本比小于1.0，認為經濟上是不可行的。(7)水電站經濟指標水電站發(fā)電成本水電站在生產過程中所消耗的生產資料的價值和付給勞動者的報酬兩部分的貨幣表現。一般用發(fā)電總成本和單位電能成本兩種表現形式。單位容量投資每千瓦裝機容量所花費的投資額（元/kW）。單位電能投資電價每千瓦小時電能所花費的投資額（元/kW.h）。單位電能價值的貨幣表現。分為上網電價、落地電價和銷售電價。3.4水電站樞紐及水工建筑物水電站樞紐及樞紐布置

水電站樞紐是綜合利用水資源的控制性水工建筑物的組合體。樞紐布置是水電站樞紐中各項永久性水工建筑物相互協(xié)調的總體布置。

.水工建筑物是控制和調節(jié)水流、防治水害、開發(fā)利用水資源的建筑物。水工建筑物是水利工程的重要組成部分。

3.5水電工程施工

（1）施工組織設計根據擬建工程的經濟技術要求和施工條件，對該工程進行施工方案的研究、選擇和總體性的施工組織安排，并據以編制概預算、制定計劃及指導施工的技術經濟文件。（2）施工管理根據計劃和合同的要求，結合工程的特點，對施工工程的各項業(yè)務進行計劃與決策、組織與指揮、控制與協(xié)調、教育與鼓勵、監(jiān)督等全部職能活動的管理。（3）施工總進度在時間上協(xié)調安排建設工程從開工到竣工的施工速度和施工程序的計劃文件。（4）施工總工期工程從開工直至完成全部設計內容，包括工程準備期、主體工程施工期及工程完建期的總時間。

4.世界水電發(fā)展概況

水電作為技術最成熟、供應最穩(wěn)定的可再生清潔能源，在全球能源供應中占有重要地位。2007年全球水電裝機達到848400MW，發(fā)電量3045000GWh/年，約占全球電力供應量的20%，水電開發(fā)程度按發(fā)電量與經濟可開發(fā)量的比值計算達到了35%，其中非洲為11％，亞洲為25％，大洋州為45％，歐洲為71％，北美為65％，南美為40％。世界水電發(fā)展概況表水電理論蘊藏量技術可開發(fā)量經濟可開發(fā)量水電裝機水電發(fā)電量在建水電裝機GWh/年GWh/年GWh/年MWGWh/年MW非洲2590234130324684843421486941247489亞洲19701583765456544873773297371107622130479大洋洲633384195987886441347040259160歐洲290076711205417523481788145309992408北美7574535176347810149101670426642445940南美56960002615299153619713790860757711327世界3909660014653115872791184845630448251578034.1美國水電發(fā)展趨勢美國2005年水電裝機78,200MW，年發(fā)電量為300,000GWh/年，裝機容量和年發(fā)電量分別占技術可開發(fā)量53.3%和56.8%，發(fā)電量占經濟可開發(fā)量79.8%。美國是世界上最大的水電生產國之一，年發(fā)電量排在中國、加拿大（355,000GWh）和巴西（351,300GWh）之后。美國2006年電力裝機總容量為687000MW，其中煤電40%，天然氣發(fā)電21%，核電13%，水電13%，燃油9.3%，除水電以外的可再生能源2.8%。

美國聯(lián)邦能源調節(jié)委員會（FERC）的研究認為，目前全美國還可以在5,677座水庫大壩上安裝水輪發(fā)電機組，其總容量可達30,000MW，其中57%容量的機組（17,052MW）可安裝在已建水庫大壩上，14%容量的機組（4,326MW）為擴機，只有8,000MW的機組容量需要通過新建工程安裝水輪機組來實現。水電協(xié)會預測在未來的20年里，如果美國的工業(yè)以每年8%的速度增長，全國的水電裝機將增加27%，只需要在少部分壩中進行機組增容改造，就可增加20,195MW的裝機容量。4.2印度水資源及開發(fā)利用概況印度是一個水能資源比較豐富的國家,水電技術可開發(fā)量達到660,000GWh，目前水電裝機37,000MW，并且有56座總裝機達9400萬KW的抽水蓄能水電站。只有30%的水電資源已開發(fā)。有7%的水電資源正在規(guī)劃、設計或施工，60%的水力資源還沒有進入實質開發(fā)階段，水電開發(fā)具有相當大的市場空間。全印度電力總裝機容量大約為132330MW，其中72%為火電機組，水電機組占24%，2%來自核電機組，其它類型占2%，這表明了對火電的過度依賴。預計到第11個五年計劃末(2007～2012年),電力結構如下：火電67.4%，水電29%，核電和其他3.6%。但即使這樣還是沒有達到理想結構的比例，為加快水電開發(fā)的力度,印度政府制定了一系列的政策以給水電資源開發(fā)創(chuàng)造一個盡可能寬松環(huán)境。4.3世界前十大已建、在建水電站

序號壩名完工年裝機容量MW年平均發(fā)電量GWh國家1三峽20092250084000中國2Itaipu（伊泰普）19911260090000巴西/巴拉圭3溪洛渡20101260057120中國4Guri（古里）19861000052000委內瑞拉5Tucurui（圖庫魯伊）19848370

巴西6Sayano-Shushenskaya（薩揚舒申斯克）1990640022800俄羅斯7向家壩UC600030747中國8Krasnoyarsk（克拉斯諾雅爾斯克）1967600019600俄羅斯9龍灘（廣西）2001540018710中國10Bratsk（布拉茨克）1964450022500俄羅斯世界前十大已建、在建高壩

序號壩名壩高（米）建壩目的國家1錦屏一級305HC中國2Nurek300IH塔吉克斯坦3小灣（云南）292HCIN中國4Grandedixence285H瑞士5溪洛渡278HCN中國6Inguri272HI格魯吉亞7Vajont262H意大利8Manuelm.Torres261H墨西哥9Tehri261IS印度10AlvaroObregon260IS墨西哥世界前十大已建、在建面板堆石壩序號壩名壩高（m）庫容(億方)國家1Basha270巴基斯坦2Agbulu23439.8菲律賓3水布埡23345.8中國4江坪河22114.2中國5MorrodeArica220秘魯6LaYesca210墨西哥7Bakun（巴昆）20543.8馬來西亞8CamposNovos（坎樸斯諾沃）20014.8巴西9WestSeti19516尼泊爾10Kárahnjúkar19522.6冰島5.我國新時期能源開發(fā)應繼續(xù)實施

水電優(yōu)先戰(zhàn)略當前我國水電開發(fā)的社會經濟形勢已經發(fā)生了很大的轉變，我們對我國水電開發(fā)的指導思想和理論基礎等應予以重新審視，“吐故納新”，以符合水電開發(fā)的規(guī)律?？傆[全球水電開發(fā)和國家經濟發(fā)展狀況，我們不難看到，今日經濟發(fā)達的國家，正是昔日水電開發(fā)較好的國家。世界電力建設的經驗之一就是盡早開發(fā)水能資源，優(yōu)先發(fā)展水電。我國由于種種原因，水電開發(fā)進程相對于電力發(fā)展進程滯后，不能不說我們對水電的認識還存在偏差。5.1水電在各國經濟社會發(fā)展中的重要作用

在世界上，各國大多是率先開發(fā)和利用水電資源，待水電開發(fā)到一定程度后，才轉向大規(guī)模地開發(fā)其他發(fā)電能源。水電開發(fā)作為水能資源豐富國家的重要基礎產業(yè)，對充分利用和保護國土資源，改善生態(tài)環(huán)境，實現經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展有著積極的作用。國外發(fā)達國家的水電資源基本開發(fā)完畢。美國，歐洲，澳大利亞分別已開發(fā)本國資源的69％，71％和49％。發(fā)展中國家水電開發(fā)起步較晚,限于水電發(fā)展的技術和經濟條件，水電開發(fā)力度不足，并且現在又受到了全球生態(tài)環(huán)境的制約，水電開發(fā)比例較低。南美、亞洲和非洲只開發(fā)了40％，25％和11％。2009年我國水電裝機196790MW，位居世界第一位。但與我國豐富水能資源相比，整體利用程度比較低。開發(fā)利用率不到20%，遠遠低于世界發(fā)達國家86%的平均水平。5.2我國豐富的水能資源及水電自身優(yōu)勢，決定了水電是我國目前唯一可大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的可再生清潔能源（1）水能資源是我國最豐富的能源資源，其總量居世界第一位。我國按經濟可開發(fā)水能資源，人均接近世界平均水平，為９１％，而經常提到極為豐富的煤炭資源人均約為世界平均水平的55％，石油資源人均達不到世界平均水平的10％。據中國去年發(fā)布的可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃，明確水電發(fā)展目標為：2010年，全國水電裝機容量達到200,000MW；2020年，全國水電裝機容量達到300,000MW。（2）水電是清潔能源。目前我國的溫室氣體排放僅次于美國，居世界第二位，環(huán)境保護的壓力越來越大。IEA預測，2004-2030年中國的二氧化碳排放量在期間會增加一倍多，中國有可能在2010年之前趕上美國，成為世界上最大的二氧化碳排放國。而西方發(fā)達國家早已在上世紀就完成了工業(yè)化過程，進入了后工業(yè)化時代，其二氧化碳排放量日益減少。中國的能源主要靠國內供應，自給率一直保持在90%左右。由于能源格局所致，中國的一次能源生產和消費一直以煤炭為主，分別占總量的76.7%和69.4%，如果不適當調整能源結構，我國所面臨的環(huán)境壓力會越來越大。相比之下，水力發(fā)電是利用江河源遠流長的流量和落差形成水的勢能發(fā)電，是一次性能源直接轉換成電力的物理過程，它不消耗水，也不污染水，不排放有害氣體，也不排放固體廢物，是清潔的能源，發(fā)展水電是減輕溫室氣體排放的有效途徑。

（3）水電具有自身的獨特優(yōu)勢，它來自地球上的天然水文循環(huán)，且取之不盡，用之不竭。由于水電能源是可再生能源，越早開發(fā)越好。積極發(fā)展水電也是實現我國能源獨立的重要途徑。其他能源