世界電力工業(yè)發(fā)展史

世界電力工業(yè)發(fā)展史第1頁/共30頁課程目標(biāo)明確電氣工程及其自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及培養(yǎng)要求，明確專業(yè)的特點和主干課程，明確各門課程內(nèi)涵及相互聯(lián)系，明確本專業(yè)的畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和授位標(biāo)準(zhǔn)；了解電的起源及電力的發(fā)展，培養(yǎng)專業(yè)素養(yǎng)，了解電力工業(yè)對畢業(yè)生的需求；了解本專業(yè)所依托的電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)科的發(fā)展，明確學(xué)科知識體系。第2頁/共30頁課程性質(zhì)和類別課程類別/性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課/必修課程編號：Ⅳ010141學(xué)時：16

學(xué)分：1第3頁/共30頁課程主講內(nèi)容電力行業(yè)發(fā)展史（世界、中國）電氣工程專業(yè)學(xué)科發(fā)展史培養(yǎng)目標(biāo)與要求知識體系課程體系學(xué)分制學(xué)籍管理實施細(xì)則我國電力工業(yè)現(xiàn)狀與就業(yè)需求第4頁/共30頁第一講：電力工業(yè)的發(fā)展史1第5頁/共30頁1、電力工業(yè)的起源？2、交直流爭論是怎么回事？3、裝機(jī)和發(fā)電量的發(fā)展情況？4、目前有哪些世界之最？5、電力工業(yè)的市場化改革是怎么回事？2第6頁/共30頁一、電力工業(yè)的起源1831年法拉第電磁感應(yīng)定律1875年巴黎北火車站發(fā)電廠建立，標(biāo)志電真正進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用，用于燈塔和街道照明。第一個完整電力系統(tǒng)（直流系統(tǒng)）由愛迪生在紐約城歷史上有名的皮埃爾大街站建成，1882年9月投入運(yùn)行，由1臺蒸汽機(jī)拖動直流發(fā)電機(jī)供給半徑約1.5km面積內(nèi)的59盞白熾燈，110V地下電纜。1891年第一條三相交流高壓輸電線路在德國運(yùn)行，1臺230kVA發(fā)電機(jī)、1臺95/15200V升壓變、2臺13800/112V降壓變3第7頁/共30頁1913年，全世界的年發(fā)電量達(dá)500億千瓦時，電力工業(yè)已作為一個獨(dú)立的工業(yè)部門，進(jìn)入人類的生產(chǎn)活動領(lǐng)域。20世紀(jì)30、40年代，美國成為電力工業(yè)的先進(jìn)國家，擁有20萬千瓦的機(jī)組31臺，容量為30萬千瓦的中型火電廠9座。1950年，全世界發(fā)電量增至9589億千瓦時，是1913年的19倍。1950～1980年，發(fā)電量增長7.9倍，平均年增長率7.6％，約相當(dāng)于每10年翻一番。20世紀(jì)70年代，電力工業(yè)進(jìn)入以大機(jī)組、大電廠、超高壓以至特高壓輸電，形成以聯(lián)合系統(tǒng)為特點的新時期。1973年，瑞士BBC公司制造的130萬千瓦雙軸發(fā)電機(jī)組在美國肯勃蘭電廠投入運(yùn)行。第8頁/共30頁伏特與伏打電池安培與他的實驗裝置第9頁/共30頁歐姆與他的實驗裝置法拉第與最早的發(fā)電機(jī)——法拉第盤第10頁/共30頁皮克斯發(fā)明的直流發(fā)電機(jī)雅可比發(fā)明的世界上第一臺電動機(jī)模型與實用電動機(jī)第11頁/共30頁西門子與他的自激式發(fā)電機(jī)第12頁/共30頁電弧燈（左）與愛迪生發(fā)明的白熾燈第13頁/共30頁貝爾實驗室的第一臺電話第一臺電子管計算機(jī)第14頁/共30頁1882年，愛迪生在紐約建立發(fā)電廠

第15頁/共30頁第16頁/共30頁4二、交直流之爭（I）初期直流，1886年后，其無法遠(yuǎn)距離送電的局限性顯露出來，輸電要高電壓，而發(fā)用電不接受高電壓，需要基于交流的變壓技術(shù)。19世紀(jì)90年代交直流標(biāo)準(zhǔn)之爭，愛迪生主張直流，西屋偏好交流，激烈辯論。世紀(jì)之交，交流獲勝：尼亞加拉瀑布選擇交流，因為直流不可能將電送往30km以外的布法羅，結(jié)束了交直流爭論。歸納主要原因：交流系統(tǒng)電壓變換容易，發(fā)、輸、用電靈活交流發(fā)電機(jī)和電動機(jī)簡單便宜。第17頁/共30頁交直流之爭（II）20世紀(jì)50年代，隨著汞弧閥的發(fā)展，高壓直流（HVDC）對大容量遠(yuǎn)距離輸電更有吸引力，變得更經(jīng)濟(jì)，并可提供非同步聯(lián)網(wǎng)（與原DC特點不同）第一條現(xiàn)代商用HVDC輸電于1954年在瑞典建成，通過96km海底電纜將瑞典本土與格特蘭島互聯(lián)。隨著晶閘管閥（可控硅）的發(fā)展，HVDC更具吸引力，伴隨著換流設(shè)備價格的降低、尺寸的縮小以及可靠性的提高，HVDC輸電的應(yīng)用逐步擴(kuò)大。5第18頁/共30頁三、美國裝機(jī)容量的發(fā)展6第19頁/共30頁美國發(fā)電量的發(fā)展7第20頁/共30頁四、若干世界之最（I）（2005年止）最大汽輪發(fā)電機(jī)1300MW（瑞士BBC為美國制造）最大火力發(fā)電廠：前蘇聯(lián)別列佐夫-1火電廠，8*800MW汽輪發(fā)電機(jī)。最大水輪發(fā)電機(jī)：800MW（我國向家壩水電站

）最大水電廠：1820萬KW（三峽水電站）最大核電機(jī)組：1500MW前蘇聯(lián)石墨沸水堆機(jī)組最大核電廠：4546MW日本福島第一沸水堆核電廠8第21頁/共30頁若干世界之最（II）最大互聯(lián)電力系統(tǒng)：前蘇聯(lián)統(tǒng)一電力系統(tǒng)和多個歐亞國家互聯(lián)，橫跨歐亞大陸，東西7000km，南北3000km。最高電壓等級：前蘇聯(lián)哈薩克?；退箞D茲火電廠到烏拉爾的1150kV特高壓輸電線路，全長1300km。最高直流電壓等級：前蘇聯(lián)?；退箞D茲至中部±750kv直流線路，全長2400km。發(fā)展趨勢：大聯(lián)網(wǎng)，特高壓，大容量，異常復(fù)雜。如何進(jìn)行規(guī)劃和運(yùn)行控制？巨大的挑戰(zhàn)。9第22頁/共30頁五、電力工業(yè)的市場化改革1978年智利嘗試，阿根廷、英國、美國、澳大利亞等緊隨其后，從垂直壟斷型逐步進(jìn)行市場化改革，對電力工業(yè)乃至政治、經(jīng)濟(jì)等產(chǎn)生重大影響。目標(biāo)：打破壟斷，提高效率，降低成本，改善服務(wù)，提供更優(yōu)質(zhì)安全廉價的電能，促進(jìn)電力工業(yè)良性發(fā)展（低效、腐敗、電老虎）改革推動者：政府。成功標(biāo)準(zhǔn)：良性競爭，成本下降，電力用戶最終獲益，電力企業(yè)獲得合理利潤。10第23頁/共30頁系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制傳統(tǒng)電力工業(yè)的結(jié)構(gòu)

垂直壟斷型

發(fā)電 輸電 配電用戶

發(fā)電 輸電 配電用戶11第24頁/共30頁市場電監(jiān)會配電市場電力市場結(jié)構(gòu)示意圖輸電發(fā)電公司

輸電公司輸電公司發(fā)電公司

地方獨(dú)立電廠大用戶配電公司

小用戶12第25頁/共30頁英國電力市場88年撒切爾夫人白皮書《PrivatizingElectricity》。89年《電力法》出臺。90年3月31日，國有電力工業(yè)被分解19個獨(dú)立法人。 確立電力管理機(jī)構(gòu)：電力管制辦公室（對議會負(fù)責(zé)）。 改組電力聯(lián)合會。成立全國電力消費(fèi)者協(xié)會。建立全國統(tǒng)一的電力市場，發(fā)輸配全面參與競爭。效益：至96年，工業(yè)電價下降17%，居民電價下降11%。98年頒布電力市場改革的總體方案2001年開始執(zhí)行新的交易規(guī)則13第26頁/共30頁英國電力工業(yè)(市場化前）

核能管理局南蘇格蘭 電力局北蘇格蘭中央發(fā)電局法國電力水電局大用戶

獨(dú)立發(fā)電廠地區(qū)電力局…地區(qū)電力局…地區(qū)電力局14第27頁/共30頁英國電力工業(yè)(市場化后）

國家電力公司國家發(fā)電公司核電公司

蘇格蘭電力公司 蘇格蘭水電公司國家電網(wǎng) 公司法國電力 大用戶 獨(dú)立發(fā)電廠地區(qū)電力公司…地區(qū)電力公司…地區(qū)電力公司15第28頁/共30頁電力市場帶來的新問題電能是獨(dú)特商品：不能大量存儲，生產(chǎn)、運(yùn)輸和消費(fèi)同時實現(xiàn)。電力系統(tǒng)是一個整體，密不可分，需要維持電壓和頻率的穩(wěn)