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电力工业

电力工业

分类: 智能电网
属性: 技术
最后修改时间: 2016年01月26日
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电力工业(electric power industry) 将煤炭、石油、天然气、核燃料、水能、海洋能、风能、太阳能、生物质能等一次能源经发电设施转换成电能,再通过输电、变电与配电系统供给用户作为能源的工业部门。生产、输送和分配电能的工业部门。包括发电、输电、变电、配电等环节。电能的生产过程和消费过程是同时进行的,既不能中断,又不能储存,需要统一调度和分配。电力工业为工业和国民经济其他部门提供基本动力,随后在条件具备的地区建设了一批大、中型水电站,是国民经济发展的先行部门。

  环节编辑

  电力工业主要包括5个生产环节。①发电,包括火力发电、水力发电、核能和其他能源发电;②输电,包括交流输电和直流输电:③变电;④配电;⑤用电,包括用电设备的安装、使用和用电负荷的控制,以及将这5个环节所存在的设备连接起来的电力系统,此外,还包括规划、勘测设计和施工等电力基本建设,电力科学技术研究和电力机械设备制造。

  历史编辑

  1875年,巴黎北火车站建成世界上第一座火电厂,为附近照明供电。1879年,美国旧金山实验电厂开始发电,是世界上最早出售电力的电厂。80年代,在英国和美国建成世界上第一批水电站。1913年,全世界的年发电量达 500亿千瓦时,电力工业已作为一个独立的工业部门,进入人类的生产活动领域。

  20世纪30、40年代,美国成为电力工业的先进国家,拥有20万千瓦的机组31台,容量为30万千瓦的中型火电厂9座。同一时期,水电机组达5~10万千瓦。1934年,美国开工兴建的大古力水电站,计划容量是 888万千瓦,1941年发电,到1980年装机容量达649万千瓦 ,至80年代中期一直是世界上最大的水电站。1950年,全世界发电量增至9589亿千瓦时 ,是1913年的19倍。50 、60、70年代,平均年增长率分别为9.4%、8.0%、5.3% 。1950~1980年,发电量增长7.9倍,平均年增长率7.6%,约相当于每10年翻一番。1986年,全世界水电发电量占 20.3% ,火电占63.7%,核电占15.6%;美国水电占11.4%,火电占72.1%, 核电占16.0%;前苏联水电占 13.5%,火电占76.4%,核电占10.1%;日本水电占12.9%,火电占61.8%,核电占25.1%;中国水电占21.0%,火电占79.0%。世界上核电比重最大的是法国,1989年占总发电量的74.6%。

  20世纪70年代,电力工业进入以大机组、大电厂、超高压以至特高压输电,形成以联合系统为特点的新时期。1973年,瑞士BBC公司制造的130万千瓦双轴发电机组在美国肯勃兰电厂投入运行。苏联于1981年制造并投运世界上容量最大的120万千瓦单轴汽轮发电机组。到1977年,美国已有120座装机容量百万千瓦以上的大型火电厂。1985年,苏联有百万千瓦以上火电厂59座。1983年,日本有百万千瓦以上的火电厂32座,其中鹿儿岛电厂总容量440万千瓦 ,是世界上最大的燃油电厂。世界上设计容量最大的水电站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站,设计容量1260万千瓦,近期装机容量达490万千瓦,采用70万千瓦机组,与运行中的世界最大水电站美国大古力水电站的世界最大水轮机组70万千瓦容量相等。世界上最大的核电站是日本福岛核电站,容量是909.6万千瓦。

  总装机容量几百万千瓦的大型水电站、大型火电厂和核电站的建成,促进了超高、特高压输电、直流输电和联合电力系统的发展。1935年,美国首次将输电电压等级从110~220千伏提高到287千伏,出现了超高压输电线路。1952年,瑞典建成二分裂导线的380千伏超高压输电线路。1959年,苏联建成500千伏,长850千米的三分裂导线输电线路。1965~1969年,加拿大、苏联和美国先后建成735 、750和765千伏线路。1985年,苏联首次建成1150 千伏特高压输电线路,输电距离890千米。现在 ,美国正研究1100千伏和1500千伏特高压输电,意大利研究1000千伏输电,日本建设250千米长1000千伏特高压线路。高压直流输电(HVDC),瑞典、美国、苏联分别采用±100、±450 、±750千伏电压,后者输电距离2414千米,输电600万千瓦。到1985年,全世界已有18个国家、32个直流输电线路投运,总输送容量2000万千瓦。输电距离1080千米的±500千伏中国葛洲坝—上海输电线路已于1989 年8月投入运行。特高压输电和直流输电不仅用于远距离大容量输送电能,而且在工业大国的联合电力系统中或全国统一电力系统中,起着主联络干线的重要作用。

  1882年,英国商人在上海设立了电光公司,中国电力就此开始起步。以后外国资本相继在天津、武汉、广州等地开办了一些电力工业企业。为配合新工业地区的建设,中国资本1905年才开始投资于电力工业,以后虽有一定程度的发展,但增长速度缓慢。中国发电量最高年份的1941年只有59.6亿度,到1949年全国发电设备容量为185万千瓦,发电量只有43.1亿度。安装了一些自动安全监测装置。

  中华人民共和国建立后,单机容量60万千瓦的火力发电机组已开始运行;在电站大机组上,国家对电力工业进行了大量投资,单机容量10万千瓦以上的火力发电机组已达3094万千瓦,电力工业得到很大发展。到1984年底,全国发电量3770亿度,为1949年的87倍;全国发电设备容量7995万千瓦,为1949年的43.2倍。

  近代编辑

  电力工业的技术装备水平不断提高,到1984年底,到1985年底,单机容量10万千瓦以上的火力发电机组已达3094万千瓦,单机容量60万千瓦的火力发电机组已开始运行;在电站大机组上,安装了一些自动安全监测装置。发电量只有43.1亿度。有些电站采用了电子计算机分部监控;在电网中,到1949年全国发电设备容量为185万千瓦,比较普遍采用了提高电网运行稳定性的技术措施,并采用了载波、微波、特高频等多样化通讯手段。但增长速度缓慢。

  方针编辑

  中国电力工业实行了水电、火电并举的方针。中华人民共和国建国初期,为配合新工业地区的建设,保证工业基地用电,电力工业主要在负荷地区建设火电站,同时积极为水电站建设准备条件。随后在条件具备的地区建设了一批大、中型水电站,如新安江、刘家峡、丹江口、葛洲坝、乌江渡等水电站,小水电的建设也得到了较快的发展。此外,既不能中断,中国正在积极研究开发核能、地热能、沼气、风力、太阳能、潮汐能等电能源。

  成就编辑

  截止2006年底,全国发电装机容量达到62200万千瓦,同比增长20.3%。从电力生产情况看,2006年全国发电量达到28344亿千瓦时,同比增长13.5%。其中,水电发电量4167亿千瓦时,约占全部发电量的14.70%,同比增长5.1%;火电发电量23573亿千瓦时,约占全部发电量的83.17%,同比增长15.3%;核电发电量543亿千瓦时,约占全部发电量的1.92%,同比增长2.4%。2006年全社会用电量达到28248亿千瓦时,同比增长14.0%,增幅比2005年上升0.4个百分点。

  截至2007年底,发电设备容量达7.13亿千瓦,同比增长14.4%。在短短一年的时间内,全国电力装机实现了从6亿千瓦到7亿千瓦的飞跃。截至2007年底,全国220千伏及以上输电线路回路长度达33.38万公里,增长17.45%;220千伏及以上变电容量达11.60亿千伏安,增长19.59%。电力建设规模持续历史高位水平。全年基本建设新增(正式投产)发电设备容量基本与2006年持平,为10009万千瓦。电网新增输电线路长度和变电容量均达到历史最高水平。新增220千伏及以上电网输电线路41334公里,比2006年增加6490公里;变电容量18830万千伏安,比2006年增加3482万千伏安。截至2007年底,全国发电设备容量增长量虽然仍保持很高水平,但是增速比2006年降低6.2个百分点,这也是2002年以来发电设备容量增速实现首次下降。

  全国电力供需局部地区、局部时段缺电的情况将依然存在,煤电衔接、电价改革、电源与电网的协调等仍是行业发展需要进一步解决的问题。由于行业发展临近拐点,电源建设应选择符合国家政策支持范围的项目,电网领域的投资价值则逐渐显现。

  前景编辑

  “十一五”期间,中国将迎来电网建设的新高潮。到2010年,国家电网在跨区域电网建设方面,交流特高压输电线路建设规模将达到4200千米,变电容量达到3900万千伏安,跨区送电能力达到7000万千瓦;在城乡电网建设方面,220千伏及以上交直流输电线路要超过34万千米,交流变电容量超过13亿千伏安。

  运行情况分析编辑

  2014年1-5月份,全国电力供需平衡。5月份,在国家微刺激政策及当月下旬气温偏高等因素带动下,全社会用电量增速、四大高耗能行业用电增速回升;第三产业和城乡居民生活用电量增长缓慢。

  2014年11-5月份,全国全社会用电量21638亿千瓦时,同比增长5.2%,增速比上年同期提高0.3个百分点。

  分产业看,第二产业仍是拉动用电增长的主要力量。今年前五月,第二产业用电量15843亿千瓦时,占全社会用电量的比重为73.2%,同比增长5.1%,增速比上年同期提高0.4个百分点;一产、三产、城乡居民用电所占的比重分别为1.6%、12.0%、13.3%,城乡居民用电是拉动电力增长的第二个力量。

  用电结构不合理与世界平均水平相比,我国用电结构极不合理。根据国际能源署IEA统计,2011年世界三次产业及生活用电比重分别为2.1%、53.7%、21.7%和22.5%。与世界平均水平相比,我国第二产业用电比重高出20个百分点,第三产业用电比重低10个百分点,生活用电占比低10个百分点。

  在第二产业中,工业又是最主要的电力消费主体,占比始终在70%左右。今年前五月,工业用电量15559亿千瓦时,同比增长5.0%。其中,轻、重工业用电量分别为2548亿和13011亿千瓦时,同比分别增长4.6%和5.1%,增速分别比上年同期回落0.5个和提高0.5百分点。

  在重工业用电中,化学原料制品、非金属矿物制品、黑色金属冶炼、有色金属冶炼四大高载能行业用电量6813亿千瓦时,占工业用电一半以上,占社会用电量1/3左右。中国能源研究会政策研究中心专家介绍,在产能过剩、国家政策调控下,四大高耗能产业用电增速低于社会平均水平,前五个月黑色金属冶炼、有色金属冶炼行业用电增速同比回落。

  分地区看,2014年11-5月份全社会用电量增速高于全国平均水平(5.2%)的省份有16个,其中增速高于10%的省份有新疆(20.9%)和重庆(10.6%);除内蒙古、山东、辽宁分别增长9.4%、3.6%和2.3%外,华北、东北区域其他各省用电量增速均低于1%;全社会用电量增速最低的三个省份分别为甘肃(-0.3%)、北京(0.2%)和山西(0.7%)。

  行业之最编辑

  1、世界上最大电网

  截至2011年底,全国220千伏及以上输电线路回路长度达到48万公里,是2002年的2.5倍,年均增长10.8%;公用变设备容量达到22亿千伏安,是2002年的4.2倍,年均增长17.26%。目前,中国电网规模已居世界第一。2002年厂网分开后,电网建设投资力度明显增加,全国电力建设投资中电源投资与电网投资之比从初期的2:1到目前接近1:1,逐步实现了电源、电网建设均衡发展,电网规模不断扩大,电压等级逐步提升,实现了1000千伏交流特高压、±800千伏直流特高压工程投产运行。目前,全国大部分地区已形成了500千伏为主(西北地区为330千伏)的电网主网架。东北、华北、西北、华中、华东、南方六大区域电网全部实现互联。

  2、全球最大装机规模

  截至2011年底,全国发电装机容量达到10.56亿千瓦,首次超过美国(10.3亿千瓦),成为世界第一电力装机大国。其中水电2.31亿千瓦(包括抽水蓄能1836万千瓦),火电7.65亿千瓦,核电1257万千瓦,并网风电4505万千瓦,太阳能发电214万千瓦。2002年新一轮电力体制改革以来,我国电源投资主体增多,电力工业进入快速发展通道,迅速改变了我国长期电力不足的局面,全国电力装机容量从3.57亿千瓦连续突破4亿、5亿、6亿、7亿、8亿、9亿、10亿千瓦大关,年均增长近8000万千瓦,10年增长量超过此前新中国成立以来的53年。

  3、全球最高输电电压等级

  1000千伏晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程,是世界上运行电压等级最高、技术水平最先进、我国具有完全自主知识产权的交流输变电工程。该工程起于山西晋东南变电站,经河南南阳,到湖北荆门变电站,全长640公里。工程于2006年底正式开工,2009年1月投入商业运行,2010年8月通过国家验收。该工程在世界上首次研究提出了特高压交流输电技术标准体系,修订和发布多项国家标准和企业标准,确立了我国在特高压输电技术研究、装备制造、工程设计、建设和运行领域的国际领先地位。

  4、全球最大发电量

  2011年,我国发电量为4.72万亿千瓦时,相当于日本、俄罗斯、印度、加拿大、德国等五个国家2010年发电量总和,首次超过美国,居世界首位。近年来,我国发电量快速增长,“十一五”期间年均增长率达11.18%,2011年增长为11.68%。与世界主要国家相比,2011年我国火电占比仍然较高,为82.54%,仅次于印度;水电占比14.03%,低于俄罗斯、略高于印度,远低于巴西、加拿大;核电占比为1.85%,远低于核电占比最高的法国(75.5%)和韩国(31.1%)。目前,我国正大力优化电力能源结构。

  5、全球最多百万千瓦火电机组

  截至目前,全国范围内已投产的单机容量100万千瓦超超临界火电机组共有47台,投运、在建、拟建的百万千瓦超超临界机组数量居全球之首。2004年6月,国内首个百万千瓦超超临界机组工程——华能玉环电厂一期工程开工建设。随着华能玉环电厂、华电邹县电厂、国电泰州电厂等一批百万千瓦级超超临界机组相继投入运行,标志着我国已经成功掌握世界先进的火力发电技术,我国的电力工业已经开始进入“超超临界”时代。2006年,上海电气成功制造我国第一套100万千瓦级超超临界机组,标志着我国已具备世界最先进机组的研制能力。

  6、全球最长特高压直流输电线路

  2010年7月8日,向家坝—上海±800千伏特高压直流输电示范工程投入运行,为我国继云广待高压直流工程之后又一特高压直流输电工程。该工程于2007年4月26日通过国家核准,起于四川宜宾复龙换流站,止于上海奉贤换流站,途经四川、重庆、湖北、湖南、安徽、浙江、江苏、上海等8省市,四次跨越长江。线路全长1907公里,输送能力达700万千瓦级,是世界上输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进、电压等级最高的直流输电工程。该工程由我国自主研发、自主设计和自主建设,是我国能源领域取得的世界级创新成果,代表了当今世界高压直流输电技术的最高水平。

  7、全球最早运行百万千瓦级超超临界空冷机组

  2010年12月28日,由中国华电集团公司投资建设的华电宁夏灵武发电有限公司二期工程3号机组顺利通过168小时满负荷运行。标志着具有我国独立知识产权的世界首台百万千瓦级超超临界空冷机组正式投产,这将彻底改写中国空冷机组技术设备依赖进口的历史,预示着我国空冷电站设备设计制造和电力工业技术等级达到世界先进水平。

  8、全球最大水电装机

  截至2011年底,全国水电装机容量(含抽水蓄能)达到2.3亿千瓦,持续雄居世界第一。早在2001年,我国常规水电装机达到7700万千瓦,首次超过美国跃居世界第一位。此后几年,我国水电持续快速发展。到2004年,以公伯峡首台30万千瓦机组投产为标志,我国水电装机容量突破1亿千瓦。到2010年,随着小湾水电站4号机组投产,我国水电总装机容量突破2亿千瓦。期间,建成了三峡、龙滩、拉西瓦、构皮滩、瀑布沟等一大批巨型电站,正在建设溪洛渡、向家坝、锦屏一二级、糯扎渡等工程。

  9、全球最大水电站

  2012年7月4日,随着最后一台70万千瓦机组正式并网发电,三峡电站全面建成投产,累计发电量超过5600亿千瓦时。三峡水电站位于中国重庆市市区到湖北省宜昌市之间的长江干流上,包括左岸电站14台、右岸电站12台、地下电站6台70万千瓦巨型机组和电源电站2台5万千瓦机组,总装机容量达2250万千瓦,是目前世界上最大的水电站。三峡大坝位于宜昌市上游不远处的三斗坪,大坝高程185米,水库总库容393亿立方米。工程于1994年正式开工建设,首台70万千瓦机组于2003年7月并网发电。

  10、全球最高双曲拱坝

  华能澜沧江小湾水电站大坝最大坝高294.5米,为目前世界最高双曲拱坝。小湾水电站位于云南省大理州南涧县与临沧市凤庆县交界的澜沧江中游河段黑惠江汇入口下游1.5公里处,总装机规模420万千瓦,设计年发电量189.9亿千瓦时,以发电为主,兼有防洪、灌溉、拦沙、航运等综合效益。电站装设6台混流式机组,于2002年1月正式开工,2009年9月投产首台机组,2010年8月全部投产。其平均216米的高运行水头、150转/分的高转速均为国内同级别机组之最。

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