1、第一章 能源和发电方鸽飞eefanggfzju.edu电机工程楼308 2019.03主要内容能源和电能的基本概念火力发电厂水力发电厂核能发电厂变电所类型（补充）电力系统概述电力系统的构成发电厂、变电所、输配电线路、用户电力网各种不同等级的电力线路和变配电所构成的网络 发电厂将各种天然能源（化学能、水能、核能等）转化为电能变电站联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用1.1 能源和电能一.物质、能量和信息能量形式二.能源含义和能源分类一次能源、二次能源常规能源、新能源可再生能源、非再生能源含能体能源、过程性能源清洁能源、非清洁能源三.能源资源 煤炭、水、其他四.电能 特点 五.发电
2、厂火力发电厂水力发电厂核能发电厂新能源发电 风力、地热、海洋能、太阳能、生物质能、磁流体风力发电厂地热发电太阳能光发电1.2 火力发电厂利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的发电厂固体（煤）固体（煤）液体（石油）液体（石油）气体（天然气）气体（天然气）化学能化学能热热 能能机械能机械能电电 能能燃燃 烧烧发电机发电机蒸蒸 汽汽汽轮机汽轮机1.2.1 火电厂的分类按原动机分按燃料分按蒸气压力和温度分按输出能源分火电厂的电能生产过程燃料的化学能在锅炉中燃烧转变成热能，加热锅炉中的水使之变为蒸气，称为燃烧系统锅炉产生的蒸气进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统由气轮机转子
3、旋转的机械能带动发电机旋转，机械能变为电能，称为电气系统。蒸汽燃气联合循环机组火电厂的特点火电厂布局灵活，装机容量大小可按需要决定火电厂的一次性建造投资少。建造工期短。发电设备年利用小时数较高。火电厂耗煤量大，单位发电成本比水电厂高3-4倍动力设备繁多，控制操作复杂火电厂的特点（续）大型机组停机到开机并带满负荷时间长，附加耗用大量燃料，此外担负急剧升降负荷时，还必须付出附加燃料消耗的代价若担任调峰、调频、事故备用，则相应事故增多，强迫停运率增高，厂用电率增高。应尽可能担负较均匀负荷对空气、环境污染大1.3 水力发电厂水的势能和动能转换为电能的发电厂基本生产过程：从河流较高处或水库内引水，利用水
4、的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变为机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换为电能。水电厂的分类坝式水电站在河流上适当位置建筑拦河坝，形成水库，抬高上游的水位，使上、下游形成水位差，这种水电站称为坝式水电站。引水式水电站 由引水系统将天然河道的落差集中进行发电的水电站。混合式水电站水电厂的特点可综合利用水资源发电成本低，效率高运行灵活可存储和调节不污染环境投资较大，工期较长受水文条件制约淹没土地，生态环境 抽水蓄能电厂利用系统低谷负荷（或丰水期）时的富余电力抽水到上游水库存储；在高峰负荷（或枯水期）时，放水发电的水电站。填谷调峰电源在以火电、核电为主的系统中，建设适当比例的抽水蓄能
5、电站可以提高系统运行的经济性和可靠性。抽水蓄能电厂在系统中的作用调峰填谷备用调频调相黑启动蓄能抽水蓄能电厂的效益容量效益节能效益环保效益动态效益提高火电设备效益对环境美化效益核能发电厂核能发电是将原子核裂变时产生的核能转变为电能。在核电厂中，反应堆和蒸汽发生器代替了火电厂的锅炉。核电的单机容量比火电厂大，一般为600900MW。核能发电厂核电厂中最多的是轻水堆核电厂（89）压水堆核电厂(见书24页)沸水堆核电厂(见书25页)核电厂运行建设费用高，燃料费用便宜，带基荷运行变电所类型 变电所类型（续）枢纽变电所 这类变电所位于电力系统的枢纽点，它连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压
6、等级较高，如330500kV等。若枢纽变电所发生事故出现全所停电时，将导致系统解列，甚至出现全系统崩溃的灾难局面。瓶窑变变电所类型（续）中间变电所高压侧以穿越功率为主，在系统中起交换功率的作用或使高压长距离输电线路分段的变电所，称为中间变电所。它一般汇集23个电源，电压等级多为220kV330kV，除供系统交换功率外，同时还降压供给所在地区用户用电。因此，这样的变电所主要起中间环节的作用，并由此而得名中间变电所有时又称穿越变电所。当全所停电时，将引起区域网络解列，影响较大。古荡变变电所类型（续）地区变电所对地区用户供电，是一个地区或城市的主要变电所，电压一般为110220kV。全所停电时，仅使该地区停电。变电所类型（续）终端变电所位于输电线路的终端，接近负荷点，高压例电压多为110kV或更低，一般经降压后直接向用户供电。这类变电所若全所停电，影影更小，只是用户受到损失。求是变小结电力系统概念发电厂分类、电能生产过程、特点变电所类型作业P281-3;1-4;1-5;1-6.电厂虚拟游 chems.msu.edu/classes/321/powerplant/(Virtual Tour of the MSU Power Plant)
