电力系统与现代文明

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中国电力系统发展历程（5）
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中国电力系统发展历程（6）
新中国成立前的电力系统
1916年，上海华生电器厂建成，1917年相继建成中国第一台变压
器、8kW直流发电机、60A电镀用直流发电机，1926年制成中国第 一台150kW交流同步三相发电机；
1931年的 工厂全景
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中国电力系统发展历程（7）
厂开始发电，电能开始在中国应用，几
乎与欧美同步，并略早于日本； 上海白外滩上 的弧光路灯
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中国电力系统发展历程（2）
新中国成立前的电力系统


1888年，湖广总督张之洞从国外购进发电机组，供广州总督府照
明用电； 1890年，华侨商人黄秉常等开办广州电灯公司，安装了2台美国产
的100马力柴油发电机，供商店和公共场所照明用电；
一堆锌片和铜片交互 排列，两种金属片之 间为浸入盐水的布料 （增强导电性）
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世界电力系统发展历程（2）
早期的电力系统
1831年，英国物理学家、化学家法拉第发现电磁感应定律（解释 了电与磁之间的关系，制造了最早的发电机——法拉第盘），为 电能的产生奠定了理论基础；
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世界电力系统发展历程（3）
18
世界电力系统发展历程（14）
发展壮大中的电力系统
1903年，美国威斯汀豪斯(西屋)电气公司装设了第一台5MW汽轮发
电机组，标志着通用汽轮机组的开始；
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世界电力系统发展历程（15）
发展壮大中的电力系统
1907年，美国人Edward和Harold发明了悬式绝缘子，为提高输电 电压开辟了道路； 1916年，美国建成世界上第一条90km的132kV线路； 1922年，美国加州建成第一条220kV线路；
早期的电力系统
1870年，比利时工程师格拉姆制成环形电枢自激式发电机，供工 厂电弧灯用电；
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世界电力系统发展历程（6）
早期的电力系统
1875年，比利时工程师格拉姆将改装后的发电机安装于法国巴黎 北火车站发电厂（世界上第一座火电厂），通过直流供弧光灯照 明；
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世界电力系统发展历程（7）
新中国成立前的电力系统
1931年，9.18事变后，日本侵占东北三省强行接管东北各地电力
设施，在长春成立“满洲电业株式会社”。为疯狂掠夺东北的丰 富资源，在东北建设了水丰和丰满水电厂，抚顺、阜新等火电厂 ，并建设了一定规模的电力系统：共建设了220kV输电线路5条共 765km、154kV线路7条共832km、110kV线路4条共340km，还有一些 66kV及以下输电线路；
1978年后的中国电力系统
2005年，装机容量5.15亿kW，第一条750kV交流输电线路投运； 2006年，装机容量6.2亿kW； 2007年，装机容量7.13亿kW； 2008年，装机容量7.9亿kW，1000kV、640km晋东南—南阳—荆门 特高压交流输电工程投入商业运行； 2009年，装机容量8.6亿kW,输电线路总长125万km，成为世界最大
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世界电力系统发展历程（16）
发展壮大中的电力系统
二战期间：德国试验4分裂导线，解决了380kV线路电晕问题，并 制成440kV汞弧阀整流器，建成了从Elbe到Berlin的100km地下直 流电缆，大大促进了超高压交流输电的发展和直流输电的振兴；
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世界电力系统发展历程（17）
发展壮大中的电力系统
1978年后的中国电力系统
1987年，装机容量1亿kW；


1981年，第一条500kV交流输电线路；
1990年，中国第一条±500kV葛-上直流投入双极运行； 1995年，装机容量2亿kW；


2000年，装机容量3亿kW；
2004年，装机容量4.4亿kW；
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中国电力系统发展历程（12）
文化素质教育讲座
电力系统与现代文明
于继来 哈工大电力科学与新技术研究所
2013年8月12日星期一
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提 纲
1. 电力系统与人类近现代文明发展历程
2. 电力新技术与人类文明愿景展望
3. （事）理性地认识与电力发展有关的问题
4. 学习和研究电力系统需具备的基本素养
2
电力系统典型构成示意（0）
用户
发电厂
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世界电力系统发展历程（18）
发展壮大中的电力系统（小结）
① ② ③ ④ 1970年，美国建成±400kV、1330km直流输电线路，送电1440MW； 1989年，前苏联建成第一条1150kV、1900km交流输电线路； 发展壮大中的电力系统，其主要特征表现为： 电源装机容量不断增加 输电距离不断延长 输电电压等级不断增高 电网互联程度不断加强
早期的电力系统
1891年，德国劳芬电厂安装了第一台三相100kW交流发电机，通过 第一条三相输电线路送电至法兰克福；
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世界电力系统发展历程（12）
早期的电力系统
1894年，建成尼亚加拉大瀑布水电站，1897年采用三相交流输电 送至35km外的纽约州水牛城（The city of Buffalo）。工程采用
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中国电力系统发展历程（8）
三层小楼
吉林南大马路（现重庆路南端）“满洲电业株式会社” （1935年建，解放后为吉林电业局，现在为电力宾馆）
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中国电力系统发展历程（9）
1937年开建，二战后我国接管时容量 为13.25万kW。作为156项重点工程之 一，丰满水电厂从1953年开始安装新 机组，至1959年共安装6台，总容量达 55.375万kW，为当时我国最大水电厂， 曾为我国培养了大批水电建设人才， 后扩建为百万kW电厂。李鹏曾当过副 厂长。
规模电网；
1000kV荆门变电站
1000kV输电线塔
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中国电力系统发展历程（13）
1978年后的中国电力系统
2009年，三峡水电站全部完工，世界最大水电站：32台70万kW水
轮发电机组，Βιβλιοθήκη Baidu装机2250万kW；
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中国电力系统发展历程（14）
1978年后的中国电力系统
2010年，装机容量9.62亿kW,其中风电装机4182.7万kW，水电装机
广州电灯公司
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中国电力系统发展历程（3）
新中国成立前的电力系统
1898年，清光绪帝宣布变法，京师大学堂创建，设电学、化学等 课程。1903年11月在北京建立京师高等实业学堂，设机械、电气 、矿冶、应用化学等四科，1938年改称北京大学工学院。1952年 工科并入清华大学电机系，为中国电气事业培养科教人才；
⑤
交直流输电格局并存但交流占主导
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世界电力系统发展趋势
新一代（未来）的智能电力系统
既面临能源紧张、环境恶化等不断增长的压力，又适逢新材料、
通信、控制、新型计算、新型储能、新型用电设备等新技术的快
速发展机遇。新一代（未来）的电力系统将是智能电力系统； 新一代电力系统的主要特征：
①
② ③

1884年，英国人制造出第一台汽轮机；
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世界电力系统发展历程（10）
早期的电力系统
1885年，制成交流发电机和变压器，并于1886年3月在马萨诸塞州 的大巴林顿建成了第一个交流送电系统，电源侧升压至3kV，经 1.2km到受端后降压至500V，显示了交流输电的优越性；
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世界电力系统发展历程（11）
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中国电力系统发展历程（4）
新中国成立前的电力系统
1912年，云南昆明石龙坝水电站建成，装机容量为2×240kW，是 中国第一座水电站，同年，由昆明耀龙电灯公司建成电压为23kV 从石龙坝水电站到昆明的输电线路，线路长32km，是当时中国最 高输电电压的输电线路，也是中国第一条万伏级输电线路；
了特斯拉9项交流发电机和交流输电专利，电站至今仍在使用。该
系统标志着交直流输电优越性争论的结束；
设计者 特斯拉 雕像
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世界电力系统发展历程（13）
早期的电力系统（小结）
19世纪80~90年代，完成了电力系统的初创时期，并在19世纪与20 世纪之交，确立了交流输电系统优先发展的地位，并由此带来了 20世纪交流高压输电和交流电力系统的大发展。
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中国电力系统发展历程（10）
新中国成立前的电力系统（小结）

• •
至1949年新中国成立,中国各主要电力系统状况：
东北发电装机容量共82.39万kW； 华北平（京）津唐地区发电装机容量共14.66万kW，77kV输电线路 共350km，其余为33kV及以下电压输电和配电；
•
华东三省一市均为孤立电网，上海最高输电电压为33kV输电线路 共137km，江苏最高输电电压为33kV共69.11km，安徽只有淮南输 电电压最高，为22kV，浙江杭州当时最高输电电压只有13.2kV；
新中国成立前的电力系统
1949-1978年的中国电力系统
1978年后的中国电力系统
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中国电力系统发展历程（1）
新中国成立前的电力系统
1882年，英籍商人R.W.Little等人招股 筹银5万两，创办上海电气公司，安装1
台16马力蒸汽发电机组（地处南京路与
江西路转角处），向外滩一带的15盏弧 光灯供电。1882年7月26日下午7时，电
低压配电网
高压输电网
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电力系统典型构成示意（1）
220kV
10kV
10.5kV 380V
发电厂
变压器
输电线路
变压器
配电线路
用户
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世界电力系统发展历程（0）
早期的电力系统 发展壮大中的电力系统
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世界电力系统发展历程（1）
早期的电力系统
1799年，意大利物理学家伏特发明第一个化学电池，人类开始获 得连续电流；
新能源、清洁能源大规模高效应用；
特高压交直流输电及大规模电网互联技术得到快速发展； 分布式电（能）源及智能微网、配网、新型用电、储能技术得到
快速发展，并出现与大电网并存格局；
④ 电力系统与用户的互动性得到加强，与外部环境及其它应用系统 的交互性、融通性得到充分发挥。
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世界电力系统发展趋势
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中国电力系统发展历程（0）
•
华中四省全部为孤立电网，全部发电装机容量为7.56万kW，湖北 最高为6.6kV，河南为3.3kV及以下电压输电和配电，四川最高电 压为33kV，广东为13.2kV，广西为3.3kV，山东为33kV；
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中国电力系统发展历程（11）
1949-1978年的中国电力系统
这期间，中国电力系统获得快速发展：至1978年，全国电力装机 容量达5712万kW，比1949年增长近30倍；年发电量2566亿kWh，增 长近59倍；其中，1972年建成第一条330kV交流输电线路。
早期的电力系统
1879年，旧金山建成世界上第一座商用发电厂，2台发电机供22盏 电弧灯用电；同年，先后在法国和美国装设了试验性电弧路灯；
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世界电力系统发展历程（8）
早期的电力系统
1879年，美国发明家爱迪生发明白炽灯；
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世界电力系统发展历程（9）
早期的电力系统
1881年，英国建成世界上第一座小型水电站； 1882年，爱迪生在美国纽约建成世界上第一座正规发电厂，并构 建了世界上第一个完整的直流电力系统：发电厂装有6台蒸汽直流 发电机，共662kW，通过110V地下电缆供电，最大送电距离1英里 ，供59家用户1284盏白炽灯照明之用； 1882年，法国人德普勒在慕尼黑博览会上表演了电压为1.5~ 2kV 的直流发电机组经57km线路驱动电动泵；
早期的电力系统
1838年，俄国物理学家雅克比采用电磁铁做转子制造了第一台实
用的电动机；
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世界电力系统发展历程（4）
早期的电力系统
1866年，德国科学家兼工程师西门子制成第一台使用电磁铁(之前 使用永磁体)的大功率自激式发电机，标志着第二次工业革命的开 始和“电力时代”的到来；
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世界电力系统发展历程（5）
二战后：美国于1955、1960、1963、1970和1973等年份，分别制 成并投运300、500、1000、1150、1300MW汽轮发电机组； 1954年，瑞典首先建成380kV线路，采用2分裂导线，距离960km， 将北极卷内的Harspranget水电站电力送往瑞典南部； 1954年，前苏联建成第一座核电站，1973年，法国制成1200MW核 反应堆； 1964年，美国建成第一条500kV输电线路； 1965年，加拿大建成第一条765kV输电线路； 1965年，前苏联建成第一条±400kV470km直流输电线路，送电 750MW；