电力系统调查报告2

电力系统调查报告

发言人：黄广安

•1878 年，托马斯·爱迪生开始研究电灯，并明确阐述了用中心电站给周围地区提供分布式照明服务的概念。

•1885 年威廉·史坦利开发出商业上实用的变压器，克服了最大距离和负荷的限制。

•1888 年，尼古拉·特斯拉在美国电气工程师学会的一次会议上发表了一篇描述两相电磁感应和同步电机的论文，明确了多相电系统比单相电系统更具优势，这进一步促进了交流电系统的发展。

•同年，爱迪生的蒸汽驱动发电机投入使用，水力驱动发电机在威斯康星州的阿普尔顿安装使用。。

• 1957 年，安装了以铀为燃料的90 兆瓦汽轮机容量的核电机组。

•从20 世纪90 年代，美国新的发电厂一直选择天然气为燃料。截至2001 年，以天然气为燃料的趋势已经加速。据估计，将建造2000

•个大型燃气发电厂，占美国新建发电厂的75 〜 90％。然而，越来越高的天然气价格可能会减缓这一趋势。

•其它类型的发电也在使用，其中包括风轮机发电；地热发电厂，其中能源以蒸汽或热水的形式从地球的上地壳中提取；太阳能电池阵列和潮汐发电站。

•早期的交流电系统运行频率各种各样，包括25、50、60 和133Hz。1891 年，在美国，有人提议以60Hz 作为标准频率。1893 年，在同步变流器中引入了25Hz 供电系统。然而，由于这些系统具有引起白炽灯闪烁的缺陷，主要用于铁路电气化（其中许多已经停用了）。在加州，洛杉矶电力与水力资源部使用50 Hz 的电能，但是随着1937 年胡佛大坝电力系统的投运已经转换成了60Hz。1949 年，南加州爱迪生电力公司也从50Hz 转换至60Hz。今天，世界上发电、输电和电力分配的两个标准频率是60Hz（美国、加拿大、日本、巴西）和50Hz（欧洲，前苏联加盟共和国、南美洲除了巴西、印度、还有日本）。60Hz电力系统的优势是使用这些系统的发电机、电动机以及变压器通常比具有同样等级的50 Hz 用电设备更小。50Hz 与60Hz 的电力系统相比的优势是输电线路和变压器的电抗更小。

•从1902 至1972 年，美国电能的增长率大约每年7％。这相当于在过去70 年里每10 年电能消耗就翻一番。

•电能总量。在1973 至74 年的石油禁运之后，年增长率已经放慢。1972 年至1980 年，美国的用电量每年增加3.4％，而1980 至2000 年间每年增加2.1％。•随着负荷的增加，单一发电机组的容量大小也不断提高。

•输电电压也在持续增加。从爱迪生的220V 三线直流输电网到4kV 单相和

2.3kV 三相输电，在美国交流输电电压已逐步上升到150 230 345 ，现在为765kV。1 000kV 以上的超高电压（UHV）目前正在研究。增加输电电压的动机有：（1）增加传输距离和传输容量，（2）更小的线路电压降，（3）减少线路损耗，（4）减少每兆瓦输电的线路通行要求，（5）降低投资和输电运营成本。今天，一个765kV 三相线路可以传输数千兆瓦超过数百公里。

•最早的电力系统是简单的住户式供电系统，由小容量发电机单独向灯塔、轮船、车间等照明供电。白炽灯的发明，使电能的应用进入千家万户，从而出现了中心电站式供电系统，如1882年T.A.爱迪生在纽约主持建造了珍珠街电站。它装有6台直流发电机,总容量为900马力（约670千瓦）,用110伏电压供给电灯照明（开始时，近1300盏灯）。

19世纪90年代初，三相交流输电研究成功，随之，三相感应电动机及交流功率表也先后研制成功，推动了电力系统的发展。1895年在美国尼亚加拉建成了复合电力系统，这是早期交流电力系统的代表。它装有单机容量为5000马力的交流水力发电机，用二相制交流2.2千伏向地区负荷供电,又用三相制交流11千伏输电线路与巴伐洛电站相连，还使用了变压器和交直流变换器将交流电变为100～230伏直流电，供应照明、化工、动力等负荷。尼亚加拉电力系统的成功，结束了长达10年的关于直流输电（以爱迪生为代表）与交流输电（以G.威斯汀豪斯为代表）方案之争。交流电力系统可以提高输电电压，增加装机容量，延长输电距离，节省导线材料，具有无可争辩的优越性。交流输电地位的确定，成为电力系统大发展的新起点。

进入20世纪后，人们普遍认识到扩大电力系统规模可以在能源开发、工业布局、负荷调整、安全与经济运行等方面带来显著的社会经济效益。于是，以电力负荷的增长、发电机单机容量的增大和输电电压的提高为基础，电力系统的规模迅速发展。发达国家的动力、冶炼、化工、轻工、生活用电等电力总负荷平均每10年增加一倍。70年代，火力发电的单机容量已达到130万千瓦,水力发电的单机容量达73万千瓦，核电站的最大单堆电功率达 130万千瓦。输电电压等级的提高是扩大电力系统规模的主要技术手段和必然途径。从20世纪初开始出现110千伏输电电压，到80年代许多国家普遍建立了500～765千伏超高压输电的电力系统。1150千伏和 1500千伏特高压输电也已进入试验或试运行阶段。50年代以来，电力电子技术的进步，使直流输电技术获得新生，实现了高压和超高压直流输电，配合交流输电组成交直流混合系统，改进了电力传输和系统互联的功能。

•经过一个多世纪的发展，许多国家都建成了总装机容量数亿千瓦的区域性大电力系统，并且在本国或跨国间互联,例如英、法、德、意电

力系统互联,加拿大与美国电力系统互联，苏联与东欧国家电力系统

互联等。苏联还在全国范围建立起统一电力系统，东西延伸7000公里，南北延伸3000公里，覆盖了大约1000万平方公里的领土。从19

世纪80年代的住户电站到20世纪80年代的联合电力系统，电力系统

已经成为现代社会的能源动脉和基础产业，并且仍在继续发展和提高。

中国的电力系统从50年代以来迅速发展。到1991年底，电力系统装

机容量为14600万千瓦,年发电量为6750亿千瓦时,均居世界第4位；220千伏输电线路达46056公里,330千伏输电线路3817公里。装机容

量超过1500万千瓦以上的有东北、华北、华东、华中等 4个大区的电力系统。各大区电力系统之间已开始互联，逐步形成全国范围的联合电力系统。全国各级调度中，已经有约60个程度不同地建立了电力系统监控系统，其中投入运行的在线计算机约70台，省级调度管辖的远动装置约1200台。此外，1989年中国台湾省电力系统的装机容量达1659万千瓦，年发电量769亿千瓦时，345千伏输电线路1192公里。