1簡(jiǎn)介
當(dāng)今是互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代,我們?nèi)匀粚?duì)電力有著持續(xù)增長(zhǎng)的需求,因?yàn)槲覀儼l(fā)明了電腦、家電等更多使用電力的產(chǎn)品。不可否認(rèn)新技術(shù)的不斷出現(xiàn)使得電力成為人們的必需品。
產(chǎn)生的方式主要有:火力發(fā)電(煤等可燃燒物)、太陽能發(fā)電、大容量風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、核能發(fā)電、氫能發(fā)電、水利發(fā)電等,21世紀(jì)能源科學(xué)將為人類文明再創(chuàng)輝煌。燃料電池燃料電池是將氫、天然氣、煤氣、甲醇、肼等燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的一類化學(xué)電源。生物質(zhì)能的高效和清潔利用技術(shù)生物質(zhì)能是以生物質(zhì)為載體的能量。
2010三季度水電利潤(rùn)大幅度增長(zhǎng)。由于2010年三季度來水好于往年,水電發(fā)電量也明顯增加,2010年6-8月水電利潤(rùn)總額206億,同比增長(zhǎng)96%。隨著國(guó)家對(duì)水電開發(fā)正面態(tài)度的明朗,我們預(yù)計(jì)國(guó)家對(duì)水電開發(fā)的支持政策將逐步出臺(tái),水電企業(yè)投資價(jià)值也將逐步明晰。
電網(wǎng)、水、火電利潤(rùn)增速差異顯著。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局于公布了2010年1-8月工業(yè)企業(yè)利潤(rùn)數(shù)據(jù),電力生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)整體實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額936.1億,同比增長(zhǎng)119%;細(xì)分行業(yè)來看,火電利潤(rùn)總額為220.0億,同比增長(zhǎng)-17.8%;水電利潤(rùn)總額248.4億,同比增長(zhǎng)45.9%;電力供應(yīng)利潤(rùn)總額380.0億,同比增長(zhǎng)655%。從環(huán)比數(shù)據(jù)看,2010年6-8月,電力生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)整體實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額462億,環(huán)比增長(zhǎng)37%;細(xì)分行業(yè)看,火電6-8月利潤(rùn)總額50.5億,環(huán)比下降56%;水電6-8月利潤(rùn)總額206.4億,環(huán)比增長(zhǎng)307%;電力供應(yīng)6-8月利潤(rùn)總額168.1億,環(huán)比增長(zhǎng)28%。電力供應(yīng)業(yè)利潤(rùn)增速的大幅度提高主要由于09年四季度銷售電價(jià)的調(diào)整以及銷售電量逐季增加所導(dǎo)致。從下游主要耗電行業(yè)來看,除鋼鐵外,化工、建材、有色行業(yè)利潤(rùn)總額均顯著超過07-08年的同期水平,特別是建材。從環(huán)比數(shù)據(jù)看,除建材行業(yè)外,其他高耗電行業(yè)利潤(rùn)總額環(huán)比有所下滑。
2010三季度水電利潤(rùn)大幅度增長(zhǎng)。由于2010年三季度來水好于往年,水電發(fā)電量也明顯增加,2010年6-8月水電利潤(rùn)總額206億,同比增長(zhǎng)96%。隨著國(guó)家對(duì)水電開發(fā)正面態(tài)度的明朗,我們預(yù)計(jì)國(guó)家對(duì)水電開發(fā)的支持政策將逐步出臺(tái),水電企業(yè)投資價(jià)值也將逐步明晰。
2優(yōu)點(diǎn)
1、火力發(fā)電:燃料容易獲取,熱機(jī)效率高,調(diào)峰較易實(shí)現(xiàn),建設(shè)成本低,容易與冶金、化工、水泥等高能耗工業(yè)形成共生產(chǎn)業(yè)鏈。
2、核能發(fā)電:基本不受自然資源產(chǎn)地限制,運(yùn)行成本低,無溫室氣體排放。
3、水力發(fā)電:幾乎完全無污染,運(yùn)營(yíng)成本低,便于調(diào)峰,可再生,有航運(yùn)、水利等邊際效益。
4、風(fēng)力發(fā)電:無環(huán)境污染,運(yùn)行成本低,可再生。
5、太陽能光伏發(fā)電:運(yùn)行無污染,可再生,設(shè)備小型化,適合非集中供電。
3弊端
火力發(fā)電
煙氣污染:煤炭直接燃燒排放的SO2、NOx等酸性氣體不斷增長(zhǎng),使我國(guó)很多地區(qū)酸雨量增加。全國(guó)每年產(chǎn)生140萬噸SO2。
粉塵污染:對(duì)電站附近環(huán)境造成粉煤灰污染,對(duì)人們的生活及植物的生長(zhǎng)造成不良影響。全國(guó)每年產(chǎn)生1500萬噸煙塵。
資源消耗:發(fā)電的汽輪機(jī)通常選用水作為冷卻介質(zhì),一座100萬千瓦火力發(fā)電廠每日的耗水量約為十萬噸。全國(guó)每年消耗5000萬噸標(biāo)準(zhǔn)。
水力發(fā)電
水力發(fā)電要淹沒大量土地,有可能導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞,而且大型水庫一旦塌崩,后果將不堪設(shè)想。另外,一個(gè)國(guó)家的水力資源也是有限的,而且還要受季節(jié)的影響。
風(fēng)力發(fā)電
噪聲,視覺污染。占用大片土地及林地,對(duì)植被破壞大。不穩(wěn)定,不可控。成本仍然很高。
核能發(fā)電
要用反應(yīng)堆產(chǎn)生核能,需要解決以下10個(gè)問題:
為核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)提供必要的條件,使之得以進(jìn)行。
鏈?zhǔn)椒磻?yīng)必須能由人通過一定裝置進(jìn)行控制。失去控制的裂變能不僅不能用于發(fā)電,還會(huì)釀成災(zāi)害。
裂變反應(yīng)產(chǎn)生的能量要能從反應(yīng)堆中安全取出。
裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和放射性物質(zhì)對(duì)人體危害很大,必須設(shè)法避免它們對(duì)核電站工作人員和附近居民的傷害。
核能電廠會(huì)產(chǎn)生高低階放射性廢料,或者是使用過之核燃料,雖然所占體積不大,但因具有放射線,故必須慎重處理,且需面對(duì)相當(dāng)大的政治困擾。
核能發(fā)電廠熱效率較低,因而比一般化石燃料電廠排放更多廢熱到環(huán)境里,故核能電廠的熱污染較嚴(yán)重。
核能電廠投資成本太大,電力公司的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)較高。
核能電廠較不適宜做尖峰、離峰之隨載運(yùn)轉(zhuǎn)。
興建核電廠較易引發(fā)政治歧見紛爭(zhēng)。
核電廠的反應(yīng)器內(nèi)有大量的放射性物質(zhì),如果在事故中釋放到外界環(huán)境,會(huì)對(duì)生態(tài)及民眾造成傷害。
核電在正常情況下固然是干凈的,但萬一發(fā)生核泄漏,后果同樣是可怕的。前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故,已使900萬人受到了不同程度的損害,而且這一影響并未終止。
4輸送
傳輸
電能的傳輸,它和變電、配電、用電一起,構(gòu)成電力系統(tǒng)的整體功能。通過輸電,把相距甚遠(yuǎn)的(可達(dá)數(shù)千千米)發(fā)電廠和負(fù)荷中心聯(lián)系起來,使電能的開發(fā)和利用超越地域的限制。和其他能源的傳輸(如輸煤、輸油等)相比,輸電的損耗小、效益高、靈活方便、易于調(diào)控、環(huán)境污染少;輸電還可以將不同地點(diǎn)的發(fā)電廠連接起來,實(shí)行峰谷調(diào)節(jié)。輸電是電能利用優(yōu)越性的重要體現(xiàn),在現(xiàn)代化社會(huì)中,它是重要的能源動(dòng)脈。
輸電線路按結(jié)構(gòu)形式可分為架空輸電線路和地下輸電線路。前者由線路桿塔、導(dǎo)線、絕緣子等構(gòu)成,架設(shè)在地面上;后者主要用電纜,敷設(shè)在地下(或水下)。輸電按所送電流性質(zhì)可分為直流輸電和交流輸電。19世紀(jì)80年代首先成功地實(shí)現(xiàn)了直流輸電,后因受電壓提不高的限制(輸電容量大體與輸電電壓的平方成比例)19世紀(jì)末為交流輸電所取代。交流輸電的成功,迎來了20世紀(jì)電氣化時(shí)代。20世紀(jì)60年代以來,由于電力電子技術(shù)的發(fā)展,直流輸電又有新發(fā)展,與交流輸電相配合,形成交直流混合的電力系統(tǒng)。
輸電電壓的高低是輸電技術(shù)發(fā)展水平的主要標(biāo)志。到20世紀(jì)90年代,世界各國(guó)常用輸電電壓有220千伏及以上的高壓輸電330~765千伏的超高壓輸電,1000千伏及以上的特高壓輸電。
變電
電力系統(tǒng)中,發(fā)電廠將天然的一次能源轉(zhuǎn)變成電能,向遠(yuǎn)方的電力用戶送電,為了減小輸電線路上的電能損耗及線路阻抗壓降,需要將電壓升高;為了滿足電力用戶安全的需要,又要將電壓降低,并分配給各個(gè)用戶,這就需要能升高和降低電壓,并能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統(tǒng)中通過其變換電壓、接受和分配電能的電工裝置,它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié),同時(shí)通過變電所將各電壓等級(jí)的電網(wǎng)聯(lián)系起來,變電所的作用是變換電壓,傳輸和分配電能。變電所由電力變壓器、配電裝置、二次系統(tǒng)及必要的附屬設(shè)備組成。
變壓器是變電所的中心設(shè)備,變壓器利用的是電磁感應(yīng)原理。
變壓器
配電裝置是變電所中所有的開關(guān)電器、載流導(dǎo)體輔助設(shè)備連接在一起的裝置。其作用是接受和分配電能。配電裝置主要由母線、高壓斷路器開關(guān)、電抗器線圈、互感器、電力電容器、避雷器、高壓熔斷器、二次設(shè)備及必要的其他輔助設(shè)備所組成。
二次設(shè)備是指一次系統(tǒng)狀態(tài)測(cè)量、控制、監(jiān)察和保護(hù)的設(shè)備裝置。由這些設(shè)備構(gòu)成的回路叫二次回路,總稱二次系統(tǒng)。
二次系統(tǒng)的設(shè)備包含測(cè)量裝置、控制裝置、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置、直流系統(tǒng)及必要的附屬設(shè)備。
電壓等級(jí)
電力系統(tǒng)電壓等級(jí)有220V、380V(0.4kV)、3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV。隨著電機(jī)制造工藝的提高,10kV電動(dòng)機(jī)已批量生產(chǎn),所以3kV、6kV已較少使用,20kV、66kV也很少使用。供電系統(tǒng)以10kV、35kV為主。輸配電系統(tǒng)以110kV以上為主。發(fā)電廠發(fā)電機(jī)有6kV、10kV與20kV三種,以20kV為主,用戶均為220V、380V(0.4kV)低壓系統(tǒng)。
根據(jù)《城市電力網(wǎng)規(guī)定設(shè)計(jì)規(guī)則》規(guī)定:輸電網(wǎng)為1000kV、500kV、330kV、220kV、110kV,高壓配電網(wǎng)為110kV、66kV,中壓配電網(wǎng)為20kV、10kV、6kV,低壓配電網(wǎng)為0.4kV(220V/380V)。
發(fā)電廠發(fā)出6kV或10kV電,除發(fā)電廠自己用(廠用電)之外,也可以用10kV電壓送給發(fā)電廠附近用戶,10kV供電范圍為10Km、35kV為20~50Km、66kV為30~100Km、110kV為50~150Km、220kV為100~300Km、330kV為200~600Km、500kV為150~850Km。
變配電站種類
電力系統(tǒng)各種電壓等級(jí)均通過電力變壓器來轉(zhuǎn)換,電壓升高為升壓變壓器(變電站為升壓站),電壓降低為降壓變壓器(變電站為降壓站)。一種電壓變?yōu)榱硪环N電壓的選用兩個(gè)線圈(繞組)的雙圈變壓器,一種電壓變?yōu)閮煞N電壓的選用三個(gè)線圈(繞組)的三圈變壓器。
變電站除升壓與降壓之分外,還以規(guī)模大小分為樞紐站,區(qū)域站與終端站。樞紐站電壓等級(jí)一般為三個(gè)(三圈變壓器),550kV/220kV/110kV。區(qū)域站一般也有三個(gè)電壓等級(jí)(三圈變壓器),220kV/110kV/35kV或110kV/35kV/10kV。終端站一般直接接到用戶,大多數(shù)為兩個(gè)電壓等級(jí)(兩圈變壓器)110kV/10kV或35kV/10kV。用戶本身的變電站一般只有兩個(gè)電壓等級(jí)(雙圈變壓器)110kV/10kV、35kV/0.4kV、10kV/0.4kV,其中以10kV/0.4kV為最多。
接線方案
1)一次接線種類
變電站一次回路接線是指輸電線路進(jìn)入變電站之后,所有電力設(shè)備(變壓器及進(jìn)出線開關(guān)等)的相互連接方式。其接線方案有:線路變壓器組,橋形接線,單母線,單母線分段,雙母線,雙母線分段,環(huán)網(wǎng)供電等。
2)線路變壓器組
變電站只有一路進(jìn)線與一臺(tái)變壓器,而且再無發(fā)展的情況下采用線路變壓器組接線。
3)橋形接線
有兩路進(jìn)線、兩臺(tái)變壓器,而且再?zèng)]有發(fā)展的情況下,采用橋形接線。針對(duì)變壓器,聯(lián)絡(luò)斷路器在兩個(gè)進(jìn)線斷路器之內(nèi)為內(nèi)橋接線,聯(lián)絡(luò)斷路器在兩個(gè)進(jìn)線斷路器之外為外橋接線。
4)單母線
變電站進(jìn)出線較多時(shí),采用單母線,有兩路進(jìn)線時(shí),一般一路供電、一路備用(不同時(shí)供電),二者可設(shè)備用電源互自投,多路出線均由一段母線引出。
5)單母線分段
有兩路以上進(jìn)線,多路出線時(shí),選用單母線分段,兩路進(jìn)線分別接到兩段母線上,兩段母線用母聯(lián)開關(guān)連接起來。出線分別接到兩段母線上。
單母線分段運(yùn)行方式比較多。一般為一路主供,一路備用(不合閘),母聯(lián)合上,當(dāng)主供斷電時(shí),備用合上,主供、備用與母聯(lián)互鎖。備用電源容量較小時(shí),備用電源合上后,要斷開一些出線。這是比較常用的一種運(yùn)行方式。
對(duì)于特別重要的負(fù)荷,兩路進(jìn)線均為主供,母聯(lián)開關(guān)斷開,當(dāng)一路進(jìn)線斷電時(shí),母聯(lián)合上,來電后斷開母聯(lián)再合上進(jìn)線開關(guān)。
單母線分段也有利于變電站內(nèi)部檢修,檢修時(shí)可以停掉一段母線,如果是單母線不分段,檢修時(shí)就要全站停電,利用旁路母線可以不停電,旁路母線只用于電力系統(tǒng)變電站。
6)雙母線
雙母線主要用于發(fā)電廠及大型變電站,每路線路都由一個(gè)斷路器經(jīng)過兩個(gè)隔離開關(guān)分別接到兩條母線上,這樣在母線檢修時(shí),就可以利用隔離開關(guān)將線路倒在一條件母線上。雙母線也有分段與不分段兩種,雙母線分段再加旁路斷路器,接線方式復(fù)雜,但檢修就非常方便了,停電范圍可減少。
二次回路
1)二次回路種類
變配電站二次回路包括:測(cè)量、保護(hù)、控制與信號(hào)回路部分。測(cè)量回路包括:計(jì)量測(cè)量與保護(hù)測(cè)量??刂苹芈钒ǎ壕偷厥謩?dòng)合分閘、防跳聯(lián)鎖、試驗(yàn)、互投聯(lián)鎖、保護(hù)跳閘以及合分閘執(zhí)行部分。信號(hào)回路包括開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、事故跳閘信號(hào)與事故預(yù)告信號(hào)。
2)測(cè)量回路
測(cè)量回路分為電流回路與電壓回路。電流回路各種設(shè)備串聯(lián)于電流互感器二次側(cè)(5A),電流互感器是將原邊負(fù)荷電流統(tǒng)一變?yōu)?A測(cè)量電流。計(jì)量與保護(hù)分別用各自的互感器(計(jì)量用互感器精度要求高),計(jì)量測(cè)量串接于電流表以及電度表,功率表與功率因數(shù)表電流端子。保護(hù)測(cè)量串接于保護(hù)繼電器的電流端子。微機(jī)保護(hù)一般將計(jì)量及保護(hù)集中于一體,分別有計(jì)量電流端子與保護(hù)電流端子。
電壓測(cè)量回路,220/380V低壓系統(tǒng)直接接220V或380V,3KV以上高壓系統(tǒng)全部經(jīng)過電壓互感器將各種等級(jí)的高電壓變?yōu)榻y(tǒng)一的100V電壓,電壓表以及電度表、功率表與功率因數(shù)表的電壓線圈經(jīng)其端子并接在100V電壓母線上。微機(jī)保護(hù)單元計(jì)量電壓與保護(hù)電壓統(tǒng)一為一種電壓端子。
3)控制回路
?。?)合分閘回路
合分閘通過合分閘轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行操作,常規(guī)保護(hù)為提示操作人員及事故跳閘報(bào)警需要,轉(zhuǎn)換開關(guān)選用預(yù)合-合閘-合后及預(yù)分-分閘-分后的多檔轉(zhuǎn)換開關(guān)。以使利用不對(duì)應(yīng)接線進(jìn)行合分閘提示與事故跳閘報(bào)警,國(guó)家已有標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計(jì)。采用微機(jī)保護(hù)以后,要進(jìn)行遠(yuǎn)分合閘操作后,還要到就地進(jìn)行轉(zhuǎn)換開關(guān)對(duì)位操作,這就失去了遠(yuǎn)分操作的意義,所以應(yīng)取消不對(duì)應(yīng)接線,選用中間自復(fù)位的只有合閘與分閘的三檔轉(zhuǎn)換開關(guān)。
?。?)防跳回路
當(dāng)合閘回路出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行分閘,或短路事故未排除,又進(jìn)行合閘(誤操作),這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)斷路器反復(fù)合分閘,不僅容易引起或擴(kuò)大事故,還會(huì)引起設(shè)備損壞或人身事故,所以高壓開關(guān)控制回路應(yīng)設(shè)計(jì)防跳。防跳一般選用電流啟動(dòng),電壓保持的雙線圈繼電器。電流線圈串接于分閘回路作為啟動(dòng)線圈。電壓線圈接于合閘回路,作為保持線圈,當(dāng)分閘時(shí),電流線圈經(jīng)分閘回路起動(dòng)。如果合閘回路有故障,或處于手動(dòng)合閘位置,電壓線圈起啟動(dòng)并通過其常開接點(diǎn)自保持,其常閉接點(diǎn)馬上斷開合閘回路,保證斷路器在分閘過程中不能馬上再合閘。防跳繼電器的電流回路還可以通過其常開接點(diǎn)將電流線圈自保持,這樣可以減輕保護(hù)繼電器的出口接點(diǎn)斷開負(fù)荷,也減少了保護(hù)繼電器的保持時(shí)間要求。
有些微機(jī)保護(hù)裝置自己已具有防跳功能,這樣就可以不再設(shè)計(jì)防跳回路。斷路器操作機(jī)構(gòu)選用彈簧儲(chǔ)能時(shí),如果選用儲(chǔ)能后可以進(jìn)行一次合閘與分閘的彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)(也有用于重合閘的儲(chǔ)能后可以進(jìn)行二次合閘與分閘的彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)),因?yàn)閮?chǔ)能一般都要求10秒左右,當(dāng)儲(chǔ)能開關(guān)經(jīng)常處于斷開位置時(shí),儲(chǔ)一次能,合完之后,將儲(chǔ)能開關(guān)再處于斷開位置,可以跳一次閘;跳閘之后,要手動(dòng)儲(chǔ)能之后才能進(jìn)行合閘,此時(shí),也可以不再設(shè)計(jì)防跳回路。
?。?)試驗(yàn)與互投聯(lián)鎖與控制
對(duì)于手車開關(guān)柜,手車推出后要進(jìn)行斷路器合分閘試驗(yàn),應(yīng)設(shè)計(jì)合分閘試驗(yàn)按鈕。進(jìn)線與母聯(lián)斷路,一般應(yīng)根據(jù)要求進(jìn)行互投聯(lián)鎖或控制。
?。?)保護(hù)跳閘
保護(hù)跳閘出口經(jīng)過連接片接于跳閘回路,連接片用于保護(hù)調(diào)試,或運(yùn)行過程中解除某些保護(hù)功能。
?。?)合分閘回路
合分閘回路為經(jīng)合分閘母線為操作機(jī)構(gòu)提供電源,以及其控制回路,一般都應(yīng)單獨(dú)畫出。
4)信號(hào)回路
?。?)開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)由合閘與分閘指示兩個(gè)裝于開關(guān)柜上的信號(hào)燈組成:經(jīng)過操作轉(zhuǎn)換開關(guān)不對(duì)應(yīng)接線后接到正電源上。采用微機(jī)保護(hù)后,轉(zhuǎn)換開關(guān)取消了不對(duì)應(yīng)接線,所以信號(hào)燈正極可以直接接到正電源上。
(2)事故信號(hào)有事故跳閘與事故預(yù)告兩種信號(hào),事故跳閘報(bào)警也要通過轉(zhuǎn)化開關(guān)不對(duì)應(yīng)后,接到事故跳閘信號(hào)母線上,再引到中央信號(hào)系統(tǒng)。事故預(yù)告信號(hào)通過信號(hào)繼電器接點(diǎn)引到中央信號(hào)系統(tǒng)。采用微機(jī)保護(hù)后,將斷路器操作機(jī)構(gòu)輔助接點(diǎn)與信號(hào)繼電器的接點(diǎn)分別接到微機(jī)保護(hù)單元的開關(guān)量輸入端子,需要有中央信號(hào)系統(tǒng)時(shí),如果微機(jī)保護(hù)單元可以提供事故跳閘與事故預(yù)告輸出接點(diǎn),可將其引到中央信號(hào)系統(tǒng)。否則,應(yīng)利用信號(hào)繼電器的另一對(duì)接點(diǎn)引到中央信號(hào)系統(tǒng)。
(3)中央信號(hào)系統(tǒng)為安裝于值班室內(nèi)的集中報(bào)警系統(tǒng),由事故跳閘與事故預(yù)告兩套聲光報(bào)警組成,光報(bào)警用光字牌,不用信號(hào)燈,光字牌分集中與分散兩種。采用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)后,可以不再設(shè)計(jì)中央信號(hào)系統(tǒng),或?qū)⑵浜?jiǎn)化,只設(shè)計(jì)集中報(bào)警作為計(jì)算機(jī)報(bào)警的后備報(bào)警。
5工業(yè)
1875年,巴黎北火車站建成世界上第一座火電廠,為附近照明供電。1879年,美國(guó)舊金山實(shí)驗(yàn)電廠開始發(fā)電,是世界上最早出售電力的電廠。80年代,在英國(guó)和美國(guó)建成世界上第一批水電站。1913年,全世界的年發(fā)電量達(dá)500億千瓦時(shí),電力工業(yè)已作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門,進(jìn)入人類的生產(chǎn)活動(dòng)領(lǐng)域。
20世紀(jì)30、40年代,美國(guó)成為電力工業(yè)的先進(jìn)國(guó)家,擁有20萬千瓦的機(jī)組31臺(tái),容量為30萬千瓦的中型火電廠9座。同一時(shí)期,水電機(jī)組達(dá)5~10萬千瓦。1934年,美國(guó)開工興建的大古力水電站,計(jì)劃容量是888萬千瓦,1941年發(fā)電,到1980年裝機(jī)容量達(dá)649萬千瓦,至80年代中期一直是世界上最大的水電站。1950年,全世界發(fā)電量增至9589億千瓦時(shí),是1913年的19倍。50、60、70年代,平均年增長(zhǎng)率分別為9.4%、8.0%、5.3%。1950~1980年,發(fā)電量增長(zhǎng)7.9倍,平均年增長(zhǎng)率7.6%,約相當(dāng)于每10年翻一番。1986年,全世界水電發(fā)電量占20.3%,火電占63.7%,核電占15.6%;美國(guó)水電占11.4%,火電占72.1%,核電占16.0%;前蘇聯(lián)水電占13.5%,火電占76.4%,核電占10.1%;日本水電占12.9%,火電占61.8%,核電占25.1%;中國(guó)水電占21.0%,火電占79.0%。世界上核電比重最大的是法國(guó),1989年占總發(fā)電量的74.6%。
電網(wǎng)、水、火電利潤(rùn)增速差異顯著。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局于公布了2010年1-8月工業(yè)企業(yè)利潤(rùn)數(shù)據(jù),電力生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)整體實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額936.1億,同比增長(zhǎng)119%;細(xì)分行業(yè)來看,火電利潤(rùn)總額為220.0億,同比增長(zhǎng)-17.8%;水電利潤(rùn)總額248.4億,同比增長(zhǎng)45.9%;電力供應(yīng)利潤(rùn)總額380.0億,同比增長(zhǎng)655%。從環(huán)比數(shù)據(jù)看,2010年6-8月,電力生產(chǎn)與供應(yīng)業(yè)整體實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額462億,環(huán)比增長(zhǎng)37%;細(xì)分行業(yè)看,火電6-8月利潤(rùn)總額50.5億,環(huán)比下降56%;水電6-8月利潤(rùn)總額206.4億,環(huán)比增長(zhǎng)307%;電力供應(yīng)6-8月利潤(rùn)總額168.1億,環(huán)比增長(zhǎng)28%。電力供應(yīng)業(yè)利潤(rùn)增速的大幅度提高主要由于09年四季度銷售電價(jià)的調(diào)整以及銷售電量逐季增加所導(dǎo)致。從下游主要耗電行業(yè)來看,除鋼鐵外,化工、建材、有色行業(yè)利潤(rùn)總額均顯著超過07-08年的同期水平,特別是建材。從環(huán)比數(shù)據(jù)看,除建材行業(yè)外,其他高耗電行業(yè)利潤(rùn)總額環(huán)比有所下滑。
2010三季度水電利潤(rùn)大幅度增長(zhǎng)。由于2010年三季度來水好于往年,水電發(fā)電量也明顯增加,2010年6-8月水電利潤(rùn)總額206億,同比增長(zhǎng)96%。隨著國(guó)家對(duì)水電開發(fā)正面態(tài)度的明朗,我們預(yù)計(jì)國(guó)家對(duì)水電開發(fā)的支持政策將逐步出臺(tái),水電企業(yè)投資價(jià)值也將逐步明晰。
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(diǎn)的新時(shí)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(guó)肯勃蘭電廠投入運(yùn)行。蘇聯(lián)于1981年制造并投運(yùn)世界上容量最大的120萬千瓦單軸汽輪發(fā)電機(jī)組。到1977年,美國(guó)已有120座裝機(jī)容量百萬千瓦以上的大型火電廠。1985年,蘇聯(lián)有百萬千瓦以上火電廠59座。1983年,日本有百萬千瓦以上的火電廠32座,其中鹿兒島電廠總?cè)萘?40萬千瓦,是世界上最大的燃油電廠。世界上設(shè)計(jì)容量最大的水電站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水電站,設(shè)計(jì)容量1260萬千瓦,采用70萬千瓦機(jī)組,與運(yùn)行中的世界最大水電站美國(guó)大古力水電站的世界最大水輪機(jī)組70萬千瓦容量相等。世界上最大的核電站是日本福島核電站,容量是909.6萬千瓦。
總裝機(jī)容量幾百萬千瓦的大型水電站、大型火電廠和核電站的建成,促進(jìn)了超高、特高壓輸電、直流輸電和聯(lián)合電力系統(tǒng)的發(fā)展。1935年,美國(guó)首次將輸電電壓等級(jí)從110~220千伏提高到287千伏,出現(xiàn)了超高壓輸電線路。1952年,瑞典建成二分裂導(dǎo)線的380千伏超高壓輸電線路。1959年,蘇聯(lián)建成500千伏,長(zhǎng)850千米的三分裂導(dǎo)線輸電線路。1965~1969年,加拿大、蘇聯(lián)和美國(guó)先后建成735、750和765千伏線路。1985年,蘇聯(lián)首次建成1150千伏特高壓輸電線路,輸電距離890千米,美國(guó)正研究1100千伏和1500千伏特高壓輸電,意大利研究1000千伏輸電,日本建設(shè)250千米長(zhǎng)1000千伏特高壓線路。高壓直流輸電(HVDC),瑞典、美國(guó)、蘇聯(lián)分別采用±100、±450、±750千伏電壓,后者輸電距離2414千米,輸電600萬千瓦。到1985年,全世界已有18個(gè)國(guó)家、32個(gè)直流輸電線路投運(yùn),總輸送容量2000萬千瓦。
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