第一讲-未来的电力系统

西安交通大学2015年3月4日张保会未来的电力系统—第一讲新能源发电及其特点能量是人类永恒的需求！电能是最优质的能源,具有以下特点:清洁无污染、高效、使用便捷在可预见的时期内，尚未发现可取代电能的能量形式，电能仍是推动社会文明进步的最重要能量形式。一、新能源电力发展及其特点传统能源枯竭与环境污染，新的清洁可再生能源成为可持续能源！国家煤炭石油天然气世界11246.258.6美国24011.312.6中国339.929俄罗斯47020.676石化能源储产比（年）何祚庥2012年11月27日在福州”两岸科教创新论坛”环境制约以煤烟型为主的大气污染导致的酸雨覆盖区已占国土面积的30%燃煤排放的烟尘（火电厂和工业锅炉）排放量占70%以上二氧化硫排放（电厂和工业锅炉）排放量占到69%大气污染的主要来源是燃煤。电能占终端能源消费比重（%）国家197119801990200020052009美国10.113.317.519.520.321.4日本14.719.021.523.624.325.5英国13.415.417.018.819.921.0法国8.612.718.120.221.422.7德国10.713.616.217.918.519.0中国2.94.36.311.715.818.5我国可再生能源替代目标（亿顿）2006年2020年2030年2050年能源总量24.635.042.050.0风能0.010.521.143.14太阳能0.160.972.146.10生物质0.123.02.373.46水能1.583.554.614.36总可替代1.878.0410.2617.06分布式能源的特点做大了电能的占比！风能：随机性强，不能储存，时空分布不均匀，不能运输；太阳能：随机性强，日夜功率变化大，难于直接大量储存，不能运输；生物质能：能量密度小，难储运，适近距离转化。以上不能控制，不能运输，不易储存等特点，只好实时、就地转化为电能使用、输运。分布式能源发电的优点燃煤发电：环境污染，治理费用逐年增高；核能发电：防泄漏，核废料污染；太阳能、风能：无污染、不枯竭；生物质能：处理废物，保护环境，不枯竭。我国可再生能源发电总目标（万kW）2006年2020年2030年2050年风力发电260605/2007年8000(2012年)1800050000光伏发电105001716/2013年1000080000水力发电128003200040000不可再生能源：不可补充或复原–化石燃料–核能可再生能源：可补充或复原–地热–水力–海洋能–太阳能–风力能–生物质能生物质能生物质发电序号生物分类适合发电程度1林木类非常适合2甘蔗渣适合3谷壳适合4其余的副业植物比较适合5田野植物比较适合6垃圾，椰壳纤维，树皮等不太适合欧盟生物质能利用情况0102030405060MToe1990199119921993199419951996199719981999200020011990-2001:Eurostatdata海洋能其应用至今仍在试验中，并不普遍三种:•波浪能•潮汐能：和水力发电厂相似–潮涨时水坝会将潮水困住–潮退時，海水便会流过涡轮以推动发电机发电•海洋热能：利用海水的温差风能全球可开发的风能资源为53,000TWh，是目前全球发电量的两倍.目前全世界安装容量：31813.7万千瓦RotorBladeNacellewithGearboxandGeneratorTowerHubHeightWindWind风电价格与传统火电价格比较2002年（1）风电（2）煤电（1）/（2），新疆0.700.32218内蒙古0.710.35202辽宁0.950.45211山东0.800.45178浙江0.790.50156福建0.790.55143广东0.770.601322008年新疆0.51内蒙古0.530.34辽宁0.610.39福建0.590.485宁夏0.560.268河北0.540.353山西0.610.34黑龙江0.610.37小水电的几种类型大坝式引水式混合式抽水蓄能式欧盟小水电装机容量0200040006000800010000120001990199119921993199419951996199719981999200020012002MWEU15太阳能太阳能是地球上分布最广泛的可再生能源，每年到达地球陆地上的太阳辐射能量约27万亿吨标准煤，是目前世界能源消费总量的2000多倍.太阳能的利用光伏系统发电（PV）通过太阳能电池直接将太阳的放射能转换为电能光热发电利用太阳的热能来烧水，水蒸汽会推动涡轮太阳能的其它应用太陽能電池e-独立光伏系统发电并网光伏发电系统可再生能源发电的贡献1995TOTALRES13,9%conventionalgeneration86,1%2000TOTALRES15,1%conventionalgeneration84,9%2010TOTALRES22,3%conventionalgeneration77,7%2020TOTALRES33,8%conventionalgeneration66,2%与电力系统的接口技术直接与系统相联（机电式），即使用旋转式电机直接发出基频交流电则属于第一类，像小型燃气轮机、地热发电、水电、太阳热等。通过逆变器与系统相联，逆变器型通常指的是发出直流电的DG（如风力发电、光伏发电、燃料电池及各种电能存储技术）或发出高频交流电的DG（微透平）。带有分布式电源的电力系统含有分布式电源的电力系统示意图核能DLS水能风能燃气能燃煤工厂DS燃气能太阳能风能小水能谢谢大家！