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1第三讲电力工业的发展史2问题1、电力工业的起源？2、交直流争论是怎么回事？3、装机和发电量的发展情况？4、目前有哪些世界之最？5、电力工业的市场化改革是怎么回事？3§1电力工业发展史一、电力工业的起源Q1831年法拉第电磁感应定律Q1875年巴黎北火车站发电厂建立，标志电真正进入商业应用，用于灯塔和街道照明。Q第一个完整电力系统（直流系统）由爱迪生在纽约城历史上有名的皮埃尔大街站建成，1882年9月投入运行，由1台蒸汽机拖动直流发电机供给半径约1.5km面积内的59盏白炽灯，110V地下电缆。Q1891年第一条三相交流高压输电线路在德国运行，1台230kVA发电机、1台95/15200V升压变、2台13800/112V降压变4二、交直流之争（I）（哲学）Q初期直流，1886年后，其无法远距离送电的局限性显露出来，输电要高电压，而发用电不接受高电压，需要基于交流的变压技术。Q19世纪90年代交直流标准之争，爱迪生主张直流，西屋偏好交流，激烈辩论。Q世纪之交，交流获胜：尼亚加拉瀑布选择交流，因为直流不可能将电送往30km以外的布法罗，结束了交直流争论。Q归纳主要原因：X交流系统电压变换容易，发、输、用电灵活X交流发电机和电动机简单便宜。5交直流之争（II）Q20世纪50年代，随着汞弧阀的发展，高压直流（HVDC）对大容量远距离输电更有吸引力，变得更经济，并可提供非同步联网（与原DC特点不同）Q第一条现代商用HVDC输电于1954年在瑞典建成，通过96km海底电缆将瑞典本土与格特兰岛互联。Q随着晶闸管阀（可控硅）的发展，HVDC更具吸引力，伴随着换流设备价格的降低、尺寸的缩小以及可靠性的提高，HVDC输电的应用逐步扩大。6三、美国装机容量的发展7美国发电量的发展8四、若干世界之最（I）Q最大汽轮发电机1300MW（瑞士BBC为美国制造）Q最大火力发电厂：前苏联别列佐夫-1火电厂，8*800MW汽轮发电机。Q最大水轮发电机：700MW（最早安装在美国大古力水电三厂）Q最大水电厂：18*700MW（巴西巴拉那河上的伊泰普）Q最大核电机组：1500MW前苏联石墨沸水堆机组Q最大核电厂：4546MW日本福岛第一沸水堆核电厂9若干世界之最（II）Q最大互联电力系统：前苏联统一电力系统和多个欧亚国家互联，横跨欧亚大陆，东西7000km，南北3000km。Q最高电压等级：前苏联哈萨克埃基巴斯图兹火电厂到乌拉尔的1150kV特高压输电线路，全长1300km。Q最高直流电压等级：前苏联埃基巴斯图兹至中部±750kV直流线路，全长2400km。Q发展趋势：大联网，特高压，大容量，异常复杂。如何进行规划和运行控制？巨大的挑战。10五、电力工业的市场化改革Q1978年智利尝试，阿根廷、英国、美国、澳大利亚等紧随其后，从垂直垄断型逐步进行市场化改革，对电力工业乃至政治、经济等产生重大影响。Q目标：打破垄断，提高效率，降低成本，改善服务，提供更优质安全廉价的电能，促进电力工业良性发展（低效、腐败、电老虎）Q改革推动者：政府。Q成功标准：良性竞争，成本下降，电力用户最终获益，电力企业获得合理利润。11传统电力工业的结构垂直垄断型发电发电用户用户输电输电配电配电系统控制系统控制发电发电用户用户输电输电配电配电系统控制系统控制12电力市场结构示意图配电公司小用户地方独立电厂发电公司发电公司输电公司输电公司输电市场配电市场电监会大用户13英国电力市场Q88年撒切尔夫人白皮书《PrivatizingElectricity》。Q89年《电力法》出台。Q90年3月31日，国有电力工业被分解19个独立法人。X确立电力管理机构：电力管制办公室（对议会负责）。改组电力联合会。X成立全国电力消费者协会。X建立全国统一的电力市场，发输配全面参与竞争。X效益：至96年，工业电价下降17%，居民电价下降11%。Q98年颁布电力市场改革的总体方案Q2001年开始执行新的交易规则14英国电力工业(市场化前）中央发电局中央发电局法国电力法国电力地区电力局地区电力局…………北苏格兰北苏格兰水电局水电局南苏格兰南苏格兰电力局电力局地区电力局地区电力局地区电力局地区电力局核能管理局核能管理局独立独立发电厂发电厂大大用户用户15英国电力工业(市场化后）国家电网国家电网公司公司法国电力法国电力大用户大用户地区电力公司地区电力公司…………苏格兰苏格兰水电公司水电公司苏格兰苏格兰电力公司电力公司地区电力公司地区电力公司地区电力公司地区电力公司国家电力公司国家电力公司国家发电公司国家发电公司核电公司核电公司独立发电厂独立发电厂16电力市场带来的新问题Q电能是独特商品：X不能大量存储，生产、运输和消费同时实现。X电力系统是一个整体，密不可分，需要维持电压和频率的稳定，保证安全性。Q电力系统规划和运行的挑战：市场竞争激烈，经济和安全的风险很大（股市），是当今国际上研究的热点。Q电力市场规则设计的挑战：00年加州电力市场崩溃，其重要原因是市场设计导致市场操纵力和投机的致命缺陷，导致严重的电力能源危机及电价飙升。