电力工业
电力工业(electric power industry)将煤炭、石油、天然气、核燃料、水能、海洋能、风能、太阳能、生物质能等一次能源经发电设施转换成电能,再通过输电、变电与配电系统供给用户作为能源的工业部门。生产、输送和分配电能的工业部门。包括发电、输电、变电、配电等环节。电能的生产过程和消费过程是同时进行的,既不能中断,又不能储存,需要统一调度和分配。电力工业为工业和国民经济其他部门提供基本动力,随后在条件具备的地区建设了一批大、中型水电站,是国民经济发展的先行部门。电力工业主要包括5个生产环节。①发电,包括火力发电、水力发电、核能和其他能源发电;②输电,包括交流输电和直流输电:③变电;④配电;⑤用电,包括用电设备的安装、使用和用电负荷的控制,以及将这5个环节所存在的设备连接起来的电力系统,此外,还包括规划、勘测设计和施工等电力基本建设,电力科学技术研究和电力机械设备制造。
电力工业历史
1875年,巴黎北火车站建成世界上第一座火电厂,为附近照明供电。1879年,美国旧金山实验电厂开始发电,是世界上最早出售电力的电厂。80年代,在英国和美国建成世界上第一批水电站。1913年,全世界的年发电量达 500亿千瓦时,电力工业已作为一个独立的工业部门,进入人类的生产活动领域。
20世纪30、40年代,美国成为电力工业的先进国家,拥有20万千瓦的机组31台,容量为30万千瓦的中型火电厂9座。同一时期,水电机组达5~10万千瓦。1934年,美国开工兴建的大古力水电站,计划容量是 888万千瓦,1941年发电,到1980年装机容量达649万千瓦 ,至80年代中期一直是世界上最大的水电站。1950年,全世界发电量增至9589亿千瓦时 ,是1913年的19倍。50 、60、70年代,平均年增长率分别为9.4%、8.0%、5.3% 。1950~1980年,发电量增长7.9倍,平均年增长率7.6%,约相当于每10年翻一番。1986年,全世界水电发电量占 20.3% ,火电占63.7%,核电占15.6%;美国水电占11.4%,火电占72.1%, 核电占16.0%;前苏联水电占 13.5%,火电占76.4%,核电占10.1%;日本水电占12.9%,火电占61.8%,核电占25.1%;中国水电占21.0%,火电占79.0%。世界上核电比重最大的是法国,1989年占总发电量的74.6%。
20世纪70年代,电力工业进入以大机组、大电厂、超高压以至特高压输电,形成以联合系统为特点的新时期。1973年,瑞士BBC公司制造的130万千瓦双轴发电机组在美国肯勃兰电厂投入运行。苏联于1981年制造并投运世界上容量最大的120万千瓦单轴汽轮发电机组。到1977年,美国已有120座装机容量百万千瓦以上的大型火电厂。1985年,苏联有百万千瓦以上火电厂59座。1983年,日本有百万千瓦以上的火电厂32座,其中鹿儿岛电厂总容量440万千瓦 ,是世界上最大的燃油电厂。世界上设计容量最大的水电站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站,设计容量1260万千瓦,近期装机容量达490万千瓦,采用70万千瓦机组,与运行中的世界最大水电站美国大古力水电站的世界最大水轮机组70万千瓦容量相等。世界上最大的核电站是日本福岛核电站,容量是909.6万千瓦。
总装机容量几百万千瓦的大型水电站、大型火电厂和核电站的建成,促进了超高、特高压输电、直流输电和联合电力系统的发展。1935年,美国首次将输电电压等级从110~220千伏提高到287千伏,出现了超高压输电线路。1952年,瑞典建成二分裂导线的380千伏超高压输电线路。1959年,苏联建成500千伏,长850千米的三分裂导线输电线路。1965~1969年,加拿大、苏联和美国先后建成735 、750和765千伏线路。1985年,苏联首次建成1150 千伏特高压输电线路,输电距离890千米。现在 ,美国正研究1100千伏和1500千伏特高压输电,意大利研究1000千伏输电,日本建设250千米长1000千伏特高压线路。高压直流输电(HVDC),瑞典、美国、苏联分别采用±100、±450 、±750千伏电压,后者输电距离2414千米,输电600万千瓦。到1985年,全世界已有18个国家、32个直流输电线路投运,总输送容量2000万千瓦。输电距离1080千米的±500千伏中国葛洲坝—上海输电线路已于1989 年8月投入运行。特高压输电和直流输电不仅用于远距离大容量输送电能,而且在工业大国的联合电力系统中或全国统一电力系统中,起着主联络干线的重要作用。
中国电力工业
中国的电力工业开始于1882年,英商在上海设立了电光公司,以后外国资本相继在天津、武汉、广州等地开办了一些电力工业企业。为配合新工业地区的建设,中国资本1905年才开始投资于电力工业,以后虽有一定程度的发展,但增长速度缓慢。中国发电量最高年份的1941年只有59.6亿度,到1949年全国发电设备容量为185万千瓦,发电量只有43.1亿度。安装了一些自动安全监测装置。
中华人民共和国建立后,单机容量60万千瓦的火力发电机组已开始运行;在电站大机组上,国家对电力工业进行了大量投资,单机容量10万千瓦以上的火力发电机组已达3094万千瓦,电力工业得到很大发展。到1984年底,全国发电量3770亿度,为1949年的87倍;全国发电设备容量7995万千瓦,为1949年的43.2倍。
电力工业的技术装备水平不断提高,到1984年底,到1985年底,单机容量10万千瓦以上的火力发电机组已达3094万千瓦,单机容量60万千瓦的火力发电机组已开始运行;在电站大机组上,安装了一些自动安全监测装置。发电量只有43.1亿度。有些电站采用了电子计算机分部监控;在电网中,到1949年全国发电设备容量为185万千瓦,比较普遍采用了提高电网运行稳定性的技术措施,并采用了载波、微波、特高频等多样化通讯手段。但增长速度缓慢。
中国电力工业实行了水电、火电并举的方针。中华人民共和国建国初期,为配合新工业地区的建设,保证工业基地用电,电力工业主要在负荷地区建设火电站,同时积极为水电站建设准备条件。随后在条件具备的地区建设了一批大、中型水电站,如新安江、刘家峡、丹江口、葛洲坝、乌江渡等水电站,小水电的建设也得到了较快的发展。此外,既不能中断,中国正在积极研究开发核能、地热能、沼气、风力、太阳能、潮汐能等电能源。
截止2006年底,全国发电装机容量达到62200万千瓦,同比增长20.3%。从电力生产情况看,2006年全国发电量达到28344亿千瓦时,同比增长13.5%。其中,水电发电量4167亿千瓦时,约占全部发电量的14.70%,同比增长5.1%;火电发电量23573亿千瓦时,约占全部发电量的83.17%,同比增长15.3%;核电发电量543亿千瓦时,约占全部发电量的1.92%,同比增长2.4%。2006年全社会用电量达到28248亿千瓦时,同比增长14.0%,增幅比2005年上升0.4个百分点。
截至2007年底,发电设备容量达7.13亿千瓦,同比增长14.4%。在短短一年的时间内,全国电力装机实现了从6亿千瓦到7亿千瓦的飞跃。截至2007年底,全国220千伏及以上输电线路回路长度达33.38万公里,增长17.45%;220千伏及以上变电容量达11.60亿千伏安,增长19.59%。电力建设规模持续历史高位水平。全年基本建设新增(正式投产)发电设备容量基本与2006年持平,为10009万千瓦。电网新增输电线路长度和变电容量均达到历史最高水平。新增220千伏及以上电网输电线路41334公里,比2006年增加6490公里;变电容量18830万千伏安,比2006年增加3482万千伏安。截至2007年底,全国发电设备容量增长量虽然仍保持很高水平,但是增速比2006年降低6.2个百分点,这也是2002年以来发电设备容量增速实现首次下降。
全国电力供需局部地区、局部时段缺电的情况将依然存在,煤电衔接、电价改革、电源与电网的协调等仍是行业发展需要进一步解决的问题。由于行业发展临近拐点,电源建设应选择符合国家政策支持范围的项目,电网领域的投资价值则逐渐显现。
“十一五”期间,中国将迎来电网建设的新高潮。到2010年,国家电网在跨区域电网建设方面,交流特高压输电线路建设规模将达到4200千米,变电容量达到3900万千伏安,跨区送电能力达到7000万千瓦;在城乡电网建设方面,220千伏及以上交直流输电线路要超过34万千米,交流变电容量超过13亿千伏安。