《输变电新技术》PPT课件.ppt

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1、电力系统新技术电力系统新技术The NEW TThe NEW Technologyechnology of Power System of Power System 1内容简介我国电力系统的现状与发展我国电力系统的现状与发展我国电力系统的现状与发展我国电力系统的现状与发展发电新技术发电新技术发电新技术发电新技术 ：核电、风电、太阳能光伏发电：核电、风电、太阳能光伏发电：核电、风电、太阳能光伏发电：核电、风电、太阳能光伏发电 输电新技术输电新技术输电新技术输电新技术 （1 1 1 1）特高压输电）特高压输电）特高压输电）特高压输电 （2 2 2 2）高压直流输电）高压直流输电）高压直流输电）高压

2、直流输电 （3 3 3 3）柔性交流输电）柔性交流输电）柔性交流输电）柔性交流输电2一、我国电力系统的现状与发展一、我国电力系统的现状与发展电力系统示意图电力系统示意图3 现代社会离不开电力现代社会离不开电力-人类社会生存和发展的三大要素：物质、能量和信息人类社会生存和发展的三大要素：物质、能量和信息人类社会生存和发展的三大要素：物质、能量和信息人类社会生存和发展的三大要素：物质、能量和信息-现代工业社会建立在物质和能量的基础之上，能量流、现代工业社会建立在物质和能量的基础之上，能量流、现代工业社会建立在物质和能量的基础之上，能量流、现代工业社会建立在物质和能量的基础之上，能量流、物质流、信息

3、流推动当代社会进化。物质流、信息流推动当代社会进化。物质流、信息流推动当代社会进化。物质流、信息流推动当代社会进化。4n持续持续2929个小时的大面积停电，给个小时的大面积停电，给50005000万美国人和加万美国人和加拿大人的生活带来极大不便，造成的经济损失达拿大人的生活带来极大不便，造成的经济损失达300300亿亿美元。美元。n罪魁祸首是罪魁祸首是配电网设计不合理配电网设计不合理。由于天气炎热，用电。由于天气炎热，用电量猛增，各电厂开足马力进行供电。一家发电厂突然出量猛增，各电厂开足马力进行供电。一家发电厂突然出现了故障，开关自动跳闸，其他电厂马上自动增加发电现了故障，开关自动跳闸，其他电

4、厂马上自动增加发电量进行支援。这些电厂本来就处于饱和状态，由于一下量进行支援。这些电厂本来就处于饱和状态，由于一下子超负荷运转，结果电厂全部发生跳闸。在短短子超负荷运转，结果电厂全部发生跳闸。在短短9 9秒钟秒钟之内，美国之内，美国7 7州和加拿大州和加拿大1 1省就引发了灾难性的多米诺省就引发了灾难性的多米诺效应。效应。20032003年北美大停电年北美大停电51.1 1.1 我国电力工业现状我国电力工业现状n n截止截止截止截止2005200520052005年底，全国发电装机容量达到年底，全国发电装机容量达到年底，全国发电装机容量达到年底，全国发电装机容量达到5 5 5 5亿千亿千亿千亿

5、千瓦。其中，水电占瓦。其中，水电占瓦。其中，水电占瓦。其中，水电占22.9%22.9%22.9%22.9%，火电占，火电占，火电占，火电占75.6%75.6%75.6%75.6%，核，核，核，核电占电占电占电占1.5%1.5%1.5%1.5%。n n2005200520052005年全国发电量达到年全国发电量达到年全国发电量达到年全国发电量达到24747247472474724747亿千瓦时，全亿千瓦时，全亿千瓦时，全亿千瓦时，全社会用电量达到社会用电量达到社会用电量达到社会用电量达到24689246892468924689亿千瓦时，同比增长亿千瓦时，同比增长亿千瓦时，同比增长亿千瓦时，同比增

6、长13.45%13.45%13.45%13.45%。人均用电量。人均用电量。人均用电量。人均用电量1800180018001800多千瓦时。居民用多千瓦时。居民用多千瓦时。居民用多千瓦时。居民用电量约占电量约占电量约占电量约占11%11%11%11%，人均，人均，人均，人均218218218218千瓦时千瓦时千瓦时千瓦时.n n全国人均用电量为世界平均水平的一半，仅为全国人均用电量为世界平均水平的一半，仅为全国人均用电量为世界平均水平的一半，仅为全国人均用电量为世界平均水平的一半，仅为发达国家的到。发达国家的到。发达国家的到。发达国家的到。n n“今、明两年不缺电今、明两年不缺电今、明两年不缺

7、电今、明两年不缺电”61.2 “1.2 “十一五十一五”我国电力建设我国电力建设n n我国电力工业发展的主要特点是我国电力工业发展的主要特点是我国电力工业发展的主要特点是我国电力工业发展的主要特点是：（：（：（：（1 1 1 1）西电东送、南西电东送、南西电东送、南西电东送、南北互供、全国联网北互供、全国联网北互供、全国联网北互供、全国联网；（；（；（；（2 2 2 2）火电和电网技术升级；）火电和电网技术升级；）火电和电网技术升级；）火电和电网技术升级；（3 3 3 3）建立开放的电力市场。）建立开放的电力市场。）建立开放的电力市场。）建立开放的电力市场。n n电源建设：到达电源建设：到达电

8、源建设：到达电源建设：到达2010201020102010年，装机容量达到年，装机容量达到年，装机容量达到年，装机容量达到7.867.867.867.86亿千瓦。亿千瓦。亿千瓦。亿千瓦。n n电网建设：（电网建设：（电网建设：（电网建设：（1 1 1 1）建设交流）建设交流）建设交流）建设交流1000100010001000千伏试验示范工程；千伏试验示范工程；千伏试验示范工程；千伏试验示范工程；（2 2 2 2）800800800800千伏直流输电工程；（千伏直流输电工程；（千伏直流输电工程；（千伏直流输电工程；（3 3 3 3）三峡输变电工）三峡输变电工）三峡输变电工）三峡输变电工程；（程；

9、（程；（程；（4 4 4 4）跨区输电工程，西北）跨区输电工程，西北）跨区输电工程，西北）跨区输电工程，西北750750750750千伏网架初具规模；千伏网架初具规模；千伏网架初具规模；千伏网架初具规模；（5 5 5 5）加强和拓展）加强和拓展）加强和拓展）加强和拓展500500500500千伏和千伏和千伏和千伏和330330330330千伏网架；（千伏网架；（千伏网架；（千伏网架；（6 6 6 6）加）加）加）加强城乡电网的建设改造。（投资：强城乡电网的建设改造。（投资：强城乡电网的建设改造。（投资：强城乡电网的建设改造。（投资：1.21.21.21.2万亿元）万亿元）万亿元）万亿元）7二、

10、发电新技术二、发电新技术发电类型：发电类型：火电：汽轮机火电：汽轮机-发电机组单机容量达到发电机组单机容量达到6060万万kWkW（600MW600MW），正在研制），正在研制100100万万kW kW 机组。机组。水电：水轮机水电：水轮机-发电机组单机容量达到发电机组单机容量达到7070万万kWkW。核电核电新能源发电：风力发电、太阳光伏发电新能源发电：风力发电、太阳光伏发电8最大直径最大直径10.610.6米、高米、高5.065.06米米 三峡水电站发电机组三峡水电站发电机组70万万kW*26台台=1820万万kW92.1 2.1 核电核电:核燃料核燃料天然铀天然铀低浓缩铀低浓缩铀U-23

11、8U-238U-235U-235102.1 2.1 核电：核反应堆类型核电：核反应堆类型分为重水堆和轻水堆。轻水堆又分为压水堆和沸水堆。分为重水堆和轻水堆。轻水堆又分为压水堆和沸水堆。重水堆是利用天然铀作燃料，用重水做慢化剂和冷却重水堆是利用天然铀作燃料，用重水做慢化剂和冷却剂。燃料成本低，但重水十分昂贵。重水堆核电站可剂。燃料成本低，但重水十分昂贵。重水堆核电站可以实现不停堆换燃料（与压水堆核电站相比，重水堆以实现不停堆换燃料（与压水堆核电站相比，重水堆核电站可以实现不停堆换料（压水堆每年一次停堆换核电站可以实现不停堆换料（压水堆每年一次停堆换料，一般需要料，一般需要6060天）。天）。重水

12、：由重水：由1 1个重氢（氘，含有一个质子和一个中子）和个重氢（氘，含有一个质子和一个中子）和1 1个氧原子组成的化合物。个氧原子组成的化合物。112.1 核电核电:核电站核电站给水泵给水泵核电核电火力发电火力发电122.1 核电核电反应堆类型反应堆类型:沸水堆沸水堆汽轮机汽轮机循环水泵循环水泵给水泵给水泵反应堆安全壳反应堆安全壳控制棒控制棒132.1 2.1 核电核电反应堆类型反应堆类型:压水堆压水堆反应堆安全壳反应堆安全壳控制棒控制棒反应堆压力容器反应堆压力容器汽轮机汽轮机给水泵给水泵循环水泵14反应堆压水容器断面图反应堆压水容器断面图沸水堆（沸水堆（BWR）压水堆（压水堆（PWR）控制棒

13、控制棒15核电站反应堆运行中心控制室核电站反应堆运行中心控制室16171819202122 2.2 2.2 风力发电技术风力发电技术n n风的产生风的产生:风是地球外风是地球外风是地球外风是地球外表大气层由于太阳的表大气层由于太阳的表大气层由于太阳的表大气层由于太阳的热辐射而引起的空气热辐射而引起的空气热辐射而引起的空气热辐射而引起的空气流动；大气压差是风流动；大气压差是风流动；大气压差是风流动；大气压差是风产生的根本原因。产生的根本原因。产生的根本原因。产生的根本原因。n n风风风风速速速速与与与与风风风风级级级级：风风风风速速速速就就就就是是是是空空空空气气气气在在在在单单单单位位位位时时

14、时时间间间间内内内内移移移移动动动动的的的的距距距距离离离离，国国国国际际际际上上上上的的的的单单单单位位位位是是是是米米米米秒秒秒秒(m/s),(m/s),(m/s),(m/s),分分分分13131313级级级级232.2 2.2 风力发电技术风力发电技术n n风力资源：在中国，风能资源主要分布在新疆、风力资源：在中国，风能资源主要分布在新疆、风力资源：在中国，风能资源主要分布在新疆、风力资源：在中国，风能资源主要分布在新疆、内蒙古等北部地区和东部至南部沿海地带及岛内蒙古等北部地区和东部至南部沿海地带及岛内蒙古等北部地区和东部至南部沿海地带及岛内蒙古等北部地区和东部至南部沿海地带及岛屿。屿。

15、屿。屿。风能最佳区：风能最佳区：风能最佳区：风能最佳区：(1)(1)(1)(1)东南沿海、山东半岛、辽东东南沿海、山东半岛、辽东东南沿海、山东半岛、辽东东南沿海、山东半岛、辽东半岛以及海上岛屿；半岛以及海上岛屿；半岛以及海上岛屿；半岛以及海上岛屿；(2)(2)(2)(2)内蒙古、甘肃北部；内蒙古、甘肃北部；内蒙古、甘肃北部；内蒙古、甘肃北部；(3)(3)(3)(3)黑龙江南部、吉林东部。黑龙江南部、吉林东部。黑龙江南部、吉林东部。黑龙江南部、吉林东部。风能较佳区：风能较佳区：风能较佳区：风能较佳区：(1)(1)(1)(1)西藏高原中北部；（西藏高原中北部；（西藏高原中北部；（西藏高原中北部；（

16、2 2 2 2）三北）三北）三北）三北北部；北部；北部；北部；(3)(3)(3)(3)东南沿海东南沿海东南沿海东南沿海(离海岸线离海岸线离海岸线离海岸线20-50kM)20-50kM)20-50kM)20-50kM)24252.2 2.2 风力发电技术风力发电技术风电场风电场26272.2 2.2 风力发电技术风力发电技术28风力发电机组风力发电机组风力发电机组风力发电机组包括两大部分：包括两大部分：包括两大部分：包括两大部分：（1 1 1 1）风力机风力机风力机风力机：将风能转换为机械能。有各种类：将风能转换为机械能。有各种类：将风能转换为机械能。有各种类：将风能转换为机械能。有各种类型，按

17、容量分：微型型，按容量分：微型型，按容量分：微型型，按容量分：微型(1kW)(1kW)(1kW)(100kW)(100kW)(100kW)(100kW)。（2 2 2 2）发电机发电机发电机发电机：将机械能转换为电能。：将机械能转换为电能。：将机械能转换为电能。：将机械能转换为电能。10kW10kW以下以下的，采用永磁式或自励式交流发电机，经整流的，采用永磁式或自励式交流发电机，经整流后向负载供电及向蓄电池充电；后向负载供电及向蓄电池充电；l00kWl00kW以上的以上的并网运行的风力发电机组，则应用同步发电机并网运行的风力发电机组，则应用同步发电机或异步发电机。或异步发电机。2.2 2.2

18、风力发电技术风力发电技术29水平轴风力发电机组水平轴风力发电机组(600kW)(600kW)基本结构基本结构30风力发电系统风力发电系统 风力发电机组、监测装风力发电机组、监测装风力发电机组、监测装风力发电机组、监测装置、控制系统、储能装置、控制系统、储能装置、控制系统、储能装置、控制系统、储能装置置置置 (1)(1)(1)(1)独立运行方式独立运行方式独立运行方式独立运行方式 把风力发电机组输出的把风力发电机组输出的把风力发电机组输出的把风力发电机组输出的电能经蓄电池蓄能，再电能经蓄电池蓄能，再电能经蓄电池蓄能，再电能经蓄电池蓄能，再供应用户使用，如需要供应用户使用，如需要供应用户使用，如需

19、要供应用户使用，如需要交流电，则要加逆变器。交流电，则要加逆变器。交流电，则要加逆变器。交流电，则要加逆变器。（2 2 2 2）并网运行方式）并网运行方式）并网运行方式）并网运行方式 2.2 2.2 风力发电技术风力发电技术31控制系统控制系统控制系统控制系统 中、大型风力发电机组皆配有由微机或可编程控制器中、大型风力发电机组皆配有由微机或可编程控制器(PLC)(PLC)组成的控制系统，来实现控制、监测功能。组成的控制系统，来实现控制、监测功能。恒速桓频方式：恒速桓频方式：即风力发电机组的转速不随风速的波即风力发电机组的转速不随风速的波动而变化，始终维持恒转速运转，从而输出恒定额定动而变化，始

20、终维持恒转速运转，从而输出恒定额定频率的交流电。频率的交流电。变速恒频方式：变速恒频方式：即风力发电机组的转速随风速的波动即风力发电机组的转速随风速的波动作变速运行，但仍输出恒定频率的交流电。这种方式作变速运行，但仍输出恒定频率的交流电。这种方式可提高风能的利用率，但必须增加实现恒频输出的电可提高风能的利用率，但必须增加实现恒频输出的电力电子设备，同时还应解决由于变速运行而在风力发力电子设备，同时还应解决由于变速运行而在风力发电机组文撑结构上出现共振现象等问题。电机组文撑结构上出现共振现象等问题。2.2 2.2 风力发电技术风力发电技术32 控制系统主要功能控制系统主要功能按预先设定的风速值按

21、预先设定的风速值(一般为一般为34m34ms)s)自动启自动启动风力发电机组，并通过软启动装置将发电机并动风力发电机组，并通过软启动装置将发电机并人电网。人电网。借助各种传感器自动检测风力发电机组的运行借助各种传感器自动检测风力发电机组的运行参数及状态。参数及状态。当风速大于最大运行速度当风速大于最大运行速度(一般设定为一般设定为25m25ms)s)时实现自动停机。时实现自动停机。故障保护。故障保护。通过调制解调器与电话线连接。通过调制解调器与电话线连接。33世界风力发电现状与展望世界风力发电现状与展望世界风力发电现状与展望世界风力发电现状与展望商业化机组的单机容量从商业化机组的单机容量从商业

22、化机组的单机容量从商业化机组的单机容量从55 kW-1650 kW55 kW-1650 kW55 kW-1650 kW55 kW-1650 kW。世界最。世界最。世界最。世界最大的风力发电机组：美国大的风力发电机组：美国大的风力发电机组：美国大的风力发电机组：美国GEGEGEGE公司的公司的公司的公司的“超级风力机超级风力机超级风力机超级风力机”，单机功率为，单机功率为，单机功率为，单机功率为7.3MW7.3MW7.3MW7.3MW，风车直径为，风车直径为，风车直径为，风车直径为112m.112m.112m.112m.运行可靠性和发电成本接近常规火电，装机容量每年运行可靠性和发电成本接近常规火

23、电，装机容量每年运行可靠性和发电成本接近常规火电，装机容量每年运行可靠性和发电成本接近常规火电，装机容量每年以近以近以近以近30303030的速度递增。的速度递增。的速度递增。的速度递增。德国到德国到德国到德国到2001200120012001年风电装机容量年风电装机容量年风电装机容量年风电装机容量873873873873万万万万kWkWkWkW，按计划，到，按计划，到，按计划，到，按计划，到2010201020102010年，风电电量将占总发电量的年，风电电量将占总发电量的年，风电电量将占总发电量的年，风电电量将占总发电量的12.512.512.512.5；到；到；到；到2050205020

24、502050年，将占到年，将占到年，将占到年，将占到50505050。丹麦的风电电量丹麦的风电电量丹麦的风电电量丹麦的风电电量2003200320032003年占全国总发电量的年占全国总发电量的年占全国总发电量的年占全国总发电量的18181818，规，规，规，规划到划到划到划到2030203020302030年，风电将占总发电量的年，风电将占总发电量的年，风电将占总发电量的年，风电将占总发电量的50505050。中国到中国到中国到中国到2005200520052005年底风电装机容量超过年底风电装机容量超过年底风电装机容量超过年底风电装机容量超过100100100100万万万万kWkWkWkW

25、。2.2 2.2 风力发电技术风力发电技术342.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术n n太阳能利用主要有两个途径：即光热技术和光太阳能利用主要有两个途径：即光热技术和光太阳能利用主要有两个途径：即光热技术和光太阳能利用主要有两个途径：即光热技术和光电技术。电技术。电技术。电技术。n n光电技术指的是光伏发电，是根据光生伏特效光电技术指的是光伏发电，是根据光生伏特效光电技术指的是光伏发电，是根据光生伏特效光电技术指的是光伏发电，是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化应原理，利用太阳能

26、电池将太阳光能直接转化为电能。为电能。为电能。为电能。n n太阳能电池发电的原理：半导体的光电效应，太阳能电池发电的原理：半导体的光电效应，太阳能电池发电的原理：半导体的光电效应，太阳能电池发电的原理：半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强，即半导体光敏特性。剧增，导电能力随之增强，即半导体光敏特性。剧增，导电能力随之增强，即半导体光敏特性。剧增，导电能力随之增强，即半导体光敏特性。35n n太阳能光伏发电基本原理太阳能光伏发电基本原

27、理太阳能光伏发电基本原理太阳能光伏发电基本原理以以以以PNPNPNPN结为例，当晶片受光后，结为例，当晶片受光后，结为例，当晶片受光后，结为例，当晶片受光后，PNPNPNPN结中，结中，结中，结中，N N N N型半型半型半型半导体的空穴往导体的空穴往导体的空穴往导体的空穴往P P P P型区移动，而型区移动，而型区移动，而型区移动，而P P P P型区中的电子往型区中的电子往型区中的电子往型区中的电子往N N N N型区移动，从而形成从型区移动，从而形成从型区移动，从而形成从型区移动，从而形成从N N N N区到区到区到区到P P P P区的电流。区的电流。区的电流。区的电流。2.3 2.3

28、 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术36在在在在PNPNPNPN结中形成电势差，这就形成了电源。结中形成电势差，这就形成了电源。结中形成电势差，这就形成了电源。结中形成电势差，这就形成了电源。2.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术372.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术38n n光伏建筑一体化 光伏与建筑一体化（BIPV）提出了“建筑物产生能源”的新概念，即通过建筑物，主要是屋顶和墙面与光伏发电集成起来，使建筑物自身利用绿色、环保的太阳能资源生产电力。BIPV系统可以划分为光伏屋顶结构和光伏墙结构两种形式 2.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术39

29、n n光伏与建筑的结合的两种方式：光伏与建筑的结合的两种方式：光伏与建筑的结合的两种方式：光伏与建筑的结合的两种方式：（1 1 1 1）建筑与光伏系统相结合：把封装好的的光）建筑与光伏系统相结合：把封装好的的光）建筑与光伏系统相结合：把封装好的的光）建筑与光伏系统相结合：把封装好的的光伏组件安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再伏组件安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再伏组件安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再伏组件安装在居民住宅或建筑物的屋顶上，再与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置组成与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置组成与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装置组成与逆变器、蓄电池、控制器、负载等装

30、置组成一个发电系统。一个发电系统。一个发电系统。一个发电系统。（2 2 2 2）建筑与光伏器件相结合：将光伏器件与建）建筑与光伏器件相结合：将光伏器件与建）建筑与光伏器件相结合：将光伏器件与建）建筑与光伏器件相结合：将光伏器件与建筑材料集成一体，用光伏组件代替屋顶、窗户筑材料集成一体，用光伏组件代替屋顶、窗户筑材料集成一体，用光伏组件代替屋顶、窗户筑材料集成一体，用光伏组件代替屋顶、窗户和外墙，形成光伏与建筑材料集成产品，既可和外墙，形成光伏与建筑材料集成产品，既可和外墙，形成光伏与建筑材料集成产品，既可和外墙，形成光伏与建筑材料集成产品，既可以当建材，又能利用绿色太阳能资源发电。以当建材，又

31、能利用绿色太阳能资源发电。以当建材，又能利用绿色太阳能资源发电。以当建材，又能利用绿色太阳能资源发电。2.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术402.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术412.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术422.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术432.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术442.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术452.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术462.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术472.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技

32、术482.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术492.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术n n太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能光伏发电太阳能光伏发电系系系系统两种运行模式统两种运行模式统两种运行模式统两种运行模式:（1 1 1 1）独立供电方式）独立供电方式）独立供电方式）独立供电方式（2 2 2 2）并网供电方式：）并网供电方式：）并网供电方式：）并网供电方式：光伏发电系统所光伏发电系统所光伏发电系统所光伏发电系统所发出的直流电通发出的直流电通发出的直流电通发出的直流电通过逆变器变换为过逆变器变换为过逆变器变换为过逆变器变换为交流电，与公共交流电，与公共交流电，与

33、公共交流电，与公共电网联网。电网联网。电网联网。电网联网。50n n当今世界太阳能发电有当今世界太阳能发电有当今世界太阳能发电有当今世界太阳能发电有80%80%80%80%是并网发电是并网发电是并网发电是并网发电,光伏光伏光伏光伏与建筑一体化已经占整个世界太阳能发电最大与建筑一体化已经占整个世界太阳能发电最大与建筑一体化已经占整个世界太阳能发电最大与建筑一体化已经占整个世界太阳能发电最大比例。比例。比例。比例。n n目前世界上最大的太阳能屋顶光伏系统安装在目前世界上最大的太阳能屋顶光伏系统安装在目前世界上最大的太阳能屋顶光伏系统安装在目前世界上最大的太阳能屋顶光伏系统安装在德国慕尼黑贸易展览中

34、心。慕尼黑商贸中心的德国慕尼黑贸易展览中心。慕尼黑商贸中心的德国慕尼黑贸易展览中心。慕尼黑商贸中心的德国慕尼黑贸易展览中心。慕尼黑商贸中心的6 6 6 6座大厦都装光电屋顶，共有座大厦都装光电屋顶，共有座大厦都装光电屋顶，共有座大厦都装光电屋顶，共有7812781278127812个无框架光个无框架光个无框架光个无框架光电板，每个光电板共有电板，每个光电板共有电板，每个光电板共有电板，每个光电板共有84848484个单晶硅太阳能电池，个单晶硅太阳能电池，个单晶硅太阳能电池，个单晶硅太阳能电池，输出功率为输出功率为输出功率为输出功率为130130130130WWWW，光电板总和峰值功率为，光电板

35、总和峰值功率为，光电板总和峰值功率为，光电板总和峰值功率为1016101610161016kWkWkWkW，光电板占屋顶面积光电板占屋顶面积光电板占屋顶面积光电板占屋顶面积58%58%58%58%。发出的直。发出的直。发出的直。发出的直流电经过逆变电器送至流电经过逆变电器送至流电经过逆变电器送至流电经过逆变电器送至2 2 2 20000000000000000伏中压电网。伏中压电网。伏中压电网。伏中压电网。2.3 2.3 太阳能光伏发电技术太阳能光伏发电技术51三、输电新技术三、输电新技术n n输电技术的发展趋势：高电压、大容量、输电技术的发展趋势：高电压、大容量、远距离远距离n n目标：提高

36、输送能力目标：提高输送能力n n主要技术：特高压输电、高压直流输电、主要技术：特高压输电、高压直流输电、柔性交流输电柔性交流输电523.1 3.1 特高压输电特高压输电n我国发展特高压指的是在现有我国发展特高压指的是在现有500kV500kV交流交流和和500kV500kV直流之上采用更高一级电压等直流之上采用更高一级电压等级输电技术，包括级输电技术，包括1000kV1000kV级交流级交流特高压特高压和和800kV800kV直流直流特高压两部分，简称国家特高压两部分，简称国家特高压骨干电网。特高压骨干电网。533.1 3.1 特高压输电特高压输电n n特高压输电技术的优点：特高压输电技术的优

37、点：特高压输电技术的优点：特高压输电技术的优点：（1 1 1 1）能满足远距离、大容量输电的需要。交流特高压输）能满足远距离、大容量输电的需要。交流特高压输）能满足远距离、大容量输电的需要。交流特高压输）能满足远距离、大容量输电的需要。交流特高压输电线路的送电能力每回线可以接近或超过电线路的送电能力每回线可以接近或超过电线路的送电能力每回线可以接近或超过电线路的送电能力每回线可以接近或超过4000MW4000MW4000MW4000MW；（2 2 2 2）适用于电网本身容量较大，电网间交换功率较多适用于电网本身容量较大，电网间交换功率较多适用于电网本身容量较大，电网间交换功率较多适用于电网本身

38、容量较大，电网间交换功率较多的电网；的电网；的电网；的电网；（3 3 3 3）节省输电走廊节省输电走廊节省输电走廊节省输电走廊（4 4 4 4）减少输电损耗减少输电损耗减少输电损耗减少输电损耗（5 5 5 5）降低短路电流降低短路电流降低短路电流降低短路电流（6 6 6 6）减少输电瓶颈，适应电力市场开放减少输电瓶颈，适应电力市场开放减少输电瓶颈，适应电力市场开放减少输电瓶颈，适应电力市场开放（7 7 7 7）实现更大范围的资源优化配置实现更大范围的资源优化配置实现更大范围的资源优化配置实现更大范围的资源优化配置54500kV500kV输电线路输电线路55n n特高压输电的关键问题特高压输电的

39、关键问题（1 1）特高压输变电设备的制造技术：如变）特高压输变电设备的制造技术：如变压器、开关设备、互感器等压器、开关设备、互感器等（2 2）特高压输电系统过电压与绝缘配合）特高压输电系统过电压与绝缘配合（3 3）安全稳定控制）安全稳定控制（4 4）输电线路对环境影响（电磁辐射）输电线路对环境影响（电磁辐射）3.1 3.1 特高压输电特高压输电563.1 3.1 特高压输电特高压输电n n国外特高压输电发展情况国外特高压输电发展情况国外特高压输电发展情况国外特高压输电发展情况 上世纪上世纪上世纪上世纪60606060年代开始，美国、前苏联、意大利、日年代开始，美国、前苏联、意大利、日年代开始，

40、美国、前苏联、意大利、日年代开始，美国、前苏联、意大利、日本及巴西等都先后制定了特高压输电规划和开展试验本及巴西等都先后制定了特高压输电规划和开展试验本及巴西等都先后制定了特高压输电规划和开展试验本及巴西等都先后制定了特高压输电规划和开展试验研究工作；前苏联和日本分别建设了交流研究工作；前苏联和日本分别建设了交流研究工作；前苏联和日本分别建设了交流研究工作；前苏联和日本分别建设了交流1000kV1000kV1000kV1000kV级级级级输变电工程（其中前苏联为输变电工程（其中前苏联为输变电工程（其中前苏联为输变电工程（其中前苏联为1150kV1150kV1150kV1150kV），目前均降压

41、），目前均降压），目前均降压），目前均降压500kV500kV500kV500kV运行。运行。运行。运行。国外特高压技术发展迟缓主要是由于用电市场趋于国外特高压技术发展迟缓主要是由于用电市场趋于国外特高压技术发展迟缓主要是由于用电市场趋于国外特高压技术发展迟缓主要是由于用电市场趋于饱和，增长空间有限，在已有的交流输电网上采用饱和，增长空间有限，在已有的交流输电网上采用饱和，增长空间有限，在已有的交流输电网上采用饱和，增长空间有限，在已有的交流输电网上采用FACTSFACTSFACTSFACTS技术可以满足发展需要。技术可以满足发展需要。技术可以满足发展需要。技术可以满足发展需要。573.1 3

42、.1 特高压输电特高压输电n n我国特高压输电发展情况我国特高压输电发展情况我国特高压输电发展情况我国特高压输电发展情况西北西北西北西北750kV750kV750kV750kV输变电工程输变电工程输变电工程输变电工程:设备国产化已取得较大突破，设备国产化已取得较大突破，设备国产化已取得较大突破，设备国产化已取得较大突破，为为为为1000kV1000kV1000kV1000kV级特高压技术装备研发打下了良好基础。级特高压技术装备研发打下了良好基础。级特高压技术装备研发打下了良好基础。级特高压技术装备研发打下了良好基础。1000kV1000kV1000kV1000kV特高压试验示范工程：特高压输电

43、线路全长约特高压试验示范工程：特高压输电线路全长约特高压试验示范工程：特高压输电线路全长约特高压试验示范工程：特高压输电线路全长约650650650650公里，包括两个特高压变电站和一个开关站。公里，包括两个特高压变电站和一个开关站。公里，包括两个特高压变电站和一个开关站。公里，包括两个特高压变电站和一个开关站。800kV800kV800kV800kV直流输电工程：金沙江一期工程包括溪洛渡、直流输电工程：金沙江一期工程包括溪洛渡、直流输电工程：金沙江一期工程包括溪洛渡、直流输电工程：金沙江一期工程包括溪洛渡、向家坝两个梯级水电站，总装机容量达向家坝两个梯级水电站，总装机容量达向家坝两个梯级水电

44、站，总装机容量达向家坝两个梯级水电站，总装机容量达1860186018601860万千瓦。万千瓦。万千瓦。万千瓦。国家电网公司经反复论证，推荐采用国家电网公司经反复论证，推荐采用国家电网公司经反复论证，推荐采用国家电网公司经反复论证，推荐采用3 3 3 3回回回回800800800800千伏级千伏级千伏级千伏级直流输电方案，其中送电华中一回，送电华东直流输电方案，其中送电华中一回，送电华东直流输电方案，其中送电华中一回，送电华东直流输电方案，其中送电华中一回，送电华东2 2 2 2回，每回，每回，每回，每回输送容量回输送容量回输送容量回输送容量640640640640万万万万kWkWkWkW，

45、线路总长度，线路总长度，线路总长度，线路总长度4820482048204820公里公里公里公里583.2 3.2 高压直流输电（高压直流输电（HVDCHVDC）n n直流输电优点和特点直流输电优点和特点直流输电优点和特点直流输电优点和特点(与交流输电相比与交流输电相比与交流输电相比与交流输电相比):):):):输送容量大；输送容量大；输送容量大；输送容量大；输送功率的大小和方向可以快速控制和调节；输送功率的大小和方向可以快速控制和调节；输送功率的大小和方向可以快速控制和调节；输送功率的大小和方向可以快速控制和调节；直流架空线路的走廊宽度约为交流线路的一半；直流架空线路的走廊宽度约为交流线路的一

46、半；直流架空线路的走廊宽度约为交流线路的一半；直流架空线路的走廊宽度约为交流线路的一半；直流电缆线路没有交流电缆线路中电容电流的直流电缆线路没有交流电缆线路中电容电流的直流电缆线路没有交流电缆线路中电容电流的直流电缆线路没有交流电缆线路中电容电流的困扰，没有磁感应损耗和介质损耗，基本上只困扰，没有磁感应损耗和介质损耗，基本上只困扰，没有磁感应损耗和介质损耗，基本上只困扰，没有磁感应损耗和介质损耗，基本上只有芯线电阻损耗，绝缘电压相对较低；有芯线电阻损耗，绝缘电压相对较低；有芯线电阻损耗，绝缘电压相对较低；有芯线电阻损耗，绝缘电压相对较低；直流输电工程的一个极发生故障时另一个极能直流输电工程的一

47、个极发生故障时另一个极能直流输电工程的一个极发生故障时另一个极能直流输电工程的一个极发生故障时另一个极能继续运行；继续运行；继续运行；继续运行；能够提高电力系统暂态稳定水平。能够提高电力系统暂态稳定水平。能够提高电力系统暂态稳定水平。能够提高电力系统暂态稳定水平。593.2 3.2 高压直流输电（高压直流输电（HVDCHVDC）n n高压直流输电的换流技术高压直流输电的换流技术ACACDCDC500kV500kV500kV换流站换流站I换流站换流站II整流站整流站 逆变站逆变站603.2 3.2 高压直流输电（高压直流输电（HVDCHVDC）n n换流阀换流阀换流阀换流阀70707070年代前

48、：年代前：年代前：年代前：汞弧阀汞弧阀汞弧阀汞弧阀70707070年代前之后年代前之后年代前之后年代前之后-现在：现在：现在：现在：晶闸管（电控、光控）晶闸管（电控、光控）晶闸管（电控、光控）晶闸管（电控、光控）HVDCHVDCHVDCHVDC中中中中使使使使用用用用的的的的晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管芯芯芯芯片片片片的的的的最最最最高高高高参参参参数数数数：直直直直径径径径已已已已达达达达到到到到125mm125mm125mm125mm，反反反反向向向向非非非非重重重重复复复复电电电电压压压压大大大大于于于于8kV8kV8kV8kV，稳稳稳稳态态态态直直直直流流流流电电电电流流流流能能能能力达力

49、达力达力达4kA4kA4kA4kA。61 例例例例1111天广天广天广天广500kV500kV500kV500kV直流输电工程西起贵州安龙马直流输电工程西起贵州安龙马直流输电工程西起贵州安龙马直流输电工程西起贵州安龙马窝，东至广州北郊，总投资窝，东至广州北郊，总投资窝，东至广州北郊，总投资窝，东至广州北郊，总投资39.839.839.839.8亿元。规模亿元。规模亿元。规模亿元。规模:500kV:500kV:500kV:500kV、1.8kA1.8kA1.8kA1.8kA、双极额定容量、双极额定容量、双极额定容量、双极额定容量1800MW1800MW1800MW1800MW，线，线，线，线路全

50、长路全长路全长路全长980km980km980km980km，该线共用，该线共用，该线共用，该线共用100mm100mm100mm100mm、8kV8kV8kV8kV、2.2kA2.2kA2.2kA2.2kA晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管3744374437443744只。只。只。只。例例例例2222三峡至常州三峡至常州三峡至常州三峡至常州500kV500kV500kV500kV直流输电工程全长直流输电工程全长直流输电工程全长直流输电工程全长890km890km890km890km，额定输电容量，额定输电容量，额定输电容量，额定输电容量3 000MW3 000MW3 000MW3 000MW。换流阀