电力工业

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  电力工业(electric power),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一次能源发电设施转换成电能,再通过输电变电配电系统供给用户作为能源的工业部门。电能的开发和利用,是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的成就。

  电能因便于长距离输送和分配,又易于转化为机械能、热能,加之它又是信息的最重要载体,因而从它一经得到工业规模的生产,就由最初用于电照明、电报,迅速发展到电镀、电动力以至整个工业生产的各部门。20世纪以后,它又一步一步进入人类生活的各个方面。生产和生活的全方位的需求,成为促进电力工业发展的最强大推动力。电力工业的规模从最初几千瓦(kW)、几十千瓦的发电厂发展到几百万千瓦的电站,以至总装机容量达几亿千瓦的大型电力系统。各国人均产值的增长与电力人均耗电量的增长呈线性关系。各国的经验是,社会的发展,要求电力发展速度大于经济发展速度,即电力弹性系数应大于1。

  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。

电能生产及能源结构

  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%。

现代电力工业特点

  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。