電力工業(yè)，是我國能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是國民經(jīng)濟(jì)的重要網(wǎng)絡(luò)性基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),在我國工業(yè)化、現(xiàn)代化進(jìn)程中起著十分重要的作用，被譽(yù)為國民經(jīng)濟(jì)的先行官和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的晴雨表。持續(xù)、、穩(wěn)定的電力供應(yīng)，是我國由工業(yè)化邁向現(xiàn)代化進(jìn)程的重要保障。

同時(shí)，電力也是人類文明和社會(huì)進(jìn)步的象征，與我們的生活息息相關(guān)。

生活，因?yàn)殡娏Χk麗……

（湖南中浩模型制造有限公司）不斷探索電力科普展示模型、教學(xué)演示模型工藝；結(jié)合實(shí)際聲、光、電子、液壓、紅外技術(shù)；采用剖切及透視的方式詮釋模型結(jié)構(gòu)，結(jié)合現(xiàn)代美學(xué)獨(dú)特的聲像、數(shù)控動(dòng)態(tài)效果，以燈光、動(dòng)態(tài)的方法演示工作原理過程；使其更逼真，更具吸引力和震撼力。“電力模型”的展示運(yùn)用，向我們系統(tǒng)地、全面地、深入地宣傳普及電力科普知識(shí)，讓社會(huì)公眾更好地認(rèn)識(shí)電能的產(chǎn)生、輸送、消費(fèi)用電的過程，進(jìn)一步了解電網(wǎng)、認(rèn)識(shí)電網(wǎng)，同時(shí)倡導(dǎo)低碳節(jié)能的用電理念，引導(dǎo)百姓科學(xué)用電、安全用電、節(jié)約用電。

一、電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介

電力系統(tǒng)——是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心，通過各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成動(dòng)力、熱、光等不同形式的能量，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)和人民生活服務(wù)。

電力的生產(chǎn)和消費(fèi)必須同時(shí)進(jìn)行，生產(chǎn)、輸配和使用必須處于動(dòng)態(tài)平衡之中；

由于發(fā)電和用電同時(shí)實(shí)現(xiàn)，使得電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密相互依賴；

電能以電磁波形式傳播有極高的傳輸速度，所以電力系統(tǒng)的過渡過程十分短暫；

電能不易儲(chǔ)藏，至今未能完全解決經(jīng)濟(jì)的、高效率、大容量的儲(chǔ)能問題。

電力系統(tǒng)模型

二、電力發(fā)展簡(jiǎn)況

1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)是發(fā)電機(jī)的變壓器的起源；

1832年，畢克西發(fā)明了手搖式直流發(fā)電機(jī)；

1866 年，維·西門子發(fā)明了自勵(lì)式直流發(fā)電機(jī)；

1875年，巴黎建成上座火力發(fā)電廠，標(biāo)志著電力時(shí)代的到來。

1876年，貝爾發(fā)明了電話；

1879年，愛迪生發(fā)明了電燈；

1881年，戈德爾明建成上座水電站；

1882年，愛迪生在紐約建成上座商用發(fā)電廠；

1913年，全年發(fā)電量達(dá)500億千瓦時(shí)，電力作為獨(dú)立工業(yè)部門進(jìn)入人類生產(chǎn)活動(dòng)領(lǐng)域。

三、中國電力發(fā)展簡(jiǎn)況

1879年，畢曉甫將蒸汽機(jī)帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)成功,是中國早的持續(xù)發(fā)電記錄；

1882年，英國人在上海租界設(shè)立了上海電光公司，是中國早的發(fā)電廠；

1899年，中國條有軌電車線路及配套的發(fā)電廠，這是中國建造的座規(guī)模發(fā)電廠；

1912年，云南建立中國座大型水電站和中國的條高壓輸電線,迄今還在發(fā)電；

1920年，民國政府在南京建立首都電廠；

1949年，開始在前蘇聯(lián)的幫助和自力更生下，陸續(xù)建立了很多電廠；

2002年，我國個(gè)核電站（秦山）并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行；

2006年，我國首臺(tái)100萬千瓦超臨界機(jī)組在華能玉環(huán)電廠并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行；

2009年，我國建成條1000千伏特高壓交流輸電工程；

2009年，我國建成條±800千伏特高壓直流輸電工程；

2016年，我國建成電壓等級(jí)高±1100千伏特高壓直流輸輸電工程；

五、電力系統(tǒng)構(gòu)成

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)的系統(tǒng)。電網(wǎng)包括輸電、配電和用電環(huán)節(jié)，用于聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶。

1、電能的生產(chǎn)（發(fā)電廠/站）

將煤、油、氣、水、太陽能、風(fēng)能等一次能源轉(zhuǎn)換成電能；主要發(fā)電類型有：火力發(fā)電，水力發(fā)電，核能發(fā)電，新能源和可再生能源發(fā)電等；

（1）火力發(fā)電

火力發(fā)電廠多指燃煤發(fā)電，中國70%電力都由燃煤發(fā)電提供；燃煤發(fā)電過程：燃煤鍋爐燃燒所發(fā)出的熱量把水加熱變?yōu)轱柡瓦^熱水蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)利用電磁感應(yīng)原理通過高速旋轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)/分產(chǎn)生電能。

上大的火力發(fā)電廠是中國內(nèi)蒙古大唐托克托發(fā)電有限公司，裝機(jī)容量6720MW。

火力發(fā)電廠模型

（2）水力發(fā)電

水力發(fā)電是利用水流的流量和落差發(fā)電；各國都竟相優(yōu)先開發(fā)水力發(fā)電，作為電力工業(yè)的重要組成部分；水電站由水工建筑物、廠房、水輪發(fā)電機(jī)組以及變電站和送電設(shè)備組成；

我國是上水力資源豐富的國家之一，水力資源的蘊(yùn)藏量達(dá)6.8億kW，約占全的1／6，居位。

上大的水電站是中國三峽水電站，裝機(jī)容量22500MW。

（3）核能發(fā)電

核能指原子核能是原子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)放出的能量；核能發(fā)電是利用受控核裂變反應(yīng)所釋放的熱能將水加熱為蒸汽沖動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。1954年蘇聯(lián)建成上座核電站，核電發(fā)展比較的地區(qū)是那些缺乏煤、石油和天然氣以及水力資源的地區(qū)，如法國、比利時(shí)、韓國、日本等。

上大的核電站是日本柏崎刈羽核電站，裝機(jī)容量7965MW；

中國大核電站是浙江秦山核電站，裝機(jī)容量6564MW.

核能發(fā)電模型

（4）天然氣發(fā)電站

天然氣發(fā)電是使用天然氣或者其他可燃?xì)怏w來發(fā)電的過程；燃燒天然氣的燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組是目前提高能源資源利用效率，解決環(huán)境污染問題的技術(shù)；燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組是燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)與余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)（凝汽式）或供熱式蒸汽輪機(jī)(抽汽式或背壓式)共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，將燃?xì)廨啓C(jī)作功后排出的高溫乏煙氣通過余熱鍋爐回收轉(zhuǎn)換為蒸汽沖動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電，將部分發(fā)電作功后的乏汽用于供熱；

上大的天燃?xì)怆娬臼嵌砹_斯的蘇爾古特-2發(fā)電站，裝機(jī)容量5597MW；

中國大的天燃?xì)怆娬臼腔葜萏烊粴獍l(fā)電廠，裝機(jī)容量2550MW.

（5）風(fēng)力發(fā)電

將空氣流動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿纳a(chǎn)方式；風(fēng)電裝機(jī)容量的73％在歐洲，其中德國、西班牙和丹麥三個(gè)國家風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量約占?xì)W洲總量的84％。我國可開發(fā)利用風(fēng)能資源2.5億kW；內(nèi)蒙、寧夏、甘肅、新疆等西北部省區(qū)都是我國風(fēng)力資源富集的地區(qū)；

上大的陸上風(fēng)電項(xiàng)目是甘肅酒泉風(fēng)電基地，裝機(jī)容量5160MW；

上大的海上風(fēng)電項(xiàng)目是英國倫敦陣列風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目，裝機(jī)容量630MW。

（6）太陽能發(fā)電

太陽能發(fā)電系統(tǒng)分為太陽能熱發(fā)電和太陽能光發(fā)電兩類；

太陽能熱發(fā)電是依靠聚光集熱轉(zhuǎn)換成熱能再轉(zhuǎn)換成電能進(jìn)行發(fā)電；太陽能熱發(fā)電由集熱、輸熱、儲(chǔ)熱、熱交換系統(tǒng)和汽輪發(fā)電機(jī)組成；

太陽能光伏發(fā)電是利用太陽電池組將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能；太陽電池由單晶硅或非晶硅薄膜制成將太陽能電池組合在一起，可獨(dú)立發(fā)電，也可并網(wǎng)發(fā)電；使用較廣的一種裝置是“太陽電池板”，可產(chǎn)生若干瓦以至千瓦級(jí)的功率。

上大的太陽能光伏發(fā)電是中國的騰格里沙漠太陽能公園，裝機(jī)容量1547MW。

上大的太陽能聚焦熱電站是美國的伊萬帕太陽能發(fā)電站，裝機(jī)容量337MW；

（7）抽水蓄能電站

抽水蓄能電站是利用電力系統(tǒng)多余的電量（汛期、假期或后半夜低谷電量），將下水庫的水抽到上水庫儲(chǔ)存；在系統(tǒng)負(fù)荷高峰時(shí)將上水庫的水放下由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，具有調(diào)峰填谷的雙重作用，是電力系統(tǒng)理想的調(diào)峰電源，還可以調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)壓和作為備用，對(duì)保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行和提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性具有重大作用。

上大的抽水蓄能電站是美國巴斯康蒂抽水蓄能電站，裝機(jī)容量3003MW；

中國大的抽水蓄能電站是惠州抽水蓄能電站，裝機(jī)容量2448MW.

抽水蓄能電站模型

（8）垃圾發(fā)電

垃圾焚燒發(fā)電是將生活垃圾在高溫下燃燒，使生活垃圾中的可燃廢物轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退?，所產(chǎn)生的余熱用于發(fā)電，產(chǎn)生的廢氣灰渣進(jìn)行無害化處理；垃圾焚燒發(fā)電是“減量化、無害化、資源化”處置生活垃圾的好的方式；假使我國全年城市垃圾的一半用作焚燒，則可省煤2000多萬噸；每噸垃圾可焚燒發(fā)電300度左右。

上大的垃圾焚燒發(fā)電廠“上海老港再生能源利用中心”, 裝機(jī)容量210MW。

垃圾發(fā)電模型

（9）生物質(zhì)能發(fā)電

生物質(zhì)能發(fā)電是生物質(zhì)在鍋爐中直接燃燒所發(fā)出的熱量把水加熱帶動(dòng)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；生物質(zhì)能發(fā)電經(jīng)濟(jì)環(huán)保，發(fā)展生物質(zhì)能發(fā)電代替煤炭能夠顯著減少二氧化碳和二氧化硫排放，產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益；利用生物質(zhì)再生能源發(fā)電已經(jīng)成為解決能源短缺的重要途徑之一。

上大的生物質(zhì)發(fā)電廠是中國湛江生物質(zhì)發(fā)電廠，裝機(jī)容量100MW。

（10）地?zé)岚l(fā)電

地?zé)岚l(fā)電是采用地球內(nèi)部所具備的熱能資源進(jìn)行發(fā)電；地球表層以下的溫度隨深度逐漸增高，大部分地區(qū)每深入100m溫度增加3度；我國已建成聞名的西藏羊八井電站，將地?zé)峋鰜淼钠旌衔锝?jīng)汽水分離器分離出來的蒸汽送入汽輪機(jī)，分離出來的熱水經(jīng)減壓擴(kuò)容產(chǎn)生的蒸汽也送入汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；羊八井地?zé)犭娬酒浒l(fā)電量已占到拉薩電網(wǎng)的40％。

上大的地?zé)岚l(fā)電站是美國的蓋瑟斯地?zé)崽镫姀S，裝機(jī)容量2043MW；

中國大的地?zé)岚l(fā)電站是西藏羊八井地?zé)犭娬?，裝機(jī)容量25.18MW。

（11）沼氣發(fā)電

沼氣燃燒發(fā)電是大型沼氣池建設(shè)和沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項(xiàng)沼氣利用技術(shù)，它將厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)動(dòng)機(jī)上，并裝有綜合發(fā)電裝置產(chǎn)生電能和熱能。沼氣技術(shù)是運(yùn)用生物化學(xué)方法對(duì)禽畜糞便和工業(yè)有機(jī)廢水等進(jìn)行處理的技術(shù)，在實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。

中國大的沼氣發(fā)電廠為遼寧昊晟沼氣發(fā)電站，裝機(jī)容量6MW。

（12）潮汐發(fā)電

潮汐能電站是利用海水周期性漲落運(yùn)動(dòng)中所具有的能量來發(fā)電的發(fā)電站，在海灣或河口修筑堤壩建成水庫，漲潮時(shí)放海水入庫利用庫水位低于潮位的水位差發(fā)電；潮位下降又利用庫水位高于潮位的水位差和庫內(nèi)蓄存的水量發(fā)電。

上大的潮汐電站是韓國始華湖潮汐電站，裝機(jī)容量254MW；

中國大的潮汐電站是江廈潮汐電站，裝機(jī)容量3.9MW。

（13）潮流能發(fā)電站

潮流主要是指伴隨潮汐現(xiàn)象而產(chǎn)生有規(guī)律的海水流，潮流每天兩次改變其大小和方向；潮流能發(fā)電是直接利用漲落潮水的水流沖擊葉輪等機(jī)械裝置進(jìn)行發(fā)電；上潮流能儲(chǔ)量豐富的地區(qū)包括中國、英國、日本、韓國、新西蘭和加拿大等地區(qū)。

大潮流能發(fā)電站是浙江舟山LHD模塊化大型海洋潮流能電站，裝機(jī)容量3.4MW。

2、電能的輸送（輸電/配電線路網(wǎng)）

輸電是繼公路、鐵路、水路、航空和管道運(yùn)輸之后的“第六種運(yùn)輸方式”；電場(chǎng)以每秒30萬公里的光速傳輸，發(fā)電、輸電、配電、用電同時(shí)完成；為了可靠地供電和優(yōu)化資源，降低用電成本，我們將輸電線路聯(lián)成一個(gè)大電網(wǎng)，供人們使用。

輸電網(wǎng)是將發(fā)電廠、變電所或變電所之間連接起來的送電網(wǎng)絡(luò)，主要承擔(dān)輸送電能的任務(wù)；根據(jù)輸電電壓不同可分為高壓輸電網(wǎng)(110~220kv)、超高壓輸電網(wǎng)(330~750kv)和特高壓輸電網(wǎng)(1000kv及以上)。

配電網(wǎng)是將電力系統(tǒng)中從降壓配電變電站出口到用戶端的配電系統(tǒng)；配電網(wǎng)可分為高壓配電網(wǎng)(6～110kV)；低壓配電配電網(wǎng)(0.4kV)。

3、電能的變換與分配（變電站/配電裝置）

變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來；把發(fā)電廠發(fā)出來的電能輸送到較遠(yuǎn)的地方，先把電壓升高變?yōu)楦邏弘姡接脩舾浇侔窗央妷航档?；變電站除升壓與降壓之分外，還以規(guī)模大小分為樞紐站，區(qū)域站與終端站；

（1）樞紐站550kV/220kV/110kV；

（2）區(qū)域站220kV/110kV/35kV；110kV/35kV/10kV；

（3）終端站110kV/10kV；35kV/10kV；35kV/0.4kV；10kV/0.4kV；

配電裝置是消費(fèi)電能地區(qū)內(nèi)將電力分配至用戶的分配手段，直接為用戶服務(wù)；配電可以是將電力分配到城市、郊區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村，也可以是分配和供給農(nóng)業(yè)、工業(yè)、商業(yè)、居民住宅以及特殊需要的用電。

4、電能的消費(fèi)（用電）

社會(huì)所有用電消費(fèi)群體，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、市政、商業(yè)以及城鄉(xiāng)居民所有用電系統(tǒng)；同時(shí)需要廣大百姓更好地了解和掌握安全用電、科學(xué)用電、合理用電常識(shí)。

電網(wǎng)配電終端模型

經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力先行！電力產(chǎn)業(yè)作為我國重要的經(jīng)濟(jì)支柱，其快速穩(wěn)定的發(fā)展是提升國家競(jìng)爭(zhēng)力、提升國民經(jīng)濟(jì)、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定的重要保障。希望大家多了解電力行業(yè)，為建設(shè)智能、綠色、科技、環(huán)保的電力行業(yè)貢獻(xiàn)一份力量！