高中物理 第4章 远距离输电 第3节 电能的远距离传输 电力发展史素材 鲁科版选修3-2（通用）

高中物理 第4章 远距离输电 第3节 电能的远距离传输 电力发展史素材 鲁科版选修3-2（通用）

电力发展史 ‎ 一.世界电力发展史 电力工业起源于10世纪后期。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。1880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％。‎ ‎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，曰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曰本福岛核电站，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，曰本建设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***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。经过约100年的发展，到1980年全世界发电装机总容量达到20.24亿kw，年发电量达到82473亿kw·h；1997年全世界发电装机容量超过32亿kw，年发电量达到139487亿kw·h。‎ 自20世纪70年代以来，世界各国的电力工业从电力生产、建设规模、能源构到电源和电网的技术都发生了较大变化。进入90年代后，其发展逐渐形成了以下三个突出的动向：1、世界发电量的年增长率趋缓，而一些发展中国家，特别是亚洲国家仍维持较高的电力增长速度；2、电力技术的发展向效率、环保的更高目标迈进；3、电业管理体制和经营方式发生变革，由垄断经营逐步转向市场开放。‎ 世界发电量：据联合国能源统计资料，1997年世界总发电量为139487亿 kw·h，其中火电占64 0％，水电占18 4％，核电占17 2％，地热及其它能源发电占0．4％。1990年以来世界发电量以较快速度增长，2020年比2020‎ 年增长3.7%，比1990年增长53%，达18184TWh。美国是发电量最多的国家，发电量接近世界总量的四分之一。从1994年起中国发电量超过了曰本和俄罗斯居第二位，但人均水平仍低于世界平均水平。人均发电量最多的国家是挪威（仅统计发电量超过100TWh的国家），2020年人均发电量达30016kWh，是世界平均水平的十倍。加拿大、瑞典、美国、德国分列人均发电量的2~5位。‎ 二.中国电力发展史 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。‎ 三.新能源发电 ‎（一）核能发电 ‎1985年中国开始兴建第一座核电站——浙江秦山核电站，容量30万千瓦，压水堆型，自行设计、制造、施工，部分设备进口。‎1991年12月15日并网发电，‎1994年4月1日商业运行，‎1995年7月1日通过国家验收。目前正扩建二期工程二台国产60万千瓦核电机组，和三期工程二台自加拿大引进的重水堆型70万千瓦核电机组。‎ 广东深圳大亚湾核电站，是中国兴建的第二座大型核电站，引进英、法两国设备，安装二台90万千瓦压水堆型核电机组。1988年8月8日浇注第一罐混凝土，1993年8月31日一号机组平网发电，1994年2月1日商业运行；二号机组于1994年5月6日商业运行。目前在建的项目有：大亚湾第二核电站-岭澳核电站，安装四台压水堆型100万千瓦核电机组；江苏连云港核电站，由俄罗斯引进二台100万千瓦核电机组；广东省规划建设第三座核电站，即阳江核电站，安装6台100万千瓦核电机组。‎ 目前中国核电装机容量仅占全国发电装机容量的0.76%，发电量仅占总发电量的1.2%。‎ ‎（二）风力发电 中国风力资源约为2.53亿千瓦，可开发量达1.6亿千瓦。1998年末，全国近20个风电场，装机总容量为22.36万千瓦。目前全国最大，也是亚洲最大的风电场是新疆达坂城风力发电场，装有300、500、600千瓦风电机组共111台，总容量5.75万千瓦。内蒙古辉腾锡勒风电场，装有42台600千瓦及10台550千瓦风电机组，总容量3.07万千瓦。浙江临海括苍山风电场，装有33台600千瓦风电机组，总容量1.98万千瓦。目前中国风电装机容量仅占可开发量的千分之一点四，有广阔的发展前景。‎ ‎（三）地热发电 中国地热资源也很丰富，且分布面甚广。第一座地热电站建于广东丰顺县邓屋村于1970年建成，机组容量100千瓦。1971年至1975年在湖南省宁乡县灰场镇建成300千瓦地热电站。目前中国最大的地热电站是西藏羊八井地热电站，装机总容量达2.518万千瓦，1975年开始兴建，1977年一号机1000千瓦机组发电，以后续建7台3000千瓦和1台3180千瓦地热机组，至1992年全部建成。西藏那曲地热电厂系联合国开发署援建项目，安装3台1000千瓦地热机组，于1992年全部建成。‎ ‎（四）潮汐能发电 中国拥有500千瓦以上的潮汐能电源点有191处，可开发的潮汐电站装机总容量可达2158万千瓦，年发电量可达619亿千瓦时，主要分布在杭州湾、长江北口、浙江乐清湾三大地区。中国第一座潮汐电站是1959年9月建成的浙江临海潮汐电站，安装2台60千瓦机组。中国最大的潮汐电站是浙江温岭县江厦潮汐试验电站，总容量3900千瓦，一号机500千瓦于1980年5月4日发电。目前中国已建成7座潮汐电站，最大的装机5000千瓦和3座波力实验电站40千瓦。正在兴建2座波力试验电站，装机容量200千瓦和潮汐电站一座70千瓦。‎ ‎（五）太阳能发电 中国第一座大功率的太阳能发电站建于内蒙古巴林右旗古力古台村，功率560瓦，于‎1982年10月11日投运。在西藏已建成二座10千瓦、一座20千瓦和一座25千瓦的光伏电池电站。中国最大的太阳能光能发电站，建于海拔‎4300米的西藏革吉县，总功率10088瓦。正计划在拉萨兴建一座3.5万千瓦的太阳能发电站。‎