第一讲-未来的电力系统.ppt

西安交通大学 2015年3月4日 张保会 未来的电力系统—第一讲 新能源发电及其特点 能量是人类永恒的需求！ 电能是最优质的能源,具有以下特点:清洁无污染、高效、使用便捷 在可预见的时期内，尚未发现可取代电能的能量形式，电能仍是推动社会文明进步的最重要能量形式。 一、新能源电力发展及其特点 传统能源枯竭与环境污染，新的清洁可再生能源成为可持续能源！ 国家? 煤炭 石油 天然气 世界 112 46.2 58.6 美国 240 11.3 12.6 中国 33 9.9 29 俄罗斯 470 20.6 76 　 石化能源储产比 （年） 何祚庥2012年11月27日在福州”两岸科教创新论坛” 环境制约 以煤烟型为主的大气污染导致的酸雨覆盖区已占国土面积的30% 燃煤排放的烟尘（火电厂和工业锅炉）排放量占70%以上 二氧化硫排放（电厂和工业锅炉）排放量占到69% 大气污染的主要来源是燃煤。 电能占终端能源消费比重（%） 国家 1971 1980 1990 2000 2005 2009 美国 10.1 13.3 17.5 19.5 20.3 21.4 日本 14.7 19.0 21.5 23.6 24.3 25.5 英国 13.4 15.4 17.0 18.8 19.9 21.0 法国 8.6 12.7 18.1 20.2 21.4 22.7 德国 10.7 13.6 16.2 17.9 18.5 19.0 中国 2.9 4.3 6.3 11.7 15.8 18.5 我国可再生能源替代目标（亿顿） 2006年 2020年 2030年 2050年 能源总量 24.6 35.0 42.0 50.0 风能 0.01 0.52 1.14 3.14 太阳能 0.16 0.97 2.14 6.10 生物质 0.12 3.0 2.37 3.46 水能 1.58 3.55 4.61 4.36 总可替代 1.87 8.04 10.26 17.06 分布式能源的特点做大了电能的占比！ 风 能： 随机性强，不能储存，时空分布不均匀， 不能运输； 太阳能： 随机性强，日夜功率变化大，难于直接 大量储存，不能运输； 生物质能：能量密度小，难储运，适近距离转化。 以上不能控制，不能运输，不易储存等特点，只好实时、就地转化为电能使用、输运。 分布式能源发电的优点 燃煤发电： 环境污染，治理费用逐年增高； 核能发电： 防泄漏，核废料污染； 太阳能、风能：无污染、不枯竭； 生物质能： 处理废物，保护环境，不枯竭。 我国可再生能源发电总目标（万kW） 2006年 2020年 2030年 2050年 风力发电 260 605/2007年 8000 (2012年) 18000 50000 光伏发电 10 500 1716/2013年 10000 80000 水力发电 12800 32000 40000 不可再生能源：不可补充或复原 化石燃料 核能 可再生能源：可补充或复原 地热 水力 海洋能 太阳能 风力能 生物质能 生物质能 生物质发电 序 号 生物分类 适合发电程度 1 林木类 非常适合 2 甘蔗渣 适合 3 谷壳 适合 4 其余的副业植物 比较适合 5 田野植物 比较适合 6 垃圾，椰壳纤维，树皮等 不太适合 欧盟生物质能利用情况 海洋能 其应用至今仍在试验中，并不普遍 三种: 波浪能 潮汐能：和水力发电厂相似 潮涨时水坝会将潮水困住 潮退時，海水便会流过涡轮以推动发电机发电 海洋热能：利用海水的温差 风能 全球可开发的风能 资源为53,000 TWh， 是目前全球发电量的 两倍.目前全世界安装 容量：31813.7万千瓦 风电价格与传统火电价格比较 小水电的几种类型 大坝式 引水式 混合式 抽水蓄能式 欧盟小水电装机容量 太阳能 太阳能是地球上分布最广泛的可再生能源，每年到达地球陆地上的太阳辐射能量约27万亿吨标准煤，是目前世界能源消费总量的2000多倍. 太阳能的利用 光伏系统发电（PV） 通过太阳能电池直接将太阳的放射能转换为电能 光热发电 利用太阳的热能来烧水， 水蒸汽会推动涡轮 太阳能的其它应用 太陽能電池 e- 独立光伏系统发电 并网光伏发电系统 可再生能源发电的贡献 与电力系统的接口技术 直接与系统相联（机电式），即使用旋转式电机直接发出基频交流电则属于第一类，像小型燃气轮机、地热发电、水电、太阳热等。 通过逆变器与系统相联，逆变器型通常指的是发出直流电的DG（如风力发电、光伏发电、燃料电池及各种电能存储技术）或发出