再者,隨著水力發電廠的興建往往還可以同時解決發電、防洪、灌溉、航運等多方面的問題,從而實現河流的綜合利用,使國民經濟取得更大效益。
水力發電廠的另乙個優點是不像火力發電廠、核能發電廠那樣存在環境汙染問題。
水利發電廠的劣勢:
由於水力發電廠需要建設大量的水工建築物,所以相對於火電廠來說,建設投資大,工期較長,使用勞力也較多。
特別是水庫還將淹沒一部分土地,給農業生產帶來一定不利影響。
水力發電廠的執行方式還受到氣象、水文等條件的影響,有豐水期、枯水期之別,發電出力不如火電廠穩定,也給電力系統的執行帶來一定不利因素。
3、核能發電廠
核能是一種新的能源,也是可望長期使用的能源。所以,自2023年世界上第一座核電廠投入執行以來,許多國家紛紛建設核電廠。核電廠建設的速度最快 。
核能發電的基本原理:
核燃料在反應堆內產生核裂變,即所謂鏈式反應,釋放出大量熱能,由冷卻劑(水或氣體)帶出,在蒸汽發生器中將水加熱為蒸汽。然後,同一般火力發電廠一樣,用蒸汽推動汽輪機,再帶動發電機發電。冷卻劑在把熱量傳給水後,又被幫浦打回反應堆裡去吸熱,這樣反覆使用,就可以不斷地把核裂變釋放的熱能引導出來。
核能發電廠與火力發電廠在構成上最主要區別是前者用核一蒸汽發電系統來代替後者的蒸汽鍋爐,所以核電廠中的反應堆又被稱為原子鍋爐 。
核能發電廠的特點和問題:
核能發電廠的主要優點之一是可以大量節省煤、石油等燃料。
核能發電廠的另乙個特點是燃燒時不需要空氣助燃,所以核能電廠可以建設在地下、山洞裡、水下或空氣稀薄的高原地區。
核能發電廠的主要問題是放射性汙染。但隨著科學技術的發展,將會變得越來越安全 。
4、新能源發電
新能源發電主要有風能發電、太陽能發電、地熱能發電、潮汐能發電等 。
風力發電:風力發電是通過風力發電機組將風能轉化成機械能,再轉化為電能 。
太陽能發電:太陽能發電方式主要可分為光熱發電和光電發電兩種方式。光熱發電是用反光鏡集熱產生蒸汽,再用汽輪機來發電;光電發電是用光電池直接把太陽能轉化為電能 。
地熱能發電:通過熱流體將地下熱能攜帶到地上,經過專門的裝置將熱能轉換為電能 。
潮汐發電:利用潮汐具有的能量轉變成機械能,再轉化成電能 。
此外還有生物能、波浪能、海洋溫差能等。
從遠景發展來看,還有聚變能、氫能等 。
(三)輸配電系統
1、三相交流輸配電系統
1)輸電網的作用:
輸電網主要是將遠離負載中心的發電廠的大量電能經過變壓器公升高電壓,通過高壓輸電線,送到鄰近負載中心的樞紐變電站。同時,輸電網還有聯絡相鄰電力系統和聯絡相鄰變電站的作用,或向某些容量特大的使用者直接供電。輸電網的額定電壓通常為220~750kv或更高,它的結構與電力系統執行的安全性及經濟性關係極大,是整個電力系統的骨架或主幹電網。
配電網的作用:
2)配電網可分為高壓、中壓和低壓配電網。
高壓配電網的電壓一般為35~110 kv或更高,中壓配電網的電壓一般為6~20kv,它們將來自變電站的電能分配到眾多的配電變壓器,以及直接**中等容量的使用者,低壓配電網的電壓為380/220v,用於向數量很大的小使用者供電 。
電力網的結構與電壓等級、電源和負載點的容量和數目、它們之間的地理位置以及可靠性要求等因素有關。
2、直流輸電的特點與應用
1)直流輸電的特點
①直流架空線結構簡單、造價低、損耗小。
②電纜耐受直流電壓的能力比交流電壓約高3倍以上。
③直流輸電本身無交流輸電的穩定問題。
④採用直流輸電可實現電網間的非同步互聯,增強了各電網的獨立性和可靠性,執行管理也方便。
⑤利用直流輸電的快速控制,可改善交流系統的執行效能。
⑥直流輸電採用大地為迴路,提高了直流輸電系統執行可靠性和經濟性。
⑦直流輸電換流站比交流輸電的變電站增加了換流裝置及相關的配套裝置。
2)直流輸電的應用範圍主要有:
①遠距離大容量輸電。
直流輸電線路的造價和執行費用比交流輸電線路低,換流站造價和執行費用均比交電流互感器電站高。因此,對同樣的輸送容量,輸送距離越遠,直流的經濟效能越好。一般定義為當直流線路和換流站的造價與交流線路和變電站的造價相等時的輸電距離為等價距離。
也就是說對於一定的輸送功率,當輸電距離大於等價距離時,採用直流比較經濟。
②電力系統聯網。
用傳統的交流輸電方式聯網,將形成同步執行的大電網,可取得聯網效益,但也帶來一些大電網存在的問題,如穩定問題,故障後可能引起的大面積停電,短路容量增大等。採用直流方式聯網,可以取得同樣的聯網效益,並且可避免大電網帶來的問題,同時還可以改善原交流電網的執行效能。
③遠距離海底電纜送電。
由於遠距離大容量電纜送電採用直流比交流有明顯的優勢,跨越海峽或向沿海島嶼的直流海底電纜工程也越來越多。
④大城市地下電纜送電。
大城市用電密度高,人口稠密,選擇高壓架空線路走廊比較困難,採用高壓直流地下電纜將電力送到大城市負載中心,具有較好的技術經濟性,是值得考慮的選擇方式 。
⑤輕型直流輸電。
採用絕緣柵雙極電晶體(igbt)電壓源換流器的輕型直流輸電,在向孤立的遠方負載區送電、小型水電或風力發電與主幹電網的連線以及小容量遠距離的配電線路等場合有較強的發展潛力。
三、重要考點
(一)選擇題
1. 中壓配電網的電壓一般為( )kv。
a.220~750
b.35~110
c.6~20
d.80/220
答案:c
2.有關直流輸電的特點不正確的描述是( )。
a.結構簡單
b.造價低
c.損耗小
d.容量小
答案:d
(二)判斷題
1.直流輸電在電力系統中能提高系統的穩定性、改善系統執行效能並方便其執行和管理。
答案:正確
2.採用直流輸電可實現電網間的同步互聯,但增加了被聯電網的短路容量。
答案:錯誤
(三)簡答題
1.簡述直流輸電的應用範圍。
答:(1)遠距離大容量輸電
(2)電力系統聯網
(3)遠距離海底電纜送電
(4)大城市地下電纜送電
(5)輕型直流輸電
2.簡述新能源發電的類別。
答:(1)風力發電
(2)太陽能發電
(3)地熱能發電
(4)潮汐發電
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