目前电网中有哪几种发电形式？特点是什么？

2017-03-17 14:16分类：电气工程阅读：

目前电网中的发电厂主要有火力发电、水利发电、抽水蓄能发电、核能发电和新能源发电五类，它们的特点分别是：

(1)火力发电。火力发电是利用煤、石油和天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料，将其燃烧，以用其所得到的热能来发电的一种能量转换形式。按发电方式，可分为：汽轮机发电（即蒸汽发电，它是利用燃料在锅炉中燃烧产生高温高压蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机，由汽轮机带动发电机旋转发电）、燃气轮机发电（燃料进入燃气轮机将热能直接转换为机械能驱动发电机发电）、内燃机发电和燃气蒸汽联合循环发电，以及火电机组既供电又供热的“热电联产”发电。其中汽轮机发电在火力发电中居主要地位，占世界火力发电总装机的95%以上，其有功出力调整范围比较小，机组启停复杂，时间长，且需耗费大量的能源。同时火电厂净发电效率不到40%，仅为35%左右，提高火电厂效率的有效途径是利用供热式汽轮机的抽汽或乏汽供生产或生活用，这种热电联产方式，发电效率可达50%～80%，但缺点是与热负荷相适应的那部分发电功率是不可调节的强迫功率。

汽轮机发电按蒸汽参数的高低，可分为低温低压电厂、中温中压电厂、高温高压电厂、超高温高压电厂、亚临界压力电厂、超临界压力电厂，一般蒸汽温度越高，压力越大，发电效率就越高；按是否向用户供热，又可分为凝汽式电厂和热电厂，热电厂不但向用户供电，而且向用户供热，热电机组效率高于普通机组。

目前，我国最大的汽轮机发电单机容量为600MW，在建最大单机容量为华电国际山东邹县电厂四期扩建工程的2台IOOOMW超临界燃煤发电机组。

(2)水利发电。天然的水流所蕴藏的位能或动能统称为水能或称水利资源，是一种取之不尽、用之不竭，而且是洁净的可再生能源。水利发电就是利用天然水流的水能通过导流引到下游形成落差推动水轮机旋转来带动发电机生产电能，其发电功率主要取决于河流的落差及流量，出力调整范围较宽，负荷增长速度很快，机组启停迅速方便，调整出力和启停都无需额外耗费能量。

水利发电按水库调节性能可分为：

1)径流式水电厂，即无水库，基本上无调节能力的水电厂。

2)日调节式水电厂，即水库很小，调节周期为一昼夜，只能将一昼夜的天然来水量通过水库调节发电。

3)年调节式水电厂，即对一年内各月的天然来水量进行优化分配和调节，将丰水期多余的水量存入水库，以保证枯水期放水发电。

4)多年调节式水电厂，即将不均匀的多年天然来水量进行优化分配、调节，多年调节的水库容量较大，可将丰水年多余的水量存入水库，以补充枯水年的水量不足，从而保证电厂的出力长期可调。

水轮发电机发出的功率P与上下游水位的落差（即水头）H和单位时间流过水轮机的水量

（即流量）Q成正比，用公式表示为

P一9. 18HQ7

式中η一引水系统水轮机和发电机的总效率，一般η≤1。

我国水电资源相对集中，规模化开发和外送的条件比较优越，西南川滇藏三省区技术可开发量3.3亿kW，在满足本地电力需求的基础上，四川省内和金沙江大型水电外送规模将超过6000万kW。目前我国最大运行水电单机容量为湖北三峡电站的700MW机组。

(3)抽水蓄能发电。随着电网中核电和大型火电厂的投入以及人民生活水平的提高，电网峰谷差越来越大，在负荷低谷时，发电厂的发电量可能超过用户的需求，电网有剩余电能，相反在负荷高峰时，又可能出现发电满足不了用户需求的情况，这就使电网需要强大的调峰电源，使修建抽水蓄能电站势在必行。抽水蓄能电站利用低谷负荷时的电网剩余发电出力，从高程较低的下水库抽水到高程较高的上水库，把电能转换成水能储存起来；在电网高峰负荷时，再从上水库放水发电。其单位造价比调峰用火电机组低，机组启停灵活，可以快速启动，在一两分钟内即可带满负荷；同时在5min内即可由一种满负荷工况转变为另一种满负荷工况运行，因此抽水蓄能机组在特殊情况下的调峰容量是机组本身容量的2倍。目前工作水头在600m以下的抽水蓄能电站大都采用可逆式机组，即机组在抽水时工作在电动机一水泵状态，在发电时工作在水轮机一发电机状态，机组的循环效率一般为70%～75%，相当于用4kWh的电量抽水，换取3kWh的放水发电。目前我国投入运行的抽水蓄能电站有广州、北京十三陵和浙江天荒坪等抽水蓄能电站，最大单机容量为广州的330MW机组。

(4)核能发电。核能发电又称原子能发电，是利用原子反应堆中核燃料（如铀）产生的原子核裂变能量，将水加热成蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机，带动发电机发电。核能发电厂与火电厂在构成上的主要区别在于它用反应堆、蒸汽发生器等组成的核蒸汽发生系统代替了蒸汽锅炉，其特点是承担急剧变动负荷能力差，投入、退出运行时间长，且需额外耗费能量，易损坏设备。

核电厂根据核反应堆的类型可分为压水堆式、沸水堆式、气冷堆式、重水堆式、快中子增殖堆式等。目前我国自行设计、自行建造的秦山核电站和引进技术建造的大亚湾核电站分别于1993年和1994年相继投产，最大单机容量900MW．填补了我国核电的空白。

(5)其他能源发电。其他能源发电主要是指以下几种发电形式：

1)在我国新疆、内蒙古等地将空气流动的动能转变为电能的风力发电，它是利用风力吹动建造在塔顶上的大型螺旋桨叶带动发电机旋转发电。

2)在西藏和滇西一带利用地球内部释放到地表的地热能量：如地下热水、地热蒸汽和热岩层来发电的地热发电，如西藏羊八井电站。

3)以浙江省江厦潮汐电站为代表的利用海流动能、海洋温差热能、波浪和潮汐等海洋能发电的海洋能发电。

4)以宇宙空间太阳能电站为代表的利用太阳能热和太阳能光发电的太阳能发电。

5)以德国老煤炭基地鲁尔区的利用矿井瓦斯为能源的瓦斯发电，它是利用矿井瓦斯开采设备、矿井瓦斯预加工设备、燃气发动机及联合热电站使瓦斯在通常的气体内燃机中进行燃烧，由内燃机带动发电机发出电能，此时输入的燃料能量41%被转变为电能，45%被转变为热能；是一种减少环境污染，保护矿工安全的发电技术。

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