電力工業，是我國能源產業的重要組成部分，是國民經濟的重要網絡性基礎產業,在我國工業化、現代化進程中起著十分重要的作用，被譽為國民經濟的先行官和經濟社會發展的晴雨表。持續、、穩定的電力供應，是我國由工業化邁向現代化進程的重要保障。

同時，電力也是人類文明和社會進步的象征，與我們的生活息息相關。

生活，因為電力而絢麗……

（湖南中浩模型制造有限公司）不斷探索電力科普展示模型、教學演示模型工藝；結合實際聲、光、電子、液壓、紅外技術；采用剖切及透視的方式詮釋模型結構，結合現代美學獨特的聲像、數控動態效果，以燈光、動態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”的展示運用，向我們系統地、全面地、深入地宣傳普及電力科普知識，讓社會公眾更好地認識電能的產生、輸送、消費用電的過程，進一步了解電網、認識電網，同時倡導低碳節能的用電理念，引導百姓科學用電、安全用電、節約用電。

一、電力系統簡介

電力系統——是由發電、變電、輸電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置轉化成電能，再經輸、變電系統及配電系統將電能供應到各負荷中心，通過各種設備再轉換成動力、熱、光等不同形式的能量，為地區經濟和人民生活服務。

電力的生產和消費必須同時進行，生產、輸配和使用必須處于動態平衡之中；

由于發電和用電同時實現，使得電力系統各個環節聯系緊密相互依賴；

電能以電磁波形式傳播有極高的傳輸速度，所以電力系統的過渡過程十分短暫；

電能不易儲藏，至今未能完全解決經濟的、高效率、大容量的儲能問題。

電力系統模型

二、電力發展簡況

1831年，法拉第發現電磁感應是發電機的變壓器的起源；

1832年，畢克西發明了手搖式直流發電機；

1866 年，維·西門子發明了自勵式直流發電機；

1875年，巴黎建成上座火力發電廠，標志著電力時代的到來。

1876年，貝爾發明了電話；

1879年，愛迪生發明了電燈；

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電廠；

1913年，全年發電量達500億千瓦時，電力作為獨立工業部門進入人類生產活動領域。

三、中國電力發展簡況

1879年，畢曉甫將蒸汽機帶動直流發電機運轉成功,是中國早的持續發電記錄；

1882年，英國人在上海租界設立了上海電光公司，是中國早的發電廠；

1899年，中國條有軌電車線路及配套的發電廠，這是中國建造的座規模發電廠；

1912年，云南建立中國座大型水電站和中國的條高壓輸電線,迄今還在發電；

1920年，民國政府在南京建立首都電廠；

1949年，開始在前蘇聯的幫助和自力更生下，陸續建立了很多電廠；

2002年，我國個核電站（秦山）并網發電運行；

2006年，我國首臺100萬千瓦超臨界機組在華能玉環電廠并網發電運行；

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，我國建成電壓等級高±1100千伏特高壓直流輸輸電工程；

五、電力系統構成

電力系統是由發電、輸電、配電、用電等環節組成的電能生產、傳輸、分配和消費的系統。電網包括輸電、配電和用電環節，用于聯系發電廠和電力用戶。

1、電能的生產（發電廠/站）

將煤、油、氣、水、太陽能、風能等一次能源轉換成電能；主要發電類型有：火力發電，水力發電，核能發電，新能源和可再生能源發電等；

（1）火力發電

火力發電廠多指燃煤發電，中國70%電力都由燃煤發電提供；燃煤發電過程：燃煤鍋爐燃燒所發出的熱量把水加熱變為飽和過熱水蒸汽推動汽輪機帶動發電機，發電機利用電磁感應原理通過高速旋轉50轉/分產生電能。

上大的火力發電廠是中國內蒙古大唐托克托發電有限公司，裝機容量6720MW。

火力發電廠模型

（2）水力發電

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

我國是上水力資源豐富的國家之一，水力資源的蘊藏量達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，裝機容量22500MW。

（3）核能發電

核能指原子核能是原子結構發生變化時放出的能量；核能發電是利用受控核裂變反應所釋放的熱能將水加熱為蒸汽沖動汽輪機帶動發電機發電。1954年蘇聯建成上座核電站，核電發展比較的地區是那些缺乏煤、石油和天然氣以及水力資源的地區，如法國、比利時、韓國、日本等。

上大的核電站是日本柏崎刈羽核電站，裝機容量7965MW；

中國大核電站是浙江秦山核電站，裝機容量6564MW.

核能發電模型

（4）天然氣發電站

天然氣發電是使用天然氣或者其他可燃氣體來發電的過程；燃燒天然氣的燃氣輪機及其聯合循環發電機組是目前提高能源資源利用效率，解決環境污染問題的技術；燃氣輪機聯合循環發電機組是燃氣輪機、發電機與余熱鍋爐、蒸汽輪機（凝汽式）或供熱式蒸汽輪機(抽汽式或背壓式)共同組成的循環系統，將燃氣輪機作功后排出的高溫乏煙氣通過余熱鍋爐回收轉換為蒸汽沖動蒸汽輪機發電，將部分發電作功后的乏汽用于供熱；

上大的天燃氣電站是俄羅斯的蘇爾古特-2發電站，裝機容量5597MW；

中國大的天燃氣電站是惠州天然氣發電廠，裝機容量2550MW.

（5）風力發電

將空氣流動的動能轉變為電能的生產方式；風電裝機容量的73％在歐洲，其中德國、西班牙和丹麥三個國家風電機組的裝機容量約占歐洲總量的84％。我國可開發利用風能資源2.5億kW；內蒙、寧夏、甘肅、新疆等西北部省區都是我國風力資源富集的地區；

上大的陸上風電項目是甘肅酒泉風電基地，裝機容量5160MW；

上大的海上風電項目是英國倫敦陣列風力發電項目，裝機容量630MW。

（6）太陽能發電

太陽能發電系統分為太陽能熱發電和太陽能光發電兩類；

太陽能熱發電是依靠聚光集熱轉換成熱能再轉換成電能進行發電；太陽能熱發電由集熱、輸熱、儲熱、熱交換系統和汽輪發電機組成；

太陽能光伏發電是利用太陽電池組將太陽能直接轉換為電能；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，可獨立發電，也可并網發電；使用較廣的一種裝置是“太陽電池板”，可產生若干瓦以至千瓦級的功率。

上大的太陽能光伏發電是中國的騰格里沙漠太陽能公園，裝機容量1547MW。

上大的太陽能聚焦熱電站是美國的伊萬帕太陽能發電站，裝機容量337MW；

（7）抽水蓄能電站

抽水蓄能電站是利用電力系統多余的電量（汛期、假期或后半夜低谷電量），將下水庫的水抽到上水庫儲存；在系統負荷高峰時將上水庫的水放下由水輪機驅動水輪發電機發電，具有調峰填谷的雙重作用，是電力系統理想的調峰電源，還可以調頻、調相、調壓和作為備用，對保障電網的安全運行和提高系統經濟性具有重大作用。

上大的抽水蓄能電站是美國巴斯康蒂抽水蓄能電站，裝機容量3003MW；

中國大的抽水蓄能電站是惠州抽水蓄能電站，裝機容量2448MW.

抽水蓄能電站模型

（8）垃圾發電

垃圾焚燒發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變為二氧化碳和水等，所產生的余熱用于發電，產生的廢氣灰渣進行無害化處理；垃圾焚燒發電是“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；每噸垃圾可焚燒發電300度左右。

上大的垃圾焚燒發電廠“上海老港再生能源利用中心”, 裝機容量210MW。

垃圾發電模型

（9）生物質能發電

生物質能發電是生物質在鍋爐中直接燃燒所發出的熱量把水加熱帶動汽輪機驅動發電機發電；生物質能發電經濟環保，發展生物質能發電代替煤炭能夠顯著減少二氧化碳和二氧化硫排放，產生巨大的環境效益；利用生物質再生能源發電已經成為解決能源短缺的重要途徑之一。

上大的生物質發電廠是中國湛江生物質發電廠，裝機容量100MW。

（10）地熱發電

地熱發電是采用地球內部所具備的熱能資源進行發電；地球表層以下的溫度隨深度逐漸增高，大部分地區每深入100m溫度增加3度；我國已建成聞名的西藏羊八井電站，將地熱井出來的汽水混合物經汽水分離器分離出來的蒸汽送入汽輪機，分離出來的熱水經減壓擴容產生的蒸汽也送入汽輪機驅動發電機發電；羊八井地熱電站其發電量已占到拉薩電網的40％。

上大的地熱發電站是美國的蓋瑟斯地熱田電廠，裝機容量2043MW；

中國大的地熱發電站是西藏羊八井地熱電站，裝機容量25.18MW。

（11）沼氣發電

沼氣燃燒發電是大型沼氣池建設和沼氣綜合利用的不斷發展而出現的一項沼氣利用技術，它將厭氧發酵處理產生的沼氣用于發動機上，并裝有綜合發電裝置產生電能和熱能。沼氣技術是運用生物化學方法對禽畜糞便和工業有機廢水等進行處理的技術，在實踐中得到了廣泛的應用。

中國大的沼氣發電廠為遼寧昊晟沼氣發電站，裝機容量6MW。

（12）潮汐發電

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

上大的潮汐電站是韓國始華湖潮汐電站，裝機容量254MW；

中國大的潮汐電站是江廈潮汐電站，裝機容量3.9MW。

（13）潮流能發電站

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

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

2、電能的輸送（輸電/配電線路網）

輸電是繼公路、鐵路、水路、航空和管道運輸之后的“第六種運輸方式”；電場以每秒30萬公里的光速傳輸，發電、輸電、配電、用電同時完成；為了可靠地供電和優化資源，降低用電成本，我們將輸電線路聯成一個大電網，供人們使用。

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

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

3、電能的變換與分配（變電站/配電裝置）

變電站是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施，它通過其變壓器將各級電壓的電網聯系起來；把發電廠發出來的電能輸送到較遠的地方，先把電壓升高變為高壓電，到用戶附近再按把電壓降低；變電站除升壓與降壓之分外，還以規模大小分為樞紐站，區域站與終端站；

（1）樞紐站550kV/220kV/110kV；

（2）區域站220kV/110kV/35kV；110kV/35kV/10kV；

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

配電裝置是消費電能地區內將電力分配至用戶的分配手段，直接為用戶服務；配電可以是將電力分配到城市、郊區、鄉鎮和農村，也可以是分配和供給農業、工業、商業、居民住宅以及特殊需要的用電。

4、電能的消費（用電）

社會所有用電消費群體，包括工業、農業、交通、市政、商業以及城鄉居民所有用電系統；同時需要廣大百姓更好地了解和掌握安全用電、科學用電、合理用電常識。

電網配電終端模型

經濟發展，電力先行！電力產業作為我國重要的經濟支柱，其快速穩定的發展是提升國家競爭力、提升國民經濟、維護社會穩定的重要保障。希望大家多了解電力行業，為建設智能、綠色、科技、環保的電力行業貢獻一份力量！