第3章 電力系統(tǒng)及其自動化技術(shù)

3.1 電力工業(yè)概況

物質(zhì)、能量和信息是構(gòu)成客觀世界的三大基礎(chǔ)，人類的一切活動與能量流與信息流密切相關(guān)。電能，又稱電力，是以電磁場為載體，以光速傳播的一種優(yōu)質(zhì)能源，它是通過一定的技術(shù)手段從各種一次能源轉(zhuǎn)換而來的二次能源。電能便于集中、傳輸、分散、控制，可方便地轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、熱能、光能、磁能和化學(xué)能等其他能量形式，來滿足社會生產(chǎn)和生活的種種需要，已成為人類社會迄今應(yīng)用最廣泛，使用最方便，最清潔的終端能源。因此，世界各國都盡可能地將各種能源轉(zhuǎn)換成電能再加以利用。電力的開發(fā)及其廣泛應(yīng)用是繼蒸汽機(jī)發(fā)明之后，近代史上第二次技術(shù)革命的核心內(nèi)容。在20世紀(jì)70年代以來興起的新技術(shù)革命中，電能的應(yīng)用則是信息傳遞與控制的基礎(chǔ)。

電力工業(yè)主要包括5個生產(chǎn)環(huán)節(jié)：①發(fā)電，包括火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能和其他能源發(fā)電；②輸電，包括交流輸電和直流輸電；③變電；④配電；⑤用電，包括用電設(shè)備的安裝、使用和用電負(fù)荷的控制。將這5個環(huán)節(jié)所存在的電氣設(shè)備連接起來稱為電力系統(tǒng)。此外，還包括電力系統(tǒng)規(guī)劃、勘測設(shè)計、電建施工、電力科學(xué)研究等。

電力工業(yè)的特點：

（1）電力生產(chǎn)的同時性

電能作為廣泛利用的二次能源，與其他能源不一樣，電能不能大規(guī)模儲存。電力生產(chǎn)過程是連續(xù)的，發(fā)電、輸電、供電是同時完成的，必須隨時保持平衡。

（2）電力生產(chǎn)的整體性

發(fā)電廠、變壓器、高壓輸電線路、配電線路和用電設(shè)備在電網(wǎng)中形成一個不可分割的整體，缺少任一環(huán)節(jié)，電力生產(chǎn)都不可能完成。反之，任何電氣設(shè)備脫離電網(wǎng)都將失去意義。

（3）電力生產(chǎn)的瞬時性

電能輸送過程迅捷，其傳輸速度與光速相同，發(fā)、輸、變、配電和用電是在同一瞬間完成的，暫態(tài)過程非常迅速，電力生產(chǎn)過程高度自動化。

在一個電力系統(tǒng)內(nèi)，發(fā)電、供電和用電設(shè)備在電磁上相互連接，相互耦合，因此，任何一點發(fā)生故障或任何一個設(shè)備出現(xiàn)問題，都會在瞬間影響和波及全系統(tǒng)，如果處理不及時和控制措施不恰當(dāng)，往往會引起連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致事故擴(kuò)大，在嚴(yán)重情況下會使系統(tǒng)發(fā)生大面積停電事故。因此，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行顯得特別重要。

（4）電力生產(chǎn)的隨機(jī)性

電力負(fù)荷難于準(zhǔn)確預(yù)測，為了滿足用戶的電能需求，電力系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電容量和設(shè)備均需要有相應(yīng)的備用容量，以適應(yīng)用戶用電因素的變化；由于負(fù)荷變化、異常情況及事故發(fā)生的隨機(jī)性，電能質(zhì)量的變化是隨機(jī)的，在電力生產(chǎn)過程中，需要實時調(diào)度及安全監(jiān)控，以保證電能質(zhì)量及電網(wǎng)安全運行。

（5）電力生產(chǎn)的重要性

電力生產(chǎn)的特點和電力用戶的廣泛性，決定了電力安全生產(chǎn)的復(fù)雜性和重要性。電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)的先行官，在國家的工業(yè)化、現(xiàn)代化進(jìn)程中起著十分重要的作用，電力工業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)和社會生活密切相關(guān)，供電異常中斷將帶來嚴(yán)重后果。電力生產(chǎn)供應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)性和瞬時平衡性決定了每個環(huán)節(jié)必須密切配合，高度協(xié)調(diào)，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能影響到整個系統(tǒng)的正常運行。電網(wǎng)事故具有突發(fā)性和影響廣、危害大的特點，是國民經(jīng)濟(jì)和社會的災(zāi)難。

電力工業(yè)發(fā)展的基本方針是：提高能源效率，重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，大力開發(fā)水電，優(yōu)化發(fā)展煤電，積極發(fā)展核電，推進(jìn)天然氣發(fā)電，加快新能源發(fā)電，深化電力體制改革。