1、电气工程及其自动化专业讲座,河南理工大学 孙岩洲 2009年3月,一. 电气工程专业的历史及发展 二. 我国电力工业发展的前景,1882年9月第一个完整的直流电力系统由Thomas Edison在纽约建成并投入，电压110V,输送距离1.5km。,1893年第一个三相交流输电系统在美国南加州投入运行，电压2300V,输送距离12km。,1831年（英）法拉第电磁感应(磁生电) 电机和电灯的发明 电力系统(1870-1880),一. 电气工程专业的历史及发展,电气工程专业的历史,国外大学设置电气工程专业的时间哥伦比亚大学 1882年康乃尔大学 1883年普林斯顿大学 1889年德州大学 1895
2、年麻省理工学院 1902年,1908年，交通大学（南洋大学堂）设立了电机专科，这是我国最早的电气类专业。 1912年，同济大学设立电机科。 1920年，浙江大学设立电机科。 1923年，东南大学设立电机工程系。 1932年，清华大学设立电机系。 1933年，北洋大学（天津大学）设立电机工程系。,我国电气工程专业的历史,我国电气工程专业的发展,电机电器及其控制（20）,电力系统及其自动化（37）,高电压与绝缘技术（6）,电气技术（55）,工业自动化（157）,（以上为电工类）,自动控制,（以上为电子与信息类）,电气工程及,自动化,电子信息工程,通信工程,电子科学与技术,计算机科学与技术,生物医学
3、工程,电气工程,信息工程,其自动化,与自动化,（14）,（149）,(23),1993年 1998年（基本） 1998年（引导）,1993年 1998年 1998（引导）（工业自动化） （157）自动控制 （40）,自动化,（197）,电子工程 （69）,应用电子技术 （70）,信息工程 （28）,电磁场与微波技术 （11）,电子信息工程,（242）,通信工程 （57）,信息工程,（23）,计算机软件 （74）,计算机及应用 （190）,通信工程,(153),计算机科学教育 （28）,电子材料与之器件 （16）,微电子技术 （25）,物理电子技术 （10）,光电子技术 （20）,生物医学工程
4、（19）,生物医学工程,（42）,计算机科学与技术,（415）,（77）,电子科学技术,我国目前还按老学科方向设置研究生教育的二级学科： -电力系统及其自动化 (Power System and its Automation)， -电机与电器 (Electrical Machines and Apparatus)， -高电压技术与绝缘 (High Voltage Tech. and Insulations)， -电力电子与电气传动 (Power Electronics and Electric Drives)， -电工理论及电工新技术 (Theories and New Tech. of El
5、ectric Engineering),电气工程一级学科的研究生教育,电气工程和相关学科的关系,从应用领域看，电气工程和能源 科学密切相关。能源是人类永恒的话题。从今天和明天看，电力能源是最优质的能源。 从学科基础看，电气工程与（电子）信息科学基础相同。电子信息科学是从电气工程脱胎而出的。,电气工程,信息科学,能源科学,历史上关于强电技术人才需求的讨论,讨论的背景：20世纪80年代西方发达国家主修强电的学生人数减少 1983年在美国电力会议上列为专题进行讨论 1986年在美国IEEE的冬季会议上第二次讨论 1993年在日本横滨召开的第8届国际高电压会议上专题讨论 会议的结论：需要培养强电及高电
6、压技术人才 2003年8月14日，美国6个州和加拿大2个省大面积长时间停电，损失严重 目前世界各国已开始重新关注供电系统的发展,近年来，我国设置电气工程专业的大学数呈持续上升趋势，已有约270所，近几年内，这一势头将持续下去。 目前，我国大学电气工程专业毕业生的就业情况还较好。这一方面得益于我国电力行业的飞速发展，另一方面也得益于该专业毕业生有较强的适应性。 目前，我国大学电气工程专业有较好的生源 2008年，新生40000余人。,二. 我国电力工业发展的前景 1. 我国发电装机容量增长的情况,我国发电机装机容量及发电量预测,2. 人均装机容量的差距,2004年我国人均装机容量仅0.34kW
7、约为经济合作与开发组织(OECD)成员国平均值的1/5 约为美国的1/10 2020年我国装机容量将达900960GW（9.6亿千瓦）, 那时人均装机容量接近世界平均水平,3. 我国“西电东输”的三大通道: 北线通道：联结西北、华北、山东等电网，将三西（山西、陕西、内蒙西部、青海）的煤电基地和黄河上游水电送往京津唐负荷中心。 中线通道：以三峡为中心，实现川渝、华中、福建电网联接，沿长江而下，把长江流域水电送往华中，华东以及广东。 西线通道：联结云、贵、桂及广东、港澳。把云、贵、桂的水电（贵川火电为补充）向广东及港澳负荷中心送电。,4. 我国目前发电能源结构情况,各国发电的能源结构差别很大, 我
8、国以燃煤火力发电为主, 其次是水力发电, 其他能源的比例很小(而法国核电占80%, 丹麦风电占20%) 我国2004年各类发电厂装机容量见下表到2020年, 预计我国核电装机容量将上升至3.87%, 风电上升至2.15%, 但那时火电和水电的装机容量仍占93.92%,5. 我国台湾地区发电能源结构情况,截止到2002年底，我国台湾地区电力系统的总装机容量为3191.5万千瓦 其中火力发电厂有31座，装机容量为2225.8万千瓦，占台湾电力总装机容量的69.7% 水利发电厂有41座，装机容量为451.1万千瓦，占台湾总装机容量的14.2% 核能发电厂有3座，装机容量为514.4万千瓦，占台湾总装
9、机容量的16.1% (核四风波),6. 可再生能源发电(容量小,成本高),风力发电: 是新能源发电技术中最成熟的,单机容量已从数百kW发展到MW级,但目前最大的单机容量也仅5MW (火力发电的超超临界机组的最大单机容量为130万kW) , 发电成本约为火电的2倍. 太阳能光伏发电: 成本还比较高, 目前最大的太阳能社区仅1MW,发电成本约为火电的5倍. 潮汐发电; 地热能发电,风力发电示意图,7. 水电资源的开发潜力很大,位于金沙江的溪洛渡水电站的设计装机容量为12.6GW 同在金沙江, 距离溪洛渡水电站不远的向家坝水电站,设计装机容量为6GW 西藏的雅鲁藏布江水域也大有开发潜力 金沙江下游四
10、个水电站总装机容量达3800万千瓦，其中一期工程包括溪洛渡和向家坝两个梯级水电站，距离负荷中心1000-2000公里，必须采用具备长距离、大容量送电能力的特高压输电方式。,8. 我国输电电压等级发展,1972年我国第一条330kV超高压输变电工程刘家峡经天水到陕西关中全长534km的线路投产。 1981年又建成了从河南平顶山湖北武汉的我国第一条全长595km的500kV线路。 西北330kV电网已饱和，我国第一条750kV工程（青海官亭兰州东），2005年建成投运。我国首个1000kV交流特高压试验示范工程，线路全长约650千米，包括三站两线，起于山西省长治的1000千伏变电站，经河南省南阳开关站，止于湖北省荆门变电站，联接华北、华中两大电网，于2008-2009年建成。,
