1、我国电力事业的发展-智能电网,电气工程学院,学院及专业介绍,电气工程学院可追溯到山东大学1946年设立的电机工程系和山东工学院1949年成立的电机工程系，邵洪泮、候博渊胡颂尧等知名学者曾在此执教，培养了史大桢、刘振亚、薛禹胜等一大批高级专门人才，为国家发展做出了重大贡献。 实验室条件 电网智能化调度与控制实验室（教育部在建重点实验室） 电力系统动态模拟与仿真实验室（山东省重点实验室） 电气工程学院实验中心 研究生专业方向： 电力系统及其自动化 高电压与绝缘技术 电机与电器 电工理论与新技术 电力电子,讨论的问题,一、智能电网 二、新型电机,电力系统是一个由发电、 输电、变电、配电、用电等设备和
2、相应的辅助系统组成的统一系统。,我们研究什么？,我国电网现状图,一、智能电网,1.智能电网的提出 2.智能电网的意义 3.智能电网中某几种技术的分析,1.智能电网的提出,随着经济的发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和环境的日夜突出，电网发展面临新课题和新挑战。发展智能电网，适应未来可持续发展的要求，已成为国际电力工业应对未来挑战的共同选择。不同国家的国情不同、电网发展阶段、资源分布不同，发展智能电网的方向和重点也不同。 国网公司以奉献清洁能源、促进经济发展、服务社会和谐为基本使命，在认真分析世界电网发展的新趋势和中国国情基础上，紧密结合中国能源供应的新形势和用电服务的新需求，
3、提出了立足自主创新，以统一规划、统一标准、统一建设为原则，建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网的发展目标。,2.建设智能电网的意义,提高线路输送能力和电网安全稳定水平，具有强大的资源优化配置能力和有效抵御各类严重故障及外力破坏的能力 能够适应各类电源与用户便捷接入、推出的需要，实现电源、电网和用户资源的协调运行 能够精确高效集成、共享与利用各类信息，实现电网运行状态及设备的实时监控好电网优化调度 能够满足用户对电力供应开放性和互动性的要求，全面提高用电服务质量,3.智能电网技术研究,特高压输电技术 广域测量技术 柔性交流输电 调度自动
4、化 新能源 电动汽车应用 智能电网调度技术支持系统 用电信息采集系统 ,我国能源资源分布图,3.1特高压输电技术发展,我国长时期处于电力短缺的状况，增加电源建设以满足电力供给成为当务之急。因此，形成了电网作为电源的配套工程，被动地跟着电源和负荷的发展而发展，未能通过电网的发展主动地引导电源的建设，结果导致我国南北向跨大区大容量输电网络规模过小，输电能力不足。 特高压输电线路的建设有其优越性 提高输送容量 增大送电距离 节约输电走廊 降低线路损耗 改善电网结构,华北,南方,东北,台 湾,陕北煤电1、2,陕北,蒙西煤电3,石家庄,北京东,华中,济南,豫北,200,300,240,470,340,1
5、00,360,晋东南,徐州,淮南煤电,徐州煤电,362,280,雅龙江梯级,金沙江I期,金华,川西水电,164,无锡,南阳,283,170,328,150,上海北,100,华东,杭北,芜湖,164,400,长沙,荆门,恩施,乐山,360,330,川西水电,蒙西煤电4,天津,南昌,唐山,青岛,120,300,250,300,400,福州,400,南京,200,240,300,沿海核电,沿海电源,150,蒙西煤电1,宁夏煤电2,蒙西煤电2,晋中煤电,驻马店,武汉,沿海核电,260,270,300,300,锡盟煤电I,锡盟煤电II,480,480,沿海核电,280,210,300,晋中,重庆,450
6、,晋东南煤电,沿海核电,沿海核电,金沙江II期,铁岭,地下电站,上海西,蒙西,锡盟,图例,500千伏交流,660千伏直流,1000千伏交流,750千伏交流,雅安,渭南东,靖边,蒙西煤电6,400,400,400,280,260,100,晋东南煤电,300,俄罗斯,滁州,泰州,140,450,170,270,70,270,130,150,赣州,泉州,260,410,170,西藏水电,360,温州,280,蒙古,绵阳,万县,800千伏直流,宝清,440,120,150,260,榆林,锡盟煤电III,430,200,蒙西煤电5,宁夏煤电1,俄罗斯,晋东南煤电,阜新,本溪,宝清,哈尔滨,吉林,450,
7、260,240,300,260,220,西北,安西,永登,拉西瓦,白银,西宁,官亭,银川东,哈密煤电二,平凉,乾县,渭南,羊曲,宝鸡,兰州东,天水,榆横,延安,哈密煤电一,哈密变,奇台变,吐鲁番变,西山变,东郊变,乌北变,玛纳斯,奎屯变,皇宫变,伊宁变,库尔勒变,400,霍林河,450,90,170,220,140,80,180,100,180,140,360,150,100,390,230,100,140,220,200,100,180,160,230,278,141,189,170,79,150,257,120,215,344,中俄背靠背,西安南,彬长,至冯屯,120,200,50,30,
8、60,呼盟3,呼盟5,鄂温克,伊敏,鄂温克,新左旗,满洲里,180,国华,海拉尔,哈密开关站,460,350,350,连云港,盐城,酒泉,西藏,350,敦煌,安康煤电,陕南,金昌,200,280,嘉酒,380,40,西宁北,格尔木,40,羊曲,230,330,安康,北京西,准东煤电二,准东煤电一,呼盟2,伊敏西,20,120,30,呼盟7,呼盟4,呼盟1,呼盟6,班多,茨哈峡,呼盟8,德令哈,474,250,晋北,湘南,200,成都,500千伏直流,160,晋北煤电,川西水电,3、2020年特高压电网规划,3.2新能源技术的发展,国内以煤炭为主的能源结构对大气环境的威胁日益严重，目前我国二氧化
9、硫和二氧化碳排放量已经分别居世界第一位和第二位，而二氧化硫排放量的90%、烟尘和二氧化碳排放量的70%都来自于燃煤。 在哥本哈根气候大会上，我国政府承诺在2020年时要达到单位GDP碳排放强度降低40%-45%，给我们提出了很高的要求。 新能源技术 风能 太阳能 ,风能发电好处：风能是最清洁、无污染的可再生资源，蕴藏量大，分布广泛，永不枯竭，没有污染，运行成本低 缺点：效率低，造价贵，维护不方便，受地域和气候限制。,太阳能发电的优点：太阳能发电被称为是理想的发电方式，只要有阳光，太阳能电池板上就能产生电流，直接把光能转换成电能没有传动部件，没有噪声，不经过任何中间步骤，所以发电过程中不会产生任
10、何污染或者废弃物。 缺点：成本高,美国技术预测机构的研究报告认为，今后30年能源发展趋势是： 2010 年，能源利用的 10% 将出自替代能源，如地热、水电、太阳能或风能； 2017 年，燃料电池将被广泛使用； 2020 年，裂变核能将占发电量的一半，氢能将应用于能源系统； 2026 年，聚变核能将用于商业性电力生产。,我国在新能源使用方面的规划,二、电机与电器,电动车用驱动电机 抽油机 几种家用电机,电动汽车驱动电机 直流电动机(DCM),较早开发的电动汽车上多采用直流牵引电动机。 直流电动机的容量范围大，其制造技术和控制技术都较成熟，驱动系统也较简单，价格便宜。 直流电机在结构上有电刷、换
11、向器等易磨损件，因此存在维修保养困难、寿命较短、使用环境要求高、结构复杂、效率低、质量大以及体积大、耗材多等缺点。,电动汽车驱动电机 感应电动机(IM),感应电动机转子上不需电刷，结构简单，价格低，其电机生产技术及控制技术很成熟，是目前应用很广泛的电动机；特别在欧美国家应用更为广泛。 缺点：运行效率、功率因数等相对较低,电动汽车驱动电机 永磁同步电动机(PMSM),效率较高, 电机体积较小、重量较轻、功率密度大，具有运行性能良好； 其缺点是电机本体价格较高，磁体有退磁可能； 广泛应用于日本等国家,电动汽车驱动电机 开关磁阻电动机(SRM),电动机结构简单、成本低、适用于高速运行 驱动电路简单可
12、靠 各相独立工作，容错性好 高起动转矩，低起动电流 适用于频繁起停及正反向转换运行 转子无绕组，损耗小，效率高,缺点：磁路非线性、转矩波动大,电动汽车驱动电机 开关磁阻电动机(SRM),电机定子,电机外转子,双定子永磁电机,油田直驱圆筒形直线永磁同步电动机,通常用的油田抽油系统,缺点：抽油杆磨损效率低地面占用面地大可靠性低,新型直驱抽油系统,封闭式结构 系统结构简单 高效率运行 高可靠性 高位置精度,从旋转电机到直线电机,旋转电机,平面形直线电机,圆筒形直线电机,油田直驱抽油用圆筒形直线永磁同步电动机样机,样机整体,电机的动子,定子有效长度0.864m动子有效长度3m定子外径：130mm,几种家用电机,Thank You !,
