發電

發電即利用發電動力裝置將水能、化石燃料(煤炭、石油、天然氣等)的熱能、核能以及太陽能、風能、地熱能、海洋能等轉換為電能。20世紀末發電多用化石燃料，但化石燃料的資源不多，日漸枯竭，人類已漸漸較多的使用可再生能源（水能、太陽能、風能、地熱能、海洋能等）來發電。

基本介紹

• 中文名：發電
• 外文名：Power generation
• 領域：電力系統、能源
• 原理：電磁感應效應
• 發明者：法拉第
• 相關名詞：發電機、發電廠

發展歷史

20世紀以來，對電力的需求幾乎每10年增加1倍。

到20世紀90年代中期，主要的發電形式是水力發電、火力發電和核能發電。美、俄、英、意、中國等國以火力發電為主，其發電量所占比重為70%以上。日、德的火電所占比重在60%以上。挪威、瑞士、巴西的水力發電量均占總發電量的90%左右，加拿大超過60%，瑞典也超過60%。芬蘭和南斯拉夫則水電與火電各占1/2。法國以核電為主，其發電量占總發電量的70%以上。

全世界在1980～1986年間，火電所占比重由70.2%逐年下降至63.73%，水電所占比重由21.29%降至20.34%，核電所占比重由8.2%升至15.6%。

形式

到20世紀80年代末，主要的發電形式是水力發電、火力發電和核能發電。其他能源發電形式雖然有多種,但規模都不大。3種主要形式所占的地位因各國能源資源的構成不同而異。世界上以火力發電為主，其發電量在總發電中所占比重為70%以上。日、德的火電所占比重在60%以上。挪威、瑞典、瑞士、加拿大等國則以水力發電為主，其中挪威、瑞士的水力發電量均占總發電量的90%左右，加拿大超過70%，瑞典也超過60%。芬蘭和南斯拉夫則水電與火電各占一半。法國以核電為主，其發電量占總發電量的70%以上。

中國的水力資源雖然豐富，但受經濟、技術等因素所限，水電只占總發電的20%左右。就全世界範圍而言,在1980～1986年間，火電所占比重由70.2%逐年下降至63.7%，水電所占比重由21.3%降至20.3%，而核電所占比重則逐年上升,由8.2%升至15.6%（見表）。這一趨勢反映出，隨著化石燃料的短缺，核能發電越來越受到重視。但由於受日本福島事件影響，從技術和安全考慮，中國並未繼續建設核能發電項目。

類型

發電動力裝置按能源的種類分為火電動力裝置、水電動力裝置、核電動力裝置及其他能源發電動力裝置。火電動力裝置由鍋爐、汽輪機和發電機（慣稱三大主機）及其輔助裝置組成。水電動力裝置由水輪發電機組、調速器、油壓裝置及其他輔助裝置組成。核電動力裝置由核反應堆、蒸氣發生器、汽輪發電機組及其他附屬設備組成。

發電方式

水力發電

水力發電的基本原理是利用水位落差 ，配合水輪發電機產生電力，也就是利用水的位能轉為水輪的機械能，再以機械能推動發電機，而得到電力。科學家們以此水位落差的天然條件，有效的利用流力工程及機械物理等，精心搭配以達到最高的發電量，供人們使用廉價又無污染的電力。

於1882年，首先記載套用水力發電的地方是美國威斯康辛州。到如今，水力發電的規模從第三世界鄉間所用幾十瓦的微小型，到大城市供電用幾百萬瓦的都有。

火力發電

火力發電指利用可燃物（中國多為煤）燃燒時產生的熱能，通過發電動力裝置轉換成電能的一種發電方式。

火力發電廠的主要設備系統包括：燃料供給系統、給水系統、蒸汽系統、冷卻系統、電氣系統及其他一些輔助處理設備。

火力發電系統主要由燃燒系統（以鍋爐為核心）、汽水系統（主要由各類泵、給水加熱器、凝汽器、管道、水冷壁等組成）、電氣系統（以汽輪發電機、主變壓器等為主）、控制系統等組成。前二者產生高溫高壓蒸汽；電氣系統實現由熱能、機械能到電能的轉變；控制系統保證各系統安全、合理、經濟運行。

火力發電

火力發電的重要問題是提高熱效率，辦法是提高鍋爐的參數（蒸汽的壓強和溫度）。90年代，世界最好的火電廠能把40%左右的熱能轉換為電能；大型供熱電廠的熱能利用率也只能達到60%～70%。此外，火力發電大量燃煤造成的環境污染，也成為日益引人關注的問題。

熱電廠既供電也供熱。它多以煤炭作為一次能源，利用皮帶傳送技術，向鍋爐輸送經處理過的煤粉，煤粉燃燒加熱鍋爐使鍋爐中的水變為水蒸汽，經一次加熱之後，水蒸汽進入高壓缸。

為了提高熱效率，應對水蒸汽進行二次加熱，水蒸汽進入中壓缸。通過利用中壓缸的蒸汽去推動汽輪發電機發電。從中壓缸引出進入對稱的低壓缸。已經做過功的蒸汽一部分從中間段抽出供給煉油、化肥等兄弟企業，其餘部分流經凝汽器水冷，成為40度左右的飽和水作為再利用水。40度左右的飽和水經過凝結水泵，經過低壓加熱器到除氧器中，此時為160度左右的飽和水，經過除氧器除氧，利用給水泵送入高壓加熱器中，其中高壓加熱器利用再加熱蒸汽作為加熱燃料，最後流入鍋爐進行再次利用。以上就是一次生產流程。

核能發電

核能發電的核心裝置是核反應堆。核反應堆按引起裂變的中子能量分為熱中子反應堆和快中子反應堆。

核能發電

快中子是指裂變反應釋放的中子。熱中子則是快中子慢化後的中子。大量運行的是熱中子反應堆，其中需要慢化劑，通過它的原子核與快中子彈性碰撞將快中子慢化成熱中子.熱中子堆使用的材料主要是天然鈾(鈾-235含量3%)和稍加濃縮鈾(鈾-236含量3%左右)。

根據慢化劑、冷堆劑和燃料不同， 熱中子反應堆分為輕水堆(包括壓水堆和沸水堆)、重水堆、石墨氣冷堆和石墨水冷堆。至今已運行的核電站以輕水堆居多，中國已選定壓水堆作為第一代核電站。

核反應堆的起動、停堆和功率控制依靠控制棒，它由強吸收中子能力的材料(如硼、鎘)做成。為保證核反應堆安全，停堆用的安全棒也是由強吸收中子材料做成。

風力發電

把風能轉變為電能是風能利用中最基本的一種方式。風力發電機一般有風輪、發電機（包括裝置）、調向器（尾翼）、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變為風輪軸的機械能。發電機在風輪軸的帶動下旋轉發電。

風輪是集風裝置，它的作用是把流動空氣具有的動能轉變為風輪旋轉的機械能。一般風力發電機的風輪由2個或3個葉片構成。在風力發電機中，已採用的發電機有3種，即直流發電機、同步交流發電機和異步交流發電機。

風力發電機中調向器的功能是使風力發電機的風輪隨時都迎著風向，從而能最大限度地獲取風能。一般風力發電機幾乎全部是利用尾翼來控制風輪的迎風方向的。尾翼的材料通常採用鍍鋅薄鋼板。

風力發電

限速安全機構是用來保證風力發電機運行安全的。限速安全機構的設定可以使風力發電機風輪的轉速在一定的風速範圍內保持基本不變。

塔架是風力發電機的支撐機構，稍大的風力發電機塔架一般採用由角鋼或圓鋼組成的桁架結構。風力機的輸出功率與風速的大小有關。由於自然界的風速是極不穩定的，風力發電機的輸出功率也極不穩定。風力發電機發出的電能一般是不能直接用在電器上的，先要儲存起來。如今風力發電機用的蓄電池多為鉛酸蓄

地熱發電

地熱發電是利用地下熱能發電的，與火力發電類似。

人力發電

能產生力的東西皆能發電，像水力和風力似的，人力也能發電。因此產生了手搖和腳踏之類的發電機，將人在運動中產生的能量轉換成電能。

中國發電情況

2013年底中國發電裝機預計將達12.3億千瓦左右，發電裝機規模有望躍居世界第一，全國電力供需總體平衡。

中國電力企業聯合會28日發布《2013年全國電力供需形勢分析預測報告》預計，2013年全國新增裝機8700萬千瓦左右，其中火電4000萬千瓦左右。預計2013年底全國發電裝機12．3億千瓦左右，發電裝機規模有望躍居世界第一，其中水電2．8億千瓦、火電8．6億千瓦、核電1478萬千瓦、併網風電7500萬千瓦、併網太陽能600萬千瓦左右。

報告認為，2013年，中國經濟將繼續趨穩回升，帶動用電需求增速回升。預計年底全國全口徑發電裝機容量12．3億千瓦左右，全年發電設備利用小時4700－4800小時，其中火電5050－5150小時，較上年有所增加。全國電煤供應總體平穩，局部地區電煤運輸偏緊。其中東北地區供應富餘能力增加；西北地區供應能力有一定富餘；南方區域電力供需平衡有餘；華中區域電力供需總體平衡；受跨區通道能力制約、部分機組停機進行脫硝改造以及天然氣供應緊張等因素影響，考慮高溫、來水等不確定性，華東和華北地區的部分省份在部分尖峰時段可能有少量電力缺口。

中國發電企業

華能集團

中國華能集團公司是經國務院批准，在原中國華能集團公司基礎上改組的國有企業，由中央管理，經國務院批准同意進行國家授權投資的機構和國家控股公司的試點。按照國務院關於國家電力體制改革的要求，中國華能集團公司是自主經營、自負盈虧，以經營電力產業為主，綜合發展的企業法人實體。

2016年8月，中國華能集團公司在"2016中國企業500強"中排名第47位。2017年7月12日，中國華能集團公司獲國資委2016年度經營業績考核A級

三峽水利電站

三峽水電站，即長江三峽水利樞紐工程，又稱三峽工程。中國湖北省宜昌市境內的長江西陵峽段與下游的葛洲壩水電站構成梯級電站。

三峽水電站是世界上規模最大的水電站，也是中國有史以來建設最大型的工程項目。而由它所引發的移民搬遷、環境等諸多問題，使它從開始籌建的那一刻起，便始終與巨大的爭議相伴。三峽水電站的功能有十多種，航運、發電、種植等等。三峽水電站1992年獲得中國全國人民代表大會批准建設，1994年正式動工興建，2003年六月一日下午開始蓄水發電，於2009年全部完工。

機組設備主要由德國伏伊特（VOITH）公司、美國通用電氣（GE）公司、德國西門子（SIEMENS）公司組成的VGS聯營體和法國阿爾斯通（ALSTOM）公司、瑞士ABB公司組成的ALSTOM聯營體提供。它們在簽訂供貨協定時，都已承諾將相關技術無償轉讓給中國國內的電機製造企業。三峽水電站的輸變電系統由中國國家電網公司負責建設和管理，預計共安裝15回500千伏高壓輸電線路連線至各區域電網。

三峽水電站大壩高程185米，蓄水高程175米，水庫長2335米，靜態投資1352.66億元人民幣，安裝32台單機容量為70萬千瓦的水電機組。三峽電站最後一台水電機組，2012年7月4日投產，這意味著，裝機容量達到2240萬千瓦的三峽水電站，2012年7月4日已成為全世界最大的水力發電站和清潔能源生產基地。

葛洲壩水電站

葛洲壩水利樞紐它位於中國湖北省宜昌市境內的長江三峽末端河段上，距離長江三峽出口南津關下游2.3公里。它是長江上第一座大型水電站，也是世界上最大的低水頭大流量、徑流式水電站。1971年5月開工興建，1972年12月停工，1974年10月復工，1988年12月全部竣工。壩型為閘壩，最大壩高47米，總庫容15.8億立方米。總裝機容量271.5萬千瓦，其中二江水電站安裝2台17萬千瓦和5台12.5萬千瓦機組；大江水電站安裝14台12.5萬千瓦機組。年均發電量140億千瓦時。首台17萬千瓦機組於1981年7月30日投入運行。

葛洲壩工程具有發電、改善航道等綜合效益。電站裝機容量271.5萬千瓦，單獨運行時保證出力76.8萬千瓦，年發電量157億千瓦·時（三峽工程建成以後保證出力可提高到158萬~194萬千瓦，年發電量可提高到161億千瓦·時）。電站以500千伏和220千伏輸電線路併入華中電網，並通過500千伏直流輸電線路向距離1000公里的上海輸電120萬千瓦。

庫區回水110～180公里，使川江航運條件得到改善。水庫總庫容15.8億立方米，由於受航運限制；2013年無調洪削峰作用。三峽工程建成後，可對三峽工程因調洪下泄不均勻流量起反調節作用，有反調節庫容8500萬立方米。

秦山核電站

秦山核電站是中國自行設計、建造和運營管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站，地處浙江省嘉興市海鹽縣。由中國核工業集團公司100%控股，秦山核電公司負責運行管理。

秦山核電站採用目前世界上技術成熟的壓水堆，核島內採用燃料包殼、壓力殼和安全殼3道屏障，能承受極限事故引起的內壓 、高溫和各種自然災害。一期工程1985年開工，1991年建成投入運行。年發電量為17 億千瓦時。二期工程將在原址上擴建2台60萬千瓦發電機組，1996年已開工。三期工程由中國和加拿大政府合作，採用加拿大提供的重水型反應堆技術，建設兩台70萬千瓦發電機組，於2003年建成。

2015年1月12日17時，秦山核電廠擴建項目方家山核電工程2號機組成功併網發電。至此，秦山核電基地現有的9台機組全部投產發電，總裝機容量達到656.4萬千瓦，年發電量約500億千瓦時，成為目前國核心電機組數量最多、堆型最豐富、裝機最大的核電基地。

大亞灣核電站

大亞灣核電站（Daya Bay Nuclear Power Plant）位於中國廣東省深圳市大鵬新區大鵬半島（北緯22°59′42.19″，東經114°54′74.01″）離香港尖沙咀直線距離51公里，由廣東核電投資有限公司和香港核電投資有限公司合資建設與運營，隸屬中國廣核集團管轄，擁有兩台百萬千瓦級壓水堆機組，所生產電力70%供應香港，30%供應廣東。大亞灣核電站，從1987年開工建設，於1994年5月6日正式投入商業運行，此後，在大亞灣核電站之側又建設了嶺澳核電站，兩者共同組成一個大型核電基地。大亞灣核電站是中國大陸第一座大型商用核電站，也是大陸首座使用國外技術和資金建設的核電站。

2016年11月，大亞灣公司獲得第十六屆全國質量獎。

主要電力企業

五大發電集團：中國五大發電集團是指中國華能集團公司、中國大唐集團公司、中國華電集團公司、中國國電集團公司、中國電力投資集團公司。五大發電集團都堅持以電為主，積極發展電力上下游產業，形成合理的相輔相成的產業鏈條，以服務於公司的發展戰略。

國家電網公司：國家電網公司（State Grid Corporation of China），簡稱國家電網、國網，成立於2002年12月29日，是經過國務院同意進行國家授權投資的機構和國家控股公司的試點單位。

公司作為關係國家能源安全和國民經濟命脈的國有重要骨幹企業，以建設和運營電網為核心業務，承擔著保障更安全、更經濟、更清潔、可持續的電力供應的基本使命，經營區域覆蓋全國26個省（自治區、直轄市），覆蓋國土面積的88%，供電人口超過11億人，公司員工總量超過186萬人。

公司在菲律賓、巴西、葡萄牙、澳大利亞等國家和地區開展業務。2016年-2017年，公司位列《財富》世界500強第2名[1]，是全球最大的公用事業企業。

公司實行總經理負責制，總經理是公司的法定代表人。