《能源監(jiān)測與評價》——電力企業(yè)的節(jié)能監(jiān)測(四)
(5)電網(wǎng)無功功率配置。大量無功電流在電網(wǎng)中會導致線路損耗增大,變壓器利用率降低,用戶電壓跌落。無功功率補償是利用技術措施降低線損的重要措施之一,在有功功率合理分配的同時,做到無功功率的合理分布。
無功功率優(yōu)化的目的是通過調(diào)整無功功率潮流的分布降低網(wǎng)絡的有功功率損耗,并保持最好的電壓水平。
2.企業(yè)供配電系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法
監(jiān)測應在用電體系處于正常生產(chǎn)實際運行工況下進行,測試期為一個代表日(24h)。監(jiān)測所有的儀表應能滿足監(jiān)測項目的要求,儀表必須完好,并且電能計量儀表準確度應不低于2.O級。測試儀表、測試條件、測試和計算方法應符合GB/T3485-1998和GB/T13462-2008《電力變壓器經(jīng)濟運行》的有關規(guī)定。測試數(shù)據(jù)每小時準點記錄一次。
(1)日負荷率的測試與計算。用電體系日平均負荷與日最大負荷的數(shù)值之比的百分數(shù),即日負荷率Kt(%)在測試期內(nèi),測算以下參數(shù):
1)日平均負荷。用電體系在測試期內(nèi)實際用電的平均有功負荷Pp(kW),其數(shù)值等于實際用電量除以用電小時數(shù)。
2)日最大負荷。用電體系在測試期出現(xiàn)的最大小時平均有功負荷Pma。(kW)。用電體系在測試期的日負荷率Kr(%)按式(4-35)計算
(2)變壓器負載系數(shù)的測試與計算。電力變壓器運行期間平均輸出視在功率與其額定容量之比,即變壓器負載系數(shù)B,又稱變壓器平均負載系數(shù)。
在測試期內(nèi),分別測算每臺變壓器的下列參數(shù):
1)運行期間;變壓器投入運行的時間t,h。
2)有功電量:運行期間變壓器負載側(cè)的有功電量Ep,kWh。
3)無功電量:運行期間變壓器負載側(cè)的無功電量Eq,kvarh。
4)額定容量:變壓器額定容量Se,kVA。
測試期的變壓器負載系數(shù)B為
B=S/Se (4-36)
式中S-變壓器平均輸出視在功率.kVA。
變壓器負載系數(shù)也可以用以下方法測算其近似值:
1)分別測算每臺變壓器運行時負載側(cè)的均方根電流I2,A。
2)記錄每臺變壓器負載側(cè)額定電流I2e,A。
3)變壓器負載系數(shù)B為
B≈I2/I2e (4-38)
變壓器綜合功率損耗率最低時,其輸出視在功率與額定容量之比,即變壓器綜合功率表經(jīng)濟負載系數(shù)B。
(3)線損率的測試與計算。供給用電體系的電量由體系受電端經(jīng)變電站至低壓供配電線路末端所損耗的電量之和占體系總供給電量的百分數(shù),即線損率a,%。
在測試期內(nèi),測算以下參數(shù):
1)用電體系實際總供給電量Er,kWh。
2)每臺變壓器的損耗△Es,kWh。
3)每條線路的損耗△Esx;,kWh。
4)電氣儀表元件的損耗△Ey,kWh。
△Ey在現(xiàn)場監(jiān)測時,允許忽略不計,測試期的線損率a(%)按式(4-39)計算為
(4)企業(yè)用電體系功率因數(shù)的測試與計算。用電體系有功功率與視在功率之比,即功率因數(shù);以用電體系有功電量與無功電量為參數(shù)計算而得的功率因數(shù),即企業(yè)用電體系功率因素cosp,又稱企業(yè)用電體系加權平均功率因數(shù)。
在測試期內(nèi),測算以下參數(shù):
1)供給用電體系的總有功電量Erp.kWh。
2)供給用電體系的總無功電量Erq,kvarh。
測試期的企業(yè)用電體系功率因數(shù)cosp為
當備有功率因數(shù)表時,可直接讀取功率因數(shù)cosp的值。
(四)高效節(jié)能輸電
為了解決對輸電容量的需求持續(xù)增長與建設新線路困難的矛盾,近年來人們開始將更多的注意力從電網(wǎng)的擴張轉(zhuǎn)移到挖掘現(xiàn)有網(wǎng)絡的潛力上,研究利用其他高效節(jié)能輸電新技術來均衡電網(wǎng)的潮流和提高輸電線路的輸送容量,從而提高輸電網(wǎng)的輸送能力。目前有柔性輸電技術、緊湊型輸電技術等高效節(jié)能輸電技術。
1.柔性輸電技術
柔性輸電技術是基于現(xiàn)代大功率電力電子技術及信息技術的現(xiàn)代輸電技術。
柔性輸電技術可提高輸配電系統(tǒng)的可靠性、可控性、運行性能及電能質(zhì)量,是一項對未來電力系統(tǒng)的發(fā)展可能產(chǎn)生巨大變革性影響的新技術。柔性輸電技術可分為柔性直流輸電技術和柔性交流輸電技術。
(1)柔性直流輸電技術。柔性直流輸電自身靈活控制潮流和交流電壓的功能對系統(tǒng)短路比無影響,可將它放置在系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)以增強系統(tǒng)穩(wěn)定性,適合于向遠地負載、小島、海上鉆井等孤立網(wǎng)絡供電,尤其適用于風力發(fā)電系統(tǒng)。
柔性直流輸電技術用于連接風電場和電網(wǎng)具有獨特的優(yōu)勢,它無需額外的無功功率補償,能實現(xiàn)風力發(fā)電的遠距離能量輸送。它可以連接多臺風電機組,甚至多個風電場,從而減少換流站的個數(shù),節(jié)約成本。
(2)柔性交流輸電技術。柔性交流輸電技術,又稱為靈活交流輸電技術。該技術是基于電力電子技術改造交流輸電的系列技術,它可以對交流電的無功功率、電壓、電抗和相角進行控制,從而能有效提高交流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性,滿足電力系統(tǒng)長距離、大功率安全穩(wěn)定輸送電力的要求。
2.緊湊型輸電技術
從電網(wǎng)建設的遠景和特高壓電網(wǎng)規(guī)劃來看,線路不斷增多,線路走廊資源越來越緊張,特別是由于規(guī)劃部門對土地審批越來越嚴格,線路通道在很多地區(qū)已經(jīng)成為影響電網(wǎng)建設的主要因素。緊湊型輸電技術與常規(guī)型輸電技術相比,具有降低電能輸送成本,減少輸電走廊對土地的占用等特點,是經(jīng)濟發(fā)達、土地昂貴、房屋稠密地區(qū)節(jié)省線路走廊和工程投資、提高輸送容量的有效方法之一。
(五)影響電網(wǎng)發(fā)展的關鍵技術
隨著人類社會對全球常規(guī)一次能源資源可持續(xù)供應能力以及對生存環(huán)境惡化的擔憂,未來能源發(fā)展將從資源引導型轉(zhuǎn)為技術驅(qū)動型,這是世界能源發(fā)展的總體趨勢。電網(wǎng)發(fā)展尤其如此。
根據(jù)我國能源及電力工業(yè)的特點,以及電網(wǎng)發(fā)展的目標定位,將對我國電網(wǎng)發(fā)展產(chǎn)生重大影響的關鍵技術如下。
1.特高壓輸電技術
特高壓交直流輸電技術為長距離、大容量、低損耗電力輸送提供了有效的技術手段,是提高電網(wǎng)能源輸送能力和在更大范圍內(nèi)開展電力國際合作的重要前提,也是提高我國電力行業(yè)國際影響力和競爭能力的重要契機。
特高壓輸電技術的優(yōu)越性有:
(1)輸送容量大。1000kV特高壓交流按自然功率輸送能力是500kV交流的5倍,在采用同種類型的桿塔設計的條件下,1000kV特高壓交流輸電線路單位走廊寬度的輸送容量約為500kV交流輸電的3倍。
(2)節(jié)約土地資源。±800kV直流輸電方案的線路走廊寬度約76m,單位走廊寬度輸送容量約為84MW/m,是±500kV直流輸電方案的1.3倍,溪洛渡、向家壩、烏東德、白鶴灘水電站送出工程采用±800kV級直流與采用±600kV級直流相比,輸電線路可以從10回減少到6回??傮w來看,特高壓交流輸電可節(jié)省約2/3的土地資源,特高壓直流可節(jié)省約1/4的土地資源。
(3)輸電損耗低。與超高壓輸電相比,特高壓輸電線路損耗大大降低,特高壓交流線路損耗是超高壓線路的1/4;±800kV直流線路損耗是±500kV直流線路的39%。
(4)工程造價省。采用特高壓輸電技術可以節(jié)省大量導線和鐵塔材料,以相對較少的投入達到同等的建設規(guī)模,從而降低建設成本。在輸送同容量條件下,特高壓交流輸電與超高壓輸電相比,節(jié)省導線材料約1/2,節(jié)省鐵塔用材約2/3。1000kV交流輸電方案的單位輸送容量綜合造價約為500kV輸電的3/4。
2.信息化及智能控制技術
該技術包括實時數(shù)據(jù)采集技術、實時控制技術,以及智能化控制策略等。
3.電網(wǎng)安全控制與大事故防御技術
隨著系統(tǒng)規(guī)模的逐步擴大以及電網(wǎng)功能的擴展,電網(wǎng)安全的重要性進一步提高。重點是研發(fā)具有動態(tài)安全分析、預警和輔助決策功能的新一代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng),以及具有自適應能力、協(xié)調(diào)優(yōu)化的電網(wǎng)動態(tài)安全穩(wěn)定保障系統(tǒng);加強推進先進電力電子技術的開發(fā)和應用,為大電網(wǎng)安全運行提供行之有效的技術保障手段和策略。
4.提高電網(wǎng)輸配電效率的更新改造技術
目前我國每年數(shù)千億元的電網(wǎng)建設投入,預示著未來30~50年乃至更長時期內(nèi),大規(guī)模的輸配電設施將達到其經(jīng)濟壽命期,因此,必須提前做好提高電網(wǎng)輸配電效率和相關設施經(jīng)濟壽命的更新改造技術儲備,
5.交互式電能控制技術
隨著高效率、低污染的各種分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展和應用,大電網(wǎng)與用戶自有的分布式發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展已成為世界電力系統(tǒng)發(fā)展的一個必然趨勢。隨著我國天然氣管網(wǎng)覆蓋面的逐步擴大以及天然氣供應能力的提高,以天然氣為燃料的分布式能源系統(tǒng)也將逐步在我國大中型城市中得以廣泛應用;另外,太陽能光伏發(fā)電技術等也將逐步發(fā)展到商業(yè)化應用。因此,交互式電能控制技術的開發(fā)應盡快提上議事日程。
6.適應不同特性電源接入和高效穩(wěn)定運行的電網(wǎng)運行、控制和調(diào)度技術
根據(jù)國家能源發(fā)展的總體安排,未來的發(fā)電能源結(jié)構(gòu)將逐步由目前以煤電和水電為主的單元格局轉(zhuǎn)變?yōu)橐悦禾?、水電、核電以?a href="http://www.rukrx.com/eduinfo/eduzx/" target="_blank" class="keylink">風電和太陽能等其他可再生能源并存的多元化格局,因此,未來電網(wǎng)將面臨如何在充分接納各種特性的電源的前提下,保證穩(wěn)定、高效運行的難題。尤其是現(xiàn)階段我國風電開發(fā)中所特有的“小網(wǎng)大容量、弱網(wǎng)大規(guī)模”的風電開發(fā)模式特點,更需要進一步加強相應的電網(wǎng)運行、調(diào)度和控制技術開發(fā),以適應風電開發(fā)的需要,并實現(xiàn)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效運行。
7.大型電力儲存技術
隨著大規(guī)模呈間歇性的風電、太陽能等可再生能源發(fā)電技術的開發(fā)應用和接入系統(tǒng),以及具有交互式供電能力的分布式電源系統(tǒng)的發(fā)展,開發(fā)以高效率、長壽命、低成本、低污染為特征的先進大型儲能技術已成為世界主要發(fā)達國家(如歐盟、美國等)的技術開發(fā)重點。先進大型儲能技術也是電動汽車發(fā)展的重要前提,還是需求側(cè)削峰填谷和提供電力應急供應的有效技術手段。
8.其他相關前瞻性技術
例如,超導技術及其在電力系統(tǒng)中的應用。國內(nèi)已開展了配電系統(tǒng)的相關技術與設備研發(fā),美國把超導技術作為其未來全國輸電技術的重要手段。氫能及燃料電池技術等也將對未來電力終端應用產(chǎn)生重大影響,并對電網(wǎng)運行與管理模式產(chǎn)生影響。

責任編輯:繼電保護
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