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電能質(zhì)量面臨新能源接入挑戰(zhàn)
經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,使得不同時代對電能質(zhì)量問題的關(guān)注點有所區(qū)別。未來,隨著新能源的不斷接入,電力電子設(shè)備的更新?lián)Q代,以及多元化電能質(zhì)量需求的發(fā)展等,電能質(zhì)量將面臨更多挑戰(zhàn)。建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng),將能更好地提升電能質(zhì)量。
應(yīng)對電能質(zhì)量需求變化的挑戰(zhàn)
“隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展(包括電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展),人們對電能質(zhì)量的認(rèn)識也在不斷發(fā)展,在不同時期對電能質(zhì)量的要求也不相同。”李濤永說,在目前的電能使用中,電力負(fù)荷發(fā)生了非常大的變化。由于工業(yè)企業(yè)不斷發(fā)展和民用電力結(jié)構(gòu)的變化,電力系統(tǒng)出現(xiàn)了非線性用電情況增多、沖擊性負(fù)荷增多的現(xiàn)象。這使得電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的電壓和電流經(jīng)常發(fā)生異常的變化和波動,造成了輸變電線路的供電不平衡等問題,使電能質(zhì)量受到干擾和污染。
新能源大規(guī)模應(yīng)用,也使電網(wǎng)的非線性、波動性日趨嚴(yán)重。新能源中的風(fēng)力變流器、光伏逆變器都是通過半導(dǎo)體功率開關(guān)器件的開通和關(guān)斷,把直流或頻率變化的電能轉(zhuǎn)化為50赫茲交流電能,在此逆變環(huán)節(jié)會產(chǎn)生諧波、三相不平衡等電能質(zhì)量問題。另外新能源發(fā)電的啟停、功率頻繁變化都會引起電網(wǎng)電壓發(fā)生較大波動;甚至當(dāng)發(fā)生用電故障時,電網(wǎng)電壓的暫態(tài)過程極易引發(fā)新能源發(fā)電單元的大規(guī)模脫網(wǎng),放大故障規(guī)模、范圍。
為滿足隨經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展而變化的電能質(zhì)量需求,還應(yīng)該重視用電電能質(zhì)量。李濤永認(rèn)為,在客戶側(cè),應(yīng)從用電系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)方面進(jìn)行引導(dǎo)和服務(wù),從設(shè)備級進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測和優(yōu)化治理,引導(dǎo)用戶根據(jù)自身用電設(shè)備特性和用電協(xié)議,配置必需的無功補(bǔ)償設(shè)備、諧波治理設(shè)備。
例如對于工業(yè)客戶,要求在客戶側(cè)配置一定數(shù)量的容性無功補(bǔ)償裝置、保持一定水平的功率因數(shù)、避免電壓質(zhì)量惡化;對于發(fā)射電流諧波含量較高的電力客戶,可采用增加無源濾波器、有源電力濾波器(APF)、靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC)等無源或有源諧波治理手段來提高電能質(zhì)量。中國電力科學(xué)研究院廣泛開展了面向客戶的能效提升、電能質(zhì)量診斷、分布式光伏接入等服務(wù)咨詢工作,除此之外還及時做好了變頻器、逆變器等非線性負(fù)荷設(shè)備入網(wǎng)前的質(zhì)量檢驗工作。
積極構(gòu)建堅強(qiáng)智能電網(wǎng)
對于不同時代關(guān)注的電能質(zhì)量問題,國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院電工新材料及微電子研究所所長于坤山有過精辟的總結(jié):***代電網(wǎng),關(guān)注是否有電,即“電壓的有無”;第二代電網(wǎng),關(guān)注電壓合格率、波形質(zhì)量(諧波)、電壓波動與閃變、三相對稱性、頻率穩(wěn)定性、以及動態(tài)電能質(zhì)量指標(biāo)等;第三代電網(wǎng),關(guān)注用戶對電能質(zhì)量的多元化需求,“定制電力”將逐漸清晰并成為現(xiàn)實。
電能質(zhì)量提升面臨哪些問題和需求?于坤山認(rèn)為主要集中在:電源遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的長距離輸電,解決受端弱系統(tǒng)的無功、電壓問題,提高輸電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性,間歇式可再生能源發(fā)電并網(wǎng)問題,提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
我國風(fēng)資源豐富地區(qū)大多遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,電網(wǎng)規(guī)模相對較小,調(diào)峰能力低,大規(guī)模風(fēng)電就地利用困難,需要在更大范圍消納。而大規(guī)模間歇式電源具有隨機(jī)功率波動特性,這種隨機(jī)波動性與負(fù)荷的波動性疊加,更加大了電網(wǎng)調(diào)峰壓力,運行控制困難;間歇式電源尚不具備常規(guī)電源對電力系統(tǒng)的支撐能力,大規(guī)模接入對電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。
為適應(yīng)我國能源分布不均衡、經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在地區(qū)性差異的國情,大電網(wǎng)互聯(lián)、遠(yuǎn)距離輸電是我國電網(wǎng)發(fā)展的典型特征。這也決定了在加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)的同時還需要采用諸如靈活交流輸電、直流輸電、柔性直流輸電等先進(jìn)電力電子技術(shù)和各類系統(tǒng)控制技術(shù),以解決提高輸送能力和電網(wǎng)穩(wěn)定控制的技術(shù)難題。
先進(jìn)電力電子技術(shù)將極大推動電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新。想要提高現(xiàn)有電網(wǎng)輸送能力和實現(xiàn)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運行,就需要精心規(guī)劃并靈活使用靈活交流輸電、直流輸電和柔性直流輸電等先進(jìn)技術(shù),積極推動以新材料和新型電力電子器件技術(shù)發(fā)展而帶動的新一輪電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新。基于電壓源換流器的柔性直流輸電技術(shù)是現(xiàn)階段電網(wǎng)新技術(shù)關(guān)注的熱點,以此為核心努力實現(xiàn)直流斷路器、直流變換器及其直流電網(wǎng)控制保護(hù)技術(shù)突破,逐漸構(gòu)建直流電網(wǎng)技術(shù)體系并進(jìn)行示范應(yīng)用。
通過這些技術(shù),預(yù)期可以實現(xiàn)一些目標(biāo),如提高電網(wǎng)靈活運行與控制的能力;解決輸配電網(wǎng)輸電功率瓶頸問題;解決可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電并網(wǎng)、孤島供電、城市電網(wǎng)供電等難題。
為應(yīng)對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展給電能質(zhì)量帶來的挑戰(zhàn),于坤山以及記者采訪的多位專家都表示,需要加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè),積極構(gòu)建堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。
10月4日,《北京市2013-2017年機(jī)動車排放污染控制工作方案》(以下簡稱《工作方案》)任務(wù)分解表發(fā)布,從明年起,每年24萬個小汽車搖號指標(biāo)將縮水近四成,配置機(jī)動車指標(biāo)變?yōu)?5萬輛,同時不同類型機(jī)動車配比額度會有變化。
一石激起千層浪。這一消息讓北京每月等待購車資格的“搖號大軍”欲哭無淚。根據(jù)交通委的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,截至10月8日,小客車指標(biāo)申請個人共有166.25萬個有效編碼、單位共有55418個有效編碼。而在10月上百萬個有效編碼中,只有1.84萬人“中簽”。
與北京市消費者迫切的購車需求相悖的是,北京市場越來越成為汽車企業(yè)布局“盲區(qū)”。
對此,中國汽車工業(yè)咨詢委員會副主任安慶衡向記者表示,進(jìn)口車、高檔車以及新能源車還有在北京市場的拓展機(jī)會,品牌進(jìn)一步高端、市場空間進(jìn)一步壓縮的趨勢更為明顯。
而在新能源車方面,《工作方案》明確指出,新能源車的配比率逐年遞增,從***初的每年2萬個逐漸增加到每年6萬個。在這一輪如火如荼的新能源汽車布局中,北京市由于政策尚未明朗,仍屬盲區(qū)。分析人士告訴記者,“北京市的確太慢了,必須要提速?!?/p>
“治堵”再遇“治污”
對于北京市交通委,這一系列數(shù)字像是一道數(shù)學(xué)題:目前,北京市機(jī)動車數(shù)量已經(jīng)超過533萬輛,而據(jù)此前規(guī)劃目標(biāo),到2017年底,北京市機(jī)動車保有量要控制在600萬輛以內(nèi)。
通過現(xiàn)有搖號政策,北京每月機(jī)動車增長量控制在2.2萬輛,以2017年的600萬輛目標(biāo)計算,未來4年只能增長60萬輛,方案中“每年15萬輛”的數(shù)字由此得出。再平均到每月就是1.25萬輛,比現(xiàn)在的2.2萬輛搖號指標(biāo)少了近1萬輛。
北京限購對于汽車行業(yè)的影響顯而易見。中國汽車工業(yè)協(xié)會相關(guān)人士表示,北京在政策實施后,新車消費累計減少了52萬輛,汽車商品零售額下降了25%,勢必會對全行業(yè)產(chǎn)值乃至經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生明顯影響。
亞運村汽車交易市場的數(shù)據(jù)顯示,9月份京城新車交易51200輛,同比增長-5.19%,低于全國24.85個百分點;環(huán)比增長13.27%,低于全國4.13個百分點。而1月~9月京城累計交易新車42.33萬輛,同比去年43.20萬輛輛累計增長-2.01%,低于全國14.71個百分點。
分析指出,2010年末,北京市率先實施機(jī)動車限購政策,***初是出于“治堵”考慮。三年過去了,“治堵”效果難現(xiàn),“治污”重任又來。所以,北京市機(jī)動車限購政策只能說是“無奈”、“必然”和“需要”。
受宏觀經(jīng)濟(jì)增速放緩,汽車行業(yè)“雙限”政策及北京清潔空氣行動計劃預(yù)期實施等因素影響,北京新車同比增速平均低于全國10個百分點,其中三季度增速差距更是從12%拉大到25%。
此外,北京市新舊車市場前三個季度以-2%和-2.3%的累計同比增長率,終結(jié)了去年同期59.48%和106%的超高速增長。北京汽車市場更加艱難成為必然。
新能源車配比增長
按照《工作方案》,從2014年至2017年配置機(jī)動車指標(biāo)每年都是15萬輛,但分配比例卻有差別。
未來4年內(nèi),新能源車的指標(biāo)年配比數(shù)逐年遞增,分別為2萬個、3萬個、6萬個和6萬個。根據(jù)《北京市新能源小客車示范運行管理辦法》,北京市經(jīng)濟(jì)信息化委負(fù)責(zé)新能源汽車車型選定。有消息稱,北京市的新能源汽車政策將于明年年初出臺。
根據(jù)北京市政府有關(guān)政策,除了鼓勵個人購買新能源車,北京市機(jī)動車結(jié)構(gòu)將全面優(yōu)化調(diào)整。到2017年,新能源汽車(不含公務(wù)用車)規(guī)模將達(dá)到19.5萬輛。其中,公交車電驅(qū)動和天然氣車輛比例將達(dá)到65%左右。
五環(huán)路內(nèi),兩成公交車都是電驅(qū)動車,一半左右是天然氣車,污染物排放減少50%左右。郊區(qū)客運天然氣車輛比例達(dá)到50%;出租車每6年必須強(qiáng)制更新,到2015年北京市將更新5000輛天然氣出租車。到2017年,新電動出租車將有5850輛,混合動力出租車達(dá)5000輛;公務(wù)車每年也將添新能源車,5年內(nèi)更新5000輛。
配套設(shè)施未來幾年也將越來越多。明年,北京市將建成加氣站86座、充換電站42座、充電樁30980個、變電樁41500個、雙源無軌線網(wǎng)35公里。
實際上,按照北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院院長助理、新能源研究所所長張維葛的說法,新能源汽車推廣的關(guān)鍵不是技術(shù),而是綜合成本問題。新能源汽車終歸是市場問題,建立合理、有效的政策環(huán)境和市場規(guī)則更為迫切。
針對北京市場遲遲未能出臺新能源汽車推廣計劃,北京市新能源汽車發(fā)展促進(jìn)中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,由于北京市場的特殊性,在“國標(biāo)”基礎(chǔ)上,如何制定“北京版”推廣計劃應(yīng)更謹(jǐn)慎為宜。他預(yù)計明年北京版推廣計劃有望出臺,按照明年2萬輛的推廣任務(wù),必須拓展個人客戶市場。
今年初以來,環(huán)保猶如掛在鋼鐵企業(yè)頭頂?shù)摹斑_(dá)摩克利斯之劍”,讓很多企業(yè)一邊為環(huán)保設(shè)備欠缺擔(dān)憂,一邊為巨額的資金投入發(fā)愁。做環(huán)保必然要投入。據(jù)測算,先進(jìn)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的噸鋼環(huán)保成本達(dá)到100元以上。這對于利潤大幅下滑的鋼鐵企業(yè)來說,的確是不小的壓力。但是,環(huán)保不僅僅是投入,換個角度看,它能為企業(yè)帶來十分可觀的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。對此,河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼深有體會。2006年~2012年,邯鋼累計節(jié)約淡水近4000萬噸,減少外購水費近8000萬元;利用廢氣發(fā)電117.9億千瓦時,折合節(jié)約標(biāo)煤412萬噸,減少外購電費50多億元。
從環(huán)保投入到效益回報,邯鋼如何化繭成蝶?10月底,《中國冶金報》記者走進(jìn)了這個園林與工廠***融合的綠色生態(tài)型鋼廠,親身感受了其環(huán)保工作的蛻變之路。
人、鋼鐵、自然和諧共生
走在邯鋼***原料場南路,干凈的柏油馬路坦蕩如砥。“以前,大雨會把料場的紅礦粉沖得滿地都是,遍地泥濘?!迸赃叺墓ぷ魅藛T說。如今,這個投資7億元改造的國內(nèi)***大跨度全封閉機(jī)械化***原料場,已經(jīng)成為一道美麗的風(fēng)景線。它的投用,不僅使存儲能力提高了40多萬噸,還具有阻止揚塵、減少物料流失、降低倒運費用、改善周邊環(huán)境等作用,僅減少倒運費用一項每年可創(chuàng)效8000萬元。
作為“綠色鋼鐵”的倡導(dǎo)者,邯鋼早在2003年就提出了“精銳邯鋼、綠色邯鋼”的宣言。他們遵循“人、鋼鐵、自然和諧共生”的環(huán)保理念,努力建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)。例如,該公司投資10億元,建成了48座萬噸儲煤焦罐(倉),實現(xiàn)燃煤和焦炭的全部倉化存儲;建設(shè)了10余公里的密閉型原料傳送皮帶,在密閉的環(huán)境中把工序原料運送到各個崗位。正如邯鋼總經(jīng)理、副董事長、黨委副書記郭景瑞說的那樣:“邯鋼實現(xiàn)了用煤不見煤、用礦不見礦、運料不見料的清潔生產(chǎn)?!?/p>
廢物是放錯位置的資源
在邯鋼看來,廢物是放錯位置的資源。如今,邯鋼把廢水循環(huán)再用、廢渣吃干榨盡、廢氣轉(zhuǎn)化電能,把“廢物”變成了“寶物”。
邯鋼新區(qū)能源中心污水處理中心主任劉利波告訴《中國冶金報》記者:“大企業(yè)也要算細(xì)賬。我們這里處理1噸污水并達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)的成本是0.5元,而新水的價格接近2元/噸,所以企業(yè)自己建污水處理廠,不但能夠?qū)崿F(xiàn)污水循環(huán)利用‘零排放’,還可以降低生產(chǎn)成本?!?/p>
近幾年,邯鋼投資2.2億元,先后建起了3個生產(chǎn)廢水處理廠和1個生活污水處理廠,年處理量達(dá)到9855萬噸,廠區(qū)內(nèi)所有工業(yè)廢水全部實現(xiàn)回收處理和循環(huán)利用,處理后的水均達(dá)到國家景觀水的標(biāo)準(zhǔn)。目前,邯鋼工業(yè)水循環(huán)率達(dá)到98%,噸鋼耗新水量由2006年的4.89立方米降至2012年的2.67立方米,下降了54%。
此外,邯鋼采取多種工藝處理方式,實現(xiàn)了副產(chǎn)資源的全部回收利用。2012年,該公司的含鐵、含碳物料回收利用量達(dá)到88.1千克/噸鐵,增創(chuàng)效益9271萬元。正在實施和規(guī)劃的利用氧化鐵紅生產(chǎn)磁性材料項目,利用除塵灰、瓦斯灰提鋅項目,鋼渣、水渣生產(chǎn)礦渣微粉項目將成為企業(yè)新的效益增長點。
做環(huán)保也能挖出“真金白銀”
“十一五”以來,邯鋼先后淘汰了5臺燒結(jié)機(jī)、7座白灰窯、2條落后軋鋼線、4座小高爐、6座小轉(zhuǎn)爐等高耗能裝備,累計淘汰煉鐵產(chǎn)能170萬噸、煉鋼產(chǎn)能315萬噸。圍繞建設(shè)現(xiàn)代化精品鋼材制造和能源高效轉(zhuǎn)化的科學(xué)發(fā)展示范企業(yè)的目標(biāo),該公司堅持“管理與治理并重、治標(biāo)與治本并舉、節(jié)能與環(huán)保并行”,通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程和工序間銜接、優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)、***大限度地利用各種余熱余能等方式,努力提高能源循環(huán)利用水平。
“現(xiàn)在,我們把濕熄焦改為干熄焦,不僅避免了污染排放,還可以把回收的熱能全部轉(zhuǎn)換為電能,一舉兩得!”邯鋼焦化廠熱力車間主任么銀生對《中國冶金報》記者說。2009年6月份,邯鋼投資1.58億元將焦化廠的濕熄焦改為干熄焦,并把干熄焦過程中回收的熱能全部轉(zhuǎn)換為電能,每小時可發(fā)電6000千瓦時,每年可創(chuàng)效4000萬元,節(jié)約標(biāo)煤6萬噸,減排煙粉塵100噸、二氧化硫950噸。
2010年,邯鋼能源管控中心投入運行,實現(xiàn)了物流、能源流、信息流的“三流合一”。邯鋼能源環(huán)保部能源科長張懷東介紹:“目前,邯鋼發(fā)電機(jī)組包括干熄焦發(fā)電、TRT發(fā)電、燒結(jié)余熱發(fā)電、CCPP發(fā)電、鋼軋余熱蒸汽發(fā)電、螺桿發(fā)電等。2006年~2012年,邯鋼利用工業(yè)余熱余能累計發(fā)電117.9億千瓦時,折合節(jié)約標(biāo)煤412萬噸,相當(dāng)于一座大型煤礦4年的產(chǎn)量?!?/p>
轉(zhuǎn)自:無功補(bǔ)償諧波治理網(wǎng)
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