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最近我國麵臨的嚴重缺電問題,使人們再一次深刻認識到節能、提高能源綜合利用效率和發展可再生能源的巨大意義。“十一五”以來,中國電網以特高壓和智能電網建設為代表,在技術不斷成熟、可靠性不斷提高的同時,開始了提高能效、節能降耗的嚐試。“十二五”期間,哪些節能技術及相關設備,在電網係統應用、發展的前景廣闊?
利器一:特高壓輸電
[案例] 4月27日,中國電力企業聯合會發布第一季度電力供需形勢分析報告,四川等水電大省的水電設備平均利用小時數超過600小時,比去年同期提高89小時。出現這一現象的重要原因是向家壩―上海特高壓直流輸電工程的建成。
據不完全統計,2010年長江汛期,向上工程外送四川水電數百億千瓦時,比2009年同期增加近50%,減排二氧化碳近千萬噸。
在(zai)特(te)高(gao)壓(ya)工(gong)程(cheng)帶(dai)動(dong)下(xia),一(yi)度(du)遲(chi)緩(huan)的(de)水(shui)電(dian)建(jian)設(she)再(zai)掀(xian)高(gao)潮(chao)。例(li)如(ru),國(guo)電(dian)集(ji)團(tuan)挺(ting)進(jin)大(da)渡(du)河(he),華(hua)能(neng)集(ji)團(tuan)揮(hui)師(shi)岷(min)江(jiang),二(er)灘(tan)水(shui)電(dian)開(kai)發(fa)公(gong)司(si)屯(tun)兵(bing)雅(ya)礱(long)江(jiang),長(chang)江(jiang)三(san)峽(xia)集(ji)團(tuan)鎮(zhen)守(shou)金(jin)沙(sha)江(jiang),華(hua)電(dian)集(ji)團(tuan)入(ru)主(zhu)雜(za)穀(gu)腦(nao)河(he),大(da)唐(tang)集(ji)團(tuan)瞄(miao)準(zhun)涪(fu)江(jiang),四(si)川(chuan)省(sheng)境(jing)內(nei)展(zhan)開(kai)前(qian)期(qi)項(xiang)目(mu)的(de)水(shui)電(dian)站(zhan)裝(zhuang)機(ji)已(yi)超(chao)過(guo)4000萬千瓦。
[分析] tegaoyashudiannenggouzaigengdafanweineiyouhuapeizhiziyuan,haikeyitishengxianludechuanshunengli。dianyadengjiyuegao,dianwangdeshusonggonglvyeyueda。woguonengyuanziyuanyunengyuanxuqiuchengnixiangfenbu:煤炭資源主要分布在西北,水資源主要分布在西南,新能源資源――光guang伏fu發fa電dian和he風feng力li發fa電dian主zhu要yao分fen布bu在zai西xi北bei一yi帶dai。而er能neng源yuan需xu求qiu主zhu要yao在zai東dong南nan沿yan海hai地di區qu。采cai用yong長chang距ju離li輸shu電dian是shi當dang前qian形xing勢shi下xia的de必bi然ran選xuan擇ze。特te高gao壓ya電dian網wang的de應ying用yong與yu建jian設she是shi解jie決jue上shang述shu問wen題ti最zui好hao的de方fang案an。
[設備] 特高壓交直流設備基本可以實現國內自主研發和製造,這為我國進一步發展特高壓奠定了物理基礎。
特高壓交流設備包括變壓器、電抗器、組合電器開關、隔離開關、避雷器和無功補償設備等。其中,變壓器、電抗器和組合電器開關占比較大,三者合計占一半以上,上述設備我國企業均可自主研製;無功補償裝置目前已由中國電科院研發成功。
特高壓直流設備包括線路和換流站設備。換流站主設備包括:換流變壓器、電抗器、避雷器、換流閥和無功補償裝置等,其中投資大項為換流變和換流閥。
利器二:直流輸電
[案例] 2月28日,±660千伏寧東―山東直流輸電工程投運,山東接受外送電力的能力由350萬千瓦提升至750萬千瓦。據統計,山東因此每年可節約原煤1120萬噸。由此全省減少二氧化硫排放5.7萬噸,二氧化硫排放量降低1.1個百分點,大大促進了資源節約型、環境友好型社會建設。
僅今年第一季度,山東電網就接納省外來電91.3億千瓦時,同比增長176%。
[分析] fadianchangfachudejiaoliudianjinghuanliufabianchengzhiliudian,ranhoutongguozhiliushudianxianlusongzhishoudianduanzaibianchengjiaoliudian,zhurushouduanjiaoliudianwang。duiyuyuanjulishudian,gaoyazhiliushudianyongyoudutedeyoushi。qizhong,qingxinggaoyazhiliushudianxitongcaiyongkekaiduandeqijianzuchenghuanliuqi,shizhongdengguimodezhiliushudiangongchengzaijiaoduanshusongjulishangyejuyoujingzhengli。
此外,可關斷器件組成的換流器,還可用於向海上石油平台、海島等孤立、小型係統供電,未來還可用於城市配電係統,接入燃料電池、光伏發電等分布式電源。輕型高壓直流輸電係統更有助於解決清潔能源上網的穩定性問題。
[設備] zhiliushudianzuihexindejishujizhongyuhuanliuzhanshebei,huanliuzhanshixianlezhiliushudiangongchengzhongzhiliuhejiaoliuxianghuzhuanhuan。jiaoliuchangcaiyongyujiaoliubiandianzhanxiangtongdeshebei,zhiliuchangzecaiyongyixiateyoushebei:換流閥、控製保護係統、換流變壓器等。換流閥是換流站的核心設備,其主要功能是交直流轉換。
近10年來,可關斷的晶閘管(GTO)、絕緣門極雙極性三極管(IGBT)dengdagonglvdianziqijiandekaiduannenglibuduantigao,xindedagonglvdianlidianziqijiandeyanjiukaifaheyingyong,jiangjinyibuwanshanxinyidaizhiliushudianxingneng,dafudujianhuashebei,jianshaohuanliuzhanzhandi,jiangdizaojia。
利器三:柔性交流輸電
[案例] 2009年年初投運的500千伏伊馮可控串聯電容補償裝置,創造了4個世界第一:可控串補度最高、可控容量最大、額定提升係數最大、閥額定電壓最高。它標誌著我國自主研發的可控串補技術後來居上,達到世界領先水平。500千伏伊馮可控串聯電容補償裝置投運後,該線路每年因輸電能力提高而新增產值4.4億元。
以yi國guo產chan可ke控kong串chuan聯lian補bu償chang晶jing閘zha管guan的de電dian子zi觸chu發fa係xi統tong為wei核he心xin,自zi主zhu創chuang新xin的de可ke控kong串chuan補bu技ji術shu,把ba我wo國guo的de電dian力li電dian子zi行xing業ye引yin領ling到dao國guo際ji先xian進jin水shui平ping。而er可ke控kong串chuan補bu裝zhuang置zhi國guo產chan化hua,不bu僅jin使shi國guo外wai廠chang商shang的de報bao價jia下xia降jiang近jin一yi半ban,也ye增zeng大da了le國guo內nei市shi場chang份fen額e。
[分析] 柔性交流輸電技術是現代電力電子技術與電力係統相結合的產物。柔性交流輸電技術是新能源、清qing潔jie能neng源yuan大da規gui模mo接jie入ru電dian網wang係xi統tong的de關guan鍵jian技ji術shu之zhi一yi,將jiang電dian力li電dian子zi技ji術shu與yu現xian代dai控kong製zhi技ji術shu相xiang結jie合he,通tong過guo對dui電dian力li係xi統tong參can數shu的de連lian續xu調tiao節jie控kong製zhi,達da到dao大da幅fu降jiang低di輸shu電dian損sun耗hao、提高輸電線路輸送能力和保證電力係統穩定水平的目的。
無功補償技術旨在調節電網中的無功功率,降低線路和變壓器因輸送無功造成的電能損耗。預計“十二五”期間,無功補償總需求達111億元,年均22.2億元。其中,並聯無功補償市場容量在51億元,可控串補配合500千伏以上線路建設,需求在60億元。
[設備] 目前已成功應用或正在開發研究的裝置有十幾種,如靜止無功補償器、超導蓄能器、可控串聯電容補償器等。國內自主成套設計和製造的靜止無功補償器、靜止調相器和可控串聯電容補償裝置已掛網運行。靜止無功補償器用以晶閘管為基本元件的固態開關替代電氣開關,實現了快速、頻繁地控製電力設備。
利器四:諧波治理
[案例] 開(kai)化(hua)縣(xian)是(shi)浙(zhe)江(jiang)省(sheng)矽(gui)產(chan)業(ye)基(ji)地(di)。近(jin)年(nian)來(lai),該(gai)縣(xian)矽(gui)產(chan)業(ye)發(fa)展(zhan)較(jiao)快(kuai)。但(dan)隨(sui)著(zhe)客(ke)戶(hu)各(ge)類(lei)整(zheng)流(liu)和(he)變(bian)頻(pin)設(she)備(bei)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong),開(kai)化(hua)電(dian)網(wang)諧(xie)波(bo)問(wen)題(ti)日(ri)趨(qu)嚴(yan)重(zhong),影(ying)響(xiang)了(le)供(gong)電(dian)質(zhi)量(liang)。今(jin)年(nian)4月初,開化縣供電局“錢江源”dianlifuwuduifenpicizoufangquanxianxieboyuankehu,weiqianzhuangdiannengzhiliangzaixianjiancebiao,jiancexiebozhilizhuangzhibingfenxiercixiebo,shangtaokaihuadianwangdiannengzhiliangzaixianjiancefangan。
諧波治理有效降低了各生產企業的成本,提高了客戶的產品質量,使開化電網的電能質量管理工作得以提高。截至目前,全縣29家諧波源客戶諧波治理工作已完成,並進行了測試與評估工作。
[分析] 隨著節能降耗,新能源和智能電網的大規模快速應用,電網用戶日趨增多,用電設備日趨複雜。大量節能燈、變頻器的使用,風能、太陽能並網發電等分布式電源的增加,電動汽車充電站的發展等,造成公用電網中的諧波問題日趨嚴重,治理諧波刻不容緩。
諧波源自一種整數倍於工頻50hezidegaopindianliu,daliangdexiebodianliuhuiyinqidianwangzhongdedianyajibian,yanzhongweihaidianwangyunxingdewendingxing。tongshi,daliangdexiebozaidianwangzhongjileidiejiadaozhixianlusunhaozengjia,langfeidianneng。2011~2015年,諧波治理設備市場年容量可達200億~250億元,市場空間巨大。
[設備] 目前常用的諧波治理裝置有兩種:無源濾波裝置和有源濾波裝置。無源濾波裝置的主要結構是把電抗器與電容器串聯起來,再並聯於係統中。10千(qian)伏(fu)以(yi)下(xia)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)大(da)多(duo)數(shu)采(cai)用(yong)無(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)方(fang)式(shi)。一(yi)般(ban)而(er)言(yan),無(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)裝(zhuang)置(zhi)的(de)成(cheng)本(ben)低(di),但(dan)濾(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)一(yi)般(ban)。從(cong)發(fa)展(zhan)前(qian)景(jing)看(kan),由(you)於(yu)成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di),市(shi)場(chang)的(de)前(qian)景(jing)可(ke)觀(guan)。有(you)源(yuan)諧(xie)波(bo)濾(lv)除(chu)裝(zhuang)置(zhi)是(shi)在(zai)無(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai)的(de),它(ta)的(de)濾(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)好(hao),在(zai)其(qi)額(e)定(ding)的(de)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)範(fan)圍(wei)內(nei),濾(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)可(ke)達(da)到(dao)百(bai)分(fen)之(zhi)百(bai)。但(dan)成(cheng)本(ben)極(ji)高(gao),如(ru)果(guo)成(cheng)本(ben)能(neng)有(you)所(suo)下(xia)降(jiang),將(jiang)大(da)大(da)有(you)利(li)於(yu)有(you)源(yuan)濾(lv)波(bo)產(chan)品(pin)的(de)推(tui)廣(guang)。
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