低碳電力技術(shù)的研究展望

劉偉

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司 貴州盤(pán)縣 553535）

低碳電力技術(shù)的研究展望

劉偉

（貴州粵黔電力有限責(zé)任公司 貴州盤(pán)縣 553535）

“低碳化”是電力行業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)，也是國(guó)家新時(shí)期電力戰(zhàn)略調(diào)整的主要模式。結(jié)合低碳電力發(fā)展趨勢(shì)，本文介紹了低碳電力系統(tǒng)主要構(gòu)成，提出系統(tǒng)供輸電調(diào)度的可行性方法。

低碳電力；構(gòu)成；供輸電；技術(shù)

我國(guó)電力行業(yè)倡導(dǎo)向低碳、綠色、可持續(xù)轉(zhuǎn)型，客觀上是一場(chǎng)國(guó)際競(jìng)賽，我們需要以戰(zhàn)略眼光和國(guó)際視野，積極面對(duì)和參與這場(chǎng)競(jìng)賽，切實(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)性和應(yīng)用性研究，以電力科技建設(shè)為中心，才能推動(dòng)電力行業(yè)最優(yōu)化發(fā)展。

1 低碳電力發(fā)展趨勢(shì)

十八屆五中全會(huì)上，中央提出了“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”五大發(fā)展理念，大力推動(dòng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。2015年11月，國(guó)家能源局召開(kāi)全國(guó)“十三五”能源規(guī)劃工作座談會(huì)，明確了“十三五”時(shí)期能源發(fā)展改革的主要任務(wù)，包括優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，合理調(diào)控煤炭、火電、煉油產(chǎn)能建設(shè)，提高資源配置效率，以及推進(jìn)重點(diǎn)地區(qū)煤炭減量替代，大力發(fā)展非化石能源等。

2 低碳電力系統(tǒng)主要構(gòu)成

用戶用電必須經(jīng)過(guò)配電網(wǎng)完成調(diào)配，按照地方用電實(shí)際需求執(zhí)行方案，配電網(wǎng)已經(jīng)形成相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。新時(shí)期配電網(wǎng)規(guī)劃改造中，要結(jié)合配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)模式執(zhí)行各項(xiàng)方案，從多個(gè)方面監(jiān)控配電網(wǎng)規(guī)劃改革進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)用電資源的綜合化調(diào)度，這樣才能帶動(dòng)配電網(wǎng)可持續(xù)運(yùn)行。

2.1 輸電模塊

輸電是發(fā)電廠、用戶的連接點(diǎn)，輸電過(guò)程也是電能資源分配利用的過(guò)程。國(guó)內(nèi)人口數(shù)量持續(xù)增加，配電網(wǎng)承載的電力負(fù)荷越來(lái)越高。輸電系統(tǒng)作為供電網(wǎng)的核心部分，其不僅要按照地區(qū)用電指標(biāo)傳輸電能，還要實(shí)時(shí)調(diào)整線路結(jié)構(gòu)模式。現(xiàn)階段，設(shè)定高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，如圖1，實(shí)施收集供電數(shù)據(jù)，從節(jié)能、高效、安全等角度進(jìn)行綜合分析，實(shí)現(xiàn)電力供輸?shù)膬?yōu)化模式。

2.2 供電模塊

圖1 電力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

配電是配電網(wǎng)運(yùn)行終端，決定著用戶區(qū)供電服務(wù)質(zhì)量水平，也是網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度控制主體對(duì)象。當(dāng)前，變電站不僅可以針對(duì)某一個(gè)地區(qū)單獨(dú)供電，也可針對(duì)多個(gè)地區(qū)同時(shí)多向供電傳輸，避免電力負(fù)荷過(guò)于集中產(chǎn)生的危害性。例如，變電站遠(yuǎn)程調(diào)度平臺(tái)采用集群網(wǎng)絡(luò)模式，每一個(gè)用電區(qū)作為中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，按照用電標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域用電資源最優(yōu)化配置。

2.3 計(jì)量模塊

電能是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展重要資源構(gòu)成，科學(xué)分配與使用電能可實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性突破，推動(dòng)整個(gè)區(qū)域用電規(guī)劃決策穩(wěn)步運(yùn)行。供電公司不僅要重視電力生產(chǎn)規(guī)劃工作，還要對(duì)區(qū)域用電計(jì)量采取科學(xué)管理方案，加快地區(qū)用電策略的優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)一步提升電力資源的綜合利用率。用電計(jì)量表計(jì)管理是供電公司日常管理內(nèi)容之一，直接關(guān)系著地方用電資源分配成效，做好此項(xiàng)工作是電力業(yè)改革建設(shè)要點(diǎn)。

3 低碳輸電系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)階段，超負(fù)荷運(yùn)行也導(dǎo)致供電線路故障率上升，破壞了設(shè)備結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。電網(wǎng)計(jì)量表使用后期，要注重多方面的安全防護(hù)工作，全面提升供電傳輸作業(yè)效率。

3.1 計(jì)量測(cè)控

供電一體化是電力行業(yè)先進(jìn)方式，各種設(shè)備是供電調(diào)控的操作工具，對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合監(jiān)視也是至關(guān)重要的。從優(yōu)化用電計(jì)量表計(jì)管理角度出發(fā)，采用計(jì)量測(cè)控裝置可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化控制，才能提高用電計(jì)量裝置的可利用性。利用數(shù)據(jù)處理器為中心平臺(tái)，配置LCD顯示器、通信接口等，實(shí)現(xiàn)了用電計(jì)量一體化控制流程，及時(shí)掌握區(qū)域用電調(diào)度水平，幫助供電公司收集有價(jià)值數(shù)據(jù)信息。

3.2 故障監(jiān)控

掌握計(jì)量表實(shí)際應(yīng)用功能，實(shí)時(shí)防范可能出現(xiàn)的計(jì)量表故障，降低整個(gè)電氣設(shè)備故障的發(fā)生率。從結(jié)構(gòu)、原理、特點(diǎn)等方面了解，詳細(xì)認(rèn)識(shí)計(jì)量表在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用；綜合監(jiān)測(cè)計(jì)量表運(yùn)行的成效、缺陷、跳閘事故等，為故障缺陷分析做好相關(guān)準(zhǔn)備；A/D轉(zhuǎn)換器是模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中的核心器件，在每個(gè)采樣點(diǎn)，采樣電路盡可能快地獲取信號(hào)值，并保持到下一個(gè)采樣點(diǎn)，如圖2，故障信號(hào)轉(zhuǎn)換流程。

圖2 故障信號(hào)轉(zhuǎn)換圖式

3.3 儀表監(jiān)控

為了解決農(nóng)村供電系統(tǒng)組能耗超標(biāo)問(wèn)題，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)供電作業(yè)效率的最優(yōu)化，電網(wǎng)必須建立符合時(shí)代需求的供電模式，滿足多功能電網(wǎng)改造的應(yīng)用要求。對(duì)配電站工作人員展開(kāi)技能培訓(xùn)，使其掌握計(jì)量表調(diào)試操作的基本要求，從專(zhuān)業(yè)角度建立可行的計(jì)量表管護(hù)方案。此外，計(jì)量表安裝也要由專(zhuān)業(yè)人員完成，確保設(shè)備安裝后期狀態(tài)的穩(wěn)定性。

4 低碳輸電系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用

新時(shí)期國(guó)家對(duì)配電工程改造方案提出新要求，建立符合線路運(yùn)行狀態(tài)的檢修體系，可以保障輸電作業(yè)模式的最優(yōu)化。因此，輸電運(yùn)檢公司要結(jié)合區(qū)域輸電作業(yè)條件，編制符合配電工程作業(yè)狀態(tài)的管理方案，為變電站運(yùn)行創(chuàng)造更為穩(wěn)定的工作環(huán)境。從配電工程改造實(shí)況分析，低壓配網(wǎng)智能化改造市必然趨勢(shì)，可以全面保障電網(wǎng)運(yùn)作的穩(wěn)定性。

4.1 保護(hù)器

農(nóng)村低壓配電網(wǎng)改造中，積極采用智能電表作業(yè)模式，進(jìn)一步促進(jìn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)性能升級(jí)，利用人工智能技術(shù)取代手工操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地區(qū)用電一體化發(fā)展。設(shè)置剩余電流動(dòng)作保護(hù)器具有綜合性的防范功能，對(duì)農(nóng)村配電網(wǎng)運(yùn)行起到了關(guān)鍵性作用，降低各種因素對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的不利影響。

4.2 控制器

隨著現(xiàn)代電力建設(shè)理念不斷改進(jìn)，運(yùn)行維護(hù)工作受到了行業(yè)的普遍關(guān)注，以高壓電作業(yè)環(huán)境設(shè)定線路運(yùn)行方案，可從多個(gè)方面創(chuàng)建新型電網(wǎng)運(yùn)行平臺(tái)。基于配電搶修中心模式下，必須設(shè)定綜合防護(hù)體系，解決傳統(tǒng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在的不足。例如，信號(hào)處理板是整個(gè)信號(hào)處理平臺(tái)的主體，如圖3，結(jié)合信號(hào)處理控制中心，對(duì)電力調(diào)度實(shí)現(xiàn)一體化處理。

圖3 智能電力控制器模式

4.3 監(jiān)控器

當(dāng)前，我國(guó)提出了農(nóng)村電力規(guī)劃方案，尤其在電力調(diào)度問(wèn)題改革方面，提出重點(diǎn)解決農(nóng)村供配電運(yùn)作問(wèn)題，倡導(dǎo)構(gòu)建和諧的農(nóng)村用電環(huán)境。配電工程是影響電能分配效率的關(guān)鍵因素，維持線路運(yùn)行狀態(tài)對(duì)區(qū)域配電調(diào)度有多方面影響，搞好配電工程改造也是行業(yè)發(fā)展的必然要求。

5 低碳電力市場(chǎng)調(diào)控措施

未來(lái)中國(guó)乃至全球的可持續(xù)發(fā)展，都需要實(shí)現(xiàn)由工業(yè)文明向生態(tài)文明轉(zhuǎn)變。其中，發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)是新的能源革命，即能源生產(chǎn)革命和能源消費(fèi)革命，即由黑色、高碳向綠色、低碳轉(zhuǎn)，由粗放、低效走向節(jié)約、高效。

5.1 產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，電力發(fā)展也進(jìn)入一個(gè)新常態(tài)，過(guò)去我國(guó)經(jīng)濟(jì)以投資拉動(dòng)為主，經(jīng)歷多年高強(qiáng)度、大規(guī)模的建設(shè)，工業(yè)快速發(fā)展，用電量高速增長(zhǎng)，但隨著工業(yè)增速回落，結(jié)構(gòu)調(diào)整加快，用電量增速明顯放緩。電力產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題日益突出，節(jié)能減排與大氣污染防治已經(jīng)成為電力行業(yè)發(fā)展的硬約束，所以綠色低碳將成為今后電力增長(zhǎng)的主要方式。

5.2 優(yōu)化能源

優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，特別是優(yōu)化煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。一方面要盡可能的降低煤炭消費(fèi)的比重，提高水電、風(fēng)電、核電等清潔能源的比例，另一方面優(yōu)化煤炭消費(fèi)的結(jié)構(gòu)，加大煤炭清潔高效利用的力度，提高煤炭轉(zhuǎn)化的效力。

5.3 價(jià)格調(diào)整

加快建立成熟、穩(wěn)定、合理的電價(jià)形成機(jī)制。價(jià)格是市場(chǎng)配置資源最重要的信號(hào)，無(wú)論是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)，降低污染排放，還是大力發(fā)展新能源和可再生能源，都需要建立能夠反映市場(chǎng)供求關(guān)系的價(jià)格形成機(jī)制。

6 結(jié)論

總之，相比于低碳電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)階段電力供輸運(yùn)行還存在巨大差距，基于信息技術(shù)平臺(tái)下，用計(jì)算機(jī)操控系統(tǒng)取代傳統(tǒng)人工作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了電力行業(yè)高效、低碳、安全等發(fā)展模式。積極促進(jìn)供電數(shù)字化系統(tǒng)形成，新規(guī)劃對(duì)電力系統(tǒng)提出生態(tài)化改造要求，為低碳電力發(fā)展提供諸多保障。

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1004-7344（2016）12-0078-02

2016-4-10

劉偉（1971-），男，水族，貴州盤(pán)縣人，助理工程師，大專(zhuān)，主要從事工作方向?yàn)槊摿虺逸旊婋姎獾认到y(tǒng)的運(yùn)行管理。