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电能质量面临新能源接入挑战
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  经济社会的发展,使得不同时代对电能质量问题的关注点有所区别。未来,随着新能源的不断接入,电力电子设备的更新换代,以及多元化电能质量需求的发展等,电能质量将面临更多挑战。建设坚强智能电网,将能更好地提升电能质量。

  应对电能质量需求变化的挑战

  “随着经济社会发展(包括电网技术发展),人们对电能质量的认识也在不断发展,在不同时期对电能质量的要求也不相同。”李涛永说,在目前的电能使用中,电力负荷发生了非常大的变化。由于工业企业不断发展和民用电力结构的变化,电力系统出现了非线性用电情况增多、冲击性负荷增多的现象。这使得电力网络系统中的电压和电流经常发生异常的变化和波动,造成了输变电线路的供电不平衡等问题,使电能质量受到干扰和污染。

  新能源大规模应用,也使电网的非线性、波动性日趋严重。新能源中的风力变流器、光伏逆变器都是通过半导体功率开关器件的开通和关断,把直流或频率变化的电能转化为50赫兹交流电能,在此逆变环节会产生谐波、三相不平衡等电能质量问题。另外新能源发电的启停、功率频繁变化都会引起电网电压发生较大波动;甚至当发生用电故障时,电网电压的暂态过程极易引发新能源发电单元的大规模脱网,放大故障规模、范围。

  为满足随经济社会发展而变化的电能质量需求,还应该重视用电电能质量。李涛永认为,在客户侧,应从用电系统规划建设方面进行引导和服务,从设备级进行质量监测和优化治理,引导用户根据自身用电设备特性和用电协议,配置必需的无功补偿设备、谐波治理设备。

  例如对于工业客户,要求在客户侧配置一定数量的容性无功补偿装置、保持一定水平的功率因数、避免电压质量恶化;对于发射电流谐波含量较高的电力客户,可采用增加无源滤波器、有源电力滤波器(APF)、静止无功补偿装置(SVC)等无源或有源谐波治理手段来提高电能质量。中国电力科学研究院广泛开展了面向客户的能效提升、电能质量诊断、分布式光伏接入等服务咨询工作,除此之外还及时做好了变频器、逆变器等非线性负荷设备入网前的质量检验工作。

  积极构建坚强智能电网

  对于不同时代关注的电能质量问题,国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所所长于坤山有过精辟的总结:第一代电网,关注是否有电,即“电压的有无”;第二代电网,关注电压合格率、波形质量(谐波)、电压波动与闪变、三相对称性、频率稳定性、以及动态电能质量指标等;第三代电网,关注用户对电能质量的多元化需求,“定制电力”将逐渐清晰并成为现实。

  电能质量提升面临哪些问题和需求?于坤山认为主要集中在:电源远离负荷中心的长距离输电,解决受端弱系统的无功、电压问题,提高输电系统的经济性,间歇式可再生能源发电并网问题,提高系统的安全稳定性。

  我国风资源丰富地区大多远离负荷中心,电网规模相对较小,调峰能力低,大规模风电就地利用困难,需要在更大范围消纳。而大规模间歇式电源具有随机功率波动特性,这种随机波动性与负荷的波动性叠加,更加大了电网调峰压力,运行控制困难;间歇式电源尚不具备常规电源对电力系统的支撑能力,大规模接入对电网安全、稳定运行带来挑战。

  为适应我国能源分布不均衡、经济发展存在地区性差异的国情,大电网互联、远距离输电是我国电网发展的典型特征。这也决定了在加强电网建设的同时还需要采用诸如灵活交流输电、直流输电、柔性直流输电等先进电力电子技术和各类系统控制技术,以解决提高输送能力和电网稳定控制的技术难题。

  先进电力电子技术将极大推动电网技术创新。想要提高现有电网输送能力和实现电网的安全经济运行,就需要精心规划并灵活使用灵活交流输电、直流输电和柔性直流输电等先进技术,积极推动以新材料和新型电力电子器件技术发展而带动的新一轮电网技术创新。基于电压源换流器的柔性直流输电技术是现阶段电网新技术关注的热点,以此为核心努力实现直流断路器、直流变换器及其直流电网控制保护技术突破,逐渐构建直流电网技术体系并进行示范应用。

  通过这些技术,预期可以实现一些目标,如提高电网灵活运行与控制的能力;解决输配电网输电功率瓶颈问题;解决可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供电等难题。

  为应对经济社会发展给电能质量带来的挑战,于坤山以及记者采访的多位专家都表示,需要加强电网建设,积极构建坚强智能电网。

  10月4日,《北京市2013-2017年机动车排放污染控制工作方案》(以下简称《工作方案》)任务分解表发布,从明年起,每年24万个小汽车摇号指标将缩水近四成,配置机动车指标变为15万辆,同时不同类型机动车配比额度会有变化。

  一石激起千层浪。这一消息让北京每月等待购车资格的“摇号大军”欲哭无泪。根据交通委的数据统计,截至10月8日,小客车指标申请个人共有166.25万个有效编码、单位共有55418个有效编码。而在10月上百万个有效编码中,只有1.84万人“中签”。

  与北京市消费者迫切的购车需求相悖的是,北京市场越来越成为汽车企业布局“盲区”。

  对此,中国汽车工业咨询委员会副主任安庆衡向记者表示,进口车、高档车以及新能源车还有在北京市场的拓展机会,品牌进一步高端、市场空间进一步压缩的趋势更为明显。

  而在新能源车方面,《工作方案》明确指出,新能源车的配比率逐年递增,从最初的每年2万个逐渐增加到每年6万个。在这一轮如火如荼的新能源汽车布局中,北京市由于政策尚未明朗,仍属盲区。分析人士告诉记者,“北京市的确太慢了,必须要提速。”

  “治堵”再遇“治污”

  对于北京市交通委,这一系列数字像是一道数学题:目前,北京市机动车数量已经超过533万辆,而据此前规划目标,到2017年底,北京市机动车保有量要控制在600万辆以内。

  通过现有摇号政策,北京每月机动车增长量控制在2.2万辆,以2017年的600万辆目标计算,未来4年只能增长60万辆,方案中“每年15万辆”的数字由此得出。再平均到每月就是1.25万辆,比现在的2.2万辆摇号指标少了近1万辆。

  北京限购对于汽车行业的影响显而易见。中国汽车工业协会相关人士表示,北京在政策实施后,新车消费累计减少了52万辆,汽车商品零售额下降了25%,势必会对全行业产值乃至经济产生明显影响。

  亚运村汽车交易市场的数据显示,9月份京城新车交易51200辆,同比增长-5.19%,低于全国24.85个百分点;环比增长13.27%,低于全国4.13个百分点。而1月~9月京城累计交易新车42.33万辆,同比去年43.20万辆辆累计增长-2.01%,低于全国14.71个百分点。

  分析指出,2010年末,北京市率先实施机动车限购政策,最初是出于“治堵”考虑。三年过去了,“治堵”效果难现,“治污”重任又来。所以,北京市机动车限购政策只能说是“无奈”、“必然”和“需要”。

  受宏观经济增速放缓,汽车行业“双限”政策及北京清洁空气行动计划预期实施等因素影响,北京新车同比增速平均低于全国10个百分点,其中三季度增速差距更是从12%拉大到25%。

  此外,北京市新旧车市场前三个季度以-2%和-2.3%的累计同比增长率,终结了去年同期59.48%和106%的超高速增长。北京汽车市场更加艰难成为必然。

  新能源车配比增长

  按照《工作方案》,从2014年至2017年配置机动车指标每年都是15万辆,但分配比例却有差别。

  未来4年内,新能源车的指标年配比数逐年递增,分别为2万个、3万个、6万个和6万个。根据《北京市新能源小客车示范运行管理办法》,北京市经济信息化委负责新能源汽车车型选定。有消息称,北京市的新能源汽车政策将于明年年初出台。

  根据北京市政府有关政策,除了鼓励个人购买新能源车,北京市机动车结构将全面优化调整。到2017年,新能源汽车(不含公务用车)规模将达到19.5万辆。其中,公交车电驱动和天然气车辆比例将达到65%左右。

  五环路内,两成公交车都是电驱动车,一半左右是天然气车,污染物排放减少50%左右。郊区客运天然气车辆比例达到50%;出租车每6年必须强制更新,到2015年北京市将更新5000辆天然气出租车。到2017年,新电动出租车将有5850辆,混合动力出租车达5000辆;公务车每年也将添新能源车,5年内更新5000辆。

  配套设施未来几年也将越来越多。明年,北京市将建成加气站86座、充换电站42座、充电桩30980个、变电桩41500个、双源无轨线网35公里。

  实际上,按照北京交通大学电气工程学院院长助理、新能源研究所所长张维葛的说法,新能源汽车推广的关键不是技术,而是综合成本问题。新能源汽车终归是市场问题,建立合理、有效的政策环境和市场规则更为迫切。

  针对北京市场迟迟未能出台新能源汽车推广计划,北京市新能源汽车发展促进中心相关负责人表示,由于北京市场的特殊性,在“国标”基础上,如何制定“北京版”推广计划应更谨慎为宜。他预计明年北京版推广计划有望出台,按照明年2万辆的推广任务,必须拓展个人客户市场。

  今年初以来,环保犹如挂在钢铁企业头顶的“达摩克利斯之剑”,让很多企业一边为环保设备欠缺担忧,一边为巨额的资金投入发愁。做环保必然要投入。据测算,先进钢铁联合企业的吨钢环保成本达到100元以上。这对于利润大幅下滑的钢铁企业来说,的确是不小的压力。但是,环保不仅仅是投入,换个角度看,它能为企业带来十分可观的社会效益和经济效益。对此,河北钢铁集团邯钢深有体会。2006年~2012年,邯钢累计节约淡水近4000万吨,减少外购水费近8000万元;利用废气发电117.9亿千瓦时,折合节约标煤412万吨,减少外购电费50多亿元。

  从环保投入到效益回报,邯钢如何化茧成蝶?10月底,《中国冶金报》记者走进了这个园林与工厂完美融合的绿色生态型钢厂,亲身感受了其环保工作的蜕变之路。

  人、钢铁、自然和谐共生

  走在邯钢第一原料场南路,干净的柏油马路坦荡如砥。“以前,大雨会把料场的红矿粉冲得满地都是,遍地泥泞。”旁边的工作人员说。如今,这个投资7亿元改造的国内最大跨度全封闭机械化第一原料场,已经成为一道美丽的风景线。它的投用,不仅使存储能力提高了40多万吨,还具有阻止扬尘、减少物料流失、降低倒运费用、改善周边环境等作用,仅减少倒运费用一项每年可创效8000万元。

  作为“绿色钢铁”的倡导者,邯钢早在2003年就提出了“精锐邯钢、绿色邯钢”的宣言。他们遵循“人、钢铁、自然和谐共生”的环保理念,努力建设资源节约型、环境友好型企业。例如,该公司投资10亿元,建成了48座万吨储煤焦罐(仓),实现燃煤和焦炭的全部仓化存储;建设了10余公里的密闭型原料传送皮带,在密闭的环境中把工序原料运送到各个岗位。正如邯钢总经理、副董事长、党委副书记郭景瑞说的那样:“邯钢实现了用煤不见煤、用矿不见矿、运料不见料的清洁生产。”

  废物是放错位置的资源

  在邯钢看来,废物是放错位置的资源。如今,邯钢把废水循环再用、废渣吃干榨尽、废气转化电能,把“废物”变成了“宝物”。

  邯钢新区能源中心污水处理中心主任刘利波告诉《中国冶金报》记者:“大企业也要算细账。我们这里处理1吨污水并达到回用标准的成本是0.5元,而新水的价格接近2元/吨,所以企业自己建污水处理厂,不但能够实现污水循环利用‘零排放’,还可以降低生产成本。”

  近几年,邯钢投资2.2亿元,先后建起了3个生产废水处理厂和1个生活污水处理厂,年处理量达到9855万吨,厂区内所有工业废水全部实现回收处理和循环利用,处理后的水均达到国家景观水的标准。目前,邯钢工业水循环率达到98%,吨钢耗新水量由2006年的4.89立方米降至2012年的2.67立方米,下降了54%。

  此外,邯钢采取多种工艺处理方式,实现了副产资源的全部回收利用。2012年,该公司的含铁、含碳物料回收利用量达到88.1千克/吨铁,增创效益9271万元。正在实施和规划的利用氧化铁红生产磁性材料项目,利用除尘灰、瓦斯灰提锌项目,钢渣、水渣生产矿渣微粉项目将成为企业新的效益增长点。

  做环保也能挖出“真金白银”

  “十一五”以来,邯钢先后淘汰了5台烧结机、7座白灰窑、2条落后轧钢线、4座小高炉、6座小转炉等高耗能装备,累计淘汰炼铁产能170万吨、炼钢产能315万吨。围绕建设现代化精品钢材制造和能源高效转化的科学发展示范企业的目标,该公司坚持“管理与治理并重、治标与治本并举、节能与环保并行”,通过优化生产工艺流程和工序间衔接、优化炉料结构、最大限度地利用各种余热余能等方式,努力提高能源循环利用水平。

  “现在,我们把湿熄焦改为干熄焦,不仅避免了污染排放,还可以把回收的热能全部转换为电能,一举两得!”邯钢焦化厂热力车间主任么银生对《中国冶金报》记者说。2009年6月份,邯钢投资1.58亿元将焦化厂的湿熄焦改为干熄焦,并把干熄焦过程中回收的热能全部转换为电能,每小时可发电6000千瓦时,每年可创效4000万元,节约标煤6万吨,减排烟粉尘100吨、二氧化硫950吨。

  2010年,邯钢能源管控中心投入运行,实现了物流、能源流、信息流的“三流合一”。邯钢能源环保部能源科长张怀东介绍:“目前,邯钢发电机组包括干熄焦发电、TRT发电、烧结余热发电、CCPP发电、钢轧余热蒸汽发电、螺杆发电等。2006年~2012年,邯钢利用工业余热余能累计发电117.9亿千瓦时,折合节约标煤412万吨,相当于一座大型煤矿4年的产量。”

  转自:无功补偿谐波治理网


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