本月累计签到次数:

今天获取 积分

电网

电网

382 浏览

唇枪舌战弃风限电 电网也背不了所有黑锅?

电气控制类 上海明日之星科技有限公司 2016-12-07 15:36 发表了文章 来自相关话题

无论是弃风还是弃光,现在还是过去,电网公司总是成为置疑的对象。
 
    前些天“‘十三五’电力发展的机遇与挑战专家讨论会”上,风能协会秘书长秦海岩就直言:“那么多火电在那儿等着吃饭,为什么弃风弃电,归根到底,调峰能力不是主要问题,调峰能力能解释10%的弃电,怎么解释30%、40%,关键是不让谁发电谁就不能吃饭。”
 
    问题是这么简单吗?
 
    电网公司:不是说消纳就能消纳的
 
    会上,国家电网电力调度控制中心副总工程师现身说法,不是电网公司说消纳就能消纳的,调度也不是说能调出来就可以调出来的。
 
    即使是零电价上网,也并不是能够完全消纳。他拿甘肃举例,甘肃有的风电场已经到零了,为什么还有弃风?这是电力系统决定的,电力系统由发、输、用多环节组成,发电中必须要有一定的火电支撑。
 
    特高压直流输电外送不可控电源,需要配套大量火电特别是煤电。
 
    而现在电力系统状况是,调峰能力还远远不够,跟不上新能源发展的速度。不仅抽水蓄能电站建设得缓慢,火电本身调峰效率和能力也满足不了调峰要求。
 
    以前,电力系统发电侧时是确定性的电源,现在电源侧增加了风能、太阳能,而且是大规模接入,这就要求必须有配套电源以平抑其波动性。
 
    当风突然没了,风力发电下来,这时候只有两个选择,一是把火电调上去,一个是把用户拉闸断电。为了保障用户可靠供电,必须得由火电往上调。
 
    当风突然来了,又不能要求用户用电,只有想办法把火电压下来。这就对火电的灵活性提出了要求。
 
    还是拿甘肃举例,甘肃风电最大电力达到了520万千瓦,最小25万千瓦,日内5分钟最大波动20%,15分钟25%,一小时波动40%,这就要求火电必须具有更大的灵活性去补偿风电的波动。
 
    所以我们看到电力“十三五”规划中特别对系统调峰做出了指示,着重从电源侧优化结构,努力提高电源调峰能力:
 
    第一是抽水蓄能,“十三五”期间建成1700万千瓦,同时在“十三五”期间开工建设6000万千瓦;
 
    第二是建设一部分调峰用的气电,规划中部署500万千瓦的调峰气电建设;
 
    三是加大了燃煤电站灵活性的改造力度,加大煤电调峰的能力。在“十三五”期间部署热电联产机组要改造1.33亿千瓦,纯凝机组改造8600万千瓦,主要用于增加“三北”地区的调峰能力。
 
    风电、光伏波动性被夸大了?
 
    而在现场,秦海岩则提出了异议,认为这是在夸大风电和光伏波动性对灵活性的需求。
 
    在他看来,风电具有波动性,但是自从风电功率预测技术普及以后,80%-90%的情况下是可以预测的,所以风电不能算是随机性电源。所谓因风电导致的调峰辅助服务,应该仅仅是预测误差部分的电力电量。所以,风电需要的调峰辅助服务比想象中的要少很多。
 
    国网方裴哲义给出的回应是,秦海岩说的调峰概念不正确。
 
    以至于现场两人唇枪舌剑、激烈交锋。能豆君已经分不清谁对谁错了:
 
    秦海岩的理解是:电力系统实际运行过程中,电力调度中心根据次日负荷预测曲线、各类电源和电网运行和检修状况、电网和电源的运行约束等,制定次日各发电机组的开停机计划和出力曲线,以使电力电量在当日的每个时间段在供需两侧保持实时平衡。但是由于影响电力系统运行的因素会出现预期之外的变化,比如突然的气温升高导致空调用电量的增加,某台发电机组因故障意外停机,一个用电企业临时性的停工等,都会造成在日前已经形成的电力电量平衡计划安排,在生产运行日内出现不平衡的问题,要为这些随时出现的临时不平衡进行调整,或者增加、或者减少某些发电机组的出力,这就是调峰辅助服务。
 
    裴哲义则回:什么叫调峰的概念?系统没有灵活性怎么办?你说的是关灯、停机,是负荷日内的瞬时波动概念,属调频范畴,不是调峰的概念。
 
    他举例道,东北去年最大峰谷差1429万千瓦,峰谷差率25%,由于当日风电反调峰,火电调峰达1600多万,调峰率30%。如此大的峰谷差,如果没有煤电调节,就无法平衡。虽然有预测,但是预测之后,第二天最低负荷、最高负荷之间的峰谷差谁来平衡?
 
    秦海岩:两个概念。
 
    裴哲义:这就是灵活性。
 
    秦海岩:这不是灵活性,这叫可靠性,这叫发电容量的保证性,这叫可信率。这边负荷一千万,我得保证有一千万的能力发电,这是能力的概念。电分成电力和电量,您刚才说的是电力的概念,500万千瓦必须有。东北火电现在富富有余,怎么不能保证那500万千瓦,不是说现在风电100,火电只有300,加起来400,这边需求是有400,到时候这400都用的时候,我这100发生不了作用,不是这样的问题,是这边有600、700、800,为什么不能让这100先发电的问题,这是两个问题,一个电力、一个电量。
 
    裴哲义:就是电力,才需要灵活性。
 
    秦海岩:现在讨论的不是电力能不能保证,讨论的是为什么造成这么大的弃风量,弃风量不是因为灵活性的问题。
 
    裴哲义:冬季供热期,大量火电机组转为供热方式运行,自身调节能力降低50%左右,不仅挤占新能源消纳空间,而且减少系统调节能力(低谷时段最小技术出力抬高)。
 
    秦海岩:说到供热的问题,您比我清楚,电厂凭什么改成供热了,谁还说以热定电,调发的时候,以热定电,这里的猫腻您比我清楚得多。
 
    裴哲义:你说的猫腻我不知道指什么。我要说的是电网运行涉及公共安全,第一要保证电网的安全,第二要按照政府要求在保证电网安全的前提下,要顾及老百姓的供热问题。如果把供热机组停了,别说东北,我相信现在北京的温度,哪片供不上热,老百姓马上会“闹事”。
 
    秦海岩:根本不是为了供热而发电。您刚才说的非常对,调度应该独立,成国家的公器,所有问题都解决了。
 
    裴哲义:风电都是按火电的标杆电价收购,电价与火电是一模一样的,在发风电和火电这个问题上,国家电网没有利益,只有义务-尽力多大风电。
 
    你说的调度独立问题,这是另外一个问题,不是今天会议讨论的内容。我想再强调一下,关于调峰的概念,什么叫电网的峰谷差,什么叫调峰,什么叫系统灵活性,希望大家看一些专业的书籍,才好有基础谈为什么进行火电的灵活性改造。
 
    如果现在系统有足够的灵活性,不需要火电更大的灵活性,有关部门干嘛要成立一个火电灵活性改造平台,能源局为什么要推动进行灵活性改造。火电不进行灵活性改造,就这么发展下去行吗?
 
    秦海岩:混淆概念,一个是现在的问题,一个是长期的问题,一个是局部的,一个是整体的问题。
  查看全部

无论是弃风还是弃光,现在还是过去,电网公司总是成为置疑的对象。
 
    前些天“‘十三五’电力发展的机遇与挑战专家讨论会”上,风能协会秘书长秦海岩就直言:“那么多火电在那儿等着吃饭,为什么弃风弃电,归根到底,调峰能力不是主要问题,调峰能力能解释10%的弃电,怎么解释30%、40%,关键是不让谁发电谁就不能吃饭。”
 
    问题是这么简单吗?
 
    电网公司:不是说消纳就能消纳的
 
    会上,国家电网电力调度控制中心副总工程师现身说法,不是电网公司说消纳就能消纳的,调度也不是说能调出来就可以调出来的。
 
    即使是零电价上网,也并不是能够完全消纳。他拿甘肃举例,甘肃有的风电场已经到零了,为什么还有弃风?这是电力系统决定的,电力系统由发、输、用多环节组成,发电中必须要有一定的火电支撑。
 
    特高压直流输电外送不可控电源,需要配套大量火电特别是煤电。
 
    而现在电力系统状况是,调峰能力还远远不够,跟不上新能源发展的速度。不仅抽水蓄能电站建设得缓慢,火电本身调峰效率和能力也满足不了调峰要求。
 
    以前,电力系统发电侧时是确定性的电源,现在电源侧增加了风能、太阳能,而且是大规模接入,这就要求必须有配套电源以平抑其波动性。
 
    当风突然没了,风力发电下来,这时候只有两个选择,一是把火电调上去,一个是把用户拉闸断电。为了保障用户可靠供电,必须得由火电往上调。
 
    当风突然来了,又不能要求用户用电,只有想办法把火电压下来。这就对火电的灵活性提出了要求。
 
    还是拿甘肃举例,甘肃风电最大电力达到了520万千瓦,最小25万千瓦,日内5分钟最大波动20%,15分钟25%,一小时波动40%,这就要求火电必须具有更大的灵活性去补偿风电的波动。
 
    所以我们看到电力“十三五”规划中特别对系统调峰做出了指示,着重从电源侧优化结构,努力提高电源调峰能力:
 
    第一是抽水蓄能,“十三五”期间建成1700万千瓦,同时在“十三五”期间开工建设6000万千瓦;
 
    第二是建设一部分调峰用的气电,规划中部署500万千瓦的调峰气电建设;
 
    三是加大了燃煤电站灵活性的改造力度,加大煤电调峰的能力。在“十三五”期间部署热电联产机组要改造1.33亿千瓦,纯凝机组改造8600万千瓦,主要用于增加“三北”地区的调峰能力。
 
    风电、光伏波动性被夸大了?
 
    而在现场,秦海岩则提出了异议,认为这是在夸大风电和光伏波动性对灵活性的需求。
 
    在他看来,风电具有波动性,但是自从风电功率预测技术普及以后,80%-90%的情况下是可以预测的,所以风电不能算是随机性电源。所谓因风电导致的调峰辅助服务,应该仅仅是预测误差部分的电力电量。所以,风电需要的调峰辅助服务比想象中的要少很多。
 
    国网方裴哲义给出的回应是,秦海岩说的调峰概念不正确。
 
    以至于现场两人唇枪舌剑、激烈交锋。能豆君已经分不清谁对谁错了:
 
    秦海岩的理解是:电力系统实际运行过程中,电力调度中心根据次日负荷预测曲线、各类电源和电网运行和检修状况、电网和电源的运行约束等,制定次日各发电机组的开停机计划和出力曲线,以使电力电量在当日的每个时间段在供需两侧保持实时平衡。但是由于影响电力系统运行的因素会出现预期之外的变化,比如突然的气温升高导致空调用电量的增加,某台发电机组因故障意外停机,一个用电企业临时性的停工等,都会造成在日前已经形成的电力电量平衡计划安排,在生产运行日内出现不平衡的问题,要为这些随时出现的临时不平衡进行调整,或者增加、或者减少某些发电机组的出力,这就是调峰辅助服务。
 
    裴哲义则回:什么叫调峰的概念?系统没有灵活性怎么办?你说的是关灯、停机,是负荷日内的瞬时波动概念,属调频范畴,不是调峰的概念。
 
    他举例道,东北去年最大峰谷差1429万千瓦,峰谷差率25%,由于当日风电反调峰,火电调峰达1600多万,调峰率30%。如此大的峰谷差,如果没有煤电调节,就无法平衡。虽然有预测,但是预测之后,第二天最低负荷、最高负荷之间的峰谷差谁来平衡?
 
    秦海岩:两个概念。
 
    裴哲义:这就是灵活性。
 
    秦海岩:这不是灵活性,这叫可靠性,这叫发电容量的保证性,这叫可信率。这边负荷一千万,我得保证有一千万的能力发电,这是能力的概念。电分成电力和电量,您刚才说的是电力的概念,500万千瓦必须有。东北火电现在富富有余,怎么不能保证那500万千瓦,不是说现在风电100,火电只有300,加起来400,这边需求是有400,到时候这400都用的时候,我这100发生不了作用,不是这样的问题,是这边有600、700、800,为什么不能让这100先发电的问题,这是两个问题,一个电力、一个电量。
 
    裴哲义:就是电力,才需要灵活性。
 
    秦海岩:现在讨论的不是电力能不能保证,讨论的是为什么造成这么大的弃风量,弃风量不是因为灵活性的问题。
 
    裴哲义:冬季供热期,大量火电机组转为供热方式运行,自身调节能力降低50%左右,不仅挤占新能源消纳空间,而且减少系统调节能力(低谷时段最小技术出力抬高)。
 
    秦海岩:说到供热的问题,您比我清楚,电厂凭什么改成供热了,谁还说以热定电,调发的时候,以热定电,这里的猫腻您比我清楚得多。
 
    裴哲义:你说的猫腻我不知道指什么。我要说的是电网运行涉及公共安全,第一要保证电网的安全,第二要按照政府要求在保证电网安全的前提下,要顾及老百姓的供热问题。如果把供热机组停了,别说东北,我相信现在北京的温度,哪片供不上热,老百姓马上会“闹事”。
 
    秦海岩:根本不是为了供热而发电。您刚才说的非常对,调度应该独立,成国家的公器,所有问题都解决了。
 
    裴哲义:风电都是按火电的标杆电价收购,电价与火电是一模一样的,在发风电和火电这个问题上,国家电网没有利益,只有义务-尽力多大风电。
 
    你说的调度独立问题,这是另外一个问题,不是今天会议讨论的内容。我想再强调一下,关于调峰的概念,什么叫电网的峰谷差,什么叫调峰,什么叫系统灵活性,希望大家看一些专业的书籍,才好有基础谈为什么进行火电的灵活性改造。
 
    如果现在系统有足够的灵活性,不需要火电更大的灵活性,有关部门干嘛要成立一个火电灵活性改造平台,能源局为什么要推动进行灵活性改造。火电不进行灵活性改造,就这么发展下去行吗?
 
    秦海岩:混淆概念,一个是现在的问题,一个是长期的问题,一个是局部的,一个是整体的问题。
 
589 浏览

配电网不可忽视的三相不平衡分析

智能制造类 土豆泥 2016-06-01 17:23 发表了文章 来自相关话题

三相不平衡是电能质量的一个重要指标,虽然影响电力系统的因素有很多,但正常性不平衡的情况大多是因为三相元件、线路参数或负荷不对称。由于三相负荷的因素是不一定的,所以供电点的三相电压和电流极易出现不平衡的现象,损耗线路。

配电网三相不平衡的概况
根据电工中的专业理论,多相系统可以分为两大类,一个是对称,一个是不对称。在电网系统中,三相平衡主要指的是三相的电压相量的大小相等,而且如果按照A、B、C的顺序进行排列,他们两两之间构成的角度都为2n/3。而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。根据国家标准,三相不平衡主要是包括:电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%,短时不可超过4%。三相电压允许不平衡度可以作为一个电能质量的衡量标准。
配电网三相不平衡的原因
第一个原因是三相负荷的不合理分配。很多的装表接电的工作人员并没有专业的对于三相负荷平衡的知识概念,因此在接电的时候并没有注意到要控制三相负荷平衡,只是盲目和随意的进行电路的接电荷装表,这在很大程度上造成了三相负荷的不平衡。其次,我国的大多数电路都是动力和照明混为一体的,所以在使用单相的用电设备时,用电的效率就会降低,这样的差异进一步加剧了配电变压器三相负荷的不平衡状况。
第二个原因是用电负荷的不断变化。造成用电负荷不稳定的原因包括了地II经常出现的拆迁,移表或者用电用户的增加;临时用电和季节性用电的不稳定性。这样在总量上和时间上的不确定和不集中性使得用电的负荷也不得不跟随实际情况而变化。
第三个原因是对于配变负荷的监视力度的削弱。在配电网的管理上,经常会忽略三相负荷分配中的管理问题。在配电网的检测上,对配电变压器的三相负荷也没有进行定期的检测和调整。除此之外,还有很多因素造成了三相不平衡的现象,例如线路的影响以及三相负荷矩的不相等。
三相不平衡的危害
1、增加线路的电能损耗
在三相四线制供电网络中,电流通过线路导线时,因存在阻抗必将产生电能损耗,其损耗与通过电流的平方成正比。当低压电网以三相四线制供电时,由于有单相负载存在,造成三相负载不平衡在所难免。当三相负载不平衡运行时,中性线即有电流通过。这样不但相线有损耗,而且中性线也产生损耗,从而增加了电网线路的损耗。
2、增加配电变压器的电能损耗
配电变压器是低压电网的供电主设备,当其在三相负载不平衡工况下运行时,将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。
3、配变出力减少
配变设计时,其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的,其绕组性能基本一致,各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行,负载轻的一相就有富余容量,从而使配变的出力减少。其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大,配变出力减少越多。为此,配变在三相负载不平衡时运行,其输出的容量就无法达到额定值,其备用容量亦相应减少,过载能力也降低。假如配变在过载工况下运行,即极易引发配变发热,严重时甚至会造成配变烧损。
4、配变产生零序电流
配变在三相负载不平衡工况下运行,将产生零序电流,该电流将随三相负载不平衡的程度而变化,不平衡度越大,则零序电流也越大。运行中的配变若存在零序电流,则其铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过,而钢构件的导磁率较低,零序电流通过钢构件时,即要产生磁滞和涡流损耗,从而使配变的钢构件局部温度升高发热。配变的绕组绝缘因过热而加快老化,导致设备寿命降低。同时,零序电流的存也会增加配变的损耗。
5、影响用电设备的安全运行
配变是根据三相负载平衡运行工况设计的,其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。当配变在三相负载平衡时运行,其三相电流基本相等,配变内部每相压降也基本相同,则配变输出的三相电压也是平衡的。假如配变在三相负载不平衡时运行,其各相输出电流就不相等,其配变内部三相压降就不相等,这必将导致配变输出电压三相不平衡。同时,配变在三相负载不平衡时运行,三相输出电流不一样,而中性线就会有电流通过。因而使中性线产生阻抗压降,从而导致中性点漂移,致使各相相电压发生变化。负载重的一相电压降低,而负载轻的一相电压升高。在电压不平衡状况下供电,即容易造成电压高的一相接带的用户用电设备烧坏,而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法使用。所以三相负载不平衡运行时,将严重危及用电设备的安全运行。
6、电动机效率降低
配变在三相负载不平衡工况下运行,将引起输出电压三相不平衡。由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量,当这种不平衡的电压输入电动机后,负序电压产生旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反,起到制动作用。但由于正序磁场比负序磁场要强得多,电动机仍按正序磁场方向转动。而由于负序磁场的制动作用,必将引起电动机输出功率减少,从而导致电动机效率降低。同时,电动机的温升和无功损耗,也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行,是非常不经济和不安全的。
改进配电网三相不平衡的技术
1、注重对三相负荷的合理分配
在对三相负荷的分配问题上,电力工作人员应当在实际的工作中将相关的数据进行认真的采集和记录,达到能够在一定程度上预测用电负荷的状态。其次,可以通过装设平衡装置的方式来达到更好三相平衡的分配问题。在一些采用低压三相四线制的地g,可以增设调整不平衡电流无功补偿装置来解决经常出现的电网中的不平衡电流现象造成的各类后果。这样的装置不仅可以补偿系统无功,而且也可以调整不平衡有功电流的作用。另外,根据实际情况中负荷矩的不同情况,适当的调整接线方式也对合理分配三相负荷有一定的影响。
2、对三相负荷中不平衡电流的治理方法
根据不平衡电流电纳的补偿原理,在任何一个可以确定的时刻,主要出现了三相不接地的不平衡负载,那么他们中的每一个相负载都可以同一个电阻和电容形成并联的形式。因此,在不平衡电流治理电纳补偿理论的指导下,可以将不同性质符合的等效进行分析,确定相间和相对地的无功补偿量。当配电变压器要进行不平衡电流的补偿时,应该满足一下的几点原则。一是需要注意到电流的治理应当有两个内容,一个是补偿功率因数,一个是调节三相电流不平衡,这两者共同确定了补偿所需要的无功功率。第二点,在实际的工程施工时,应当采用全容性的治理方式,与电感补偿相区分,避免出现严重过补偿的情况。第三点是需要考虑到负荷是会随着时间的变化而变化的,基于这种特性,补偿量也应该根据负荷的变化进行适当的调整。第四点表现在装置开关和补偿设备的投切次数的限制,要在设计时将全天的优化方案进行策略的管理。总之,在进行比例调节系数额设置时,需要同时考虑功率因数的限制条件以及过补偿限制的条件。
3、增设对三相负荷的检测调整
定期开设对三相负荷的检测工作也是非常必要的。在对三相符合的合理分配以及控制后,相关部门应当开设检测工作。电力的平衡不能是绝对的,只能是尽力做到相对的平衡,在实际的检测工作中,各部门应当以国家和相关部门制定的平衡度的衡量指标作为一个标准,将检测的结果进行专业的记录和分析,对各相的负荷电流进行定期的检测,以便于及时发现一些三相的不平衡状况。当在检测过程中发现有安全隐患的部位,要及时的进行调整和修改。对于检测过程中未发现问题的部位,也应当提高瞽惕。在检测结束以后,不仅需要进行数据的整理和分析,还要进行及时的反馈。这里的反馈主要是指根据检测结果推断出的三相需要进行的调整,以及对于新技术在三相中运用的可能性预测。通过合理的检测和对检测结果的深入分析,我们可以在最大程度上避免不平衡现象的出现,降低用电事故的出现。
总结
配电网的三相不平衡的问题不仅会干扰配电网其他设备的工作的正常运行,而且容易增加故障,缩短电力设备的寿命,进而产生对通信系统干扰等较大的影响。它不仅影响的是配电网的安全运转,更是整个电力系统的经济效益以及用户的用情况。因此从根本上改进配电网三相不平衡的问题是非常必要的,我们要进行不断的探索和研究。无论是在对三相的分配,还是管理以及后期的检测调整,每一个环节都应当努力做到认真细致,并且开拓新的技术来服务于配
文章来源:网络
更多文章分享链接:http://bbs.imefuture.com/article/
 
  查看全部
三相不平衡是电能质量的一个重要指标,虽然影响电力系统的因素有很多,但正常性不平衡的情况大多是因为三相元件、线路参数或负荷不对称。由于三相负荷的因素是不一定的,所以供电点的三相电压和电流极易出现不平衡的现象,损耗线路。

配电网三相不平衡的概况
根据电工中的专业理论,多相系统可以分为两大类,一个是对称,一个是不对称。在电网系统中,三相平衡主要指的是三相的电压相量的大小相等,而且如果按照A、B、C的顺序进行排列,他们两两之间构成的角度都为2n/3。而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。根据国家标准,三相不平衡主要是包括:电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%,短时不可超过4%。三相电压允许不平衡度可以作为一个电能质量的衡量标准。
配电网三相不平衡的原因
第一个原因是三相负荷的不合理分配。很多的装表接电的工作人员并没有专业的对于三相负荷平衡的知识概念,因此在接电的时候并没有注意到要控制三相负荷平衡,只是盲目和随意的进行电路的接电荷装表,这在很大程度上造成了三相负荷的不平衡。其次,我国的大多数电路都是动力和照明混为一体的,所以在使用单相的用电设备时,用电的效率就会降低,这样的差异进一步加剧了配电变压器三相负荷的不平衡状况。
第二个原因是用电负荷的不断变化。造成用电负荷不稳定的原因包括了地II经常出现的拆迁,移表或者用电用户的增加;临时用电和季节性用电的不稳定性。这样在总量上和时间上的不确定和不集中性使得用电的负荷也不得不跟随实际情况而变化。
第三个原因是对于配变负荷的监视力度的削弱。在配电网的管理上,经常会忽略三相负荷分配中的管理问题。在配电网的检测上,对配电变压器的三相负荷也没有进行定期的检测和调整。除此之外,还有很多因素造成了三相不平衡的现象,例如线路的影响以及三相负荷矩的不相等。
三相不平衡的危害
1、增加线路的电能损耗
在三相四线制供电网络中,电流通过线路导线时,因存在阻抗必将产生电能损耗,其损耗与通过电流的平方成正比。当低压电网以三相四线制供电时,由于有单相负载存在,造成三相负载不平衡在所难免。当三相负载不平衡运行时,中性线即有电流通过。这样不但相线有损耗,而且中性线也产生损耗,从而增加了电网线路的损耗。
2、增加配电变压器的电能损耗
配电变压器是低压电网的供电主设备,当其在三相负载不平衡工况下运行时,将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。
3、配变出力减少
配变设计时,其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的,其绕组性能基本一致,各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行,负载轻的一相就有富余容量,从而使配变的出力减少。其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大,配变出力减少越多。为此,配变在三相负载不平衡时运行,其输出的容量就无法达到额定值,其备用容量亦相应减少,过载能力也降低。假如配变在过载工况下运行,即极易引发配变发热,严重时甚至会造成配变烧损。
4、配变产生零序电流
配变在三相负载不平衡工况下运行,将产生零序电流,该电流将随三相负载不平衡的程度而变化,不平衡度越大,则零序电流也越大。运行中的配变若存在零序电流,则其铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过,而钢构件的导磁率较低,零序电流通过钢构件时,即要产生磁滞和涡流损耗,从而使配变的钢构件局部温度升高发热。配变的绕组绝缘因过热而加快老化,导致设备寿命降低。同时,零序电流的存也会增加配变的损耗。
5、影响用电设备的安全运行
配变是根据三相负载平衡运行工况设计的,其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。当配变在三相负载平衡时运行,其三相电流基本相等,配变内部每相压降也基本相同,则配变输出的三相电压也是平衡的。假如配变在三相负载不平衡时运行,其各相输出电流就不相等,其配变内部三相压降就不相等,这必将导致配变输出电压三相不平衡。同时,配变在三相负载不平衡时运行,三相输出电流不一样,而中性线就会有电流通过。因而使中性线产生阻抗压降,从而导致中性点漂移,致使各相相电压发生变化。负载重的一相电压降低,而负载轻的一相电压升高。在电压不平衡状况下供电,即容易造成电压高的一相接带的用户用电设备烧坏,而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法使用。所以三相负载不平衡运行时,将严重危及用电设备的安全运行。
6、电动机效率降低
配变在三相负载不平衡工况下运行,将引起输出电压三相不平衡。由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量,当这种不平衡的电压输入电动机后,负序电压产生旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反,起到制动作用。但由于正序磁场比负序磁场要强得多,电动机仍按正序磁场方向转动。而由于负序磁场的制动作用,必将引起电动机输出功率减少,从而导致电动机效率降低。同时,电动机的温升和无功损耗,也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行,是非常不经济和不安全的。
改进配电网三相不平衡的技术
1、注重对三相负荷的合理分配
在对三相负荷的分配问题上,电力工作人员应当在实际的工作中将相关的数据进行认真的采集和记录,达到能够在一定程度上预测用电负荷的状态。其次,可以通过装设平衡装置的方式来达到更好三相平衡的分配问题。在一些采用低压三相四线制的地g,可以增设调整不平衡电流无功补偿装置来解决经常出现的电网中的不平衡电流现象造成的各类后果。这样的装置不仅可以补偿系统无功,而且也可以调整不平衡有功电流的作用。另外,根据实际情况中负荷矩的不同情况,适当的调整接线方式也对合理分配三相负荷有一定的影响。
2、对三相负荷中不平衡电流的治理方法
根据不平衡电流电纳的补偿原理,在任何一个可以确定的时刻,主要出现了三相不接地的不平衡负载,那么他们中的每一个相负载都可以同一个电阻和电容形成并联的形式。因此,在不平衡电流治理电纳补偿理论的指导下,可以将不同性质符合的等效进行分析,确定相间和相对地的无功补偿量。当配电变压器要进行不平衡电流的补偿时,应该满足一下的几点原则。一是需要注意到电流的治理应当有两个内容,一个是补偿功率因数,一个是调节三相电流不平衡,这两者共同确定了补偿所需要的无功功率。第二点,在实际的工程施工时,应当采用全容性的治理方式,与电感补偿相区分,避免出现严重过补偿的情况。第三点是需要考虑到负荷是会随着时间的变化而变化的,基于这种特性,补偿量也应该根据负荷的变化进行适当的调整。第四点表现在装置开关和补偿设备的投切次数的限制,要在设计时将全天的优化方案进行策略的管理。总之,在进行比例调节系数额设置时,需要同时考虑功率因数的限制条件以及过补偿限制的条件。
3、增设对三相负荷的检测调整
定期开设对三相负荷的检测工作也是非常必要的。在对三相符合的合理分配以及控制后,相关部门应当开设检测工作。电力的平衡不能是绝对的,只能是尽力做到相对的平衡,在实际的检测工作中,各部门应当以国家和相关部门制定的平衡度的衡量指标作为一个标准,将检测的结果进行专业的记录和分析,对各相的负荷电流进行定期的检测,以便于及时发现一些三相的不平衡状况。当在检测过程中发现有安全隐患的部位,要及时的进行调整和修改。对于检测过程中未发现问题的部位,也应当提高瞽惕。在检测结束以后,不仅需要进行数据的整理和分析,还要进行及时的反馈。这里的反馈主要是指根据检测结果推断出的三相需要进行的调整,以及对于新技术在三相中运用的可能性预测。通过合理的检测和对检测结果的深入分析,我们可以在最大程度上避免不平衡现象的出现,降低用电事故的出现。
总结
配电网的三相不平衡的问题不仅会干扰配电网其他设备的工作的正常运行,而且容易增加故障,缩短电力设备的寿命,进而产生对通信系统干扰等较大的影响。它不仅影响的是配电网的安全运转,更是整个电力系统的经济效益以及用户的用情况。因此从根本上改进配电网三相不平衡的问题是非常必要的,我们要进行不断的探索和研究。无论是在对三相的分配,还是管理以及后期的检测调整,每一个环节都应当努力做到认真细致,并且开拓新的技术来服务于配
文章来源:网络
更多文章分享链接:http://bbs.imefuture.com/article/
 
 
1 回答

提高电网的功率因数有什么意义?

智能制造类 欢乐测试7[个人]#539 2016-05-20 22:50 回复了问题 • 2 人关注 来自相关话题

572 浏览

分享-无功补偿技术与发展

设备硬件类 功夫熊猫 2016-05-20 17:23 发表了文章 来自相关话题

电力应用的前100年基本为正弦波环境,电力电子技术的发展极大地改变了电力环境,主要因为这个改变使得无功功率的概念和定义都遭遇困境。那在非理想环境下(非正弦与不平衡)以往无功功率都有哪些问题?
 
    2015年9月7日,中国能源峰会在顺义拉开帷幕。8日下午,华北电力大学教授张一工在会上为我们解读了这些疑惑。
 
    电力环境的发展与无功功率定义的困境
 
    传统的无功功率在正弦波环境下无功功率的概念,一个储能元件(线性元件)能量的存储与释放,功率因数跟功率因数角,当有储能元件,负载和电源之间,负载是混合的和电源之间一定会存在着功率来回流动,也就是说负载某个中间会出现负的功率,如果有无功功率一定跟这个概念相关的。为什么要补偿无功,最原始出发点就是减少输电损耗,只要有电流从线路上走,只要有电量从上面流就有功率损耗,我们了解电力系统人都知道,一个重要概念无功和电压密切相关的,我通过快速调节无功可以调节电压的,改善电压质量怎么去解决电压质量的问题,重要的办法之一就是做无功补偿,也就是最后一部分讲的内容无功补偿设备。
 
    动态无功补偿设备,可以提高整个系统运行安全和稳定
 
    无功补偿分层分区补偿,我们真正用电用的是有功,把电转化成其他形势的能才能用,世界上不存在天然电矿,电一定是从其他能转化过来,电作为传输手段,产生电地方是受地理条件限制,又没有煤又没有风什么的,没法发电,所以电远距离输送是不可避免的,而无功不受这个限制,并不需要消耗真正能源,无功补偿分层分区的补偿一方面是合理的,达不到减少输电的效率。另一方面可以就地做补偿的,这是关于无功传统的一些概念。
 
    那么按照传统概念我们可以又比较形象的说法,有功的能量我认为是从电源一直到负载变成被消耗掉了,无功在电源和负载中间来回来去流的,这是单向情况,双向情况从电源这一侧来说,电源是个发电机,这发电机发出三向电,从一个电机发出去的,刚才讲的单向情况能量来回来去的流,我们电源一侧实际上输送能量一会儿多一会儿少,而三向不一样,在某一向能量向外流有一向向回流,所以我们把这种无功想象在三向之间来回来去流是发生在发电机内部的,这种设备为做无功补偿提供依据,不需要储能元件的,我们把功率情况稍微看一下,这是单向损失公式,那现在这个电流有可能超前也可能滞后,我把电压电路一乘这个功率叫损失功率,我把它分解一下,后边这部分是交变部分,振幅叫视在功率,而且后边这部分交变成分平均值等于零的。我们用这个表达式用形象图看一下,我们看看棕色这个线是振荡曲线,有几个特点,一方面振荡频率是电压振动频率两倍。还有不管怎么振最小值等于0,是非负的,那么这个功率平均值是这条红线,刚才说的后边一项就是绿的这条线,红的是有功,绿色是振荡的功率,一开始把能量储存起来又送出去,这是一种分法。我还可以换一种分法,把一个东西分解成两个东西之和有无穷多种分法。我们学过三角函数知道这种分解是唯一的,那分解出来分别跟电压相乘得到两项,第一项是纯粹电阻性电流,第二项是电感性。那么前面这一项对应的是纯粹电阻上的功率,后面是电感上的功率,先面这一项是电阻性功率,后面是电抗功率,这是传统的我们回顾一下。本来有功无功都是平均意义的量,现在给它变成个损失值,这个损失值很有道理,我们要补偿,把电抗性都补掉这是最理想,因为你真正用电是存储性的,当然存储性符合不一定真的电阻也可能电机或者别的东西。按照这个分解曲线救变了,棕色那个线还是一样的,而分解变成两个线,红的和绿的,红的是纯粹电阻性电流产生的功率,而绿的线是纯粹电抗性电流产生的功率,实际上这个包含了所有的过去我们传统的无功概念这个图都包括呢,各种情况都包括在内。无功功率在树枝上等于瞬时功率中双向脉动分量(平均值为零)振幅,与之对应的是:有功功率是瞬时功率中单向脉动分量(脉动量符号不变)的振幅。最后一条有功功率和无功功率的几何和为视在功率。
 
    现在电力环境发展以后,也就是说系统变成非正弦以后,功率的定义和功率的检测计算都发生了困难,这个困难主要体现在无功中,当然也会影响到视在功率,有功功率就是损失功率的平均值。这个物理概念也是跟实际的电的转化过程实际上是相关的,我们说用电把电变成其他形势的能来用,这部分对应的就是那部分,只不过这个功率对应的是平均的速率,把电变成其他形势能可能转化得快点慢点,平均的功率就叫做有功。有一个概念输送同量的有功功率的“代价”(线损)可能不同,功率因数概念,功率因数等于1,输电功耗损失的不能再小了,功率因数只可能小于等于1,1是最好的。无功出了问题,第一个例子很简单,一个二极管控制的纯电阻电路,是有实际的应用背景的。这个应用背景家里边每天用的家用电器,电吹风,电吹风有两档,一档是温度高的,还有一档是温度低转的慢的,这个电路是有实际背景的,那这个电路非常简单,交流电用二极馆整流。
文章来源:网络
智造家文章分享:www.imefuture.com
  查看全部

电力应用的前100年基本为正弦波环境,电力电子技术的发展极大地改变了电力环境,主要因为这个改变使得无功功率的概念和定义都遭遇困境。那在非理想环境下(非正弦与不平衡)以往无功功率都有哪些问题?
 
    2015年9月7日,中国能源峰会在顺义拉开帷幕。8日下午,华北电力大学教授张一工在会上为我们解读了这些疑惑。
 
    电力环境的发展与无功功率定义的困境
 
    传统的无功功率在正弦波环境下无功功率的概念,一个储能元件(线性元件)能量的存储与释放,功率因数跟功率因数角,当有储能元件,负载和电源之间,负载是混合的和电源之间一定会存在着功率来回流动,也就是说负载某个中间会出现负的功率,如果有无功功率一定跟这个概念相关的。为什么要补偿无功,最原始出发点就是减少输电损耗,只要有电流从线路上走,只要有电量从上面流就有功率损耗,我们了解电力系统人都知道,一个重要概念无功和电压密切相关的,我通过快速调节无功可以调节电压的,改善电压质量怎么去解决电压质量的问题,重要的办法之一就是做无功补偿,也就是最后一部分讲的内容无功补偿设备。
 
    动态无功补偿设备,可以提高整个系统运行安全和稳定
 
    无功补偿分层分区补偿,我们真正用电用的是有功,把电转化成其他形势的能才能用,世界上不存在天然电矿,电一定是从其他能转化过来,电作为传输手段,产生电地方是受地理条件限制,又没有煤又没有风什么的,没法发电,所以电远距离输送是不可避免的,而无功不受这个限制,并不需要消耗真正能源,无功补偿分层分区的补偿一方面是合理的,达不到减少输电的效率。另一方面可以就地做补偿的,这是关于无功传统的一些概念。
 
    那么按照传统概念我们可以又比较形象的说法,有功的能量我认为是从电源一直到负载变成被消耗掉了,无功在电源和负载中间来回来去流的,这是单向情况,双向情况从电源这一侧来说,电源是个发电机,这发电机发出三向电,从一个电机发出去的,刚才讲的单向情况能量来回来去的流,我们电源一侧实际上输送能量一会儿多一会儿少,而三向不一样,在某一向能量向外流有一向向回流,所以我们把这种无功想象在三向之间来回来去流是发生在发电机内部的,这种设备为做无功补偿提供依据,不需要储能元件的,我们把功率情况稍微看一下,这是单向损失公式,那现在这个电流有可能超前也可能滞后,我把电压电路一乘这个功率叫损失功率,我把它分解一下,后边这部分是交变部分,振幅叫视在功率,而且后边这部分交变成分平均值等于零的。我们用这个表达式用形象图看一下,我们看看棕色这个线是振荡曲线,有几个特点,一方面振荡频率是电压振动频率两倍。还有不管怎么振最小值等于0,是非负的,那么这个功率平均值是这条红线,刚才说的后边一项就是绿的这条线,红的是有功,绿色是振荡的功率,一开始把能量储存起来又送出去,这是一种分法。我还可以换一种分法,把一个东西分解成两个东西之和有无穷多种分法。我们学过三角函数知道这种分解是唯一的,那分解出来分别跟电压相乘得到两项,第一项是纯粹电阻性电流,第二项是电感性。那么前面这一项对应的是纯粹电阻上的功率,后面是电感上的功率,先面这一项是电阻性功率,后面是电抗功率,这是传统的我们回顾一下。本来有功无功都是平均意义的量,现在给它变成个损失值,这个损失值很有道理,我们要补偿,把电抗性都补掉这是最理想,因为你真正用电是存储性的,当然存储性符合不一定真的电阻也可能电机或者别的东西。按照这个分解曲线救变了,棕色那个线还是一样的,而分解变成两个线,红的和绿的,红的是纯粹电阻性电流产生的功率,而绿的线是纯粹电抗性电流产生的功率,实际上这个包含了所有的过去我们传统的无功概念这个图都包括呢,各种情况都包括在内。无功功率在树枝上等于瞬时功率中双向脉动分量(平均值为零)振幅,与之对应的是:有功功率是瞬时功率中单向脉动分量(脉动量符号不变)的振幅。最后一条有功功率和无功功率的几何和为视在功率。
 
    现在电力环境发展以后,也就是说系统变成非正弦以后,功率的定义和功率的检测计算都发生了困难,这个困难主要体现在无功中,当然也会影响到视在功率,有功功率就是损失功率的平均值。这个物理概念也是跟实际的电的转化过程实际上是相关的,我们说用电把电变成其他形势的能来用,这部分对应的就是那部分,只不过这个功率对应的是平均的速率,把电变成其他形势能可能转化得快点慢点,平均的功率就叫做有功。有一个概念输送同量的有功功率的“代价”(线损)可能不同,功率因数概念,功率因数等于1,输电功耗损失的不能再小了,功率因数只可能小于等于1,1是最好的。无功出了问题,第一个例子很简单,一个二极管控制的纯电阻电路,是有实际的应用背景的。这个应用背景家里边每天用的家用电器,电吹风,电吹风有两档,一档是温度高的,还有一档是温度低转的慢的,这个电路是有实际背景的,那这个电路非常简单,交流电用二极馆整流。
文章来源:网络
智造家文章分享:www.imefuture.com
 
616 浏览

未来配电网的十大发展趋势及特点

设备硬件类 路人甲 2016-05-20 17:14 发表了文章 来自相关话题

配电网未来可能的方向是:分布式智能微电网和配电网的融合交叉;环形配电网络(继电保护的革命);直流配电网和交直流混合配网。
 
    强调引入分布式能源之后的双向潮流状态下的稳定控制、电能质量;强调用户交互,随着测点增多和实时性要求,后台软件将面临真正海量数据,移动互联技术更使得巡视、维护、检修与远程办公融为一体。






 
    具体方向如下:
 
    加强监控。采用更加可靠、经济、先进的传感、通信和控制终端技术,实现对配电网运行状态、资产设备状态和供电可靠状况的实时、全面的监视,实现配电网的可观测性。
 
    对智能配电网的定位:以覆盖全部配网设备为基本考虑;以配网调度/生产指挥为应用主体;以信息资源综合利用为重要手段;以提高配网管理水平为主要目的。
 
    提高可靠性和电能质量。研究智能配电网控制理论和方法,实现电网自愈控制;研究分布式电源并入配电网运行控制与保护技术,优化发输配用各环节的协调调度;研究利用电力电子技术,实现电能质量控制和电能的灵活分配,降低损耗、提高供电可靠性和电能质量。
 
    二
 
    新材料将在配电网中得到广泛的应用。高压大功率电力电子器件(如宽禁带半导体器件等)和装备将会使得对高压大功率电力的变换和控制,如同集成电路对信息的处理一样灵活高效。
 
    从这个意义上讲,电力电子器件和装备的广泛使用,将使得电网像计算网络处理和分配信息资源一样来处理和分配电力,因而可以把未来配电网看成是一个“能源配置网络”,各种电力资源通过“能源配置网络”有机组织、联系和控制起来,从而为用户提供可靠的电力。因此,这个“能源配置网络”也可以称之为“云电力网络”,而用户从“云”中获取可靠的电力。
 
    新型高性能的电极材料、储能材料、电介质材料、高强度材料、质子交换膜和储氢材料等的发明和使用,将使得高效低成本电力储能系统成为现实并进入千家万户,从而优化电网的运行、简化电网的结构和控制,并对电源波动和电网故障作出响应。电力储能系统就如同计算网络中的信息储存系统一样,对于未来电网是必要的。
 
    高性能的超导材料在电网中的应用,将大大降低电气设备的损耗、重量和体积,并可提高电气设备的极限容量和灵活性,超导限流器还可以有效地限制故障电流并保护其他电气设备和整个电网的安全稳定性。正因为如此,美国能源部甚至将超导技术视为“21世纪电力工业唯一的高技术储备”。
 
    其他新材料,如纳米复合材料、场(包括电场和磁场)控和温控的非线性介质材料、低残压压敏电阻材料、新型绝缘材料、绝缘体—金属相变材料、新型铁磁材料、用于高效低能耗的电力传感器材料(如巨磁阻材料、压电晶体、热电材料等)都将可能在未来电网中得到广泛的应用。
 
    三
 
    物理配电网将与信息系统高度融合。当前的配电网,不仅在物理层是不完善的,而且其信息系统的建设与未来需求还有很大的差距。在现有电气设备的基础上,仅仅依靠提升配电网的信息化程度,远远解决不了未来电网所面临的问题。改变电网的结构和运行模式、提升电气设备的性能和采用新型功能的电气设备,对于解决未来电网的问题同样重要甚至是更为根本性的。
 
    四
 
    配电网具有更高的供电可靠性,具有自愈(重构)功能,最大限度减少供电故障对用户的影响。由此我们可以推论:解决当前供电可靠性不足和提高电能质量是配电网未来的发展重点。无疑智能配电网能够承担起这项功能。
 
    五
 
    主动配电网成为市场主要方向。必须看到,随着新能源的接入、电动汽车和充电站在未来环境改善中扮演越来越重要的角色,现有的配电网已经变得越来越复杂,其控制保护早已区别于传统意义的配电网,配电网的发展正在向“主动配电网”迈进。
 
    六
 
    分布式电源、储能系统与微网将会在配电系统中大规模存在。预计到2020年,我国各类分布式电源总容量将达到18350万千瓦。其中,分布式光伏和分布式天然气增长最为迅速,分布式风电也将有较大幅度增长。配电网将从传统的“无源网”变成“有源网”,潮流由单向变为多向,对配电网短路电流水平、继电保护配置、电压水平控制带来一定影响,对配电网规划设计和安全管理提出了更高的要求。
 
    由于未来电网中的大量可再生能源电力是变幻莫测的,而电力用户对电力的需求也具有多样性且也是随时变化的,因而对电力的变换和控制的目的就是将变幻莫测的电源变成能满足用户需求的电力。
 
    七
 
    大量电动汽车充换电设施将会接入配电系统。电动汽车将持续快速发展,2020年,我国电动汽车总量将达到500万辆,局部地区配电网将要承载快速增长的电动汽车充电负荷。因此,需要加强规划设计、接入管理和标准化建设等工作,提高配电网的适应能力。
 
    八
 
    能源消费模式将会因用户与配电系统间灵活互动机制的建立而改变。随着电网的发展,用户将迎来更科技、更高效、更便捷的智能配电系统,以确保用户更安全、更经济、更方便地使用电能。
 
    九
 
    配电系统将会成为电力、能源、信息服务的综合技术平台。随着先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术与电力系统的融合,分布式电源、储能装置、智能电器的快速发展,云计算、大数据、移动终端等现代信息技术的广泛应用,并与电网基础设施高度集成,配电系统将会成为电力、能源、信息服务的综合技术平台。
 
    十
 
    先进的信息网络、传感网络及物联网将在配电系统中广泛应用。未来配电网需要解决传统电网的信息系统在信息采集、传输、处理和共享方面的瓶颈,核心技术涵盖从传感网络至上层应用系统之间的物理状态感知、信息表示、信息传输和信息处理。
文章来源:网络更多文章链接:www.imefuture.com
 
智造家 查看全部

配电网未来可能的方向是:分布式智能微电网和配电网的融合交叉;环形配电网络(继电保护的革命);直流配电网和交直流混合配网。
 
    强调引入分布式能源之后的双向潮流状态下的稳定控制、电能质量;强调用户交互,随着测点增多和实时性要求,后台软件将面临真正海量数据,移动互联技术更使得巡视、维护、检修与远程办公融为一体。

电网.jpg


 
    具体方向如下:
 
    加强监控。采用更加可靠、经济、先进的传感、通信和控制终端技术,实现对配电网运行状态、资产设备状态和供电可靠状况的实时、全面的监视,实现配电网的可观测性。
 
    对智能配电网的定位:以覆盖全部配网设备为基本考虑;以配网调度/生产指挥为应用主体;以信息资源综合利用为重要手段;以提高配网管理水平为主要目的。
 
    提高可靠性和电能质量。研究智能配电网控制理论和方法,实现电网自愈控制;研究分布式电源并入配电网运行控制与保护技术,优化发输配用各环节的协调调度;研究利用电力电子技术,实现电能质量控制和电能的灵活分配,降低损耗、提高供电可靠性和电能质量。
 
    二
 
    新材料将在配电网中得到广泛的应用。高压大功率电力电子器件(如宽禁带半导体器件等)和装备将会使得对高压大功率电力的变换和控制,如同集成电路对信息的处理一样灵活高效。
 
    从这个意义上讲,电力电子器件和装备的广泛使用,将使得电网像计算网络处理和分配信息资源一样来处理和分配电力,因而可以把未来配电网看成是一个“能源配置网络”,各种电力资源通过“能源配置网络”有机组织、联系和控制起来,从而为用户提供可靠的电力。因此,这个“能源配置网络”也可以称之为“云电力网络”,而用户从“云”中获取可靠的电力。
 
    新型高性能的电极材料、储能材料、电介质材料、高强度材料、质子交换膜和储氢材料等的发明和使用,将使得高效低成本电力储能系统成为现实并进入千家万户,从而优化电网的运行、简化电网的结构和控制,并对电源波动和电网故障作出响应。电力储能系统就如同计算网络中的信息储存系统一样,对于未来电网是必要的。
 
    高性能的超导材料在电网中的应用,将大大降低电气设备的损耗、重量和体积,并可提高电气设备的极限容量和灵活性,超导限流器还可以有效地限制故障电流并保护其他电气设备和整个电网的安全稳定性。正因为如此,美国能源部甚至将超导技术视为“21世纪电力工业唯一的高技术储备”。
 
    其他新材料,如纳米复合材料、场(包括电场和磁场)控和温控的非线性介质材料、低残压压敏电阻材料、新型绝缘材料、绝缘体—金属相变材料、新型铁磁材料、用于高效低能耗的电力传感器材料(如巨磁阻材料、压电晶体、热电材料等)都将可能在未来电网中得到广泛的应用。
 
    三
 
    物理配电网将与信息系统高度融合。当前的配电网,不仅在物理层是不完善的,而且其信息系统的建设与未来需求还有很大的差距。在现有电气设备的基础上,仅仅依靠提升配电网的信息化程度,远远解决不了未来电网所面临的问题。改变电网的结构和运行模式、提升电气设备的性能和采用新型功能的电气设备,对于解决未来电网的问题同样重要甚至是更为根本性的。
 
    四
 
    配电网具有更高的供电可靠性,具有自愈(重构)功能,最大限度减少供电故障对用户的影响。由此我们可以推论:解决当前供电可靠性不足和提高电能质量是配电网未来的发展重点。无疑智能配电网能够承担起这项功能。
 
    五
 
    主动配电网成为市场主要方向。必须看到,随着新能源的接入、电动汽车和充电站在未来环境改善中扮演越来越重要的角色,现有的配电网已经变得越来越复杂,其控制保护早已区别于传统意义的配电网,配电网的发展正在向“主动配电网”迈进。
 
    六
 
    分布式电源、储能系统与微网将会在配电系统中大规模存在。预计到2020年,我国各类分布式电源总容量将达到18350万千瓦。其中,分布式光伏和分布式天然气增长最为迅速,分布式风电也将有较大幅度增长。配电网将从传统的“无源网”变成“有源网”,潮流由单向变为多向,对配电网短路电流水平、继电保护配置、电压水平控制带来一定影响,对配电网规划设计和安全管理提出了更高的要求。
 
    由于未来电网中的大量可再生能源电力是变幻莫测的,而电力用户对电力的需求也具有多样性且也是随时变化的,因而对电力的变换和控制的目的就是将变幻莫测的电源变成能满足用户需求的电力。
 
    七
 
    大量电动汽车充换电设施将会接入配电系统。电动汽车将持续快速发展,2020年,我国电动汽车总量将达到500万辆,局部地区配电网将要承载快速增长的电动汽车充电负荷。因此,需要加强规划设计、接入管理和标准化建设等工作,提高配电网的适应能力。
 
    八
 
    能源消费模式将会因用户与配电系统间灵活互动机制的建立而改变。随着电网的发展,用户将迎来更科技、更高效、更便捷的智能配电系统,以确保用户更安全、更经济、更方便地使用电能。
 
    九
 
    配电系统将会成为电力、能源、信息服务的综合技术平台。随着先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术与电力系统的融合,分布式电源、储能装置、智能电器的快速发展,云计算、大数据、移动终端等现代信息技术的广泛应用,并与电网基础设施高度集成,配电系统将会成为电力、能源、信息服务的综合技术平台。
 
    十
 
    先进的信息网络、传感网络及物联网将在配电系统中广泛应用。未来配电网需要解决传统电网的信息系统在信息采集、传输、处理和共享方面的瓶颈,核心技术涵盖从传感网络至上层应用系统之间的物理状态感知、信息表示、信息传输和信息处理。
文章来源:网络更多文章链接:www.imefuture.com
 
智造家
1 回答

提高电网的功率因数有什么意义?

智能制造类 欢乐测试7[个人]#539 2016-05-20 22:50 回复了问题 • 2 人关注 来自相关话题

382 浏览

唇枪舌战弃风限电 电网也背不了所有黑锅?

电气控制类 上海明日之星科技有限公司 2016-12-07 15:36 发表了文章 来自相关话题

无论是弃风还是弃光,现在还是过去,电网公司总是成为置疑的对象。
 
    前些天“‘十三五’电力发展的机遇与挑战专家讨论会”上,风能协会秘书长秦海岩就直言:“那么多火电在那儿等着吃饭,为什么弃风弃电,归根到底,调峰能力不是主要问题,调峰能力能解释10%的弃电,怎么解释30%、40%,关键是不让谁发电谁就不能吃饭。”
 
    问题是这么简单吗?
 
    电网公司:不是说消纳就能消纳的
 
    会上,国家电网电力调度控制中心副总工程师现身说法,不是电网公司说消纳就能消纳的,调度也不是说能调出来就可以调出来的。
 
    即使是零电价上网,也并不是能够完全消纳。他拿甘肃举例,甘肃有的风电场已经到零了,为什么还有弃风?这是电力系统决定的,电力系统由发、输、用多环节组成,发电中必须要有一定的火电支撑。
 
    特高压直流输电外送不可控电源,需要配套大量火电特别是煤电。
 
    而现在电力系统状况是,调峰能力还远远不够,跟不上新能源发展的速度。不仅抽水蓄能电站建设得缓慢,火电本身调峰效率和能力也满足不了调峰要求。
 
    以前,电力系统发电侧时是确定性的电源,现在电源侧增加了风能、太阳能,而且是大规模接入,这就要求必须有配套电源以平抑其波动性。
 
    当风突然没了,风力发电下来,这时候只有两个选择,一是把火电调上去,一个是把用户拉闸断电。为了保障用户可靠供电,必须得由火电往上调。
 
    当风突然来了,又不能要求用户用电,只有想办法把火电压下来。这就对火电的灵活性提出了要求。
 
    还是拿甘肃举例,甘肃风电最大电力达到了520万千瓦,最小25万千瓦,日内5分钟最大波动20%,15分钟25%,一小时波动40%,这就要求火电必须具有更大的灵活性去补偿风电的波动。
 
    所以我们看到电力“十三五”规划中特别对系统调峰做出了指示,着重从电源侧优化结构,努力提高电源调峰能力:
 
    第一是抽水蓄能,“十三五”期间建成1700万千瓦,同时在“十三五”期间开工建设6000万千瓦;
 
    第二是建设一部分调峰用的气电,规划中部署500万千瓦的调峰气电建设;
 
    三是加大了燃煤电站灵活性的改造力度,加大煤电调峰的能力。在“十三五”期间部署热电联产机组要改造1.33亿千瓦,纯凝机组改造8600万千瓦,主要用于增加“三北”地区的调峰能力。
 
    风电、光伏波动性被夸大了?
 
    而在现场,秦海岩则提出了异议,认为这是在夸大风电和光伏波动性对灵活性的需求。
 
    在他看来,风电具有波动性,但是自从风电功率预测技术普及以后,80%-90%的情况下是可以预测的,所以风电不能算是随机性电源。所谓因风电导致的调峰辅助服务,应该仅仅是预测误差部分的电力电量。所以,风电需要的调峰辅助服务比想象中的要少很多。
 
    国网方裴哲义给出的回应是,秦海岩说的调峰概念不正确。
 
    以至于现场两人唇枪舌剑、激烈交锋。能豆君已经分不清谁对谁错了:
 
    秦海岩的理解是:电力系统实际运行过程中,电力调度中心根据次日负荷预测曲线、各类电源和电网运行和检修状况、电网和电源的运行约束等,制定次日各发电机组的开停机计划和出力曲线,以使电力电量在当日的每个时间段在供需两侧保持实时平衡。但是由于影响电力系统运行的因素会出现预期之外的变化,比如突然的气温升高导致空调用电量的增加,某台发电机组因故障意外停机,一个用电企业临时性的停工等,都会造成在日前已经形成的电力电量平衡计划安排,在生产运行日内出现不平衡的问题,要为这些随时出现的临时不平衡进行调整,或者增加、或者减少某些发电机组的出力,这就是调峰辅助服务。
 
    裴哲义则回:什么叫调峰的概念?系统没有灵活性怎么办?你说的是关灯、停机,是负荷日内的瞬时波动概念,属调频范畴,不是调峰的概念。
 
    他举例道,东北去年最大峰谷差1429万千瓦,峰谷差率25%,由于当日风电反调峰,火电调峰达1600多万,调峰率30%。如此大的峰谷差,如果没有煤电调节,就无法平衡。虽然有预测,但是预测之后,第二天最低负荷、最高负荷之间的峰谷差谁来平衡?
 
    秦海岩:两个概念。
 
    裴哲义:这就是灵活性。
 
    秦海岩:这不是灵活性,这叫可靠性,这叫发电容量的保证性,这叫可信率。这边负荷一千万,我得保证有一千万的能力发电,这是能力的概念。电分成电力和电量,您刚才说的是电力的概念,500万千瓦必须有。东北火电现在富富有余,怎么不能保证那500万千瓦,不是说现在风电100,火电只有300,加起来400,这边需求是有400,到时候这400都用的时候,我这100发生不了作用,不是这样的问题,是这边有600、700、800,为什么不能让这100先发电的问题,这是两个问题,一个电力、一个电量。
 
    裴哲义:就是电力,才需要灵活性。
 
    秦海岩:现在讨论的不是电力能不能保证,讨论的是为什么造成这么大的弃风量,弃风量不是因为灵活性的问题。
 
    裴哲义:冬季供热期,大量火电机组转为供热方式运行,自身调节能力降低50%左右,不仅挤占新能源消纳空间,而且减少系统调节能力(低谷时段最小技术出力抬高)。
 
    秦海岩:说到供热的问题,您比我清楚,电厂凭什么改成供热了,谁还说以热定电,调发的时候,以热定电,这里的猫腻您比我清楚得多。
 
    裴哲义:你说的猫腻我不知道指什么。我要说的是电网运行涉及公共安全,第一要保证电网的安全,第二要按照政府要求在保证电网安全的前提下,要顾及老百姓的供热问题。如果把供热机组停了,别说东北,我相信现在北京的温度,哪片供不上热,老百姓马上会“闹事”。
 
    秦海岩:根本不是为了供热而发电。您刚才说的非常对,调度应该独立,成国家的公器,所有问题都解决了。
 
    裴哲义:风电都是按火电的标杆电价收购,电价与火电是一模一样的,在发风电和火电这个问题上,国家电网没有利益,只有义务-尽力多大风电。
 
    你说的调度独立问题,这是另外一个问题,不是今天会议讨论的内容。我想再强调一下,关于调峰的概念,什么叫电网的峰谷差,什么叫调峰,什么叫系统灵活性,希望大家看一些专业的书籍,才好有基础谈为什么进行火电的灵活性改造。
 
    如果现在系统有足够的灵活性,不需要火电更大的灵活性,有关部门干嘛要成立一个火电灵活性改造平台,能源局为什么要推动进行灵活性改造。火电不进行灵活性改造,就这么发展下去行吗?
 
    秦海岩:混淆概念,一个是现在的问题,一个是长期的问题,一个是局部的,一个是整体的问题。
  查看全部

无论是弃风还是弃光,现在还是过去,电网公司总是成为置疑的对象。
 
    前些天“‘十三五’电力发展的机遇与挑战专家讨论会”上,风能协会秘书长秦海岩就直言:“那么多火电在那儿等着吃饭,为什么弃风弃电,归根到底,调峰能力不是主要问题,调峰能力能解释10%的弃电,怎么解释30%、40%,关键是不让谁发电谁就不能吃饭。”
 
    问题是这么简单吗?
 
    电网公司:不是说消纳就能消纳的
 
    会上,国家电网电力调度控制中心副总工程师现身说法,不是电网公司说消纳就能消纳的,调度也不是说能调出来就可以调出来的。
 
    即使是零电价上网,也并不是能够完全消纳。他拿甘肃举例,甘肃有的风电场已经到零了,为什么还有弃风?这是电力系统决定的,电力系统由发、输、用多环节组成,发电中必须要有一定的火电支撑。
 
    特高压直流输电外送不可控电源,需要配套大量火电特别是煤电。
 
    而现在电力系统状况是,调峰能力还远远不够,跟不上新能源发展的速度。不仅抽水蓄能电站建设得缓慢,火电本身调峰效率和能力也满足不了调峰要求。
 
    以前,电力系统发电侧时是确定性的电源,现在电源侧增加了风能、太阳能,而且是大规模接入,这就要求必须有配套电源以平抑其波动性。
 
    当风突然没了,风力发电下来,这时候只有两个选择,一是把火电调上去,一个是把用户拉闸断电。为了保障用户可靠供电,必须得由火电往上调。
 
    当风突然来了,又不能要求用户用电,只有想办法把火电压下来。这就对火电的灵活性提出了要求。
 
    还是拿甘肃举例,甘肃风电最大电力达到了520万千瓦,最小25万千瓦,日内5分钟最大波动20%,15分钟25%,一小时波动40%,这就要求火电必须具有更大的灵活性去补偿风电的波动。
 
    所以我们看到电力“十三五”规划中特别对系统调峰做出了指示,着重从电源侧优化结构,努力提高电源调峰能力:
 
    第一是抽水蓄能,“十三五”期间建成1700万千瓦,同时在“十三五”期间开工建设6000万千瓦;
 
    第二是建设一部分调峰用的气电,规划中部署500万千瓦的调峰气电建设;
 
    三是加大了燃煤电站灵活性的改造力度,加大煤电调峰的能力。在“十三五”期间部署热电联产机组要改造1.33亿千瓦,纯凝机组改造8600万千瓦,主要用于增加“三北”地区的调峰能力。
 
    风电、光伏波动性被夸大了?
 
    而在现场,秦海岩则提出了异议,认为这是在夸大风电和光伏波动性对灵活性的需求。
 
    在他看来,风电具有波动性,但是自从风电功率预测技术普及以后,80%-90%的情况下是可以预测的,所以风电不能算是随机性电源。所谓因风电导致的调峰辅助服务,应该仅仅是预测误差部分的电力电量。所以,风电需要的调峰辅助服务比想象中的要少很多。
 
    国网方裴哲义给出的回应是,秦海岩说的调峰概念不正确。
 
    以至于现场两人唇枪舌剑、激烈交锋。能豆君已经分不清谁对谁错了:
 
    秦海岩的理解是:电力系统实际运行过程中,电力调度中心根据次日负荷预测曲线、各类电源和电网运行和检修状况、电网和电源的运行约束等,制定次日各发电机组的开停机计划和出力曲线,以使电力电量在当日的每个时间段在供需两侧保持实时平衡。但是由于影响电力系统运行的因素会出现预期之外的变化,比如突然的气温升高导致空调用电量的增加,某台发电机组因故障意外停机,一个用电企业临时性的停工等,都会造成在日前已经形成的电力电量平衡计划安排,在生产运行日内出现不平衡的问题,要为这些随时出现的临时不平衡进行调整,或者增加、或者减少某些发电机组的出力,这就是调峰辅助服务。
 
    裴哲义则回:什么叫调峰的概念?系统没有灵活性怎么办?你说的是关灯、停机,是负荷日内的瞬时波动概念,属调频范畴,不是调峰的概念。
 
    他举例道,东北去年最大峰谷差1429万千瓦,峰谷差率25%,由于当日风电反调峰,火电调峰达1600多万,调峰率30%。如此大的峰谷差,如果没有煤电调节,就无法平衡。虽然有预测,但是预测之后,第二天最低负荷、最高负荷之间的峰谷差谁来平衡?
 
    秦海岩:两个概念。
 
    裴哲义:这就是灵活性。
 
    秦海岩:这不是灵活性,这叫可靠性,这叫发电容量的保证性,这叫可信率。这边负荷一千万,我得保证有一千万的能力发电,这是能力的概念。电分成电力和电量,您刚才说的是电力的概念,500万千瓦必须有。东北火电现在富富有余,怎么不能保证那500万千瓦,不是说现在风电100,火电只有300,加起来400,这边需求是有400,到时候这400都用的时候,我这100发生不了作用,不是这样的问题,是这边有600、700、800,为什么不能让这100先发电的问题,这是两个问题,一个电力、一个电量。
 
    裴哲义:就是电力,才需要灵活性。
 
    秦海岩:现在讨论的不是电力能不能保证,讨论的是为什么造成这么大的弃风量,弃风量不是因为灵活性的问题。
 
    裴哲义:冬季供热期,大量火电机组转为供热方式运行,自身调节能力降低50%左右,不仅挤占新能源消纳空间,而且减少系统调节能力(低谷时段最小技术出力抬高)。
 
    秦海岩:说到供热的问题,您比我清楚,电厂凭什么改成供热了,谁还说以热定电,调发的时候,以热定电,这里的猫腻您比我清楚得多。
 
    裴哲义:你说的猫腻我不知道指什么。我要说的是电网运行涉及公共安全,第一要保证电网的安全,第二要按照政府要求在保证电网安全的前提下,要顾及老百姓的供热问题。如果把供热机组停了,别说东北,我相信现在北京的温度,哪片供不上热,老百姓马上会“闹事”。
 
    秦海岩:根本不是为了供热而发电。您刚才说的非常对,调度应该独立,成国家的公器,所有问题都解决了。
 
    裴哲义:风电都是按火电的标杆电价收购,电价与火电是一模一样的,在发风电和火电这个问题上,国家电网没有利益,只有义务-尽力多大风电。
 
    你说的调度独立问题,这是另外一个问题,不是今天会议讨论的内容。我想再强调一下,关于调峰的概念,什么叫电网的峰谷差,什么叫调峰,什么叫系统灵活性,希望大家看一些专业的书籍,才好有基础谈为什么进行火电的灵活性改造。
 
    如果现在系统有足够的灵活性,不需要火电更大的灵活性,有关部门干嘛要成立一个火电灵活性改造平台,能源局为什么要推动进行灵活性改造。火电不进行灵活性改造,就这么发展下去行吗?
 
    秦海岩:混淆概念,一个是现在的问题,一个是长期的问题,一个是局部的,一个是整体的问题。
 
589 浏览

配电网不可忽视的三相不平衡分析

智能制造类 土豆泥 2016-06-01 17:23 发表了文章 来自相关话题

三相不平衡是电能质量的一个重要指标,虽然影响电力系统的因素有很多,但正常性不平衡的情况大多是因为三相元件、线路参数或负荷不对称。由于三相负荷的因素是不一定的,所以供电点的三相电压和电流极易出现不平衡的现象,损耗线路。

配电网三相不平衡的概况
根据电工中的专业理论,多相系统可以分为两大类,一个是对称,一个是不对称。在电网系统中,三相平衡主要指的是三相的电压相量的大小相等,而且如果按照A、B、C的顺序进行排列,他们两两之间构成的角度都为2n/3。而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。根据国家标准,三相不平衡主要是包括:电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%,短时不可超过4%。三相电压允许不平衡度可以作为一个电能质量的衡量标准。
配电网三相不平衡的原因
第一个原因是三相负荷的不合理分配。很多的装表接电的工作人员并没有专业的对于三相负荷平衡的知识概念,因此在接电的时候并没有注意到要控制三相负荷平衡,只是盲目和随意的进行电路的接电荷装表,这在很大程度上造成了三相负荷的不平衡。其次,我国的大多数电路都是动力和照明混为一体的,所以在使用单相的用电设备时,用电的效率就会降低,这样的差异进一步加剧了配电变压器三相负荷的不平衡状况。
第二个原因是用电负荷的不断变化。造成用电负荷不稳定的原因包括了地II经常出现的拆迁,移表或者用电用户的增加;临时用电和季节性用电的不稳定性。这样在总量上和时间上的不确定和不集中性使得用电的负荷也不得不跟随实际情况而变化。
第三个原因是对于配变负荷的监视力度的削弱。在配电网的管理上,经常会忽略三相负荷分配中的管理问题。在配电网的检测上,对配电变压器的三相负荷也没有进行定期的检测和调整。除此之外,还有很多因素造成了三相不平衡的现象,例如线路的影响以及三相负荷矩的不相等。
三相不平衡的危害
1、增加线路的电能损耗
在三相四线制供电网络中,电流通过线路导线时,因存在阻抗必将产生电能损耗,其损耗与通过电流的平方成正比。当低压电网以三相四线制供电时,由于有单相负载存在,造成三相负载不平衡在所难免。当三相负载不平衡运行时,中性线即有电流通过。这样不但相线有损耗,而且中性线也产生损耗,从而增加了电网线路的损耗。
2、增加配电变压器的电能损耗
配电变压器是低压电网的供电主设备,当其在三相负载不平衡工况下运行时,将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。
3、配变出力减少
配变设计时,其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的,其绕组性能基本一致,各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行,负载轻的一相就有富余容量,从而使配变的出力减少。其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大,配变出力减少越多。为此,配变在三相负载不平衡时运行,其输出的容量就无法达到额定值,其备用容量亦相应减少,过载能力也降低。假如配变在过载工况下运行,即极易引发配变发热,严重时甚至会造成配变烧损。
4、配变产生零序电流
配变在三相负载不平衡工况下运行,将产生零序电流,该电流将随三相负载不平衡的程度而变化,不平衡度越大,则零序电流也越大。运行中的配变若存在零序电流,则其铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过,而钢构件的导磁率较低,零序电流通过钢构件时,即要产生磁滞和涡流损耗,从而使配变的钢构件局部温度升高发热。配变的绕组绝缘因过热而加快老化,导致设备寿命降低。同时,零序电流的存也会增加配变的损耗。
5、影响用电设备的安全运行
配变是根据三相负载平衡运行工况设计的,其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。当配变在三相负载平衡时运行,其三相电流基本相等,配变内部每相压降也基本相同,则配变输出的三相电压也是平衡的。假如配变在三相负载不平衡时运行,其各相输出电流就不相等,其配变内部三相压降就不相等,这必将导致配变输出电压三相不平衡。同时,配变在三相负载不平衡时运行,三相输出电流不一样,而中性线就会有电流通过。因而使中性线产生阻抗压降,从而导致中性点漂移,致使各相相电压发生变化。负载重的一相电压降低,而负载轻的一相电压升高。在电压不平衡状况下供电,即容易造成电压高的一相接带的用户用电设备烧坏,而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法使用。所以三相负载不平衡运行时,将严重危及用电设备的安全运行。
6、电动机效率降低
配变在三相负载不平衡工况下运行,将引起输出电压三相不平衡。由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量,当这种不平衡的电压输入电动机后,负序电压产生旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反,起到制动作用。但由于正序磁场比负序磁场要强得多,电动机仍按正序磁场方向转动。而由于负序磁场的制动作用,必将引起电动机输出功率减少,从而导致电动机效率降低。同时,电动机的温升和无功损耗,也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行,是非常不经济和不安全的。
改进配电网三相不平衡的技术
1、注重对三相负荷的合理分配
在对三相负荷的分配问题上,电力工作人员应当在实际的工作中将相关的数据进行认真的采集和记录,达到能够在一定程度上预测用电负荷的状态。其次,可以通过装设平衡装置的方式来达到更好三相平衡的分配问题。在一些采用低压三相四线制的地g,可以增设调整不平衡电流无功补偿装置来解决经常出现的电网中的不平衡电流现象造成的各类后果。这样的装置不仅可以补偿系统无功,而且也可以调整不平衡有功电流的作用。另外,根据实际情况中负荷矩的不同情况,适当的调整接线方式也对合理分配三相负荷有一定的影响。
2、对三相负荷中不平衡电流的治理方法
根据不平衡电流电纳的补偿原理,在任何一个可以确定的时刻,主要出现了三相不接地的不平衡负载,那么他们中的每一个相负载都可以同一个电阻和电容形成并联的形式。因此,在不平衡电流治理电纳补偿理论的指导下,可以将不同性质符合的等效进行分析,确定相间和相对地的无功补偿量。当配电变压器要进行不平衡电流的补偿时,应该满足一下的几点原则。一是需要注意到电流的治理应当有两个内容,一个是补偿功率因数,一个是调节三相电流不平衡,这两者共同确定了补偿所需要的无功功率。第二点,在实际的工程施工时,应当采用全容性的治理方式,与电感补偿相区分,避免出现严重过补偿的情况。第三点是需要考虑到负荷是会随着时间的变化而变化的,基于这种特性,补偿量也应该根据负荷的变化进行适当的调整。第四点表现在装置开关和补偿设备的投切次数的限制,要在设计时将全天的优化方案进行策略的管理。总之,在进行比例调节系数额设置时,需要同时考虑功率因数的限制条件以及过补偿限制的条件。
3、增设对三相负荷的检测调整
定期开设对三相负荷的检测工作也是非常必要的。在对三相符合的合理分配以及控制后,相关部门应当开设检测工作。电力的平衡不能是绝对的,只能是尽力做到相对的平衡,在实际的检测工作中,各部门应当以国家和相关部门制定的平衡度的衡量指标作为一个标准,将检测的结果进行专业的记录和分析,对各相的负荷电流进行定期的检测,以便于及时发现一些三相的不平衡状况。当在检测过程中发现有安全隐患的部位,要及时的进行调整和修改。对于检测过程中未发现问题的部位,也应当提高瞽惕。在检测结束以后,不仅需要进行数据的整理和分析,还要进行及时的反馈。这里的反馈主要是指根据检测结果推断出的三相需要进行的调整,以及对于新技术在三相中运用的可能性预测。通过合理的检测和对检测结果的深入分析,我们可以在最大程度上避免不平衡现象的出现,降低用电事故的出现。
总结
配电网的三相不平衡的问题不仅会干扰配电网其他设备的工作的正常运行,而且容易增加故障,缩短电力设备的寿命,进而产生对通信系统干扰等较大的影响。它不仅影响的是配电网的安全运转,更是整个电力系统的经济效益以及用户的用情况。因此从根本上改进配电网三相不平衡的问题是非常必要的,我们要进行不断的探索和研究。无论是在对三相的分配,还是管理以及后期的检测调整,每一个环节都应当努力做到认真细致,并且开拓新的技术来服务于配
文章来源:网络
更多文章分享链接:http://bbs.imefuture.com/article/
 
  查看全部
三相不平衡是电能质量的一个重要指标,虽然影响电力系统的因素有很多,但正常性不平衡的情况大多是因为三相元件、线路参数或负荷不对称。由于三相负荷的因素是不一定的,所以供电点的三相电压和电流极易出现不平衡的现象,损耗线路。

配电网三相不平衡的概况
根据电工中的专业理论,多相系统可以分为两大类,一个是对称,一个是不对称。在电网系统中,三相平衡主要指的是三相的电压相量的大小相等,而且如果按照A、B、C的顺序进行排列,他们两两之间构成的角度都为2n/3。而三相不平衡就是指相量大小、角度的不一致。根据国家标准,三相不平衡主要是包括:电力系统公共连接点正常电压不平衡度允许值为2%,短时不可超过4%。三相电压允许不平衡度可以作为一个电能质量的衡量标准。
配电网三相不平衡的原因
第一个原因是三相负荷的不合理分配。很多的装表接电的工作人员并没有专业的对于三相负荷平衡的知识概念,因此在接电的时候并没有注意到要控制三相负荷平衡,只是盲目和随意的进行电路的接电荷装表,这在很大程度上造成了三相负荷的不平衡。其次,我国的大多数电路都是动力和照明混为一体的,所以在使用单相的用电设备时,用电的效率就会降低,这样的差异进一步加剧了配电变压器三相负荷的不平衡状况。
第二个原因是用电负荷的不断变化。造成用电负荷不稳定的原因包括了地II经常出现的拆迁,移表或者用电用户的增加;临时用电和季节性用电的不稳定性。这样在总量上和时间上的不确定和不集中性使得用电的负荷也不得不跟随实际情况而变化。
第三个原因是对于配变负荷的监视力度的削弱。在配电网的管理上,经常会忽略三相负荷分配中的管理问题。在配电网的检测上,对配电变压器的三相负荷也没有进行定期的检测和调整。除此之外,还有很多因素造成了三相不平衡的现象,例如线路的影响以及三相负荷矩的不相等。
三相不平衡的危害
1、增加线路的电能损耗
在三相四线制供电网络中,电流通过线路导线时,因存在阻抗必将产生电能损耗,其损耗与通过电流的平方成正比。当低压电网以三相四线制供电时,由于有单相负载存在,造成三相负载不平衡在所难免。当三相负载不平衡运行时,中性线即有电流通过。这样不但相线有损耗,而且中性线也产生损耗,从而增加了电网线路的损耗。
2、增加配电变压器的电能损耗
配电变压器是低压电网的供电主设备,当其在三相负载不平衡工况下运行时,将会造成配变损耗的增加。因为配变的功率损耗是随负载的不平衡度而变化的。
3、配变出力减少
配变设计时,其绕组结构是按负载平衡运行工况设计的,其绕组性能基本一致,各相额定容量相等。配变的最大允许出力要受到每相额定容量的限制。假如当配变处于三相负载不平衡工况下运行,负载轻的一相就有富余容量,从而使配变的出力减少。其出力减少程度与三相负载的不平衡度有关。三相负载不平衡越大,配变出力减少越多。为此,配变在三相负载不平衡时运行,其输出的容量就无法达到额定值,其备用容量亦相应减少,过载能力也降低。假如配变在过载工况下运行,即极易引发配变发热,严重时甚至会造成配变烧损。
4、配变产生零序电流
配变在三相负载不平衡工况下运行,将产生零序电流,该电流将随三相负载不平衡的程度而变化,不平衡度越大,则零序电流也越大。运行中的配变若存在零序电流,则其铁芯中将产生零序磁通。(高压侧没有零序电流)这迫使零序磁通只能以油箱壁及钢构件作为通道通过,而钢构件的导磁率较低,零序电流通过钢构件时,即要产生磁滞和涡流损耗,从而使配变的钢构件局部温度升高发热。配变的绕组绝缘因过热而加快老化,导致设备寿命降低。同时,零序电流的存也会增加配变的损耗。
5、影响用电设备的安全运行
配变是根据三相负载平衡运行工况设计的,其每相绕组的电阻、漏抗和激磁阻抗基本一致。当配变在三相负载平衡时运行,其三相电流基本相等,配变内部每相压降也基本相同,则配变输出的三相电压也是平衡的。假如配变在三相负载不平衡时运行,其各相输出电流就不相等,其配变内部三相压降就不相等,这必将导致配变输出电压三相不平衡。同时,配变在三相负载不平衡时运行,三相输出电流不一样,而中性线就会有电流通过。因而使中性线产生阻抗压降,从而导致中性点漂移,致使各相相电压发生变化。负载重的一相电压降低,而负载轻的一相电压升高。在电压不平衡状况下供电,即容易造成电压高的一相接带的用户用电设备烧坏,而电压低的一相接带的用户用电设备则可能无法使用。所以三相负载不平衡运行时,将严重危及用电设备的安全运行。
6、电动机效率降低
配变在三相负载不平衡工况下运行,将引起输出电压三相不平衡。由于不平衡电压存在着正序、负序、零序三个电压分量,当这种不平衡的电压输入电动机后,负序电压产生旋转磁场与正序电压产生的旋转磁场相反,起到制动作用。但由于正序磁场比负序磁场要强得多,电动机仍按正序磁场方向转动。而由于负序磁场的制动作用,必将引起电动机输出功率减少,从而导致电动机效率降低。同时,电动机的温升和无功损耗,也将随三相电压的不平衡度而增大。所以电动机在三相电压不平衡状况下运行,是非常不经济和不安全的。
改进配电网三相不平衡的技术
1、注重对三相负荷的合理分配
在对三相负荷的分配问题上,电力工作人员应当在实际的工作中将相关的数据进行认真的采集和记录,达到能够在一定程度上预测用电负荷的状态。其次,可以通过装设平衡装置的方式来达到更好三相平衡的分配问题。在一些采用低压三相四线制的地g,可以增设调整不平衡电流无功补偿装置来解决经常出现的电网中的不平衡电流现象造成的各类后果。这样的装置不仅可以补偿系统无功,而且也可以调整不平衡有功电流的作用。另外,根据实际情况中负荷矩的不同情况,适当的调整接线方式也对合理分配三相负荷有一定的影响。
2、对三相负荷中不平衡电流的治理方法
根据不平衡电流电纳的补偿原理,在任何一个可以确定的时刻,主要出现了三相不接地的不平衡负载,那么他们中的每一个相负载都可以同一个电阻和电容形成并联的形式。因此,在不平衡电流治理电纳补偿理论的指导下,可以将不同性质符合的等效进行分析,确定相间和相对地的无功补偿量。当配电变压器要进行不平衡电流的补偿时,应该满足一下的几点原则。一是需要注意到电流的治理应当有两个内容,一个是补偿功率因数,一个是调节三相电流不平衡,这两者共同确定了补偿所需要的无功功率。第二点,在实际的工程施工时,应当采用全容性的治理方式,与电感补偿相区分,避免出现严重过补偿的情况。第三点是需要考虑到负荷是会随着时间的变化而变化的,基于这种特性,补偿量也应该根据负荷的变化进行适当的调整。第四点表现在装置开关和补偿设备的投切次数的限制,要在设计时将全天的优化方案进行策略的管理。总之,在进行比例调节系数额设置时,需要同时考虑功率因数的限制条件以及过补偿限制的条件。
3、增设对三相负荷的检测调整
定期开设对三相负荷的检测工作也是非常必要的。在对三相符合的合理分配以及控制后,相关部门应当开设检测工作。电力的平衡不能是绝对的,只能是尽力做到相对的平衡,在实际的检测工作中,各部门应当以国家和相关部门制定的平衡度的衡量指标作为一个标准,将检测的结果进行专业的记录和分析,对各相的负荷电流进行定期的检测,以便于及时发现一些三相的不平衡状况。当在检测过程中发现有安全隐患的部位,要及时的进行调整和修改。对于检测过程中未发现问题的部位,也应当提高瞽惕。在检测结束以后,不仅需要进行数据的整理和分析,还要进行及时的反馈。这里的反馈主要是指根据检测结果推断出的三相需要进行的调整,以及对于新技术在三相中运用的可能性预测。通过合理的检测和对检测结果的深入分析,我们可以在最大程度上避免不平衡现象的出现,降低用电事故的出现。
总结
配电网的三相不平衡的问题不仅会干扰配电网其他设备的工作的正常运行,而且容易增加故障,缩短电力设备的寿命,进而产生对通信系统干扰等较大的影响。它不仅影响的是配电网的安全运转,更是整个电力系统的经济效益以及用户的用情况。因此从根本上改进配电网三相不平衡的问题是非常必要的,我们要进行不断的探索和研究。无论是在对三相的分配,还是管理以及后期的检测调整,每一个环节都应当努力做到认真细致,并且开拓新的技术来服务于配
文章来源:网络
更多文章分享链接:http://bbs.imefuture.com/article/
 
 
572 浏览

分享-无功补偿技术与发展

设备硬件类 功夫熊猫 2016-05-20 17:23 发表了文章 来自相关话题

电力应用的前100年基本为正弦波环境,电力电子技术的发展极大地改变了电力环境,主要因为这个改变使得无功功率的概念和定义都遭遇困境。那在非理想环境下(非正弦与不平衡)以往无功功率都有哪些问题?
 
    2015年9月7日,中国能源峰会在顺义拉开帷幕。8日下午,华北电力大学教授张一工在会上为我们解读了这些疑惑。
 
    电力环境的发展与无功功率定义的困境
 
    传统的无功功率在正弦波环境下无功功率的概念,一个储能元件(线性元件)能量的存储与释放,功率因数跟功率因数角,当有储能元件,负载和电源之间,负载是混合的和电源之间一定会存在着功率来回流动,也就是说负载某个中间会出现负的功率,如果有无功功率一定跟这个概念相关的。为什么要补偿无功,最原始出发点就是减少输电损耗,只要有电流从线路上走,只要有电量从上面流就有功率损耗,我们了解电力系统人都知道,一个重要概念无功和电压密切相关的,我通过快速调节无功可以调节电压的,改善电压质量怎么去解决电压质量的问题,重要的办法之一就是做无功补偿,也就是最后一部分讲的内容无功补偿设备。
 
    动态无功补偿设备,可以提高整个系统运行安全和稳定
 
    无功补偿分层分区补偿,我们真正用电用的是有功,把电转化成其他形势的能才能用,世界上不存在天然电矿,电一定是从其他能转化过来,电作为传输手段,产生电地方是受地理条件限制,又没有煤又没有风什么的,没法发电,所以电远距离输送是不可避免的,而无功不受这个限制,并不需要消耗真正能源,无功补偿分层分区的补偿一方面是合理的,达不到减少输电的效率。另一方面可以就地做补偿的,这是关于无功传统的一些概念。
 
    那么按照传统概念我们可以又比较形象的说法,有功的能量我认为是从电源一直到负载变成被消耗掉了,无功在电源和负载中间来回来去流的,这是单向情况,双向情况从电源这一侧来说,电源是个发电机,这发电机发出三向电,从一个电机发出去的,刚才讲的单向情况能量来回来去的流,我们电源一侧实际上输送能量一会儿多一会儿少,而三向不一样,在某一向能量向外流有一向向回流,所以我们把这种无功想象在三向之间来回来去流是发生在发电机内部的,这种设备为做无功补偿提供依据,不需要储能元件的,我们把功率情况稍微看一下,这是单向损失公式,那现在这个电流有可能超前也可能滞后,我把电压电路一乘这个功率叫损失功率,我把它分解一下,后边这部分是交变部分,振幅叫视在功率,而且后边这部分交变成分平均值等于零的。我们用这个表达式用形象图看一下,我们看看棕色这个线是振荡曲线,有几个特点,一方面振荡频率是电压振动频率两倍。还有不管怎么振最小值等于0,是非负的,那么这个功率平均值是这条红线,刚才说的后边一项就是绿的这条线,红的是有功,绿色是振荡的功率,一开始把能量储存起来又送出去,这是一种分法。我还可以换一种分法,把一个东西分解成两个东西之和有无穷多种分法。我们学过三角函数知道这种分解是唯一的,那分解出来分别跟电压相乘得到两项,第一项是纯粹电阻性电流,第二项是电感性。那么前面这一项对应的是纯粹电阻上的功率,后面是电感上的功率,先面这一项是电阻性功率,后面是电抗功率,这是传统的我们回顾一下。本来有功无功都是平均意义的量,现在给它变成个损失值,这个损失值很有道理,我们要补偿,把电抗性都补掉这是最理想,因为你真正用电是存储性的,当然存储性符合不一定真的电阻也可能电机或者别的东西。按照这个分解曲线救变了,棕色那个线还是一样的,而分解变成两个线,红的和绿的,红的是纯粹电阻性电流产生的功率,而绿的线是纯粹电抗性电流产生的功率,实际上这个包含了所有的过去我们传统的无功概念这个图都包括呢,各种情况都包括在内。无功功率在树枝上等于瞬时功率中双向脉动分量(平均值为零)振幅,与之对应的是:有功功率是瞬时功率中单向脉动分量(脉动量符号不变)的振幅。最后一条有功功率和无功功率的几何和为视在功率。
 
    现在电力环境发展以后,也就是说系统变成非正弦以后,功率的定义和功率的检测计算都发生了困难,这个困难主要体现在无功中,当然也会影响到视在功率,有功功率就是损失功率的平均值。这个物理概念也是跟实际的电的转化过程实际上是相关的,我们说用电把电变成其他形势的能来用,这部分对应的就是那部分,只不过这个功率对应的是平均的速率,把电变成其他形势能可能转化得快点慢点,平均的功率就叫做有功。有一个概念输送同量的有功功率的“代价”(线损)可能不同,功率因数概念,功率因数等于1,输电功耗损失的不能再小了,功率因数只可能小于等于1,1是最好的。无功出了问题,第一个例子很简单,一个二极管控制的纯电阻电路,是有实际的应用背景的。这个应用背景家里边每天用的家用电器,电吹风,电吹风有两档,一档是温度高的,还有一档是温度低转的慢的,这个电路是有实际背景的,那这个电路非常简单,交流电用二极馆整流。
文章来源:网络
智造家文章分享:www.imefuture.com
  查看全部

电力应用的前100年基本为正弦波环境,电力电子技术的发展极大地改变了电力环境,主要因为这个改变使得无功功率的概念和定义都遭遇困境。那在非理想环境下(非正弦与不平衡)以往无功功率都有哪些问题?
 
    2015年9月7日,中国能源峰会在顺义拉开帷幕。8日下午,华北电力大学教授张一工在会上为我们解读了这些疑惑。
 
    电力环境的发展与无功功率定义的困境
 
    传统的无功功率在正弦波环境下无功功率的概念,一个储能元件(线性元件)能量的存储与释放,功率因数跟功率因数角,当有储能元件,负载和电源之间,负载是混合的和电源之间一定会存在着功率来回流动,也就是说负载某个中间会出现负的功率,如果有无功功率一定跟这个概念相关的。为什么要补偿无功,最原始出发点就是减少输电损耗,只要有电流从线路上走,只要有电量从上面流就有功率损耗,我们了解电力系统人都知道,一个重要概念无功和电压密切相关的,我通过快速调节无功可以调节电压的,改善电压质量怎么去解决电压质量的问题,重要的办法之一就是做无功补偿,也就是最后一部分讲的内容无功补偿设备。
 
    动态无功补偿设备,可以提高整个系统运行安全和稳定
 
    无功补偿分层分区补偿,我们真正用电用的是有功,把电转化成其他形势的能才能用,世界上不存在天然电矿,电一定是从其他能转化过来,电作为传输手段,产生电地方是受地理条件限制,又没有煤又没有风什么的,没法发电,所以电远距离输送是不可避免的,而无功不受这个限制,并不需要消耗真正能源,无功补偿分层分区的补偿一方面是合理的,达不到减少输电的效率。另一方面可以就地做补偿的,这是关于无功传统的一些概念。
 
    那么按照传统概念我们可以又比较形象的说法,有功的能量我认为是从电源一直到负载变成被消耗掉了,无功在电源和负载中间来回来去流的,这是单向情况,双向情况从电源这一侧来说,电源是个发电机,这发电机发出三向电,从一个电机发出去的,刚才讲的单向情况能量来回来去的流,我们电源一侧实际上输送能量一会儿多一会儿少,而三向不一样,在某一向能量向外流有一向向回流,所以我们把这种无功想象在三向之间来回来去流是发生在发电机内部的,这种设备为做无功补偿提供依据,不需要储能元件的,我们把功率情况稍微看一下,这是单向损失公式,那现在这个电流有可能超前也可能滞后,我把电压电路一乘这个功率叫损失功率,我把它分解一下,后边这部分是交变部分,振幅叫视在功率,而且后边这部分交变成分平均值等于零的。我们用这个表达式用形象图看一下,我们看看棕色这个线是振荡曲线,有几个特点,一方面振荡频率是电压振动频率两倍。还有不管怎么振最小值等于0,是非负的,那么这个功率平均值是这条红线,刚才说的后边一项就是绿的这条线,红的是有功,绿色是振荡的功率,一开始把能量储存起来又送出去,这是一种分法。我还可以换一种分法,把一个东西分解成两个东西之和有无穷多种分法。我们学过三角函数知道这种分解是唯一的,那分解出来分别跟电压相乘得到两项,第一项是纯粹电阻性电流,第二项是电感性。那么前面这一项对应的是纯粹电阻上的功率,后面是电感上的功率,先面这一项是电阻性功率,后面是电抗功率,这是传统的我们回顾一下。本来有功无功都是平均意义的量,现在给它变成个损失值,这个损失值很有道理,我们要补偿,把电抗性都补掉这是最理想,因为你真正用电是存储性的,当然存储性符合不一定真的电阻也可能电机或者别的东西。按照这个分解曲线救变了,棕色那个线还是一样的,而分解变成两个线,红的和绿的,红的是纯粹电阻性电流产生的功率,而绿的线是纯粹电抗性电流产生的功率,实际上这个包含了所有的过去我们传统的无功概念这个图都包括呢,各种情况都包括在内。无功功率在树枝上等于瞬时功率中双向脉动分量(平均值为零)振幅,与之对应的是:有功功率是瞬时功率中单向脉动分量(脉动量符号不变)的振幅。最后一条有功功率和无功功率的几何和为视在功率。
 
    现在电力环境发展以后,也就是说系统变成非正弦以后,功率的定义和功率的检测计算都发生了困难,这个困难主要体现在无功中,当然也会影响到视在功率,有功功率就是损失功率的平均值。这个物理概念也是跟实际的电的转化过程实际上是相关的,我们说用电把电变成其他形势的能来用,这部分对应的就是那部分,只不过这个功率对应的是平均的速率,把电变成其他形势能可能转化得快点慢点,平均的功率就叫做有功。有一个概念输送同量的有功功率的“代价”(线损)可能不同,功率因数概念,功率因数等于1,输电功耗损失的不能再小了,功率因数只可能小于等于1,1是最好的。无功出了问题,第一个例子很简单,一个二极管控制的纯电阻电路,是有实际的应用背景的。这个应用背景家里边每天用的家用电器,电吹风,电吹风有两档,一档是温度高的,还有一档是温度低转的慢的,这个电路是有实际背景的,那这个电路非常简单,交流电用二极馆整流。
文章来源:网络
智造家文章分享:www.imefuture.com
 
616 浏览

未来配电网的十大发展趋势及特点

设备硬件类 路人甲 2016-05-20 17:14 发表了文章 来自相关话题

配电网未来可能的方向是:分布式智能微电网和配电网的融合交叉;环形配电网络(继电保护的革命);直流配电网和交直流混合配网。
 
    强调引入分布式能源之后的双向潮流状态下的稳定控制、电能质量;强调用户交互,随着测点增多和实时性要求,后台软件将面临真正海量数据,移动互联技术更使得巡视、维护、检修与远程办公融为一体。






 
    具体方向如下:
 
    加强监控。采用更加可靠、经济、先进的传感、通信和控制终端技术,实现对配电网运行状态、资产设备状态和供电可靠状况的实时、全面的监视,实现配电网的可观测性。
 
    对智能配电网的定位:以覆盖全部配网设备为基本考虑;以配网调度/生产指挥为应用主体;以信息资源综合利用为重要手段;以提高配网管理水平为主要目的。
 
    提高可靠性和电能质量。研究智能配电网控制理论和方法,实现电网自愈控制;研究分布式电源并入配电网运行控制与保护技术,优化发输配用各环节的协调调度;研究利用电力电子技术,实现电能质量控制和电能的灵活分配,降低损耗、提高供电可靠性和电能质量。
 
    二
 
    新材料将在配电网中得到广泛的应用。高压大功率电力电子器件(如宽禁带半导体器件等)和装备将会使得对高压大功率电力的变换和控制,如同集成电路对信息的处理一样灵活高效。
 
    从这个意义上讲,电力电子器件和装备的广泛使用,将使得电网像计算网络处理和分配信息资源一样来处理和分配电力,因而可以把未来配电网看成是一个“能源配置网络”,各种电力资源通过“能源配置网络”有机组织、联系和控制起来,从而为用户提供可靠的电力。因此,这个“能源配置网络”也可以称之为“云电力网络”,而用户从“云”中获取可靠的电力。
 
    新型高性能的电极材料、储能材料、电介质材料、高强度材料、质子交换膜和储氢材料等的发明和使用,将使得高效低成本电力储能系统成为现实并进入千家万户,从而优化电网的运行、简化电网的结构和控制,并对电源波动和电网故障作出响应。电力储能系统就如同计算网络中的信息储存系统一样,对于未来电网是必要的。
 
    高性能的超导材料在电网中的应用,将大大降低电气设备的损耗、重量和体积,并可提高电气设备的极限容量和灵活性,超导限流器还可以有效地限制故障电流并保护其他电气设备和整个电网的安全稳定性。正因为如此,美国能源部甚至将超导技术视为“21世纪电力工业唯一的高技术储备”。
 
    其他新材料,如纳米复合材料、场(包括电场和磁场)控和温控的非线性介质材料、低残压压敏电阻材料、新型绝缘材料、绝缘体—金属相变材料、新型铁磁材料、用于高效低能耗的电力传感器材料(如巨磁阻材料、压电晶体、热电材料等)都将可能在未来电网中得到广泛的应用。
 
    三
 
    物理配电网将与信息系统高度融合。当前的配电网,不仅在物理层是不完善的,而且其信息系统的建设与未来需求还有很大的差距。在现有电气设备的基础上,仅仅依靠提升配电网的信息化程度,远远解决不了未来电网所面临的问题。改变电网的结构和运行模式、提升电气设备的性能和采用新型功能的电气设备,对于解决未来电网的问题同样重要甚至是更为根本性的。
 
    四
 
    配电网具有更高的供电可靠性,具有自愈(重构)功能,最大限度减少供电故障对用户的影响。由此我们可以推论:解决当前供电可靠性不足和提高电能质量是配电网未来的发展重点。无疑智能配电网能够承担起这项功能。
 
    五
 
    主动配电网成为市场主要方向。必须看到,随着新能源的接入、电动汽车和充电站在未来环境改善中扮演越来越重要的角色,现有的配电网已经变得越来越复杂,其控制保护早已区别于传统意义的配电网,配电网的发展正在向“主动配电网”迈进。
 
    六
 
    分布式电源、储能系统与微网将会在配电系统中大规模存在。预计到2020年,我国各类分布式电源总容量将达到18350万千瓦。其中,分布式光伏和分布式天然气增长最为迅速,分布式风电也将有较大幅度增长。配电网将从传统的“无源网”变成“有源网”,潮流由单向变为多向,对配电网短路电流水平、继电保护配置、电压水平控制带来一定影响,对配电网规划设计和安全管理提出了更高的要求。
 
    由于未来电网中的大量可再生能源电力是变幻莫测的,而电力用户对电力的需求也具有多样性且也是随时变化的,因而对电力的变换和控制的目的就是将变幻莫测的电源变成能满足用户需求的电力。
 
    七
 
    大量电动汽车充换电设施将会接入配电系统。电动汽车将持续快速发展,2020年,我国电动汽车总量将达到500万辆,局部地区配电网将要承载快速增长的电动汽车充电负荷。因此,需要加强规划设计、接入管理和标准化建设等工作,提高配电网的适应能力。
 
    八
 
    能源消费模式将会因用户与配电系统间灵活互动机制的建立而改变。随着电网的发展,用户将迎来更科技、更高效、更便捷的智能配电系统,以确保用户更安全、更经济、更方便地使用电能。
 
    九
 
    配电系统将会成为电力、能源、信息服务的综合技术平台。随着先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术与电力系统的融合,分布式电源、储能装置、智能电器的快速发展,云计算、大数据、移动终端等现代信息技术的广泛应用,并与电网基础设施高度集成,配电系统将会成为电力、能源、信息服务的综合技术平台。
 
    十
 
    先进的信息网络、传感网络及物联网将在配电系统中广泛应用。未来配电网需要解决传统电网的信息系统在信息采集、传输、处理和共享方面的瓶颈,核心技术涵盖从传感网络至上层应用系统之间的物理状态感知、信息表示、信息传输和信息处理。
文章来源:网络更多文章链接:www.imefuture.com
 
智造家 查看全部

配电网未来可能的方向是:分布式智能微电网和配电网的融合交叉;环形配电网络(继电保护的革命);直流配电网和交直流混合配网。
 
    强调引入分布式能源之后的双向潮流状态下的稳定控制、电能质量;强调用户交互,随着测点增多和实时性要求,后台软件将面临真正海量数据,移动互联技术更使得巡视、维护、检修与远程办公融为一体。

电网.jpg


 
    具体方向如下:
 
    加强监控。采用更加可靠、经济、先进的传感、通信和控制终端技术,实现对配电网运行状态、资产设备状态和供电可靠状况的实时、全面的监视,实现配电网的可观测性。
 
    对智能配电网的定位:以覆盖全部配网设备为基本考虑;以配网调度/生产指挥为应用主体;以信息资源综合利用为重要手段;以提高配网管理水平为主要目的。
 
    提高可靠性和电能质量。研究智能配电网控制理论和方法,实现电网自愈控制;研究分布式电源并入配电网运行控制与保护技术,优化发输配用各环节的协调调度;研究利用电力电子技术,实现电能质量控制和电能的灵活分配,降低损耗、提高供电可靠性和电能质量。
 
    二
 
    新材料将在配电网中得到广泛的应用。高压大功率电力电子器件(如宽禁带半导体器件等)和装备将会使得对高压大功率电力的变换和控制,如同集成电路对信息的处理一样灵活高效。
 
    从这个意义上讲,电力电子器件和装备的广泛使用,将使得电网像计算网络处理和分配信息资源一样来处理和分配电力,因而可以把未来配电网看成是一个“能源配置网络”,各种电力资源通过“能源配置网络”有机组织、联系和控制起来,从而为用户提供可靠的电力。因此,这个“能源配置网络”也可以称之为“云电力网络”,而用户从“云”中获取可靠的电力。
 
    新型高性能的电极材料、储能材料、电介质材料、高强度材料、质子交换膜和储氢材料等的发明和使用,将使得高效低成本电力储能系统成为现实并进入千家万户,从而优化电网的运行、简化电网的结构和控制,并对电源波动和电网故障作出响应。电力储能系统就如同计算网络中的信息储存系统一样,对于未来电网是必要的。
 
    高性能的超导材料在电网中的应用,将大大降低电气设备的损耗、重量和体积,并可提高电气设备的极限容量和灵活性,超导限流器还可以有效地限制故障电流并保护其他电气设备和整个电网的安全稳定性。正因为如此,美国能源部甚至将超导技术视为“21世纪电力工业唯一的高技术储备”。
 
    其他新材料,如纳米复合材料、场(包括电场和磁场)控和温控的非线性介质材料、低残压压敏电阻材料、新型绝缘材料、绝缘体—金属相变材料、新型铁磁材料、用于高效低能耗的电力传感器材料(如巨磁阻材料、压电晶体、热电材料等)都将可能在未来电网中得到广泛的应用。
 
    三
 
    物理配电网将与信息系统高度融合。当前的配电网,不仅在物理层是不完善的,而且其信息系统的建设与未来需求还有很大的差距。在现有电气设备的基础上,仅仅依靠提升配电网的信息化程度,远远解决不了未来电网所面临的问题。改变电网的结构和运行模式、提升电气设备的性能和采用新型功能的电气设备,对于解决未来电网的问题同样重要甚至是更为根本性的。
 
    四
 
    配电网具有更高的供电可靠性,具有自愈(重构)功能,最大限度减少供电故障对用户的影响。由此我们可以推论:解决当前供电可靠性不足和提高电能质量是配电网未来的发展重点。无疑智能配电网能够承担起这项功能。
 
    五
 
    主动配电网成为市场主要方向。必须看到,随着新能源的接入、电动汽车和充电站在未来环境改善中扮演越来越重要的角色,现有的配电网已经变得越来越复杂,其控制保护早已区别于传统意义的配电网,配电网的发展正在向“主动配电网”迈进。
 
    六
 
    分布式电源、储能系统与微网将会在配电系统中大规模存在。预计到2020年,我国各类分布式电源总容量将达到18350万千瓦。其中,分布式光伏和分布式天然气增长最为迅速,分布式风电也将有较大幅度增长。配电网将从传统的“无源网”变成“有源网”,潮流由单向变为多向,对配电网短路电流水平、继电保护配置、电压水平控制带来一定影响,对配电网规划设计和安全管理提出了更高的要求。
 
    由于未来电网中的大量可再生能源电力是变幻莫测的,而电力用户对电力的需求也具有多样性且也是随时变化的,因而对电力的变换和控制的目的就是将变幻莫测的电源变成能满足用户需求的电力。
 
    七
 
    大量电动汽车充换电设施将会接入配电系统。电动汽车将持续快速发展,2020年,我国电动汽车总量将达到500万辆,局部地区配电网将要承载快速增长的电动汽车充电负荷。因此,需要加强规划设计、接入管理和标准化建设等工作,提高配电网的适应能力。
 
    八
 
    能源消费模式将会因用户与配电系统间灵活互动机制的建立而改变。随着电网的发展,用户将迎来更科技、更高效、更便捷的智能配电系统,以确保用户更安全、更经济、更方便地使用电能。
 
    九
 
    配电系统将会成为电力、能源、信息服务的综合技术平台。随着先进的传感量测技术、信息通信技术、分析决策技术、自动控制技术和能源电力技术与电力系统的融合,分布式电源、储能装置、智能电器的快速发展,云计算、大数据、移动终端等现代信息技术的广泛应用,并与电网基础设施高度集成,配电系统将会成为电力、能源、信息服务的综合技术平台。
 
    十
 
    先进的信息网络、传感网络及物联网将在配电系统中广泛应用。未来配电网需要解决传统电网的信息系统在信息采集、传输、处理和共享方面的瓶颈,核心技术涵盖从传感网络至上层应用系统之间的物理状态感知、信息表示、信息传输和信息处理。
文章来源:网络更多文章链接:www.imefuture.com
 
智造家