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電能質量面臨新能源接入挑戰
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  經濟社會的發展,使得不同時代對電能質量問題的關注點有所區別。未來,隨著新能源的不斷接入,電力電子設備的更新換代,以及多元化電能質量需求的發展等,電能質量將面臨更多挑戰。建設堅強智能電網,將能更好地提升電能質量。

  應對電能質量需求變化的挑戰

  “隨著經濟社會發展(包括電網技術發展),人們對電能質量的認識也在不斷發展,在不同時期對電能質量的要求也不相同?!崩顫勒f,在目前的電能使用中,電力負荷發生了非常大的變化。由于工業企業不斷發展和民用電力結構的變化,電力系統出現了非線性用電情況增多、沖擊性負荷增多的現象。這使得電力網絡系統中的電壓和電流經常發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,使電能質量受到干擾和污染。

  新能源大規模應用,也使電網的非線性、波動性日趨嚴重。新能源中的風力變流器、光伏逆變器都是通過半導體功率開關器件的開通和關斷,把直流或頻率變化的電能轉化為50赫茲交流電能,在此逆變環節會產生諧波、三相不平衡等電能質量問題。另外新能源發電的啟停、功率頻繁變化都會引起電網電壓發生較大波動;甚至當發生用電故障時,電網電壓的暫態過程極易引發新能源發電單元的大規模脫網,放大故障規模、范圍。

  為滿足隨經濟社會發展而變化的電能質量需求,還應該重視用電電能質量。李濤永認為,在客戶側,應從用電系統規劃建設方面進行引導和服務,從設備級進行質量監測和優化治理,引導用戶根據自身用電設備特性和用電協議,配置必需的無功補償設備、諧波治理設備。

  例如對于工業客戶,要求在客戶側配置一定數量的容性無功補償裝置、保持一定水平的功率因數、避免電壓質量惡化;對于發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)、靜止無功補償裝置(SVC)等無源或有源諧波治理手段來提高電能質量。中國電力科學研究院廣泛開展了面向客戶的能效提升、電能質量診斷、分布式光伏接入等服務咨詢工作,除此之外還及時做好了變頻器、逆變器等非線性負荷設備入網前的質量檢驗工作。

  積極構建堅強智能電網

  對于不同時代關注的電能質量問題,國網智能電網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:第一代電網,關注是否有電,即“電壓的有無”;第二代電網,關注電壓合格率、波形質量(諧波)、電壓波動與閃變、三相對稱性、頻率穩定性、以及動態電能質量指標等;第三代電網,關注用戶對電能質量的多元化需求,“定制電力”將逐漸清晰并成為現實。

  電能質量提升面臨哪些問題和需求?于坤山認為主要集中在:電源遠離負荷中心的長距離輸電,解決受端弱系統的無功、電壓問題,提高輸電系統的經濟性,間歇式可再生能源發電并網問題,提高系統的安全穩定性。

  我國風資源豐富地區大多遠離負荷中心,電網規模相對較小,調峰能力低,大規模風電就地利用困難,需要在更大范圍消納。而大規模間歇式電源具有隨機功率波動特性,這種隨機波動性與負荷的波動性疊加,更加大了電網調峰壓力,運行控制困難;間歇式電源尚不具備常規電源對電力系統的支撐能力,大規模接入對電網安全、穩定運行帶來挑戰。

  為適應我國能源分布不均衡、經濟發展存在地區性差異的國情,大電網互聯、遠距離輸電是我國電網發展的典型特征。這也決定了在加強電網建設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電力電子技術和各類系統控制技術,以解決提高輸送能力和電網穩定控制的技術難題。

  先進電力電子技術將極大推動電網技術創新。想要提高現有電網輸送能力和實現電網的安全經濟運行,就需要精心規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技術,積極推動以新材料和新型電力電子器件技術發展而帶動的新一輪電網技術創新?;陔妷涸磽Q流器的柔性直流輸電技術是現階段電網新技術關注的熱點,以此為核心努力實現直流斷路器、直流變換器及其直流電網控制保護技術突破,逐漸構建直流電網技術體系并進行示范應用。

  通過這些技術,預期可以實現一些目標,如提高電網靈活運行與控制的能力;解決輸配電網輸電功率瓶頸問題;解決可再生能源并網、分布式發電并網、孤島供電、城市電網供電等難題。

  為應對經濟社會發展給電能質量帶來的挑戰,于坤山以及記者采訪的多位專家都表示,需要加強電網建設,積極構建堅強智能電網。

  10月4日,《北京市2013-2017年機動車排放污染控制工作方案》(以下簡稱《工作方案》)任務分解表發布,從明年起,每年24萬個小汽車搖號指標將縮水近四成,配置機動車指標變為15萬輛,同時不同類型機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。根據交通委的數據統計,截至10月8日,小客車指標申請個人共有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布局“盲區”。

  對此,中國汽車工業咨詢委員會副主任安慶衡向記者表示,進口車、高檔車以及新能源車還有在北京市場的拓展機會,品牌進一步高端、市場空間進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,從最初的每年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。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,這一系列數字像是一道數學題:目前,北京市機動車數量已經超過533萬輛,而據此前規劃目標,到2017年底,北京市機動車保有量要控制在600萬輛以內。

  通過現有搖號政策,北京每月機動車增長量控制在2.2萬輛,以2017年的600萬輛目標計算,未來4年只能增長60萬輛,方案中“每年15萬輛”的數字由此得出。再平均到每月就是1.25萬輛,比現在的2.2萬輛搖號指標少了近1萬輛。

  北京限購對于汽車行業的影響顯而易見。中國汽車工業協會相關人士表示,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%,勢必會對全行業產值乃至經濟產生明顯影響。

  亞運村汽車交易市場的數據顯示,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,北京市率先實施機動車限購政策,最初是出于“治堵”考慮。三年過去了,“治堵”效果難現,“治污”重任又來。所以,北京市機動車限購政策只能說是“無奈”、“必然”和“需要”。

  受宏觀經濟增速放緩,汽車行業“雙限”政策及北京清潔空氣行動計劃預期實施等因素影響,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年配置機動車指標每年都是15萬輛,但分配比例卻有差別。

  未來4年內,新能源車的指標年配比數逐年遞增,分別為2萬個、3萬個、6萬個和6萬個。根據《北京市新能源小客車示范運行管理辦法》,北京市經濟信息化委負責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。

  根據北京市政府有關政策,除了鼓勵個人購買新能源車,北京市機動車結構將全面優化調整。到2017年,新能源汽車(不含公務用車)規模將達到19.5萬輛。其中,公交車電驅動和天然氣車輛比例將達到65%左右。

  五環路內,兩成公交車都是電驅動車,一半左右是天然氣車,污染物排放減少50%左右。郊區客運天然氣車輛比例達到50%;出租車每6年必須強制更新,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5000輛;公務車每年也將添新能源車,5年內更新5000輛。

  配套設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35公里。

  實際上,按照北京交通大學電氣工程學院院長助理、新能源研究所所長張維葛的說法,新能源汽車推廣的關鍵不是技術,而是綜合成本問題。新能源汽車終歸是市場問題,建立合理、有效的政策環境和市場規則更為迫切。

  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展促進中心相關負責人表示,由于北京市場的特殊性,在“國標”基礎上,如何制定“北京版”推廣計劃應更謹慎為宜。他預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,必須拓展個人客戶市場。

  今年初以來,環保猶如掛在鋼鐵企業頭頂的“達摩克利斯之劍”,讓很多企業一邊為環保設備欠缺擔憂,一邊為巨額的資金投入發愁。做環保必然要投入。據測算,先進鋼鐵聯合企業的噸鋼環保成本達到100元以上。這對于利潤大幅下滑的鋼鐵企業來說,的確是不小的壓力。但是,環保不僅僅是投入,換個角度看,它能為企業帶來十分可觀的社會效益和經濟效益。對此,河北鋼鐵集團邯鋼深有體會。2006年~2012年,邯鋼累計節約淡水近4000萬噸,減少外購水費近8000萬元;利用廢氣發電117.9億千瓦時,折合節約標煤412萬噸,減少外購電費50多億元。

  從環保投入到效益回報,邯鋼如何化繭成蝶?10月底,《中國冶金報》記者走進了這個園林與工廠完美融合的綠色生態型鋼廠,親身感受了其環保工作的蛻變之路。

  人、鋼鐵、自然和諧共生

  走在邯鋼第一原料場南路,干凈的柏油馬路坦蕩如砥?!耙郧?,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7億元改造的國內最大跨度全封閉機械化第一原料場,已經成為一道美麗的風景線。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、改善周邊環境等作用,僅減少倒運費用一項每年可創效8000萬元。

  作為“綠色鋼鐵”的倡導者,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”的環保理念,努力建設資源節約型、環境友好型企業。例如,該公司投資10億元,建成了48座萬噸儲煤焦罐(倉),實現燃煤和焦炭的全部倉化存儲;建設了10余公里的密閉型原料傳送皮帶,在密閉的環境中把工序原料運送到各個崗位。正如邯鋼總經理、副董事長、黨委副書記郭景瑞說的那樣:“邯鋼實現了用煤不見煤、用礦不見礦、運料不見料的清潔生產?!?/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,邯鋼把廢水循環再用、廢渣吃干榨盡、廢氣轉化電能,把“廢物”變成了“寶物”。

  邯鋼新區能源中心污水處理中心主任劉利波告訴《中國冶金報》記者:“大企業也要算細賬。我們這里處理1噸污水并達到回用標準的成本是0.5元,而新水的價格接近2元/噸,所以企業自己建污水處理廠,不但能夠實現污水循環利用‘零排放’,還可以降低生產成本?!?/p>

  近幾年,邯鋼投資2.2億元,先后建起了3個生產廢水處理廠和1個生活污水處理廠,年處理量達到9855萬噸,廠區內所有工業廢水全部實現回收處理和循環利用,處理后的水均達到國家景觀水的標準。目前,邯鋼工業水循環率達到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,實現了副產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到88.1千克/噸鐵,增創效益9271萬元。正在實施和規劃的利用氧化鐵紅生產磁性材料項目,利用除塵灰、瓦斯灰提鋅項目,鋼渣、水渣生產礦渣微粉項目將成為企業新的效益增長點。

  做環保也能挖出“真金白銀”

  “十一五”以來,邯鋼先后淘汰了5臺燒結機、7座白灰窯、2條落后軋鋼線、4座小高爐、6座小轉爐等高耗能裝備,累計淘汰煉鐵產能170萬噸、煉鋼產能315萬噸。圍繞建設現代化精品鋼材制造和能源高效轉化的科學發展示范企業的目標,該公司堅持“管理與治理并重、治標與治本并舉、節能與環保并行”,通過優化生產工藝流程和工序間銜接、優化爐料結構、最大限度地利用各種余熱余能等方式,努力提高能源循環利用水平。

  “現在,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換為電能,每小時可發電6000千瓦時,每年可創效4000萬元,節約標煤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,實現了物流、能源流、信息流的“三流合一”。邯鋼能源環保部能源科長張懷東介紹:“目前,邯鋼發電機組包括干熄焦發電、TRT發電、燒結余熱發電、CCPP發電、鋼軋余熱蒸汽發電、螺桿發電等。2006年~2012年,邯鋼利用工業余熱余能累計發電117.9億千瓦時,折合節約標煤412萬噸,相當于一座大型煤礦4年的產量?!?/p>

  轉自:無功補償諧波治理網


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