陳 震,顧承昱,陳宇騁,祝 青
(1.國網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院,上海 200437;2.國網(wǎng)上海市電力公司市南供電公司,上海 200233)
上海作為國際大都市,隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級以及居民用電需求日益增長,上海大都市用電負(fù)荷特點正發(fā)生著日新月異的變化?,F(xiàn)今多項國家新環(huán)保綠色能源政策的實施,多條特高壓直流線路在都市落地,外部電源強饋入和內(nèi)部電源弱開機和各種新能源涌現(xiàn)對上海電網(wǎng)高質(zhì)量安全供電提出了更高要求,涉及荷、網(wǎng)、源電力供給平衡需求需要不斷探索研究。電力系統(tǒng)內(nèi)部組織部門的職能需要不斷完善,電力市場經(jīng)歷不斷演變后,逐漸形成螺旋上升大市場的趨勢;在以往全盤統(tǒng)籌協(xié)調(diào)運行的狀態(tài)下,電網(wǎng)具備較高安全裕度,現(xiàn)在在螺旋上升大市場體制下,電網(wǎng)運行安全裕度發(fā)生了明顯變化,網(wǎng)源協(xié)調(diào)矛盾愈發(fā)凸顯。
近年,上海以“節(jié)能減排和應(yīng)對氣候變化暨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整”的形式,協(xié)同部署落實國家關(guān)于生態(tài)文明建設(shè)、節(jié)能減排、應(yīng)對氣候變化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、供給側(cè)改革等工作,陸續(xù)出臺相關(guān)管理文件、支持政策40余份。在煤電領(lǐng)域,政府持續(xù)強化總量控制(能耗、碳排放和污染排放)和效率提升(能源效率和污染濃度)“雙控”制度。上海電網(wǎng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是上海能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的主渠道,煤電機組是節(jié)能減排和霧霾治理的主戰(zhàn)場,300 MW及以上主力機組是煤炭總量控制的主力方向。上海電網(wǎng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)變革經(jīng)歷了從空間結(jié)構(gòu)、裝機結(jié)構(gòu),到品質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的新階段。在電網(wǎng)轉(zhuǎn)入富余模式下,品質(zhì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重點是加強電能生產(chǎn)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)供給(環(huán)境友好型的品質(zhì)、資源節(jié)約型的效率),減少無效和低端供給,擴大有效和中高端供給,提高供給結(jié)構(gòu)適應(yīng)性和靈活性(安全協(xié)調(diào)型)。
技術(shù)監(jiān)督工作是一項保障發(fā)電廠、電網(wǎng)安全運行的傳統(tǒng)重要技術(shù)措施,隨著國家能源政策的調(diào)整和上海最新電網(wǎng)的新常態(tài),如何讓技術(shù)監(jiān)督工作適應(yīng)國家政策的要求,促進都市電網(wǎng)的節(jié)能、環(huán)保、綠色及荷網(wǎng)源協(xié)調(diào)發(fā)展是一項重要的研究內(nèi)容。目前,都市電網(wǎng)的工作形式已進入了新工作模式,技術(shù)監(jiān)督工作需要不斷地變革創(chuàng)新、與時俱進,確立綠色發(fā)電為技術(shù)監(jiān)督服務(wù)電力系統(tǒng)的重要綠色目標(biāo)理念。
上海電網(wǎng)近20家電廠分屬不同的發(fā)電集團,機組類型、投運年限、管理體制又有很多差別,迫切需要通過技術(shù)監(jiān)督工作的轉(zhuǎn)型升級來適應(yīng)目前的發(fā)展新格局。華東電力試驗研究院有限公司(簡稱電試院)以節(jié)能、環(huán)保、安全為出發(fā)點和落腳點,將荷、網(wǎng)、源三者緊密地結(jié)合在一起,在保障發(fā)電廠、電網(wǎng)安全運行的同時實現(xiàn)電能綠色的要求。創(chuàng)新引出制定新形勢下技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價體系這一創(chuàng)新型技術(shù)監(jiān)督理念,同時結(jié)合最新的國家能源環(huán)保政策以及上海市經(jīng)信委、華東能源監(jiān)管局對發(fā)電廠涉網(wǎng)安全的最新要求,通過完善技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價細(xì)則、分項質(zhì)量評價等手段,開展制定技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價工作,促進了各電廠的技術(shù)監(jiān)督管理,在保證電網(wǎng)安全運行的前提下,推動了發(fā)電機組的綠色、節(jié)能、環(huán)保和安全運行,全面提升了電能綠色安全供給。
新形勢下技術(shù)監(jiān)督評價體系應(yīng)該實現(xiàn)以下目標(biāo):引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)積極響應(yīng)政府最新的電源政策,確保實現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能和荷網(wǎng)源協(xié)調(diào)發(fā)展的電能綠色目標(biāo)。
技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價新體系主要包涵技術(shù)監(jiān)督評價體系文件的編制和評價的量化、優(yōu)化合理技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價的流程、利用互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)研究開發(fā)了“上海并網(wǎng)發(fā)電廠技術(shù)監(jiān)督管理平臺”,使技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價工作可以在互聯(lián)網(wǎng)上方便地實時實現(xiàn);首創(chuàng)的涉網(wǎng)重點專項工作、24節(jié)氣保電與電能綠色供給優(yōu)先的綠色指數(shù)評價,將新形勢下網(wǎng)架、電網(wǎng)、發(fā)電側(cè)安全運行一起納入監(jiān)督體系,指導(dǎo)電源側(cè)實現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能和荷網(wǎng)源協(xié)調(diào)發(fā)展的電能綠色目標(biāo),跳出了原先僅著重個體發(fā)電設(shè)備、單一電網(wǎng)安全運行的獨立監(jiān)督理念。
技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價工作初期的策劃籌備,是通過調(diào)研外省市開展的專業(yè)評比、選優(yōu)等活動經(jīng)驗,綜合現(xiàn)有的技術(shù)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)和國家最新的政策、文件等多方面的要求,并通過技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價試運行征求各方意見和建議,形成了電試院的技術(shù)監(jiān)督評價體系文件。
技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價的相關(guān)文件主要包括評價細(xì)則、評價過程文件、總結(jié)報告、表彰發(fā)文等,其中最重要的是“上海并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價實施細(xì)則”。實施細(xì)則的編制重點是考慮國家最新的能源政策、環(huán)保相關(guān)法律、法規(guī)、綠色電能管理要求等,并將技術(shù)監(jiān)督工作進行相應(yīng)的升級和轉(zhuǎn)變,然后再結(jié)合傳統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督工作的特點進行創(chuàng)新編制。
技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價實施細(xì)則主要包括總則、基礎(chǔ)管理、專業(yè)監(jiān)督、涉網(wǎng)重點專項工作、24節(jié)氣專項保電、創(chuàng)新提升等評價內(nèi)容。
總則部分對評價的內(nèi)容、依據(jù)和方法進行了說明,強調(diào)了技術(shù)監(jiān)督工作在華東能監(jiān)局、上海市經(jīng)信委等政府部門領(lǐng)導(dǎo)下進行,并符合國家最新的能源、環(huán)保政策要求。
“技術(shù)監(jiān)督基礎(chǔ)管理工作”從技術(shù)監(jiān)督體系運行、故障及重大缺陷管理、迎峰度夏和質(zhì)量評價專項檢查、技術(shù)監(jiān)督工作總結(jié)等方面對電廠技術(shù)的體系和管理提出相關(guān)要求。
“專業(yè)技術(shù)監(jiān)督”則根據(jù)發(fā)電廠的專業(yè)配置結(jié)合最新政策要求分別對絕緣、繼保、電能質(zhì)量、電測、熱控、汽機、節(jié)能、化學(xué)、環(huán)保、金屬等十個專業(yè)進行監(jiān)督評價。每個專業(yè)都將國家最新的能源政策、環(huán)保相關(guān)法律法規(guī)、上?!皬婐伻?、弱開機”新形勢對本專業(yè)的影響進行分析與梳理,并將以上政策、形勢變化融入到本專業(yè)的評價細(xì)則中。
“重點專項工作”則是根據(jù)最新的國家政策、電網(wǎng)形勢和當(dāng)年的重點工作確定要對發(fā)電廠評價的重點項目,每年進行滾動修訂,包括“二十四節(jié)氣”機組穩(wěn)定運行檢查、涉網(wǎng)保護核查、電能綠色分析評價、一次調(diào)頻工作督查、機組AGC工作檢查、機組建模整改、變頻器低電壓穿越能力整改核查、PMU系統(tǒng)建設(shè)和電力行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全檢查等。如在2019年專項工作中,著重加強了電廠技術(shù)監(jiān)督人員對特定電網(wǎng)保電工作的重視,當(dāng)電網(wǎng)重要設(shè)備及系統(tǒng)檢修、改造導(dǎo)致局部電網(wǎng)薄弱時,相關(guān)電廠及機組須具備隨時啟動、隨時提升負(fù)荷、穩(wěn)定運行等應(yīng)急響應(yīng)能力。專項工作著重強調(diào)網(wǎng)源協(xié)調(diào)、涉網(wǎng)安全工作的重要性。
“技術(shù)監(jiān)督提升和創(chuàng)新”是為了促進技術(shù)監(jiān)督工作不斷完善發(fā)展,要求各發(fā)電公司和電廠集思廣益,積極創(chuàng)新,配合華東能監(jiān)局和授權(quán)技術(shù)監(jiān)督執(zhí)行單位共同將涉網(wǎng)電廠的技術(shù)監(jiān)督水平不斷提升。
技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價細(xì)則的一項重要工作就是將每項評價內(nèi)容進行量化處理,在相關(guān)條目制定的過程中,一方面要考慮常規(guī)技術(shù)監(jiān)督對發(fā)電安全和經(jīng)濟的要求,一方面要重點加強對最新的政策、法規(guī)的要求,不斷優(yōu)化調(diào)整并完善相關(guān)量化的方法。
評價細(xì)則制定過程中充分反映了國家能源政策和環(huán)保法規(guī)的要求,在評價過程中,通過會議宣貫、現(xiàn)場講解、評價表彰、評價結(jié)果分析中進一步讓相關(guān)綠色發(fā)電的要求和理念被發(fā)電企業(yè)充分理解、消化吸收。評價細(xì)則再結(jié)合具體評價過程進行自反饋完善,同時根據(jù)國家能源政策、環(huán)保法規(guī)、電網(wǎng)動態(tài)及時進行輸入性完善,從而保證了技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價體系全面促進都市發(fā)電供給的安全和綠色。
技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價的流程圖如圖1所示。
為了提升技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價的效果,加強發(fā)電廠和評價單位的雙向互動,利用互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)研究開發(fā)了“上海并網(wǎng)發(fā)電廠技術(shù)監(jiān)督管理平臺”,使技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價工作可以在互聯(lián)網(wǎng)上方便地實時實現(xiàn)。上海并網(wǎng)發(fā)電廠技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價管理平臺主界面如圖2所示。
該平臺是華東電試院和各發(fā)電集團和電廠溝通的橋梁,目前分為文檔管理、質(zhì)量評價、24節(jié)氣、迎峰度夏、重點專項網(wǎng)源協(xié)調(diào)、技術(shù)論壇等幾個模塊。電試院可以在平臺發(fā)布通知、表彰等信息,電廠也可以在平臺上按要求及時上報有關(guān)監(jiān)督報告和開展自評價,電試院對電廠自評價的結(jié)果進行綜合打分和評價。
網(wǎng)站平臺創(chuàng)立幾年來,電試院與各電廠及發(fā)電集團的技術(shù)溝通越來越多地通過平臺進行,技術(shù)監(jiān)督工作中迎峰度夏和質(zhì)量評價工作更是依賴于平臺而形成完整、閉環(huán)的體系。經(jīng)過不斷地改進和完善,管理平臺在運行穩(wěn)定性、實用性、操作便利性和界面友好性等各方面都得到電廠用戶的一致好評。
為提升上海并網(wǎng)發(fā)電廠的電能綠色供給水平,確保電廠安全、綠色運行,電試院將新形勢下網(wǎng)架、電網(wǎng)、發(fā)電側(cè)安全運行一起納入監(jiān)督評價體系,指導(dǎo)電源側(cè)實現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能和荷網(wǎng)源協(xié)調(diào)發(fā)展的電能綠色目標(biāo),每年定期開展技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價細(xì)則滾動修訂和技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價工作。
質(zhì)量評價結(jié)果分為總體評價和專項評價,以激勵各發(fā)電廠一方面發(fā)揮特長,一方面保持全面綜合發(fā)展。其中,綜合排名分為綜合優(yōu)勝(A段)、總體良好(B段)、有待提高(C段)3類。
通過5年的實踐應(yīng)用,技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價工作日趨完善。
(1)在保障電網(wǎng)安全運行方面,如在2019年電試院技術(shù)監(jiān)督人員和電廠技術(shù)監(jiān)督、運行部門人員完成了69次二十四節(jié)氣保電任務(wù)(上半年24次,下半年45次)。系列保電工作不僅確保了二十四節(jié)氣保電期間電廠設(shè)備安全穩(wěn)定運行,同時成功完成了建國七十周年和第二屆進博會的重大保電任務(wù),確保保電期間有序供電,電廠污染排放降到最低,實現(xiàn)了“天更藍、電更綠”的目標(biāo)。
(2)在促進綠色低碳發(fā)展方面,應(yīng)用火電機組綠色指數(shù)評價模型的科研成果,繪出年度上?;痣姍C組曼格林圖,直接展示了上?;痣姍C組電能綠色生產(chǎn)過程主成分,展現(xiàn)上海都市電能的綠色狀態(tài)和發(fā)展方向,分析了影響都市電能綠色發(fā)展的關(guān)鍵因素,為電能綠色發(fā)展對策分析、實施有效的電能綠色調(diào)度提供了重要技術(shù)依據(jù)與技術(shù)決策支撐。電能綠色分析評價專項工作根據(jù)環(huán)保投入和節(jié)能減排效果,在安全運行和節(jié)能減排上找到平衡點。
(3)在提升電網(wǎng)抗風(fēng)險能力方面,根據(jù)《并網(wǎng)電廠涉網(wǎng)安全檢查提綱》和網(wǎng)源協(xié)調(diào)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對上海地區(qū)并網(wǎng)電廠進行現(xiàn)場檢查(共涉及7大類、39個檢查項目),對機組涉網(wǎng)安全的相關(guān)資料和機組運行情況進行現(xiàn)場核查。針對一次調(diào)頻、ACG、PSS、調(diào)速系統(tǒng)和勵磁系統(tǒng)的核查,查評量化電廠是否根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求開展工作;針對涉網(wǎng)保護與安全自動裝置檢查,通過OMS系統(tǒng)與電廠定值單比對等方法,查評電廠涉網(wǎng)保護與安全自動裝置是否根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求開展工作,有力保證了電網(wǎng)抗風(fēng)險能力與安全運行水平。
隨著電力體制改革的不斷深入,電力市場交易機制的不斷完善,技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價中的電能綠色評價體系可對火電機組每一臺發(fā)電機組綠色生產(chǎn)給予一個綠色標(biāo)簽的評價結(jié)果,為發(fā)電企業(yè)和售電企業(yè)進行電力交易提供電能品質(zhì)量化的參考信息。
目前,電試院已制定了《都市電能綠色指數(shù)評價導(dǎo)則》團體標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了都市電能綠色指數(shù)評價體系的構(gòu)成、各級指標(biāo)因子的定義、計算方法、評價流程以及評價結(jié)果的展示形式,以及相關(guān)的適用電網(wǎng)火力發(fā)電機組類型?;痣姍C組的電能綠色指數(shù)評價的結(jié)果,共分良好、較好、一般、較差、很差五個等級,對應(yīng)的指數(shù)范圍是:“[0.9~1.0]”、“[0.8~0.9)”、“[0.7~0.8)”、“[0.6~0.7)”、“(0~0.6)”;數(shù)值為綜合評價后的電能綠色指數(shù)值。
實施效果為,2019年上海并網(wǎng)發(fā)電廠電能綠色供應(yīng)指數(shù)程度為0.966 8,k4等級,為良好。不存在突變或者較大變故情形,火電綠色生產(chǎn)較為穩(wěn)定。在環(huán)保指標(biāo)占分較高的情況下,經(jīng)過這幾年并網(wǎng)火電機組在環(huán)保改造設(shè)備的大投入,目前各運行并網(wǎng)火電廠的污染排放均已實現(xiàn)超低達標(biāo)排放,大大提高了其在綠電指數(shù)的貢獻度,2019年上海并網(wǎng)火電廠電能綠色供應(yīng)都達到很好狀態(tài)。
通過技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價體系中煤耗核查等工作的開展,對煤的質(zhì)量偏差控制更為嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范。煤耗核查工作緊緊依據(jù)“以質(zhì)量為中心,以標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),以計量為手段”這一基本原則,建立煤質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)、計量三位一體的技術(shù)監(jiān)督評價體系。使電廠安全經(jīng)濟燃燒、煤耗、核算污染物排放量及其綜合利用做到檢測數(shù)據(jù)可控、可查。
目前各電廠在采樣設(shè)備的性能試驗中,通過這幾年持續(xù)的檢查與整改,上海地區(qū)火電廠均能按規(guī)程要求開展精密度與偏倚性試驗,全水分損耗與過篩率試驗,性能試驗已趨于規(guī)范。
針對上海電網(wǎng)大直流受端電網(wǎng)的特點,對發(fā)電機組的一次調(diào)頻等涉網(wǎng)性能提出了更高要求,近年來將技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價工作和發(fā)電機組的安全協(xié)調(diào)性能評估工作有機結(jié)合起來。不斷引領(lǐng)發(fā)電廠逐步提高發(fā)電機組的一次調(diào)頻、勵磁、涉網(wǎng)保護等涉網(wǎng)安全性能,有效提升了并網(wǎng)機組對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的響應(yīng)支撐能力。圖3為安全協(xié)調(diào)性能與監(jiān)督質(zhì)量評價體系。
2019年度上海并網(wǎng)發(fā)電廠100 MW等級以上主力發(fā)電機組共發(fā)生跳閘15次,其中1 000 MW(含900 MW)燃煤機組跳閘3次,600 MW燃煤機組跳閘0次,300 MW燃煤機組跳閘4次,100 MW燃煤機組跳閘4次,燃?xì)廨啓C組跳閘4次。2019年度相較2018年度機組跳閘次數(shù)相比有較大幅度下降。
上海并網(wǎng)發(fā)電廠技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價工作是結(jié)合上海國際大都市受端電網(wǎng)發(fā)展中形成的“荷網(wǎng)源”特殊的關(guān)聯(lián)屬性和國家最新的能源政策應(yīng)運而生的全過程監(jiān)督系統(tǒng)。該系統(tǒng)在傳統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督的基礎(chǔ)上,加強了電能綠色和涉網(wǎng)安全的技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價,使得技術(shù)監(jiān)督的內(nèi)涵更加充實豐富。
基于互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)的上海并網(wǎng)發(fā)電廠技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價平臺為技術(shù)監(jiān)督的全過程管理提供了有效平臺,提升了技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價的方便性和及時性,使技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價得到有效的實施。
上海并網(wǎng)發(fā)電廠技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量評價方法經(jīng)過5年的實踐,日趨成熟,較好地引導(dǎo)上海地區(qū)的發(fā)電廠在關(guān)注電廠自身設(shè)備安全的情況下,更加注重電能綠色和涉網(wǎng)安全,為確保上海的安全供電、綠色供電做出了一定的貢獻。