李超
國能東北新能源發(fā)展有限公司國能彰東風(fēng)電場 遼寧 阜新 123000
對于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)來說,其能源供給大多為煤炭、石油等的一次能源,雖然能較好地滿足系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的基本需求,但卻為行業(yè)發(fā)展帶來了一定的壓力,同時(shí)也加劇了我國能源緊張的嚴(yán)重性。但近年來,隨著國家總體科技水平的提升,新能源電力系統(tǒng)逐漸成為電力行業(yè)市場上的主力軍,可再生能源代替了煤炭等一次能源作為原料,現(xiàn)已被廣泛運(yùn)用于社會(huì)生產(chǎn)生活當(dāng)中。與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比,新能源系統(tǒng)最大優(yōu)勢在于加快能量的轉(zhuǎn)換,提高能量利用率,但其穩(wěn)定性和不確定性卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于前者,這是新能源系統(tǒng)在發(fā)展中急需打破的困境。
在制定新能源的發(fā)電計(jì)劃時(shí),應(yīng)全面分析出新能源發(fā)電工作的應(yīng)用優(yōu)勢及基本特點(diǎn),確定技術(shù)研發(fā)工作的方向,為推動(dòng)供電工作的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)來看:新能源發(fā)電技術(shù)充分利用了清潔型、可再生的能源來進(jìn)行發(fā)電工作,整個(gè)工作環(huán)節(jié)當(dāng)中不會(huì)產(chǎn)生污染物質(zhì),對于環(huán)境保護(hù)工作有著重要意義?;诎l(fā)電技術(shù)水平的不斷提高,可以用于發(fā)電的新能源種類也不斷增多,這主要得益于基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善以及技術(shù)人員對新能源綜合利用能力的逐漸提升。目前,符合新能源發(fā)電工作要求的能源主要有風(fēng)能、太陽能以及水資源,這些能源的利用率比較高,應(yīng)用范圍也比較廣。具體在選擇發(fā)電方式時(shí),應(yīng)結(jié)合經(jīng)濟(jì)成本和當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、地勢等因素進(jìn)行分析,并應(yīng)當(dāng)充分確保發(fā)電工作的穩(wěn)定性及安全性。
2.1.1 風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)。風(fēng)電場所生產(chǎn)的電能最終需要并入到電網(wǎng)中,但是由于風(fēng)力發(fā)電的功率并不穩(wěn)定,因此在接入風(fēng)電后,電網(wǎng)調(diào)度存在較大的難度,在這種情況下,就需要對風(fēng)功率進(jìn)行預(yù)測,根據(jù)預(yù)測的結(jié)果,提前對電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行調(diào)整,一方面能夠提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性,另一方面能夠讓電網(wǎng)接收更多的風(fēng)電。目前針對風(fēng)功率預(yù)測有不同的預(yù)測模型以及不同的預(yù)測周期要求,需要采取不同的預(yù)測技術(shù),提升預(yù)測的準(zhǔn)確性。如果根據(jù)預(yù)測的周期進(jìn)行分類,可以將風(fēng)功率預(yù)測方法分為超短期預(yù)測方法、短期以及中長期預(yù)測方法。超短期預(yù)測主要應(yīng)用于風(fēng)電的實(shí)時(shí)調(diào)度環(huán)節(jié);短期預(yù)測方法主要對于對風(fēng)機(jī)組的安排以及調(diào)度;而中長期預(yù)測主要應(yīng)用于對區(qū)域風(fēng)力資源評估的過程中。如果根據(jù)預(yù)測模型對風(fēng)功率預(yù)測方法進(jìn)行分類,可以分為物理法、統(tǒng)計(jì)法以及組合模型法3種。物理法主要從氣象學(xué)理論出發(fā),對風(fēng)電場區(qū)域的氣候情況進(jìn)行模擬,在這個(gè)過程中風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓以及空氣密度等都是重要的模擬要素,根據(jù)模擬的結(jié)果來建立預(yù)測的模型,通過這種方法建立的預(yù)測模型,需要結(jié)合風(fēng)電機(jī)組的功率模型,實(shí)現(xiàn)對風(fēng)電功率的預(yù)測。
2.1.2 風(fēng)電機(jī)組的監(jiān)控與保護(hù)。風(fēng)電機(jī)組主要選用集中控制的方法,監(jiān)控期間要在電廠的單元控制室中裝設(shè)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),有利于對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)備進(jìn)行遙控、遙信和遙測。在保護(hù)、監(jiān)控過程中,需要在開關(guān)柜內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)裝置。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的監(jiān)管系統(tǒng)主要功能如下[1]:①風(fēng)力發(fā)電機(jī)組監(jiān)管系統(tǒng)能夠?qū)γ颗_(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)施監(jiān)管,并將相關(guān)參數(shù)直接顯示在監(jiān)控屏幕上。監(jiān)管過程中,10kV母線和發(fā)電機(jī)均由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,同時(shí)可以利用鍵盤和打印機(jī)等設(shè)備完成人機(jī)對話的控制效果。工作人員通過利用鍵盤對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作情況進(jìn)行管控,手動(dòng)開、關(guān)機(jī),對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向進(jìn)行調(diào)節(jié),有助于掌握風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)際的運(yùn)行情況,能夠有效提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性和安全性。②在每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中放置監(jiān)控柜,可以使用計(jì)算機(jī)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行直接控制。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的監(jiān)測和保護(hù)主要以升溫保護(hù)形式、電網(wǎng)故障保護(hù)形式、負(fù)荷保護(hù)形式、振動(dòng)超限保護(hù)形式以及傳感器保護(hù)形式為主。當(dāng)系統(tǒng)裝置啟動(dòng)后,運(yùn)行保護(hù)功能,利用選擇性振動(dòng)發(fā)電機(jī)出口的斷路器設(shè)備,發(fā)起對應(yīng)的操作信息。
2.1.3 風(fēng)電無功電壓自動(dòng)控制技術(shù)。該技術(shù)具有較高的自動(dòng)化水平,在實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的過程中,需要多個(gè)系統(tǒng)共同參與,主要包括風(fēng)電無功電壓自動(dòng)控制子站及相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)等。在該技術(shù)體系下子站可以集成到監(jiān)控系統(tǒng)中,也可以通過外掛的形式,保證子站具有一定的獨(dú)立性。在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的過程中,子站能夠?qū)υO(shè)備的無功電壓進(jìn)行監(jiān)測,所獲取的無功電壓數(shù)據(jù)能夠通過通信線路反饋到綜合監(jiān)控系統(tǒng)中[2]。系統(tǒng)對于無功電壓的控制方式可以分為兩種,一種是遠(yuǎn)程控制方式,另一種是現(xiàn)場控制方式。在遠(yuǎn)程控制方式下,子站能夠?qū)o功電壓控制的目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)化的追蹤,而在現(xiàn)場控制方式下,子站主要是根據(jù)對預(yù)定的并網(wǎng)點(diǎn)電壓目標(biāo)曲線進(jìn)行控制。在該技術(shù)體系下,可以通過人工的方式對子站的運(yùn)行進(jìn)行控制,同時(shí)也可以利用人工的方式對風(fēng)電場中各種設(shè)備進(jìn)行開啟以及閉鎖,通過采取人工干預(yù)與自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)合的方式,保證風(fēng)電場設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。在使用該技術(shù)的過程中,子站能夠發(fā)揮巨大的作用,促進(jìn)風(fēng)電機(jī)組自身無功調(diào)節(jié)能力的發(fā)揮,確保無功電壓處于合理的區(qū)間內(nèi)。如果風(fēng)電機(jī)組自身的無功調(diào)節(jié)能力不足以對無功電壓進(jìn)行調(diào)整,動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置則會(huì)發(fā)揮作用,對無功電壓進(jìn)行調(diào)節(jié),在這個(gè)過程中,子站還能進(jìn)一步對無功補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)進(jìn)行調(diào)整,這就在很大程度上保證了無功流動(dòng)的合理性。
與以往傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)相比,光伏發(fā)電技術(shù)具有很大優(yōu)勢,符合我國電力企業(yè)當(dāng)前以及未來發(fā)展需求,電力企業(yè)做好傳統(tǒng)發(fā)電形式的有效改變和優(yōu)化能夠減少成本投入,很好地保護(hù)自然環(huán)境,有效實(shí)現(xiàn)我國電力可持續(xù)性發(fā)展的目標(biāo)。光伏發(fā)電具有很好的環(huán)保性能,是一種新型的清潔能源,在投入使用的過程中不會(huì)污染環(huán)境,符合當(dāng)前電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。光伏發(fā)電具有很高的安全性,在同城使用過程中,電力系統(tǒng)的電壓小于220V,有效地降低運(yùn)行過程中的風(fēng)險(xiǎn)性。光伏發(fā)電還具有實(shí)用性的特點(diǎn),使用時(shí)間較長,具有很好的抵抗能力,被各個(gè)國家廣泛使用。電力企業(yè)需要加大對光伏發(fā)電技術(shù)的重視程度,進(jìn)行不斷創(chuàng)新和優(yōu)化,合理運(yùn)用其優(yōu)勢,更好地促進(jìn)我國電力行業(yè)的發(fā)展。
為推動(dòng)新能源發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展,維護(hù)電網(wǎng)的運(yùn)行安全,必須做好新能源開發(fā)和調(diào)度方面的工作。在這方面,相關(guān)企業(yè)需要將重點(diǎn)放在新能源調(diào)度技術(shù)的優(yōu)化上,盡快建立起先進(jìn)的、完善的風(fēng)電機(jī)組仿真模型,設(shè)置新能源并網(wǎng)發(fā)電及監(jiān)測管理系統(tǒng),實(shí)施對整個(gè)發(fā)電、送電流程的實(shí)時(shí)化監(jiān)控,方便及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的安全隱患。另外,要注重增強(qiáng)各區(qū)域電網(wǎng)之間的連通性,確保新能源的及時(shí)調(diào)度和利用,一方面降低新能源電力系統(tǒng)的運(yùn)營成本,減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失,另一方面提高電網(wǎng)的調(diào)節(jié)控制能力,使綠色能源得到合理的運(yùn)用。同時(shí)由于新能源電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)較為復(fù)雜,為增加系統(tǒng)運(yùn)行的協(xié)調(diào)性,還應(yīng)加強(qiáng)云計(jì)算技術(shù)的科學(xué)使用,從而全方位地預(yù)測和分析電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,讓新能源輸電安全有保障,為廣大用戶提供更優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。
在電力系統(tǒng)的發(fā)展運(yùn)行的過程中,其能量傳輸?shù)馁|(zhì)量,會(huì)受到應(yīng)用導(dǎo)電材料的影響,從而降低用電量。因此,必須要加強(qiáng)對設(shè)備導(dǎo)電材料的合理控制,選擇優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)電材料,以有效降低電磁消耗產(chǎn)生的能源損失,技術(shù)人員要解決載流導(dǎo)體和設(shè)備使用鋼材的問題,保證鋼結(jié)構(gòu)的選擇。通過嚴(yán)格合理對材料進(jìn)行控制,減少不合格質(zhì)量的鋼材,造成對發(fā)電過程產(chǎn)生的影響,避免鋼材結(jié)構(gòu)性能發(fā)生變化。
實(shí)際上,大部分地區(qū)都有水資源和太陽能,只是風(fēng)力大小和風(fēng)向無法預(yù)測。因此,可以考慮將太陽能發(fā)電和水力發(fā)電的方式融合起來,綜合兩種技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢,來提升供電工作的穩(wěn)定性[3]。通常情況下,由于供電工作會(huì)受到多種因素的影響,出現(xiàn)配電裝置故障、電流傳輸工作中斷等情況。為了避免對人們?nèi)粘5碾娔苁褂眯枨螽a(chǎn)生不良影響,供電公司通常會(huì)設(shè)置備用電路,并配備備用的供配電裝置。在主裝置故障后,啟動(dòng)備用裝置,以保障供電工作的穩(wěn)定性。同理,將兩種新能源融合起來,目的就是為了避免一種新能源發(fā)電技術(shù)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障,而導(dǎo)致供電工作無法順利進(jìn)行。新時(shí)期,技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)研究其他清潔型新能源的合理應(yīng)用方式。例如,潮汐能、生物質(zhì)能。
對于火電廠來說,發(fā)電過程中常見的能源浪費(fèi)現(xiàn)象主要是由于照明設(shè)備和鐵磁損耗居多。因此,在進(jìn)行節(jié)能降耗管理的過程中,技術(shù)管理人員必須控制照明設(shè)備的使用和鐵磁損耗。根據(jù)公司生產(chǎn)需要,優(yōu)化照明設(shè)備及系統(tǒng),有效消除照明重疊區(qū)域,并使用優(yōu)質(zhì)的節(jié)能設(shè)備,不用的照明設(shè)備應(yīng)盡快關(guān)閉,減少能源消耗。對鐵磁作用的損耗應(yīng)采取應(yīng)對措施,并對鐵磁損耗進(jìn)行綜合分析統(tǒng)計(jì),根據(jù)實(shí)際情況對設(shè)備進(jìn)行隔離處理,避免因磁場問題造成的大量能源浪費(fèi)。還要應(yīng)根據(jù)電廠情況,增加變頻設(shè)備的使用。采用變頻裝置和蒸汽驅(qū)動(dòng)方式,以實(shí)現(xiàn)降低能耗的目標(biāo)。
在新能源電力系統(tǒng)的作用下,電網(wǎng)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生一定的波動(dòng),此時(shí)新能源電能的傳送過程很有可能被打斷,繼而無法持續(xù)供應(yīng)電能,直接影響到用戶的正常用電。而這種現(xiàn)象主要是新能源電力系統(tǒng)的特性使然,新能源集成的效應(yīng)越強(qiáng),電力系統(tǒng)的耐受能力和通電能力也就越低[4]。針對這一問題,需要對高壓電進(jìn)行科學(xué)的配置和使用,并利用不對稱穿越技術(shù)來優(yōu)化整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò),使電網(wǎng)形成特有的慣性,防止出現(xiàn)供電中斷的問題。應(yīng)認(rèn)真分析當(dāng)下新能源發(fā)電的特點(diǎn)及形勢,并結(jié)合新能源發(fā)電所呈現(xiàn)出的地域性特征,對新型電網(wǎng)架構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃,盡快建立起響應(yīng)速度快、輸電效率高的輸電網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)各地區(qū)的新能源電力系統(tǒng)之間的互補(bǔ),使可再生能源更廣泛地出現(xiàn)在不同城市和地區(qū),加快這種新型輸電方式的發(fā)展。
在電力系統(tǒng)的發(fā)展運(yùn)行過程中,其能量傳輸?shù)馁|(zhì)量,會(huì)受到應(yīng)用導(dǎo)電材料的影響,從而降低用電量。因此,必須要加強(qiáng)對設(shè)備導(dǎo)電材料的合理控制,選擇優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)電材料,以有效降低電磁消耗產(chǎn)生的能源損失,技術(shù)人員要解決載流導(dǎo)體和設(shè)備使用鋼材的問題,保證鋼結(jié)構(gòu)的選擇。通過嚴(yán)格合理地對材料進(jìn)行控制,減少因不合格質(zhì)量的鋼材造成對發(fā)電過程產(chǎn)生的影響,避免鋼材結(jié)構(gòu)性能發(fā)生變化。
綜上所述,新能源發(fā)電技術(shù)的主要應(yīng)用價(jià)值就是具有環(huán)保屬性,發(fā)電過程中不會(huì)生成有害物質(zhì)。而且,這類能源具有可再生的特點(diǎn),能夠滿足供電公司的電力供應(yīng)工作需求?;诿總€(gè)地區(qū)的自然氣候環(huán)境不同,地形、地勢也存在差異,所以,需要對新能源發(fā)電技術(shù)進(jìn)行合理的選擇,并應(yīng)當(dāng)注重考慮將多種發(fā)電技術(shù)融合在一起,來全面提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí),應(yīng)做好防水、防雷、防震等處理工作,以安全管理為基礎(chǔ),保證新能源發(fā)電工作的安全性。由于發(fā)電工作要由專業(yè)技術(shù)人員來完成,因此,應(yīng)注重提高人才的創(chuàng)新意識(shí),引導(dǎo)他們不斷優(yōu)化發(fā)電流程,降低發(fā)電操作的難度。