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综合电力推进系统优点(传统电力系统与新型电力系统)

时间:2022-12-20 13:54 点击:159 编辑:邮轮网

1. 传统电力系统与新型电力系统

构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。此次发声后,新能源在未来电力系统中的主体地位首次得以明确。

2. 新型电力系统特点

        电力系统自动化技术前景非常广阔。

        电气自动化技术专业的就业范围比较广,就业方向包括:发电厂、化工企业、电网集团、电力设计院、工业企业、自动化设备生产企业、供电公司、电力施工单位、电气调试公司、电子行业、信息行业、人工智能、工业机器人、汽车行业、建筑行业等等,由于该专业属于工科专业,所以学生的动手能力直接关系到未来的就业和职业发展。

3. 传统电力系统与新型电力系统异同

不是一次电源二次电源,而是一次能源和二次能源吧?自然界本身就存在的能源是一次能源,如太阳能,经过加工或者转换的能源叫二次能源,如电能,是机械能或化学能转化来的,属于二次能源。经过一个耦合器的是二次下电,经过两个耦合器的是一次下电。另外,一次下电的一排端子一般安培数都大,接无线设备和数据设备;二次下电的一排较小的端子,监控的、传输的都接在上面。

  所谓二次下电功能,须从蓄电池放电时的特性谈起。

  蓄电池在输出能量时,其两端电压不断下降,当下降到一定值(一般称为终止电压)的时候,就必须断掉其能量输出回路,否则可能导致蓄电池过放电,使其寿命缩短甚至报废。这种在终止电压时,使蓄电池断掉负载防止过放电的动作和措施,叫做低电压保护。

  二次下电比低电压保护更进一步。当电池两端电压降到一定值时(一般比终止电压高),就断掉一部分次要负载,只给剩下的主要负载供电。之后当电压下降到终止电压时,则将主要负载也断掉,实现对蓄电池的保护。这种两级断开负载的动作和措施即为二次下电。

4. 传统电力系统与新型电力系统区别

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善 这些设备的运行特性为主要目的。

(一) 大型发电机的静止励磁控制。静止励磁采用晶闸管整流自并励方式, 具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

(二) 水力、风力发电机的变速恒频励磁。水力发电的有效功率取决于水头 压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转 速亦随之发生变化。 风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。 此项应用的技术核心是变频电源。

(三)发电厂风机水泵的变频调速。发电厂的厂用电率平均为 8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的 65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并有完整的系列产品。

(四)太阳能发电控制系统。开发利用无穷尽的洁净新能源———太阳能,是调整未来能源结构的一项重要战略措施。大功率太阳能发电,无论是独立系统 还是并网系统, 通常需要将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电,所以具有最大功率跟踪功能的逆变器成为系统的核心。日本实施的阳光计划以 3~4kW 的户用并网发电系统为主,我国实施的送电到乡工程则以 10~15kW 的独立系统 居多,而大型系统有在美国加州的西门子太阳能发电厂(7.2MW)等。

在输电环节的运用

(一)柔性交流输电技术(FACTS) 交流输电或电网的运行性能。已应用的 FACTS 控制器有静止无功补偿器(SVC)、静止调相机(STATCON)、静止快速励磁器 (PSS)、串联补偿器(SSSC)等。近年来,柔性交流输电技术已经在美国、日本、瑞典、 巴西等国重要的超高压输电工程中得到应用。国内也对 FACTS 进行了深入 的研究和开发。

(二) 高压直流输电技术(HVDC) 流站可以搬迁,可以使中型的直流输电工程在较短的输送距离也具有竞争力。此外,可关断器件组成的换流器,由于采用了可关断的电力电子器件,可避免换相失败,对受端系统的容量没有要求,故可 用于向孤立小系统(海上石油平台、海岛) 供电,今后还可用于城市配电系统, 并用于接入。

近年来, 直流输电技术又有新的发展,轻型直流输电采用 IGBT 等可关断电力 电子器件组成换流器, 应用脉宽调制技术进行无源逆变,解决了用直流输电向无 交流电源的负荷点送电的问题。同时大幅度简化设备,降低造价。

(三) 静止无功补偿器(SVC) SVC 是用以晶闸管为基本元件的固态开关替代了电气开关, 实现快速、 频繁地以控制电抗器和电容器的方式改变输电系统的导纳。SVC 可以有不同的回路结构,按控制的对象及控制的方式不同分别称之为晶闸管投切电容器(TSC)、晶闸管投切电抗器(TSR)或晶闸管控制电抗器(TCR)。

在配电环节的运用

配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能 质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力 (CustomPower)技术。用户电力技术(CP)技术和 FACTS 技术是快速发展的姊妹型 新式电力电子技术。 采用 FACTS 的核心是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力;发展 CP 的目的是在配电系统中加强供电的可靠性和提高供电质量。 CP 和 FACTS 的共同基础技术是电力电子技术,各自的控制器在结构和功能上也相同,其差别仅是额定电气值不同,目前二者已逐渐融合于一体,即所谓的 DFACTS 技术。具有代表性的用户电力技术产品有:动态电压恢复器(DVR),固态 断路器(SSCB),故障电流限制器(FCL),统一电能质量调节器(PQC)等。

我国电力电子技术的发展

1. 配电自动化前景

配电网自动化智能电网投资重中之重: 配电网作为输配电系统的最后一个环 节, 其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关。配电自动化是智能电网的重要基础之一。从投资构成上我们预计,智能电网的投资构成上,配网自动化将占 40%左右,是智能电网投资的重中之重。 我国配网自动化处于初级阶 段:配网自动化在我国处在起步阶段,国内城市配网馈线自动化率不足 10%,目 前国外配网自动化的比例达到 60%-70%,国内仍刚刚开始试点,未来市场空间广阔。

2. 配电自动化简介

配电自动化指:利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设 备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起,改进供电质量, 与用户建立更密切更负责的关系, 以合理的价格满足用户要求的多样性, 力求供电经济性最好, 企业管理更为有效。 配电自动化是一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程,包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。 从保证对用户的供电质量, 提高服务水平, 减少运行费用的观点来看,配电自动化是一个统一的整体。

配自动化包含以下配电自动化包含以下 4 个方面:①馈线自动化。馈线自动 化完成馈电线路的监测、 控制、 故障诊断、 故障隔离和网络重构。 其主要功能有: 运行状态监测、远方控制和就地自主控制、故障区隔离、负荷转移及恢复供电、无功补偿和调压等。②变电站自动化。变电站自动化指应用自动控制技术和信息 处理与传输技术, 通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工对变电站进行监控、测量和运行操作的一种自动化系统。变电站自动化以信号数字化和计算机通信技 术为标志, 进入传统的变电站二次设备领域,使变电站运行和监控发生了巨大的 变化,取得显著的效益。变电站自动化的基本功能有:数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、与继电保护交换信息、自动控制的协调和配合、 与变电站其他自动化装置交换信息和与调度控制中心或集控中心通 信等项功能。变电站自动化技术是配电自动化的重点之一。③配电管理系统。配 电管理系统(DMS)是指用现代计算机、信息处理及通信等技术和相关设备对配电网的运行进行监视、管理和控制。它是配电自动化系统的神经中枢,整个配电自动化系统的监视、控制和管理中心。主要功能有:数据采集和监控(SCADA)、配 电网运行管理、 用户管理和控制、自动绘图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS) 等。④需求侧管理。通过一系列经济政策和技术措施,由供需双方共同参与的供用电管理。包含负荷管理、用电管理及需方发电管理等。需求侧管理的几个内容涉及电力供需双方, 甚至与电力管理体制有关, 必须通过立法和制订相应的规则, 并最终由电力市场来调节。可以看到,电力的供需双方不仅仅是一种电力买卖关 系,也是以双方利益为纽带的合作伙伴关系,在电力市场环境下,需求侧管理必将被重视。

3.配电自动化发展趋势

根据对国内外发展动态的研究,配电自动化技术的发展呈现以下特点:

1) 多样化 尽管配电自动化技术的发展经历了三个阶段,但是从日本等国家的应用情况看,各个阶段的技术都在使用,并且各有其适应范围:基于自动化开 关设备相互配合的馈线自动化系统适合于农网等负荷密度低、供电半径长、故 障较多而供电可靠性较差的区域;第二阶段的配电自 动化系统 (DAS)适合于 中小城市和县城;基于人工智能具有丰富高级应 用的第三阶段配电自动化系统 适合于大城市和重要园区; 甚至仅仅具有遥信和遥测功能而不具备遥控功能的配电网信息系统也有其应用前景,主要因为它可以直接采用公用通信资源 (如 GPRS 等),而不需要建设专用通信网。

2)集成化 配电自动化涉及面很广,它不但有自己实时信息采集的部分,还有相当多的实时、 非实时和准时实时信息需要从其它应用系统中去获取。 比如, 从地调自动化系统中获取主供电网和变电站信息; GIS 系统中获取配电线路拓 从 扑模型和相关图形;从 PMS 系统中获取配电设备参数;从用电营销系统/负荷控 制系统中获取用户信息等。因此, 配电自动化的主站不再是单一的实时监控系统, 而是将多个与配电有关的应用系统集成起来形成综合应用的系统。为了规范应用 系统间集成和接口,国际电工委员会制订了 IEC 61968 系列标准,提出运用信 息交换总线 (即企业集成总线),可将若干个相对独立的、相互平行的应用系 统整合起来,在实现信息交换的同时,使每个系统继续发挥自己的特色,形成一个有效的应用整体。

3) 智能化 配电系统是智能电网的重要环节,配电系统智能化则是配电自动化的发展方向。因此,配电自动化与实现智能电网密切相关,主要表现在: 自 愈配电技术。这就是配电自动化系统中馈线自动化的故障诊断、定位、隔离以及恢复供电的基本功能,在智能电网的背景下需要进一步升级为适应分布式发电的 双向能量流下的馈线自动化功能。 高效运行技术。这就是配电自动化系统中高 级应用软件功能。在智能电网的背景下需要进一步升级为考虑设备全生命周期的资产优化与智能调度业务功能。 分布式电源和储能系统的接入技术。这是配电 自动化系统面临的新要求, 尤其是涉及到配网潮流计算和分析以及分布式电源对电网的影响。 定制电力技术。根据电能质量的相关标准,以不同的技术和价格提供不同等级的电能质量, 以满足不同用户对电能质量水平的需求。配电自动化 系统是其技术支撑手段之一。用户互动技术。这就是配电自动化系统中停电管 理功能,在智能电网的背景下需要进一步升级为适应用户双向互动的业务功能。

现在我国的电力都在往智能电网这块发展,所以的技术和发展都在一步一步的智能化,相信电力电子技术在电力领域的应用可以加速电力系统的智能化发展。

5. 传统电力系统和现代电力系统的不同

  变电站综自改造就是将变电站由常规站改为综自站。  变电站综合自动化是指利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术,实现对变电站主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护以及与调度通信等综合性自动化功能。近年来,随着国民经济的快速增长,传统的变电站已经远远不能满足现代电力系统管理模式的需求。因此,将变电站由常规站改造为综自站已渐渐成为一种趋势。

6. 新型电力系统与当前电力系统的区别

1、服务新能源接入消纳,加快构建现代化电网:在能源供给环节,推动非化石能源加快发展,是构建以新能源为主体的新型电力系统的重要举措。

2、开展光伏、储能、充电桩一体化直流微网的建设,积极探索直流微电网并网与孤岛无缝切换技术、直流微网能量管理系统等前沿技术的实践。

3、以数字化促进智慧化,不断提升用户获得感:新能源大规模发展已成为趋势,更重要的是,如何通过数字化、信息化以及人工智能等多种方法,推动电力系统“源、网、荷、储”各环节协调互动。

7. 新型电力系统的特点

抽水蓄能电站运行具有几大特性:它既是发电厂,又是用户,它的填谷作用是其它任何类型发电厂所没有的;它启动迅速,运行灵活、可靠,除调峰填谷外,还适合承担调频、调相、事故备用等任务。目前,中国已建的抽水蓄能电站在各自的电网中都发挥了重要作用,使电网总体燃料得以节省,降低了电网成本,提高了电网的可靠性。

火力发电厂建设周期短,相对投资较小,可以设在用电地区或产煤地区;对环境污染比较严重,排出二氧化碳温室气体及二氧化硫、粉尘等,煤用量大。

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