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電能質(zhì)量面臨新能源接入挑戰(zhàn)
經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，使得不同時(shí)代對電能質(zhì)量問題的關(guān)注點(diǎn)有所區(qū)別。未來，隨著新能源的不斷接入，電力電子設(shè)備的更新?lián)Q代，以及多元化電能質(zhì)量需求的發(fā)展等，電能質(zhì)量將面臨更多挑戰(zhàn)。建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，將能更好地提升電能質(zhì)量。
應(yīng)對電能質(zhì)量需求變化的挑戰(zhàn)
“隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展(包括電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展)，人們對電能質(zhì)量的認(rèn)識(shí)也在不斷發(fā)展，在不同時(shí)期對電能質(zhì)量的要求也不相同。”李濤永說，在目前的電能使用中，電力負(fù)荷發(fā)生了非常大的變化。由于工業(yè)企業(yè)不斷發(fā)展和民用電力結(jié)構(gòu)的變化，電力系統(tǒng)出現(xiàn)了非線性用電情況增多、沖擊性負(fù)荷增多的現(xiàn)象。這使得電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的電壓和電流經(jīng)常發(fā)生異常的變化和波動(dòng)，造成了輸變電線路的供電不平衡等問題，使電能質(zhì)量受到干擾和污染。
新能源大規(guī)模應(yīng)用，也使電網(wǎng)的非線性、波動(dòng)性日趨嚴(yán)重。新能源中的風(fēng)力變流器、光伏逆變器都是通過半導(dǎo)體功率開關(guān)器件的開通和關(guān)斷，把直流或頻率變化的電能轉(zhuǎn)化為50赫茲交流電能，在此逆變環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生諧波、三相不平衡等電能質(zhì)量問題。另外新能源發(fā)電的啟停、功率頻繁變化都會(huì)引起電網(wǎng)電壓發(fā)生較大波動(dòng);甚至當(dāng)發(fā)生用電故障時(shí)，電網(wǎng)電壓的暫態(tài)過程極易引發(fā)新能源發(fā)電單元的大規(guī)模脫網(wǎng)，放大故障規(guī)模、范圍。
為滿足隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展而變化的電能質(zhì)量需求，還應(yīng)該重視用電電能質(zhì)量。李濤永認(rèn)為，在客戶側(cè)，應(yīng)從用電系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)方面進(jìn)行引導(dǎo)和服務(wù)，從設(shè)備級進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測和優(yōu)化治理，引導(dǎo)用戶根據(jù)自身用電設(shè)備特性和用電協(xié)議，配置必需的無功補(bǔ)償設(shè)備、諧波治理設(shè)備。
例如對于工業(yè)客戶，要求在客戶側(cè)配置一定數(shù)量的容性無功補(bǔ)償裝置、保持一定水平的功率因數(shù)、避免電壓質(zhì)量惡化;對于發(fā)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(bǔ)償裝置(SVC)等無源或有源諧波治理手段來提高電能質(zhì)量。中國電力科學(xué)研究院廣泛開展了面向客戶的能效提升、電能質(zhì)量診斷、分布式光伏接入等服務(wù)咨詢工作，除此之外還及時(shí)做好了變頻器、逆變器等非線性負(fù)荷設(shè)備入網(wǎng)前的質(zhì)量檢驗(yàn)工作。
積極構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)
對于不同時(shí)代關(guān)注的電能質(zhì)量問題，國網(wǎng)智能電網(wǎng)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(jié)：***代電網(wǎng)，關(guān)注是否有電，即“電壓的有無”;第二代電網(wǎng)，關(guān)注電壓合格率、波形質(zhì)量(諧波)、電壓波動(dòng)與閃變、三相對稱性、頻率穩(wěn)定性、以及動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量指標(biāo)等;第三代電網(wǎng)，關(guān)注用戶對電能質(zhì)量的多元化需求，“定制電力”將逐漸清晰并成為現(xiàn)實(shí)。
電能質(zhì)量提升面臨哪些問題和需求?于坤山認(rèn)為主要集中在：電源遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的長距離輸電，解決受端弱系統(tǒng)的無功、電壓問題，提高輸電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，間歇式可再生能源發(fā)電并網(wǎng)問題，提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
我國風(fēng)資源豐富地區(qū)大多遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，電網(wǎng)規(guī)模相對較小，調(diào)峰能力低，大規(guī)模風(fēng)電就地利用困難，需要在更大范圍消納。而大規(guī)模間歇式電源具有隨機(jī)功率波動(dòng)特性，這種隨機(jī)波動(dòng)性與負(fù)荷的波動(dòng)性疊加，更加大了電網(wǎng)調(diào)峰壓力，運(yùn)行控制困難;間歇式電源尚不具備常規(guī)電源對電力系統(tǒng)的支撐能力，大規(guī)模接入對電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。
為適應(yīng)我國能源分布不均衡、經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在地區(qū)性差異的國情，大電網(wǎng)互聯(lián)、遠(yuǎn)距離輸電是我國電網(wǎng)發(fā)展的典型特征。這也決定了在加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)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(jìn)電力電子技術(shù)和各類系統(tǒng)控制技術(shù)，以解決提高輸送能力和電網(wǎng)穩(wěn)定控制的技術(shù)難題。
先進(jìn)電力電子技術(shù)將極大推動(dòng)電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新。想要提高現(xiàn)有電網(wǎng)輸送能力和實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就需要精心規(guī)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(jìn)技術(shù)，積極推動(dòng)以新材料和新型電力電子器件技術(shù)發(fā)展而帶動(dòng)的新一輪電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新。基于電壓源換流器的柔性直流輸電技術(shù)是現(xiàn)階段電網(wǎng)新技術(shù)關(guān)注的熱點(diǎn)，以此為核心努力實(shí)現(xiàn)直流斷路器、直流變換器及其直流電網(wǎng)控制保護(hù)技術(shù)突破，逐漸構(gòu)建直流電網(wǎng)技術(shù)體系并進(jìn)行示范應(yīng)用。
通過這些技術(shù)，預(yù)期可以實(shí)現(xiàn)一些目標(biāo)，如提高電網(wǎng)靈活運(yùn)行與控制的能力;解決輸配電網(wǎng)輸電功率瓶頸問題;解決可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電并網(wǎng)、孤島供電、城市電網(wǎng)供電等難題。
為應(yīng)對經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展給電能質(zhì)量帶來的挑戰(zhàn)，于坤山以及記者采訪的多位專家都表示，需要加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，積極構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。
10月4日，《北京市2013-2017年機(jī)動(dòng)車排放污染控制工作方案》(以下簡稱《工作方案》)任務(wù)分解表發(fā)布，從明年起，每年24萬個(gè)小汽車搖號指標(biāo)將縮水近四成，配置機(jī)動(dòng)車指標(biāo)變?yōu)?5萬輛，同時(shí)不同類型機(jī)動(dòng)車配比額度會(huì)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(jù)交通委的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至10月8日，小客車指標(biāo)申請個(gè)人共有166.25萬個(gè)有效編碼、單位共有55418個(gè)有效編碼。而在10月上百萬個(gè)有效編碼中，只有1.84萬人“中簽”。
與北京市消費(fèi)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(yè)布局“盲區(qū)”。
對此，中國汽車工業(yè)咨詢委員會(huì)副主任安慶衡向記者表示，進(jìn)口車、高檔車以及新能源車還有在北京市場的拓展機(jī)會(huì)，品牌進(jìn)一步高端、市場空間進(jìn)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***初的每年2萬個(gè)逐漸增加到每年6萬個(gè)。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(qū)。分析人士告訴記者，“北京市的確太慢了，必須要提速。”
“治堵”再遇“治污”
對于北京市交通委，這一系列數(shù)字像是一道數(shù)學(xué)題：目前，北京市機(jī)動(dòng)車數(shù)量已經(jīng)超過533萬輛，而據(jù)此前規(guī)劃目標(biāo)，到2017年底，北京市機(jī)動(dòng)車保有量要控制在600萬輛以內(nèi)。
通過現(xiàn)有搖號政策，北京每月機(jī)動(dòng)車增長量控制在2.2萬輛，以2017年的600萬輛目標(biāo)計(jì)算，未來4年只能增長60萬輛，方案中“每年15萬輛”的數(shù)字由此得出。再平均到每月就是1.25萬輛，比現(xiàn)在的2.2萬輛搖號指標(biāo)少了近1萬輛。
北京限購對于汽車行業(yè)的影響顯而易見。中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)相關(guān)人士表示，北京在政策實(shí)施后，新車消費(fèi)累計(jì)減少了52萬輛，汽車商品零售額下降了25%，勢必會(huì)對全行業(yè)產(chǎn)值乃至經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生明顯影響。
亞運(yùn)村汽車交易市場的數(shù)據(jù)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(gè)百分點(diǎn);環(huán)比增長13.27%，低于全國4.13個(gè)百分點(diǎn)。而1月~9月京城累計(jì)交易新車42.33萬輛，同比去年43.20萬輛輛累計(jì)增長-2.01%，低于全國14.71個(gè)百分點(diǎn)。
分析指出，2010年末，北京市率先實(shí)施機(jī)動(dòng)車限購政策，***初是出于“治堵”考慮。三年過去了，“治堵”效果難現(xiàn)，“治污”重任又來。所以，北京市機(jī)動(dòng)車限購政策只能說是“無奈”、“必然”和“需要”。
受宏觀經(jīng)濟(jì)增速放緩，汽車行業(yè)“雙限”政策及北京清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃預(yù)期實(shí)施等因素影響，北京新車同比增速平均低于全國10個(gè)百分點(diǎn)，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(gè)季度以-2%和-2.3%的累計(jì)同比增長率，終結(jié)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(jī)動(dòng)車指標(biāo)每年都是15萬輛，但分配比例卻有差別。
未來4年內(nèi)，新能源車的指標(biāo)年配比數(shù)逐年遞增，分別為2萬個(gè)、3萬個(gè)、6萬個(gè)和6萬個(gè)。根據(jù)《北京市新能源小客車示范運(yùn)行管理辦法》，北京市經(jīng)濟(jì)信息化委負(fù)責(zé)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(tái)。
根據(jù)北京市政府有關(guān)政策，除了鼓勵(lì)個(gè)人購買新能源車，北京市機(jī)動(dòng)車結(jié)構(gòu)將全面優(yōu)化調(diào)整。到2017年，新能源汽車(不含公務(wù)用車)規(guī)模將達(dá)到19.5萬輛。其中，公交車電驅(qū)動(dòng)和天然氣車輛比例將達(dá)到65%左右。
五環(huán)路內(nèi)，兩成公交車都是電驅(qū)動(dòng)車，一半左右是天然氣車，污染物排放減少50%左右。郊區(qū)客運(yùn)天然氣車輛比例達(dá)到50%;出租車每6年必須強(qiáng)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(dòng)出租車將有5850輛，混合動(dòng)力出租車達(dá)5000輛;公務(wù)車每年也將添新能源車，5年內(nèi)更新5000輛。
配套設(shè)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(gè)、變電樁41500個(gè)、雙源無軌線網(wǎng)35公里。
實(shí)際上，按照北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)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(guān)鍵不是技術(shù)，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(huán)境和市場規(guī)則更為迫切。
針對北京市場遲遲未能出臺(tái)新能源汽車推廣計(jì)劃，北京市新能源汽車發(fā)展促進(jìn)中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，由于北京市場的特殊性，在“國標(biāo)”基礎(chǔ)上，如何制定“北京版”推廣計(jì)劃應(yīng)更謹(jǐn)慎為宜。他預(yù)計(jì)明年北京版推廣計(jì)劃有望出臺(tái)，按照明年2萬輛的推廣任務(wù)，必須拓展個(gè)人客戶市場。
今年初以來，環(huán)保猶如掛在鋼鐵企業(yè)頭頂?shù)摹斑_(dá)摩克利斯之劍”，讓很多企業(yè)一邊為環(huán)保設(shè)備欠缺擔(dān)憂，一邊為巨額的資金投入發(fā)愁。做環(huán)保必然要投入。據(jù)測算，先進(jìn)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的噸鋼環(huán)保成本達(dá)到100元以上。這對于利潤大幅下滑的鋼鐵企業(yè)來說，的確是不小的壓力。但是，環(huán)保不僅僅是投入，換個(gè)角度看，它能為企業(yè)帶來十分可觀的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。對此，河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼深有體會(huì)。2006年~2012年，邯鋼累計(jì)節(jié)約淡水近4000萬噸，減少外購水費(fèi)近8000萬元;利用廢氣發(fā)電117.9億千瓦時(shí)，折合節(jié)約標(biāo)煤412萬噸，減少外購電費(fèi)50多億元。
從環(huán)保投入到效益回報(bào)，邯鋼如何化繭成蝶?10月底，《中國冶金報(bào)》記者走進(jìn)了這個(gè)園林與工廠***融合的綠色生態(tài)型鋼廠，親身感受了其環(huán)保工作的蛻變之路。
人、鋼鐵、自然和諧共生
走在邯鋼***原料場南路，干凈的柏油馬路坦蕩如砥。“以前，大雨會(huì)把料場的紅礦粉沖得滿地都是，遍地泥濘。”旁邊的工作人員說。如今，這個(gè)投資7億元改造的國內(nèi)***大跨度全封閉機(jī)械化***原料場，已經(jīng)成為一道美麗的風(fēng)景線。它的投用，不僅使存儲(chǔ)能力提高了40多萬噸，還具有阻止揚(yáng)塵、減少物料流失、降低倒運(yùn)費(fèi)用、改善周邊環(huán)境等作用，僅減少倒運(yùn)費(fèi)用一項(xiàng)每年可創(chuàng)效8000萬元。
作為“綠色鋼鐵”的倡導(dǎo)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(huán)保理念，努力建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)。例如，該公司投資10億元，建成了48座萬噸儲(chǔ)煤焦罐(倉)，實(shí)現(xiàn)燃煤和焦炭的全部倉化存儲(chǔ);建設(shè)了10余公里的密閉型原料傳送皮帶，在密閉的環(huán)境中把工序原料運(yùn)送到各個(gè)崗位。正如邯鋼總經(jīng)理、副董事長、黨委副書記郭景瑞說的那樣：“邯鋼實(shí)現(xiàn)了用煤不見煤、用礦不見礦、運(yùn)料不見料的清潔生產(chǎn)。”
廢物是放錯(cuò)位置的資源
在邯鋼看來，廢物是放錯(cuò)位置的資源。如今，邯鋼把廢水循環(huán)再用、廢渣吃干榨盡、廢氣轉(zhuǎn)化電能，把“廢物”變成了“寶物”。
邯鋼新區(qū)能源中心污水處理中心主任劉利波告訴《中國冶金報(bào)》記者：“大企業(yè)也要算細(xì)賬。我們這里處理1噸污水并達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)的成本是0.5元，而新水的價(jià)格接近2元/噸，所以企業(yè)自己建污水處理廠，不但能夠?qū)崿F(xiàn)污水循環(huán)利用‘零排放’，還可以降低生產(chǎn)成本。”
近幾年，邯鋼投資2.2億元，先后建起了3個(gè)生產(chǎn)廢水處理廠和1個(gè)生活污水處理廠，年處理量達(dá)到9855萬噸，廠區(qū)內(nèi)所有工業(yè)廢水全部實(shí)現(xiàn)回收處理和循環(huán)利用，處理后的水均達(dá)到國家景觀水的標(biāo)準(zhǔn)。目前，邯鋼工業(yè)水循環(huán)率達(dá)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(shí)現(xiàn)了副產(chǎn)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(dá)到88.1千克/噸鐵，增創(chuàng)效益9271萬元。正在實(shí)施和規(guī)劃的利用氧化鐵紅生產(chǎn)磁性材料項(xiàng)目，利用除塵灰、瓦斯灰提鋅項(xiàng)目，鋼渣、水渣生產(chǎn)礦渣微粉項(xiàng)目將成為企業(yè)新的效益增長點(diǎn)。
做環(huán)保也能挖出“真金白銀”
“十一五”以來，邯鋼先后淘汰了5臺(tái)燒結(jié)機(jī)、7座白灰窯、2條落后軋鋼線、4座小高爐、6座小轉(zhuǎn)爐等高耗能裝備，累計(jì)淘汰煉鐵產(chǎn)能170萬噸、煉鋼產(chǎn)能315萬噸。圍繞建設(shè)現(xiàn)代化精品鋼材制造和能源高效轉(zhuǎn)化的科學(xué)發(fā)展示范企業(yè)的目標(biāo)，該公司堅(jiān)持“管理與治理并重、治標(biāo)與治本并舉、節(jié)能與環(huán)保并行”，通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程和工序間銜接、優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)、***大限度地利用各種余熱余能等方式，努力提高能源循環(huán)利用水平。
“現(xiàn)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(zhuǎn)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(bào)》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(zhuǎn)換為電能，每小時(shí)可發(fā)電6000千瓦時(shí)，每年可創(chuàng)效4000萬元，節(jié)約標(biāo)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(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了物流、能源流、信息流的“三流合一”。邯鋼能源環(huán)保部能源科長張懷東介紹：“目前，邯鋼發(fā)電機(jī)組包括干熄焦發(fā)電、TRT發(fā)電、燒結(jié)余熱發(fā)電、CCPP發(fā)電、鋼軋余熱蒸汽發(fā)電、螺桿發(fā)電等。2006年~2012年，邯鋼利用工業(yè)余熱余能累計(jì)發(fā)電117.9億千瓦時(shí)，折合節(jié)約標(biāo)煤412萬噸，相當(dāng)于一座大型煤礦4年的產(chǎn)量。”
轉(zhuǎn)自：無功補(bǔ)償諧波治理網(wǎng)
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