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篇(1)

關(guān)鍵詞：輸電；無線輸電；實現(xiàn)方法

中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 12-0000-02

隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展與進步，人們對于電的依賴程度在逐步的增加，正是由于這種情況越來越多的人開始了積極對電力的輸送進行研究，尤其是近幾年來，對于電力輸送的研究可以說是日新月異。在電力輸送研究過程之中最為熱門的方面就是無線輸電方式，這種方式在實際的電力輸送進行過程受環(huán)境影響較小，不用架設(shè)電線，節(jié)省了大量的人力與物力，因此受到了人們廣泛的關(guān)注，并對其進行了系統(tǒng)的研究。中程無線輸電是無線輸電過程中較為先進和實用的輸電方式，本文正是基于中程距離輸電方法的實現(xiàn)方法與途徑進行了有效的研究，希望為促進中程距離無線輸電的發(fā)展帶來積極的意義和價值。

一、中程無線輸電的技術(shù)原理

中程無線輸電方案的基本原理是電磁共振耦合理論，最早是由Powercast公司提出的，其基本原理是一種電磁波線圈技術(shù)，應(yīng)用非輻射磁場進行的高效無線傳輸方式。中程無線輸電技術(shù)中中程距離的定義為感應(yīng)線圈半徑8倍距離，這是中程無線輸電的最遠距離，如果電力傳輸?shù)木嚯x超出了這個限制，就會由于感應(yīng)磁場強度較低，造成接受線圈無法準確高效的接受相應(yīng)的電能。

具體而言，中程無線輸電技術(shù)的整個裝置主要包括兩個線圈，一般這種線圈都是由銅制成的，每一個線圈都是一個相對獨立的自振系統(tǒng)。但是這兩個線圈在實際的工作之中各有分工。其中一個作為放射裝置，另一個則為接收裝置。發(fā)射裝置與電源相連，也就是和傳統(tǒng)的能量源相連，改線圈的主要功能是在其周圍形成一個非輻射磁場，通過這種方式實現(xiàn)電能向場能的轉(zhuǎn)換；另一個線圈的自振蕩頻率，主要作用是接受相應(yīng)的電能，當然接收的就是非磁場輻射的能量，實現(xiàn)場能向電能的轉(zhuǎn)換，中程無線輸電技術(shù)的基本原理就是這樣。

二、無線輸電的分類

無線輸電的研究相對較早，其歷史可以追溯到上世紀初期，當時的主要研究者為Nicola Tesla。經(jīng)過一個多世紀的不斷研究與發(fā)展，現(xiàn)階段無線輸電的主要類型有三種：

（一）電磁波無線輸電

短距離無線輸電是最早產(chǎn)生的無線輸電方式，該方式主要的借助電磁波來進行電能傳播的，其主要的實現(xiàn)形式為電磁場。由于電磁場本身對能量就具有損耗，因此這中無線輸電方式在實際的傳輸過程之中存在傳播距離短，能量損耗大的弱點。但是，這種無線傳輸方式無源通信等方面卻有著獨特的功能，近些年，其主要的應(yīng)用方向為無源RFID卡等。

（二）微波、激光無線輸電

微波與激光在進行無線輸電的過程中存在一個很大的有點就是方向性很強，另一個特點就是傳輸能量相對較為集中，在實際傳輸過程之中對于發(fā)射源的功率要求較小，即使很小的發(fā)射源也能實現(xiàn)這種無線輸電的實現(xiàn)。目前已廣泛應(yīng)用于微波爐、氣象雷達、導航和移動通信等。

（三）非輻射性諧振“磁耦合”等形式中程傳輸

這種無線電能輸送方式就是傳統(tǒng)的中程傳輸，這種無線電能傳輸方式的主要特點為傳輸距離較遠，能耗較低，尤其是近幾年來，隨著無線輸電技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，人們在針對手機、筆記本等小型用電產(chǎn)品的同時也在積極拓展其他領(lǐng)域，其中較為熱門的領(lǐng)域就是醫(yī)療用具的輸電問題，該方向已經(jīng)成為現(xiàn)代電力無線傳輸?shù)闹饕芯颗c發(fā)展方向。如果可以將這種無線中程傳輸技術(shù)進一步的挖掘和開發(fā)必將促進人類社會的極大進步。比如人造衛(wèi)星、航天器之間的能量傳輸?shù)?，在太空的太陽光線沒有地球大氣層的影響，輻射能量十分穩(wěn)定，是“取之不盡”的潔凈能源。如果在靜止軌道上建設(shè)太陽能電站，一年有99%的時間是白天，其利用效率比在地面上要高出6倍～15倍。隨著全球環(huán)境污染和能源短缺問題日趨緊張，向太空要能源的需求愈發(fā)迫切。

三、中程無線輸電的方案實現(xiàn)

電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)理論和基本原理對于無線輸電方案的實現(xiàn)有著十分重要的意義和價值，在實際的中程無線輸電方案實現(xiàn)中最為基礎(chǔ)的的支撐原理為畢奧薩伐爾定律：回路電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度與回路電流I成正比，故穿過回路的磁通也與回路電流I成正比；而磁通量的變化率和感應(yīng)電勢成正比，所以回路電流的變化率直接影響感應(yīng)電勢。

（一）諧振線圈

諧振線圈是中程距離無線輸電的發(fā)射裝置，這種線圈的半徑?jīng)Q定了非輻射磁場的輻射能力，從而控制了有效磁耦合的發(fā)生半徑。在實際的諧振線圈的選擇與工作之中應(yīng)該盡可能的提高電路的耦合度，為了實現(xiàn)該目標，我們通常是在傳輸線圈兩端直接用市電通過整流穩(wěn)壓得到的高壓直流電源，同時使用多管驅(qū)動，這種方式有效的提高了電路的耦合度，有效的提高了無線傳輸電能的效率。

在驅(qū)動信號的頻率這方面，Powercast公司的電力傳輸研究結(jié)果表明只有當頻率為900MHz左右時接收到的能量最強；在實際運用過程中，高的頻率對電路、器件要求太高，所以一般10MHz的震蕩頻率比較合適；在位置上，兩個振子的中軸線盡可能在同一條直線上，這樣次耦合系數(shù)更高。

（二）線圈有效長度

線圈的長度對于電力傳輸?shù)男视兄置黠@的影響，研究表明，當線圈的有效長度接近其工作頻率半波（1/2波長）的正整數(shù)倍時，這時候的線圈效率相對最高，實現(xiàn)最佳的輸電功率，進一步的實驗表明當這個倍數(shù)增加時，線圈的效率還會進一步提高，但波長數(shù)（傳輸線圈長度）的增加與效率的提高不是成正比關(guān)系。環(huán)型線圈的直徑增加時，線圈效率會提高，環(huán)型線圈的圈數(shù)增加時，線圈的效率也會進一步提高。

在電路中，線圈上的電壓和電流會隨電路負載的變化而變化，為此電路使用基本的補償拓中的電容串聯(lián)補償電路，有效的補償了繞組上的電壓，從而降低了電源的電壓定額；同時要實現(xiàn)傳輸電路的諧振，就要使傳輸電的阻抗顯純電阻性，對于串聯(lián)的電路有Z=R+JWL-J1/WC，當JWL-J1/WC=0才會發(fā)生諧振，對于感性線圈的傳輸電路來說，當補償電容C取值滿足與電感在系統(tǒng)工作頻率處諧振時，傳輸網(wǎng)絡(luò)感納與容納抵消，為純電導，從而盡可能的提高能量的傳輸效率。

（三）接收電力的設(shè)計與實現(xiàn)

接收電路是整個中程距離無線輸電的最后環(huán)節(jié)，也是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。接收裝置主要依靠接收線圈完成，在接收電路之中主要是應(yīng)用變化的磁場轉(zhuǎn)化為變化的電廠，閉合接收線圈的磁通量發(fā)生變化之后便會再回路之中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，繼而產(chǎn)生電流，從而實現(xiàn)電能的接收，完成無線輸電過程。在接收設(shè)備與負載之間經(jīng)常會連接電容并聯(lián)補償電路，有效的補償了繞組中的電流，從而穩(wěn)定了電源的電流額定值。

四、結(jié)束語

中程距離無線輸電具有傳輸方便，能耗較低，施工簡單等特點，是電力輸送過程的一項革命，對于現(xiàn)代電力輸送有著十分重大的意義和價值，引起了人們廣泛的關(guān)注與重視。在實際的電力輸送過程之中應(yīng)用充分注重這種方式的應(yīng)用與實現(xiàn)，促進現(xiàn)代電力輸送工作的發(fā)展，降低電力輸送過程中的能源損耗。

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篇(2)

摘要：無功補償是電網(wǎng)運行中最常用、最有效的降損節(jié)能技術(shù)措施之一。它是借助于無功補償設(shè)備提供必要的無功功率，以提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低損耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：無功補償 線路 變壓器 輸送功能

一、對電力用戶

在實際工作中，我們發(fā)現(xiàn)一些電力用戶對無功補償?shù)姆e極性不高，由于他們在認識上存在誤區(qū)，因此總認為無功補償是供電公司的事，與用戶沒有多大關(guān)系，進行無功補償對用戶沒有多大好處。其實，無功補償不僅對供電公司有利，而且對電力用戶也有很大好處。為便于電力用戶理解，簡單分析如下：

無功補償?shù)膶嵸|(zhì)是要盡量減少無功功率在網(wǎng)絡(luò)中傳遞，設(shè)法就地安裝無功電源，從而滿足電力用戶及網(wǎng)絡(luò)元件對無功功率的需求。變電站安裝的電容器裝置只能減少110kV、35kV線路中無功功率的傳遞，降低110kV、35kV線路的損耗，而電力用戶安裝的電容器裝置，能減少整個網(wǎng)絡(luò)中無功功率的傳遞，從而能降低整個網(wǎng)絡(luò)的線路損耗。

具體地說，電力用戶安裝無功補償裝置的好處有：

1．實行力率收費，可減少電費支出。

力率電費是指電力用戶感性負載無功消耗量過大，造成功率因數(shù)低于國家標準，從而按電費額的百分比追收的電費（詳見功率因數(shù)調(diào)整電費表）。

高壓計量的用戶：

力率電費＝（電度電費+基本電費）×罰款比例

獎勵電費＝（電度電費+基本電費）×獎勵比例

低壓計量的用戶：

力率電費＝電度電費×罰款比例

獎勵電費＝電度電費×獎勵比例

電度電費是指動力電費，不包括照明電費，照明是不收力率電費的。

高壓計量的用戶當變壓器的容量超過315KVA時收基本電費，基本電費是按變壓器的容量來收取的。

2．減少了電能損失。

因為ΔP＝（）2×R，所以ΔP與功率因數(shù)的平方成反比，如果用戶的功率因數(shù)從0.7提高到0.95，功率損失可減少46%，如果功率因數(shù)從0.7提高到0.90，則功率損失可減少40%，效果是明顯的，因此，提高用戶功率因數(shù)是節(jié)約電能的重大措施。

3．可選用截面較小導線：

因為I＝，功率因數(shù)提高后，電流數(shù)值下降，導線截面可相應(yīng)減少。

4．可選用較小容量的變壓器。

因為視在功率S＝，功率因數(shù)提高后，S值相應(yīng)下降，可選用較小容量的變壓器，減少變壓器的一次性投資、增容時的貼費和支付給電業(yè)部門按變壓器容量收取的基本電費。

5．減少電壓降，改善電壓質(zhì)量：

因電壓降ΔU＝，而且一般電力系統(tǒng)的X＞＞R值，Q減少后，可較大幅度地減少電壓降，從而改善用戶的電壓質(zhì)量。

電力用戶功率因數(shù)提高到何值是最經(jīng)濟的，需要根據(jù)技術(shù)比較，全面衡量后確定。

二、對農(nóng)網(wǎng)線路

電力線路是用來傳輸電能的，而線損是電能在傳輸過程中所產(chǎn)生的有功電能、無功電能和電壓損失的總稱。電網(wǎng)的線損按性質(zhì)可分為技術(shù)線損和管理線損。技術(shù)線損又稱為理論線損，它是電網(wǎng)中各元件電能損耗的總稱。管理線損是由計量設(shè)備誤差引起的線損以及由于管理不善和失誤等原因造成的線損，如竊電和抄表核算過程中漏抄、錯抄、錯算等原因造成的線損。管理線損通過加強管理來達到降低的目地。

在技術(shù)措施方面主要是安裝線路無功補償裝置來改善網(wǎng)絡(luò)中的無功功率分布，提高功率因數(shù)COSφ。

在有功功率合理分配的同時，做到無功功率的合理分布。按照就近原則安排減少無功遠距離輸送。增設(shè)無功補償裝置，提高負荷的功率因數(shù)。合理地配置無功補償裝置，改變無功潮流分布，減少有功損耗和電壓損耗、減少發(fā)電機送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸?shù)臒o功功率，使線損大為降低，還可以改善電壓質(zhì)量，提高線路和變壓器的輸送能力。

無功功率對電壓的影響

電網(wǎng)在進行功率傳輸時，電流將在線路等阻抗上產(chǎn)生電壓損耗U，假如始端電壓為U1，末端電壓為U2，則電壓損耗計算公式為:U=U1-U2=（PR+QX）/Un

式中：P 有功功率（KW）

Q 無功功率（Kvar）

Un 線路額定電壓（KV）

R、X 線路電阻、電抗（Ω）

若保持有功功率恒定，而R和X為定值，無功功率Q愈小，則電壓損失愈小，電壓質(zhì)量就愈高。當線路安裝容量為QC的并聯(lián)電容器補償裝置后，線路的電壓損耗變?yōu)椋?/p>

U′=[PR+（Q-QC）X]/Un

可以看出:采取無功補償以后，線路傳輸?shù)臒o功功率變小，相應(yīng)地減少了線路電壓的損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。無功功率對線損的影響

無功功率不僅影響配電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，而且導致了配電系統(tǒng)供電線損的增加。

1．線路

在農(nóng)用配電網(wǎng)中線路的年電能損耗為：A=3RI2maxて×10-3=Pmaxて×10-3＝P2Rて×10-3/(U2COS2φ)(KWh)

式中：Pmax 年內(nèi)線路輸送最大負荷時的有功功率（KW）

Imax 裝置所通過的最大負荷電流（A）

て 最大負荷損耗時間（h）。

將功率因數(shù)由COSφ1提高到COSφ2時，線路中的功率損耗降低率為：

P％＝[1-(COSφ1/COSφ2)2]×100%

當功率因數(shù)由0.7提高到0.9時，線路中的功率損耗可減少39.5%。

2．變壓器

當電壓為額定值時，在農(nóng)用配電網(wǎng)中變壓器的年電能損耗為：A=nP0t+S2maxPKて/(nS2n)(KWh)

式中：P0 鐵損（KW）

PK 銅損（KW）

Sn 額定容量（KVA）

Smax 最大負荷（KVA）

t 變壓器每年投入運行的小時數(shù)(h)

n 并聯(lián)運行的變壓器臺數(shù)

て 最大負荷損耗時間（h）。

由于最大負荷損耗時間て與功率因數(shù)COSφ有關(guān)，當COSφ增大時，輸送的無功功率減少，相應(yīng)的て值也就減少，因而電網(wǎng)損耗也就明顯降低。

篇(3)

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；電力市場；市場化改革；系統(tǒng)可靠性

引言

自2002年電力體制改革啟動后，國家確定了“政企分開”、“廠網(wǎng)分開”、“主輔分離”、“輸配分開”、“競價上網(wǎng)”的電力體制改革方向。十五期間，電力體制率先完成了“政企分開”、“廠網(wǎng)分開”的目標。經(jīng)過近10年多曲折的進程，2011年9月29日，中國電力建設(shè)集團有限公司和中國能源建設(shè)集團有限公司兩大輔業(yè)集團掛牌成立，隨著2012年年底國家電網(wǎng)公司地（市）縣層面主多分離工作任務(wù)的全面完成，“主輔分離”也基本告一段落，國內(nèi)的電力市場化改革也即將進入難度最大的“輸配分開”階段[1]。與此同時，國務(wù)院、國家電監(jiān)會相繼密集出臺《關(guān)于深化電煤市場化改革的指導意見》《關(guān)于利用價格杠桿鼓勵和引導民間投資發(fā)展的實施意見》《輸配電成本監(jiān)管暫行辦法》《2012年成本與價格監(jiān)管工作方案》《關(guān)于在蘇州、深圳供電公司開展輸配電財務(wù)及成本獨立核算試點的通知》等相關(guān)辦法和通知要求，培育市場主體，加速推進電力市場化改革的意圖愈發(fā)清晰。

與此同時，以“特高壓”和“智能電網(wǎng)”為主要特征的電力工程建設(shè)也如火如荼。2004年12月27日，國網(wǎng)公司首次提出發(fā)展特高壓輸電技術(shù)，建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為核心的堅強國家電網(wǎng)的戰(zhàn)略構(gòu)想。晉東南-南陽-荊門1000千伏特高壓交流示范工程、向家壩-上?！?00千伏特高壓直流示范工程和錦屏-蘇南±800千伏特高壓直流工程相繼建成投運，1000千伏淮南-浙北-上海特高壓交流輸電工程、哈密南-鄭州±800千伏特高壓直流輸電工程、溪洛渡左岸-浙江金華±800千伏特高壓直流輸電工程也相繼于2011年和2012年開工建設(shè)，預計到2020年，將建成特高壓網(wǎng)架和近20回特高壓直流工程，全國形成“三華”（華北、華中、華東）電網(wǎng)、東北電網(wǎng)、西北電網(wǎng)和南方電網(wǎng)等四個同步電網(wǎng)，聯(lián)接大型能源基地和主要負荷中心，實現(xiàn)大規(guī)?！拔麟姈|送”、“北電南送”的能源配置格局[2]。智能電網(wǎng)方面，國網(wǎng)公司在大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制、廣域相量測量、靈活交流輸電、數(shù)字化變電站、配電網(wǎng)自動化、智能電表應(yīng)用、可再生能源的接入與送出、大容量儲能、電動汽車等領(lǐng)域開展了大量工作，自主研發(fā)建設(shè)了具有國際領(lǐng)先水平的智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，推廣應(yīng)用智能電表9200萬只，建成投運電動汽車充換電站243座、充電樁13283個，建成風光儲輸示范工程，積極服務(wù)風電、光伏式發(fā)電并網(wǎng)，并在智能電網(wǎng)理論研究、試驗體系和工程應(yīng)用方面取得了一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的重要成果。

一、智能電網(wǎng)及其基本內(nèi)涵

目前世界各國對智能電網(wǎng)的定義尚無統(tǒng)一的標準，在我國，國家電網(wǎng)公司于2009年5月提出了“堅強智能電網(wǎng)”的概念，即以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)。作為未來的新一代電網(wǎng)，智能電網(wǎng)應(yīng)具有以下基本內(nèi)涵：

（一）堅強可靠

智能電網(wǎng)應(yīng)擁有堅強的網(wǎng)架、強大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應(yīng)，從而實現(xiàn)資源的優(yōu)化調(diào)配、減小大范圍停電事故的發(fā)生概率。在故障發(fā)生時，能夠快速檢測、定位和隔離故障，并指導作業(yè)人員快速確定停電原因恢復供電，縮短停電時間，防止電網(wǎng)大規(guī)模崩潰。智能電網(wǎng)能夠不斷對電網(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)運行中的異常信號并進行糾正和控制，以減少因設(shè)備故障導致供電中斷的現(xiàn)象。

（二）經(jīng)濟高效

智能電網(wǎng)能夠提高電網(wǎng)運行和輸送效率，降低運營成本，促進能源資源的高效利用。智能電網(wǎng)通過采用數(shù)字化處理手段，對電力設(shè)備實施信息化管理，通過高速通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對運行設(shè)備的在線狀態(tài)監(jiān)測，以獲取設(shè)備的運行狀態(tài)，實現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修，同時使設(shè)備運行在最佳狀態(tài)，延長設(shè)備正常運行時間，通過調(diào)整系統(tǒng)的控制裝置到降低損耗和消除阻塞的狀態(tài)，選擇最小成本的能源輸送系統(tǒng)，提高資源利用效率；通過先進的信息技術(shù)可以提供大量的數(shù)據(jù)和資料，并能集成到現(xiàn)有的企業(yè)系統(tǒng)中，使系統(tǒng)運行和維護費用以及電網(wǎng)建設(shè)投資得到有效管理。

（三）清潔環(huán)保

智能電網(wǎng)促進可再生能源發(fā)展與利用，提高清潔電能在終端能源消費中的比重，降低能源消耗和污染物排放。智能電網(wǎng)能夠適應(yīng)風電、太陽能發(fā)電的迅速發(fā)展和國家能源政策的需要，大力推動可再生能源的利用，減少對化石資源的依賴，提高發(fā)電利用效率，減少發(fā)電環(huán)節(jié)的碳排放，降低對氣候變化的影響。

（四）透明開放

智能電網(wǎng)可以為電力市場化建設(shè)提供透明、開放的實施平臺，提供高品質(zhì)的附加增值服務(wù)。智能電網(wǎng)環(huán)境下電力市場智能化的交易平臺具備電力市場運營業(yè)務(wù)所需的各項技術(shù)功能，其交易平臺向各市場主體提供電力電量平衡、電力需求、負荷預測、網(wǎng)絡(luò)阻塞、市場交易報價、簽約以及電量結(jié)算等信息服務(wù)等供有訪問權(quán)限的市場主體查閱，從而可增加市場的透明度、促進市場穩(wěn)定、增加市場效益[3]。

（五）友好互動

智能電網(wǎng)能夠靈活調(diào)整電網(wǎng)運行方式，友好兼容各類電源和用戶的接入與退出，激勵電源和用戶主動參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)。智能電網(wǎng)能夠為用戶管理與互動服務(wù)提供實時、準確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的雙向互動，加大用戶參與力度，提升用戶服務(wù)質(zhì)量，滿足用戶多元化需求；能夠以不同的價格水平提供不同等級的電能質(zhì)量，滿足用戶的差異化需求；用戶可以實時了解電價狀況和計劃停電信息，以合理安排電器使用。

二、智能電網(wǎng)對我國電力市場的影響

（一）增強電力市場運行的可靠性

與歐洲電網(wǎng)不同，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)突出強調(diào)了特高壓在智能電網(wǎng)建設(shè)中的主導配置作用，高度重視電力系統(tǒng)的充裕性和安全性對于電力市場可靠運行的基礎(chǔ)作用。在長期投資上，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)通過增加輸電投資，提高電網(wǎng)傳輸容量，以有效支撐電源的接入和輸送，通過發(fā)揮智能化電力設(shè)備的作用提高電網(wǎng)運行方式的靈活度和用戶的響應(yīng)能力，增強發(fā)輸電容量的充裕性。在中期計劃上，通過智能電網(wǎng)主動監(jiān)測機組和輸電設(shè)備的運行狀況，減少不合理的計劃檢修，提高狀態(tài)檢修的質(zhì)量，避免各類檢修方式對電價和系統(tǒng)運行安全的不利影響。在實時調(diào)度上，為應(yīng)對設(shè)備故障甚至系統(tǒng)停電，信息通信設(shè)備廣泛配置，所檢測的信息具有廣域、全景、實時、全方位、準確可靠的特點，結(jié)合快速超前模擬，將使調(diào)度機構(gòu)能以靈活的調(diào)度方式來適應(yīng)不確定的潮流，充分利用輸電設(shè)備，以接近實時的間隔監(jiān)控電力系統(tǒng)、預判事故隱患，及時采取有效措施[4]。同時，監(jiān)測數(shù)據(jù)也能使電力系統(tǒng)不斷自我調(diào)節(jié)，維持最優(yōu)運行狀態(tài)。即使事故已經(jīng)發(fā)生，靈活的可重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓撲也能最大程度地限制故障影響范圍，并通過最優(yōu)恢復路徑快速恢復系統(tǒng)。

（二）提高能源利用和資源配置效率

通過建設(shè)以特高壓為骨干的智能輸電網(wǎng)絡(luò)，提高了電網(wǎng)大范圍優(yōu)化配置資源的能力，實現(xiàn)了電力遠距離、大規(guī)模、高效環(huán)保輸送，同時，智能電網(wǎng)能夠主動監(jiān)測系統(tǒng)各節(jié)點的自然環(huán)境、空間地理、設(shè)備狀態(tài)、能源供需、系統(tǒng)運行狀態(tài)、供電質(zhì)量和價格、溫室氣體排放量等信息，并反饋給市場各方，實現(xiàn)調(diào)度人員優(yōu)化系統(tǒng)運行、發(fā)電公司和電網(wǎng)公司優(yōu)化資產(chǎn)維護、消費者進行能源管理。特高壓智能輸電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，使傳輸設(shè)備的傳輸能力得到充分發(fā)揮，有效降低輸電阻塞的頻率和程度，減小了阻塞成本。對電源、電網(wǎng)資產(chǎn)的生產(chǎn)全過程的長期持續(xù)監(jiān)測和分析，將進一步提高設(shè)備資產(chǎn)全壽命周期管理的能力，有利于優(yōu)化設(shè)備運行方式和資產(chǎn)狀態(tài)檢修維護策略，減少不必要的計劃檢測費用，并延長設(shè)備生命周期，帶來顯著的經(jīng)濟效益[5]。同時，智能電網(wǎng)為中小電力用戶直接參與電力市場交易，進而參與實時電力平衡提供了基礎(chǔ)平臺，使電力市場競爭主體增加，競爭激烈程度增加，從而降低各環(huán)節(jié)的運行成本和市場交易成本，提高能源利用效率和資源配置效率。

（三）推動電力工業(yè)市場化改革

智能電網(wǎng)建設(shè)需要各方的廣泛參與，這將改變現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，使電力工業(yè)與其他行業(yè)的關(guān)系更加密切，甚至在電力、信息通信、互聯(lián)網(wǎng)、家電、交通等產(chǎn)業(yè)間出現(xiàn)跨行業(yè)的公司和并購整合，將在一定程度上打破電力行業(yè)內(nèi)發(fā)、輸、配、售的單一縱向產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使電力產(chǎn)業(yè)鏈條在縱向上沿上游的化石能源產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)一直延伸到下游的家電、交通產(chǎn)業(yè)，橫向上則與信息通信產(chǎn)業(yè)等深度結(jié)合。智能電網(wǎng)建設(shè)通過物理基礎(chǔ)的改變，極大地強化電力的普通商品屬性。電力對用戶而言更接近普通商品，具有實時的商品質(zhì)量和價格信息，能通過儲能設(shè)備實現(xiàn)延遲供應(yīng)。這不僅能為電力體制改革深化形成新的理論支撐點，也可能在市場設(shè)計等方面有利于放松部分傳統(tǒng)的嚴格約束。智能電表的廣泛安裝為用戶選擇權(quán)的進一步擴大奠定了基礎(chǔ)，而增大輸配概念模糊性的雙向供電模式，從本質(zhì)上改變了用戶參與市場的方式，提高用戶參與市場的程度，促使電力體制改革繼續(xù)向深入推進用戶側(cè)放開的方向發(fā)展。

三、我國智能電網(wǎng)建設(shè)過程中可能遇到的挑戰(zhàn)

（一）電力市場改革對智能電網(wǎng)建設(shè)造成的不確定性

目前，美國、歐盟、日本、俄羅斯等國，電力市場化改革在經(jīng)歷了很多起伏之后，大都已經(jīng)發(fā)展到新的模式下，即：發(fā)電、售電實現(xiàn)市場競爭，輸電、配電由國家監(jiān)管保持壟斷，用戶可以自由選擇電力供應(yīng)商。在我國，電力體制市場化改革仍然處于起步階段，目前初步實現(xiàn)了政企分開、廠網(wǎng)分開和主輔分離，在發(fā)電端引入了一定的競爭，但仍然存在很多改革難點，電力市場尚未有效建立，同國外發(fā)達國家相比，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)是與電力市場化改革同步進行的，需要協(xié)調(diào)和解決的矛盾更多，利益沖突更廣泛，面臨的形勢更復雜，建設(shè)過程中面臨的困難更大，同時，智能電網(wǎng)建設(shè)對電力市場改革的反饋作用，更為我國的電力市場化改革增加了不確定性，因此，確保電力市場的長期繁榮與穩(wěn)定將直接關(guān)系到智能電網(wǎng)建設(shè)的成敗。

另一方面，國內(nèi)外智能電網(wǎng)建設(shè)的側(cè)重方向不同。國外尤其是歐美國家所倡導的智能電網(wǎng)，更關(guān)注于分布式電源及客戶端的接入、信息的獲取與傳輸及其之上的高級功能與業(yè)務(wù)應(yīng)用，而我國的智能電網(wǎng)建設(shè)，其根本目的在于提高電網(wǎng)大范圍優(yōu)化配置資源能力，實現(xiàn)電力遠距離、大規(guī)模輸送和可再生能源的集約化開發(fā)和高效利用，滿足經(jīng)濟快速發(fā)展對電力的需求。特別是美加大停電和印度大停電發(fā)生之后，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定成為我國電力市場化改革和智能電網(wǎng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)和前提條件[6]。

我國現(xiàn)有的電力體制盡管存在著諸多弊端，但在保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行方面卻經(jīng)受住了時間的考驗，得益于此，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)才能在短時間內(nèi)取得如此突出的成績。隨著電力市場化改革的不斷推進，作為我國智能電網(wǎng)建設(shè)的“發(fā)動機”，兩大電網(wǎng)特別是國家電網(wǎng)公司對國內(nèi)電力市場的影響力必將大幅弱化，智能電網(wǎng)建設(shè)可能因缺乏強有力的推動者而放緩，并可能因此出現(xiàn)多元化的發(fā)展方向，形成代表不同利益的市場主體，無法形成市場合力，一旦發(fā)生大規(guī)模停電和電力系統(tǒng)不穩(wěn)定事件，將很有可能導致智能電網(wǎng)建設(shè)的停滯甚至倒退。

（二）與智能電網(wǎng)相關(guān)的諸多技術(shù)問題仍有待解決

智能電網(wǎng)作為下一代電力系統(tǒng)發(fā)展方向，其成功實現(xiàn)，必然要依靠諸多技術(shù)的支持，主要包括：現(xiàn)代傳感技術(shù)、通信技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)、微處理技術(shù)、設(shè)備制造技術(shù)、新材料應(yīng)用技術(shù)、控制技術(shù)、決策支持技術(shù)、功率預測技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)、標準體系等[7]。

智能電網(wǎng)能夠提高電網(wǎng)輸送能力，確保電力的安全可靠供應(yīng)，具有堅強的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，是堅強可靠的電網(wǎng)。因此，需要深入研究并全面掌握特高壓交直流輸電技術(shù)，加快特高壓骨干網(wǎng)架建設(shè)，服務(wù)于更大范圍的資源優(yōu)化配置；需要深入開展靈活交直流輸電技術(shù)研究，提高電網(wǎng)輸送能力和控制靈活性；需要進一步開展大電網(wǎng)安全穩(wěn)定、智能調(diào)度、狀態(tài)檢修、全壽命周期管理和智能防災等技術(shù)，提高大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行水平。

智能電網(wǎng)能夠提高能源資源的利用效率，提高電網(wǎng)運行和輸送效率，是經(jīng)濟高效的電網(wǎng)。因此，需要研究先進儲能技術(shù)、電力電子等技術(shù)，提高發(fā)電資源利用效率；需要進一步深入研究各類電網(wǎng)優(yōu)化分析技術(shù)，安排合理運行方式，降低電網(wǎng)全局損耗；需要研究需求側(cè)智能化管理技術(shù)，提高用戶側(cè)能源資源利用效率。

智能電網(wǎng)能夠促進可再生能源發(fā)展與利用，降低能源消耗和污染物排放，是清潔環(huán)保的綠色電網(wǎng)。因此，需要研究可再生能源并網(wǎng)、監(jiān)視、預測、分析、控制相關(guān)技術(shù)，服務(wù)于節(jié)能減排和新能源振興規(guī)劃；需要研究分布式電源接入和微電網(wǎng)等技術(shù)，促進用戶側(cè)可再生能源的利用，提升用電可靠性。

智能電網(wǎng)能夠促進電源、電網(wǎng)、用戶協(xié)調(diào)互動運行，是靈活互動的電網(wǎng)。因此，需要研究機網(wǎng)協(xié)調(diào)運行控制技術(shù)，推進機網(wǎng)信息雙向?qū)崟r交互；需要研究推廣發(fā)電廠輔助服務(wù)考核技術(shù)，提高發(fā)電企業(yè)主動參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的積極性；需要研究互動營銷、智能電表等技術(shù)，提高電網(wǎng)、用戶間的互動水平和用戶服務(wù)質(zhì)量。

智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)、電源和用戶的信息透明共享，是友好開放的電網(wǎng)。因此，需要研究用電信息采集技術(shù)和營銷信息化技術(shù)，確保電網(wǎng)與用戶間信息透明開發(fā)；需要研究多周期、多目標調(diào)度計劃技術(shù)、電力市場交易相關(guān)技術(shù)，構(gòu)建公正透明的調(diào)度計劃運作平臺、電力市場交易平臺，確保電網(wǎng)與電源信息的透明共享。

四、結(jié)語

我國的電力市場化改革雖起步較早，但在完成廠網(wǎng)分開后由于各方面的原因而進展緩慢，近兩年來，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進，電力市場化改革也開始加速，在基本完成了電網(wǎng)的主輔分離任務(wù)后，逐步開展輸配分開和競價上網(wǎng)的前期試點工作。但是，我們應(yīng)當清醒的認識到，智能電網(wǎng)在推進電力市場化的同時，也存在著諸多不確定性和挑戰(zhàn)，正確認識這些問題并妥善處理將是發(fā)揮智能電網(wǎng)對我國電力市場化推動作用的關(guān)鍵。

參考文獻：

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[7] 楊獎利，毛昭元.智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及設(shè)備研發(fā)方向需求分析[J].電器工業(yè)，2011，11：10-32.

篇(4)

關(guān)鍵詞：無功補償 功率因數(shù) 電容器 線損

一、無功補償?shù)母拍?/p>

電網(wǎng)中的電力負荷如電動機、變壓器等，大部分屬于感性負荷，在運行過程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補償設(shè)備以后，可以提供感性負載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補償。

二、無功補償?shù)幕驹?/p>

無功補償?shù)幕驹恚弘娋W(wǎng)輸出的功率包括兩部分;一是有功功率;二是無功功率.直接消耗電能,把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,熱能,化學能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率;不消耗電能;只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能,這種能作為電氣設(shè)備能夠作功的必備條件,并且,這種能是在電網(wǎng)中與電能進行周期性轉(zhuǎn)換,這部分功率稱為無功功率,如電磁元件建立磁場占用的電能,電容器建立電場所占的電能.電流在電感元件中作功時,電流滯后于電壓90°.而電流在電容元件中作功時,電流超前電壓90°.在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,互差180°.如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小,

無功補償?shù)木唧w實現(xiàn)方式：把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負荷之間相互交換。這樣，感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。無功補償?shù)囊饬x：

⑴補償無功功率，可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)。

⑵減少發(fā)、供電設(shè)備的設(shè)計容量，減少投資，例如當功率因數(shù)cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95時，裝1Kvar電容器可節(jié)省設(shè)備容量0.52KW；反之，增加0.52KW對原有設(shè)備而言，相當于增大了發(fā)、供電設(shè)備容量。因此，對新建、改建工程，應(yīng)充分考慮無功補償，便可以減少設(shè)計容量，從而減少投資。

⑶降低線損，由公式ΔΡ%=（1-cosΦ/cosΦ）×100%得出其中cosΦ為補償后的功率因數(shù)，cosΦ為補償前的功率因數(shù)則：

cosΦ>cosΦ，所以提高功率因數(shù)后，線損率也下降了，減少設(shè)計容量、減少投資，增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例，以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。所以，功率因數(shù)是考核經(jīng)濟效益的重要指標，規(guī)劃、實施無功補償勢在必行。

三、無功補償?shù)膽?yīng)用

電網(wǎng)中常用的無功補償方式包括：

① 集中補償：在高低壓配電線路中安裝并聯(lián)電容器組；

② 分組補償：在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補償電容器；

③ 單臺電動機就地補償：在單臺電動機處安裝并聯(lián)電容器等。

加裝無功補償設(shè)備，不僅可使功率消耗小，功率因數(shù)提高，還可以充分挖掘設(shè)備輸送功率的潛力。

確定無功補償容量時，應(yīng)注意以下兩點：

① 在輕負荷時要避免過補償，倒送無功造成功率損耗增加，也是不經(jīng)濟的。

② 功率因數(shù)越高，每千伏補償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補償

就三種補償方式而言，無功就地補償克服了集中補償和分組補償?shù)娜秉c，是一種較為完善的補償方式：

⑴因電容器與電動機直接并聯(lián)，同時投入或停用，可使無功不倒流，保證用戶功率因數(shù)始終處于滯后狀態(tài)，既有利于用戶，也有利于電網(wǎng)。

⑵有利于降低電動機起動電流，減少接觸器的火花，提高控制電器工作的可靠性，延長電動機與控制設(shè)備的使用壽命。

無功就地補償容量可以根據(jù)以下經(jīng)驗公式確定：Q≤UΙ0式中：Q---無功補償容量（kvar）；U---電動機的額定電壓（V）；Ι0---電動機空載電流（A）；但是無功就地補償也有其缺點：⑴不能全面取代高壓集中補償和低壓分組補償；眾所周之，無功補償按其安裝位置和接線方法可分為：高壓集中補償、低壓分組補償和低壓就地補償。其中就地補償區(qū)域最大，效果也好。但它總的電容器安裝容量比其它兩種方式要大，電容器利用率也低。高壓集中補償和低壓分組補償?shù)碾娙萜魅萘肯鄬^小，利用率也高，且能補償變壓器自身的無功損耗。為此，這三種補償方式各有應(yīng)用范圍，應(yīng)結(jié)合實際確定使用場合，各司其職。

實際中上述方法可同時使用，對較大容量機組進行就地無功補償。

做好無功補償?shù)囊饬x也是深遠的，尤其對電力用戶及電網(wǎng)而言：

（1）可以提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。用戶側(cè)功率因數(shù)的提高，可以減少電力用戶的力調(diào)電費，從而減少電力用戶的用電成本。

（2）可以減少電壓損失。從而提高電網(wǎng)的電壓質(zhì)量，提高供電可靠率。

（3）減少線路損失。

篇(5)

關(guān)鍵詞：全國聯(lián)網(wǎng) 電壓等級 大機組 超高壓 大電網(wǎng)

1 引言

近年來經(jīng)常有文章在開頭采用“我國電力系統(tǒng)已發(fā)展到以‘大機組、超電壓和大電網(wǎng)’為特點的階段”這樣的表述方式，這已不約而同地成為眾多電力工作者喜用常寫又喜聞樂見的用語。雖然這種常用的表述方式并不能嚴格地描述具體電網(wǎng)發(fā)展各階段（省網(wǎng)、大區(qū)網(wǎng)、全國網(wǎng)）的技術(shù)特點[1]，但仍可清楚地表述我國電力系統(tǒng)2020年以前從省網(wǎng)經(jīng)大區(qū)電網(wǎng)發(fā)展到全國聯(lián)網(wǎng)的約近半個世紀的發(fā)展過程中總的技術(shù)特點。

“大機組”表明了發(fā)電部分的技術(shù)進步；“超高壓”表明了輸電和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的適應(yīng)能力；而＂大電網(wǎng)＂則體現(xiàn)了電力整體的發(fā)展水平，“大電網(wǎng)”也涵蓋了輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)兩大組成部分。所以“大機組、超高壓、大電網(wǎng)”綜合概括了全部電力系統(tǒng)和電力工業(yè)的主體發(fā)展內(nèi)容，它們之間必然存在著相互適應(yīng)和配合的關(guān)系。這種關(guān)系體現(xiàn)著一種內(nèi)在的互相適應(yīng)和制約的規(guī)律，是不能允許“失調(diào)”的，否則即會成為一種戰(zhàn)略性、長遠性和全局性配合關(guān)系的失誤。重大決策的成功是從長遠和全局的實際出發(fā)的，而不是從形式和慨念出發(fā)的決策。

2 用詞含義

（1）“大機組”是指容量更大的主力發(fā)電機組，也指因容量增大而結(jié)構(gòu)發(fā)生變化（如火電機組的汽缸分缸、增設(shè)中間再熱器等）、性能得以改進（煤耗減少，熱效率提高）及參數(shù)變化（主蒸汽壓力和溫度的提高）的機組。我國的火電大機組應(yīng)從200MW算起（125MW只是 “準大機組”，100MW則不能算做大機組），直到目前華東上海外高橋電廠的超臨界參數(shù)的1000MW大機組[2]和以后的超GW大機組，其間已形成相對完整的系列，這體現(xiàn)了電力工業(yè)發(fā)展的步伐，也適應(yīng)了發(fā)展的需求。

水電和核電機組的容量雖然更多地受其動力條件的制約和影響，但也遵從逐步發(fā)展的規(guī)律，且其容量也大致與火電機組一致。

（2）“超高壓”是指大于220kV而小于1000kV的電壓等級，如日本采用的275kV；我國西北網(wǎng)采用的330kV（含315kV、345kV）等；西歐采用的400kV（含380kV、440kV）等；我國西北以外的其他地區(qū)和俄、日、美、加等采用的500kV；我國西北、巴西等采用的750kV（含735kV、765kV）等。雖然少數(shù)國家的一些機構(gòu)（例如日本）和少數(shù)專家（如文[3]作者）認為750kV級也屬于特高壓范圍，但這并不符合國內(nèi)外正式的技術(shù)標準。

超高壓是電網(wǎng)發(fā)展擴大所需的主要電壓等級，也是電網(wǎng)骨架線路采用的電壓等級。電力線路的位置、相互關(guān)系（包括輸電方式）及所用的電壓等級決定了一個電網(wǎng)網(wǎng)架的基本結(jié)構(gòu)，也從根本上決定了其運行安全性和經(jīng)濟性水平。由于電源和負荷布局要受資源和經(jīng)濟發(fā)展等更多因素的影響，因此一個電網(wǎng)的輸送能力主要取決于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和電壓等級兩個因素。

已有超高壓段的電壓等級是隨著發(fā)電機組和電網(wǎng)容量的擴大而逐步提高的，由此形成了由電網(wǎng)發(fā)展各階段決定的各網(wǎng)架電壓系列（見圖1）。

直流輸電以其優(yōu)越性能逐步承擔起越來越多的輸電和聯(lián)網(wǎng)任務(wù)。已建成的有±100kV、±250kV、±400kV、±500kV、±600kV等線路，已設(shè)計籌建的±750kV的長距離輸電線路，其電壓等級也大致與交流輸電電壓等級相近。

（3）“大電網(wǎng)”是指電網(wǎng)發(fā)展過程中覆蓋范圍和互聯(lián)關(guān)系達到一定程度和階段的電網(wǎng)，它和“超高壓”不同的是尚無正式的定量規(guī)定，即超過多少MW的電網(wǎng)為“大電網(wǎng)”，但可按電網(wǎng)發(fā)展階段定義為：電網(wǎng)起初是發(fā)電直供負荷；然后發(fā)展到具有并列安全和負荷經(jīng)濟分配等問題的供電網(wǎng)及由多電源和多用戶形成的地區(qū)電網(wǎng)；再進一步形成邊界較固定的省網(wǎng)；省網(wǎng)再經(jīng)互聯(lián)形成大區(qū)電網(wǎng)；最后再互聯(lián)成全國及國際聯(lián)網(wǎng)，甚至已被多次國際會議討論過的全球電網(wǎng)?？梢哉J為省網(wǎng)形成及以前各階段為低級發(fā)展階段，以后即進入高級發(fā)展階段，也可以認為此后又再分為中級和高級兩個階段。

電網(wǎng)的發(fā)展和擴大是由其本身負荷容量的增大（量變或漸變）和相互的互聯(lián)（質(zhì)變或突變）兩個方式實現(xiàn)的，一方面電網(wǎng)的發(fā)展整體上呈現(xiàn)階躍式上升狀態(tài)，另一方面，每階段電網(wǎng)自身又是連續(xù)上升的，故不適于用其總?cè)萘勘硎景l(fā)展。因此圖1采用了各階段中輸電和聯(lián)網(wǎng)容量作為縱坐標，但每一省網(wǎng)或大區(qū)網(wǎng)的具體發(fā)展又有極大差別，故只能示意地表述其發(fā)展如圖1。

轉(zhuǎn)貼于 　3 相互適應(yīng)的關(guān)系

大機組、超高壓和大電網(wǎng)三者之間存在著不可違背的相互適應(yīng)的要求和關(guān)系。

（1）大機組與超高壓的適應(yīng)關(guān)系

我國大部分地區(qū)只選用500kV一級超高壓，擔負著300MW到1000MW級所有大機組的輸電任務(wù)，事實上我國不少200MW機組也直接接入到500kV輸電線上[4，5]，使其負擔過重；有時短線或弱線也不得不采用500kV；而且由于大機組接入過多，還可能導致開關(guān)關(guān)斷能力過早不足。文[6]作者根據(jù)各級電壓自然功率和經(jīng)濟輸送功率及與各級大機組的配合情況，建議除500kV以外還應(yīng)再建設(shè)380kV、750kV電壓等級。這樣大機組與超高壓才能更好地相互適應(yīng)。

（2）超高壓與大電網(wǎng)的適應(yīng)關(guān)系

圖1顯示出大電網(wǎng)在中級發(fā)展和高級發(fā)展的兩大階段上，只采用了500kV電壓等級，20多年建設(shè)和運行500kV電壓等級的經(jīng)驗證明其現(xiàn)有性能相當?shù)拖拢ㄔ靸r過高和輸送能力長期嚴重不足），文[4]、[5]從不同角度分析了其輸送能力不足的原因。調(diào)研世界主要國家的電網(wǎng)情況，發(fā)現(xiàn)在超高壓段內(nèi)只采用單級500kV電壓的電網(wǎng)就僅有我國電網(wǎng)一個（西北地區(qū)除外）。國外實用經(jīng)驗也證明各發(fā)展階段的電網(wǎng)都應(yīng)具有各自的網(wǎng)架電壓，才能有利于運行和調(diào)度及規(guī)范工作的靈活性[5]。

（3）大機組與大電網(wǎng)的適應(yīng)關(guān)系

明顯地小電網(wǎng)帶大機組將引起安全問題；大電網(wǎng)中小機組過多也必然產(chǎn)生經(jīng)濟性差的后果。發(fā)電機組是大電網(wǎng)的核心，不僅控制著電能供應(yīng)，也是電網(wǎng)中各種調(diào)節(jié)和控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大電網(wǎng)除了安裝供熱、調(diào)頻或調(diào)荷性能優(yōu)越的機組外，還應(yīng)盡量采用大型機組。因此大電網(wǎng)和大機組相互適應(yīng)的關(guān)系相對地易于掌握和實現(xiàn)，但需經(jīng)過“超高壓”這個中間環(huán)節(jié)來實現(xiàn)。500kV電壓作為超高壓段唯一的中間環(huán)節(jié)，其“輸送能力不足，造價過大，建設(shè)速度慢”等缺點也十分不利于疏通這層適應(yīng)關(guān)系。

總結(jié)上述：我國在廣大地域（西北除外）將形成三級大電網(wǎng)（省網(wǎng)、大區(qū)網(wǎng)、全國網(wǎng)）共用電氣互通的單一500kV網(wǎng)架及在適應(yīng)四級大機組（200或300MW，500或600MW，800和1000MW）供電的輸送大范圍內(nèi)只采用單級500kV輸電的不利局面。其實質(zhì)是將本應(yīng)是適應(yīng)能力強的臺階型立體結(jié)構(gòu)矮化為單一平面型結(jié)構(gòu)，形成了送、受端等值阻抗數(shù)值的巨大差別。其結(jié)果是電網(wǎng)將長期相對薄弱，輸送能力將長期不足，短路電流將連續(xù)快速增大，運行調(diào)度和電網(wǎng)自動化也將遇到一些不應(yīng)有的困難，還會影響電網(wǎng)規(guī)劃工作中應(yīng)有的適應(yīng)能力及未來鄉(xiāng)級電力市場營運中應(yīng)有的靈活性。因此，可以認為我國超高壓段的輸電和聯(lián)網(wǎng)電壓只選用了單級500kV是一次嚴重“失策”。

4 結(jié)束語

（1）我國500kV輸電能力經(jīng)近20年的努力，至今仍大致僅達到或稍高于國外380~400kV級的輸電能力。實用經(jīng)驗及國外電網(wǎng)建設(shè)和運行經(jīng)驗[5]皆證明在超高段只選用500kV單級是一次重大決策上的失誤。

（2）應(yīng)及時全面總結(jié)并對比大部分地區(qū)采用單級超高壓500kV和西北地區(qū)采用330kV、750kV雙級超高壓等級的建設(shè)、運行和發(fā)展經(jīng)驗，并參照國外的實際經(jīng)驗以取得真正一致的認識。

（3）補救性措施是使已建或在建500kV輸電從開始就應(yīng)用各種串補、橫補及緊湊化等措施，或?qū)⑤斔腿蝿?wù)盡量轉(zhuǎn)移給直流輸電承擔。但新增的基本投資將使“積重難返”的被動局面更顯突出；且像我國這樣一個客觀上存在多地區(qū)、多層次之間資源優(yōu)化關(guān)系的復雜大電網(wǎng)，極不可能使所有聯(lián)網(wǎng)和輸電都采用直流輸電。

（4）根本性措施是因地制宜地在500kV以上增用765kV（即800kV）電壓級，與500kV共同作為全國電網(wǎng)的網(wǎng)架電壓[7，8]，并在500kV以下有條件地增用380kV級電壓，與500kV共同作為省網(wǎng)和大區(qū)網(wǎng)的網(wǎng)架電壓以使各級電網(wǎng)從電壓級上分開，并使三者在發(fā)展和市場競爭中顯示各自的生命力。

（5）我國電工界已對采用單極500kV輸電的不合理性取得越來越多的共識。決策失誤的政策原因是只從近期、少量項目，而非從長遠、全局電網(wǎng)的發(fā)展需要來考慮和決策；而失誤的思想原因則是僅從電壓級的比例關(guān)系或電壓系列等形式性概念出發(fā)[9]，而非從電網(wǎng)全局的內(nèi)部適應(yīng)及配合的合理關(guān)系出發(fā)來考慮和決策。

（6）我國電網(wǎng)已有巨大發(fā)展，但比起20年之后建成的高水平小康社會時的全國特大型電網(wǎng)（更不必說到本世紀中葉達到中等發(fā)達國家水平時的更發(fā)達電網(wǎng)）來說，當前電網(wǎng)還只是起步時期的一個雛形電網(wǎng)，因此發(fā)展初期的一些失誤也是在所難免，還來得及修改或補救。

[1] 國電公司．市場經(jīng)濟下電力規(guī)劃理論與實踐探索[M]．北京：中國電力出版社，2001．

[2] 中國電力信息中心．Electric Power Industry in China[Z]．北京：中國電力信息中心，2002．

[3] 賀家李，李永麗，董新州，等（He Jiali，Li Yongli，Dong Xinzhou et al）．特高壓輸電線繼電保護配置方案（一）特高壓輸電線的結(jié)構(gòu)運行特點（Relay protection for UHV transmission lines part one construction and operation characteristics）[J]．電力系統(tǒng)自動化（Automation of Electric Power Systems），2002，26(23)：1-5．

[4] 周孝信，郭劍波，胡學浩，等（Zhou Xiaoxin，Guo Jianbo，Hu Xuehao et al）．提高交流500kV線路輸電能力的實用化技術(shù)和措施（Engineering technologies and measures for improving the transmitting capability of 500kV transmission lines）[J]．電網(wǎng)技術(shù)（Power System technology），2001，25(3)：1-6．

[5] 何大愚（He Dayu）．超高壓段內(nèi)采用兩個電壓等級才能適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的實際需求（Using two voltage grades of EHV range to suit practical needs of power grid development）[J]．電網(wǎng)技術(shù)（Power System Technology），2002，26(3)：1-4．

[6] 張煒，徐奇（Zhang Wei，Xu Qi）．確定合理電壓等級標準使電網(wǎng)可能持續(xù)發(fā)展（Establishing reasonable standards of transmission network voltage classes for sustainable development of power network）[J]．中國電力（Electric Power），2002，35(12)：67-69．

[7] 鄭健超．關(guān)于“西電東送”的輸電方式和電壓等級[C]．電網(wǎng)建設(shè)專家委員會第七次會議，北京：2002．

篇(6)

【關(guān)鍵詞】輸電線路；節(jié)能措施；新型導線

轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，推進經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點是節(jié)能減排。加強節(jié)能減排工作可以減少生產(chǎn)活動中資源浪費的行為，有利于整個經(jīng)濟的發(fā)展和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，為經(jīng)濟的增長也提供了更可靠的依據(jù)。從電網(wǎng)本身的特點來看，由于電網(wǎng)設(shè)施排放的污染物少，節(jié)能減排的重點在于節(jié)能，即減少電能損耗。采用線損率較小的新型導線只要合理的確定導線的根數(shù)和分布的間距，能夠減少電暈放電并且還能幫助導線提高輸電的能力。

一、導線節(jié)能措施分析

1.1減少能量損失

對具有相同導電體材質(zhì)的不同截面導線，其電阻率與導線截面積呈反比例關(guān)系，因此增加導線的截面積有利于降低導線的電阻率，從而減少導線的發(fā)熱損耗。同等條件（電壓級數(shù)，分裂數(shù)量、導線材料）下，導線截面面積增加，按照電流的密度計算，導線的輸電容量會上升到之前的百分之九十左右，按照導線的發(fā)熱量計算，輸電的容量也能提升。

1.2輸送功率增加

一般情況下，短距離的電能輸送主要受限于導線的熱容量限制，從而導致其輸送電流收到限制。如果想讓輸電線路能夠承載更大的輸送電流，提高輸電線路的輸送功能，在不能改變導線升溫的情況下，就要增加導線截面的面積來擴大輸電功率。

二、輸電線路新型節(jié)能增效技術(shù)

2.1鋁合金芯鋁絞線（ACAR或JL/LHA1）

ACAR用高硬度鋁合金（6203）作為芯線，與硬拉1390鋁線同心組合制成。在某些結(jié)構(gòu)中，鋁合金線還要分布于鋁層中。中國近年也開始關(guān)注并試用該產(chǎn)品技術(shù)。

2.2中強度鋁合金絞線（JLHA3）

JLHA3全部采用58.5%～59%導電率中強度鋁合金材料，在直徑相等的情況下ACSR相比，電阻要小3.5%，在輸送的電流值相等的情況下，因電阻較低，能夠減少輸電線路損耗。表1是等直徑JL/G1A-630/45、JL/LHA1-465/210及JLHA3-660 導線的技術(shù)參數(shù)對比。

表二等直徑JL/GIA、JH/LHAI及JLHA3的技術(shù)參數(shù)對比

2.3型線導線

型線同心絞架空導線是將型線結(jié)構(gòu)的鋁導體和圓線結(jié)構(gòu)的鋼絞線同心絞合形成。型線導線主要是成型鋁絞線系列，其基本結(jié)構(gòu)有SZ型和T型。

2.4小直徑特高強度鋼芯導線

目前，鋁包鋼芯鋁絞線的加強芯一般采用D2.6～4.8mm的鋼線，鍍鋅鋼線最大抗拉強度是1770MPa，鋁包鋼線最大抗拉強度是1340MPa（20%導電率）。

（1）提高鋼線強度性能。研究發(fā)現(xiàn)鋼線的線徑和抗拉強度近似于反比關(guān)系。日本技術(shù)人員特別開發(fā)了小直徑特高強度鋼線（SST）。（2）改善導線基本特性。利用特別開發(fā)的小直徑特高強度鋼線（SST）制成鋼芯耐熱鋁合金絞線TACSR/SST-590平方。

三、輸電線路地線節(jié)能技術(shù)研究和應(yīng)用

盡管地線損耗只占系統(tǒng)損耗的一小部分，但減小它也能帶來可觀的收益。最常用減小地線損耗的技術(shù)是分段和換位。

3.1光纖復合架空地線分段絕緣接地方式

光纖復合架空地線（OPGW）一般采用逐塔接地的運行方式。以一條長為115km的500kV超高壓同塔雙回線路為例，經(jīng)理論計算，4種不同接地方式下OPGW和分流地線單位長度所消耗的電能如表四所示。

分流地線和OPGW均采用分段絕緣單點接地或全線絕緣方式，可大大降低電能損耗，是輸電線路節(jié)能降損的優(yōu)選技術(shù)之一。

3.2開環(huán)地線新技術(shù)

美國電力公司（AEP）開發(fā)了一種開環(huán)地線技術(shù)，每個開環(huán)由2個相鄰的換位鐵塔和它們之間的地線構(gòu)成，如表4所示

3.3輸電導線的光纖溫度、應(yīng)力監(jiān)測技術(shù)

利用光纖技術(shù)實現(xiàn)輸電導線溫度、應(yīng)力等運行狀態(tài)監(jiān)測是一種先進技術(shù)。通過光纖在線測溫，可提高線路的輸電能力；可起到預警作用；可作為實施融冰的基礎(chǔ)。

3.3.1基于光纖光柵的OPPC在線溫度監(jiān)測。從原理上而言，電網(wǎng)線路的輸送能力取決于線路聽三種狀況，這三種狀況就是線熱穩(wěn)定狀況、線路的暫態(tài)穩(wěn)定狀況、線路的動態(tài)穩(wěn)定狀況。我國的輸電線路輸電能力目前尚低于西方發(fā)達國家的線路輸送水平，但是，對于我國電力系統(tǒng)而言，基于我國的線路質(zhì)量等方面的原因，絕對不能盲目追求西方發(fā)達國家的輸電能力，否則將給我國的電網(wǎng)造成線路不可恢復性損壞。因為持續(xù)的過熱并保持相當長的時間就必然引起導線的永久變形。利用各檔距中不同波長的光柵對各個溫度監(jiān)測點溫度變化的靈敏性感知信息。

3.3.2基于光纖光柵的OPPC在線應(yīng)力監(jiān)測。應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)采用光纖光柵應(yīng)力傳感器以及相應(yīng)軟件，可實現(xiàn)對架空線的弧垂和覆冰的監(jiān)測。

四、結(jié)語

大力推進輸電導線和地線產(chǎn)品的升級換代，進行材料更新、結(jié)構(gòu)更新和性能更新。同時，中國設(shè)計和使用部門也應(yīng)適時轉(zhuǎn)變觀念，推動新型輸電導線和地線的應(yīng)用實踐，以實現(xiàn)輸電線路節(jié)能增效和提高能源利用率。對于我國國家電網(wǎng)的一個告誡就是輸電線路的溫度保持在80 攝氏度以下的水平是較為適宜的，一旦超過80攝氏度就非常容易出現(xiàn)導線的永久性故障。

參考文獻

[1]王勇剛，劉仲全.大截面鋼芯成型鋁合金絞線在重冰區(qū)的應(yīng)用[C].中國電力企業(yè)聯(lián)合會.北京，2011：31-35.

篇(7)

關(guān)鍵詞:電網(wǎng)調(diào)度;調(diào)度措施;節(jié)能降損

Abstract: As a major energy current domestic energy shortage and power system there is a serious waste of energy of the imagination, energy saving has the necessity and urgency of strong. Economic dispatch of power grids to strengthen, reasonable arrangements for operation mode improve voltage without power management, can effectively reduce the power loss of power system has been built.

Key words: power dispatching; scheduling measures of saving energy and reducing loss;

中圖分類號：TU994

引言：

電力工業(yè)即是重要的能源生產(chǎn)部門，同時又是耗能大戶。電力系統(tǒng)在發(fā)、供、用電過程中，其自身損耗是相當大的。每年全國電力系統(tǒng)的總損耗高達3000～3700億kwh，這相當于一個較大電力系統(tǒng)的發(fā)電量。巨大的電能損耗不僅造成電力企業(yè)生產(chǎn)效益低下，在能源緊缺的今天，更是使得我國的能源形勢愈加嚴峻。因此挖掘節(jié)電潛力，實施電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度，降低電力系統(tǒng)的損耗，提高供電的經(jīng)濟效益具有顯著的必要性和緊迫性。

1合理安排電網(wǎng)調(diào)度以降低網(wǎng)損的措施

1.1加強電網(wǎng)的經(jīng)濟運行分析 調(diào)度應(yīng)與運維部門配合，充分利用現(xiàn)有技術(shù)手段，加強電網(wǎng)運行的歷史數(shù)據(jù)的收集整理、分析，做到每月對電網(wǎng)運行中設(shè)備檢修情況、設(shè)備運行情況、供電電量、電容器投退、網(wǎng)損等進行綜合分析、統(tǒng)計，找出管理中存在的問題，通過制定改進的措施，加強電網(wǎng)經(jīng)濟運行研究工作，使電網(wǎng)長期處于最經(jīng)濟方式下運行。實踐證明，加強對電網(wǎng)的經(jīng)濟運行分析是管理好電網(wǎng)經(jīng)濟運行的有效手段之一 。

1.2合理安排電網(wǎng)運行方式 運行方式的編制一是要在確保安全、可靠、滿足電能質(zhì)量的前提下，優(yōu)先考慮電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性；二是要準確掌握網(wǎng)內(nèi)各“元件”的經(jīng)濟運行特性，確保網(wǎng)內(nèi)各“元件”在最佳經(jīng)濟狀態(tài)下運行 ；三是要及時了解電網(wǎng)運行工況．對不利于電網(wǎng)經(jīng)濟運行的方式進行及時的調(diào)整和變更。實踐證明運行方式安排合理與否，對電網(wǎng)經(jīng)濟運行起著至關(guān)重要的作用，可使網(wǎng)內(nèi)損耗成倍地增加或降低，其效果是顯而易見的 。

1.3加強無功電壓管理，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)電網(wǎng)輸送無功過多、電壓過高或過低，都會增加電網(wǎng)的損耗，影響電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。因此，加強無功電壓管理，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對提高電網(wǎng)運行經(jīng)濟性至關(guān)重要。 1.3.1要求監(jiān)控人員在值班時注意監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)，充分利用電網(wǎng)中無功電源、無功補償及電壓調(diào)節(jié)設(shè)備，保證無功電力的就地平衡。另外，提高用戶功率因數(shù)，減少線路輸送的無功功率。

1.3.2充分利用網(wǎng)內(nèi)無功補償裝置，避免大容量無功在電網(wǎng)間傳輸，使無功功率達到就地平衡。需要注意的是，無功補償?shù)淖罴研Ч恰熬偷仄胶狻?，具體操作過程中要盡可能避免發(fā)生“過補償 ”和 “欠補 償”現(xiàn)象，因為“過補償 ”和“欠補償”運行都是不經(jīng)濟的。

1.3.3全面掌握網(wǎng)內(nèi)各電壓監(jiān)測點運行電壓，及時采取合理有效地措施予以調(diào)整，避免部分設(shè)備長期“欠壓”或“過壓”運行。

1.3.4根據(jù)網(wǎng)內(nèi)無功電壓情況，適時提出改善無功電壓的計劃和措施，不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，避免無功容量過大傳輸和“遠距離 、超半徑”供電現(xiàn)象發(fā)生 。

1.4合理安排主變運行方式，減少變壓器損耗主變的經(jīng)濟運行主要包括兩個方面。一是合理安排主變臺數(shù)，二是合理調(diào)節(jié)變壓器分接頭位置。當變電站下帶負荷較小時將主變并列運行將使系統(tǒng)損耗增大，而當變電站下帶負荷較大時主變的并列運行卻能夠降低損耗。因此要求當值調(diào)度員根據(jù)負荷情況實行主變的并列或單臺運行，以達到減少了變壓器空載損耗的目的。另外合理調(diào)整變壓器分頭位置，有利于無功分層、分區(qū)就地平衡，從而有利于降損。通過調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)采集全網(wǎng)各節(jié)點實時數(shù)據(jù)進行在線分析和計算，實現(xiàn)無功補償設(shè)備投入合理和無功分層就地平衡、主變分接開關(guān)調(diào)節(jié)次數(shù)最少、全網(wǎng)網(wǎng)損率最小的綜合優(yōu)化目標。

1.5加強需求側(cè)管理，提高電網(wǎng)負荷率

1.5.1加強電力系統(tǒng)負荷預測。電力系統(tǒng)負荷預測是電力工業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的基礎(chǔ)，它是電網(wǎng)負荷的監(jiān)控與管理的一項基本功能。電力系統(tǒng)負荷預測對電力系統(tǒng)的經(jīng)濟穩(wěn)定運行，合理地安排電網(wǎng)運行方式，以及對發(fā)、供電計劃的編制都有極其重要的意義。預測結(jié)果的準確度直接影響到系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、可靠運行，良好的負荷預測可以有效地降低發(fā)電及網(wǎng)絡(luò)運營成本，更好地為地區(qū)電力市場的發(fā)展鋪平道路。 負荷預測主要應(yīng)用于以下幾個方面： a.安排短期設(shè)備維修即目前的每月調(diào)度檢修計劃。 b.制定周、日發(fā)電計劃。 c.網(wǎng)絡(luò)安全分析(調(diào)度運行人員根據(jù)負荷預測結(jié)果，合理安排電網(wǎng)運行方式，控制線路的輸送功率)。從以上幾方面可知，負荷預測的準確與否，同樣會間接地引起網(wǎng)損變化。及時掌握網(wǎng)內(nèi)負荷變化動態(tài)，可以為經(jīng)濟調(diào)度提供決策依據(jù)。負荷預測要充分利用現(xiàn)代化手段，結(jié)合電網(wǎng)實際采用合理的模式，提高預測精度。

1.6充分發(fā)揮調(diào)度自動化的作用

調(diào)度自動化系統(tǒng)是調(diào)度人員對電網(wǎng)進行管理、更好地使系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的基本工具之一。但在日常運行過程中，調(diào)度人員往往只注重遙測、遙信、遙視功能的運用，對遙調(diào)、遙控功能不愿多應(yīng)用，害怕出問題。其實，調(diào)度自動化系統(tǒng)經(jīng)過多年發(fā)展，技術(shù)和設(shè)備已完全成熟。調(diào)度人員要充分發(fā)揮其功能，根據(jù)調(diào)度自動化提供的信息及時調(diào)整電網(wǎng)運行參數(shù)，及時投切有關(guān)設(shè)備，使整個電網(wǎng)始終處于最佳經(jīng)濟運行狀態(tài)。同時，利用調(diào)度自動化還可以大大縮短操作時間和事故處理時間，減少人力物力資源的浪費。

1.7加強調(diào)度人員素質(zhì)培訓

調(diào)度運行人員是電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行的直接操作者，電網(wǎng)經(jīng)濟運行的各項措施必須由調(diào)度值班人員來落實。這種特殊性決定了調(diào)度值班人員必須要有較高的技術(shù)素質(zhì)、工作能力和職業(yè)道德。因此，必須加強調(diào)度人員的綜合素質(zhì)培訓，使其不但是電網(wǎng)運行操作的指揮者，更要成為電網(wǎng)經(jīng)濟運行的行家里手?？梢?，調(diào)度部門在降損節(jié)能中起著重要作用。調(diào)度部門的管理人員只要緊密團結(jié)，多探索，高度重視降損節(jié)能工作，熟練運用降損節(jié)能的技術(shù)措施，就一定能在確保電網(wǎng)安全調(diào)度的情況下，做好降損節(jié)能工作。

【參考文獻】

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[2]趙敏．調(diào)度工作如何搞好降損節(jié)能．農(nóng)村電氣化，2001，9(7)：55--59