【摘 要】 近年來, 隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,電能作為一種優(yōu)質(zhì)的二次能源,人們對(duì)電能的需求也不斷增長,這些發(fā)電設(shè)備與高壓輸電線路以及低壓和高壓線路的分布一起,為全國各地的用電戶提供了所需的能源。我國電網(wǎng)企業(yè)90%采用的是傳統(tǒng)電網(wǎng)模式,基于這一背景,本文針對(duì)我國現(xiàn)在的傳統(tǒng)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行分析,并對(duì)其發(fā)展提出合理化的對(duì)策。
【關(guān)鍵詞】 傳統(tǒng)電網(wǎng) 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 轉(zhuǎn)型對(duì)策
我國的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電這五大部分組成,而電網(wǎng)包含變電、輸電、配電三個(gè)單元。而傳統(tǒng)電網(wǎng)現(xiàn)在顯現(xiàn)出許多弊端,一是傳統(tǒng)電網(wǎng)的電能損耗比很大。根有關(guān)資料估計(jì)與推算,在我國傳統(tǒng)電網(wǎng)傳輸電能中,損失了30%左右的電能,大約3500億kW·h的電能損耗。二是傳統(tǒng)電網(wǎng)是一個(gè)剛性系統(tǒng)。 電源的接入和接出以及電力的傳輸不靈活,導(dǎo)致電網(wǎng)缺乏動(dòng)態(tài)靈活性。 多級(jí)垂直控制機(jī)制響應(yīng)速度慢,無法實(shí)時(shí)構(gòu)建可配置和系統(tǒng)重組;系統(tǒng)中有多個(gè)信息孤島,缺乏信息共享。 盡管部分自動(dòng)化的程度在不斷提高,但是由于信息不完善和共享能力差,一些系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)是零散的,部分的和孤立的,無法實(shí)時(shí)形成統(tǒng)一的有機(jī)整體。
基于以上兩種現(xiàn)象,本文章將從電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本性質(zhì),傳統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的電能損失和環(huán)境因素的影響這三個(gè)方面對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行分析,并針對(duì)所存在的問題提出轉(zhuǎn)型的對(duì)策與措施。
1 電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本性質(zhì)
1.1科學(xué)性。利用現(xiàn)代的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和數(shù)學(xué)方法,對(duì)電網(wǎng)中大大小小的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)計(jì)算,使得電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益最大化。
1.2系統(tǒng)性。電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不單單只是進(jìn)行成本控制。而是要立足于用戶端的節(jié)電和供電網(wǎng)的線損的最優(yōu)化。既考慮到電網(wǎng)的有功功率的節(jié)約又考慮到無功功率的節(jié)約的最佳運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的系統(tǒng)性。
1.3效益性。電網(wǎng)通過利用現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備條件,利用電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的科學(xué)性進(jìn)行擇優(yōu)汰劣,實(shí)現(xiàn)節(jié)電節(jié)源的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益雙贏的目的。
1.4實(shí)用性和可行性。在電網(wǎng)的實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中,存在著許多的問題,所以就要用科學(xué)的理論來解決這些問題,因此符合實(shí)踐—理論分析—再實(shí)踐這一流程。
2 傳統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的電能損耗
2.1.1發(fā)電途徑上的電能損耗。我國電網(wǎng)現(xiàn)在的發(fā)電方式以火力發(fā)電和水力發(fā)電為主,期中火力發(fā)電占72%,水利發(fā)電占18%,其余核能發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電,地?zé)岚l(fā)電占10%??梢娀鹆Πl(fā)電是我國電網(wǎng)發(fā)電的主要途徑。以火力發(fā)電為例,火力發(fā)電是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能在轉(zhuǎn)化為電能的過程,這兩次的能量轉(zhuǎn)化損失了大量的能量,其中熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能這一過程中,熱機(jī)的轉(zhuǎn)化效率為30%左右。綜上,以火力發(fā)電為主的傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中,經(jīng)濟(jì)效益低,而且火力發(fā)電對(duì)所帶來的環(huán)境效益也是很低的。
2.1.2電力設(shè)備的電能損耗。變電站里的變壓器設(shè)備損失,電壓在變壓器上進(jìn)行升壓和降壓時(shí),變壓器之間的耦合,變壓器會(huì)出現(xiàn)漏磁,線圈的導(dǎo)線電阻值大,線圈的自感和互感,鐵芯的磁導(dǎo)率小等等這些問題,都會(huì)讓電能損失在這些電力設(shè)備上。
2.1.3電力傳輸過程中的網(wǎng)損。傳統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是由發(fā)電、變電、輸電、配電這幾個(gè)部分組成。而這幾大部分是用大量的電線電纜連接而成。由于其傳輸線路長、輸電電流大,因此傳統(tǒng)電網(wǎng)中傳輸電力有著較大網(wǎng)損。據(jù)統(tǒng)計(jì),從發(fā)電廠輸出電能大約只有90%左右能到達(dá)用戶,而接近10%的電能消耗在輸配電過程中。因此,網(wǎng)損是傳統(tǒng)電網(wǎng)電能損失的主要原因。
3環(huán)境因素的影響
電網(wǎng)的線路架設(shè)使用的大部分是金屬材料,而且電網(wǎng)的架設(shè)都在戶外,雨水的侵蝕,太陽的曝曬等都會(huì)加快線路的老化和故障。線路的損耗會(huì)降低電網(wǎng)的功率因素,傳輸效率也會(huì)大大降低。而且線路的維修也需要大量的人力、物力和財(cái)力。這些問題都使得電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益降低。
4提高傳統(tǒng)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)策。
4.1科學(xué)合理的對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行布局。對(duì)于傳統(tǒng)的電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而言,科學(xué)合理的對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行布局是很有必要的。雖然電網(wǎng)電力傳輸過程中線損是不可避免的,但是可以通過合理布局來將線損降到最低。同時(shí),還需要對(duì)的電網(wǎng)的部署情況進(jìn)行升級(jí)和改造,以確保電壓的穩(wěn)定性。而且在對(duì)電網(wǎng)的升級(jí)和改造的過程中,必須堅(jiān)持“半徑短、密集點(diǎn)”的改造原則,在此基礎(chǔ)上增加整個(gè)變電站的輸電分布點(diǎn),提高整個(gè)電網(wǎng)的質(zhì)量和水平,防止其出現(xiàn)半徑覆蓋等情況,對(duì)變壓器管理模式和方法進(jìn)行創(chuàng)新和升級(jí)。
4.2對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)型和升級(jí)。在上世紀(jì),歐美等各國提出了建設(shè)微電網(wǎng)的概念,微電網(wǎng)是一個(gè)包含負(fù)荷和多種分布式電源的獨(dú)立可控系統(tǒng),可以靈活地在并網(wǎng)與孤島模式問轉(zhuǎn)換。這使得供電和輸電都變得更加可靠和安全。而且微電網(wǎng)采用的是分布式電源,以此來滿足用戶的需求,貼近用戶負(fù)荷。且微電源的容量小,因此網(wǎng)損很小,可以忽略不計(jì),所以把傳統(tǒng)電網(wǎng)向微電網(wǎng)方向進(jìn)行升級(jí)可以帶來很大的經(jīng)濟(jì)收益。
4.3當(dāng)前傳統(tǒng)電網(wǎng)融合先進(jìn)的技術(shù)。現(xiàn)在5G技術(shù)和云計(jì)算發(fā)展迅速, AI人工智能,自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅猛。5G技術(shù)有著數(shù)據(jù)傳輸速度快、延遲低和安全等特點(diǎn)。所以傳統(tǒng)電網(wǎng)可以利用這些技術(shù),對(duì)電網(wǎng)上的電壓、電流和功率因數(shù)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳輸與監(jiān)控。并利用云計(jì)算手段調(diào)整發(fā)電廠和變電站的功率輸出。另外,利用這些技術(shù),可以立馬發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)傳輸路線上的故障,并利用機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化一站式檢修,以提高檢修過程中的安全。
我國的電網(wǎng)是在上個(gè)世紀(jì)才發(fā)展起來,與歐美國家相比起步晚。但是經(jīng)過四十多年的發(fā)展,電網(wǎng)的發(fā)電量居時(shí)間首位,也有許多技術(shù)上的專利。但是傳統(tǒng)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行上還存在著許多不足,有著很大的發(fā)展空間。所以傳統(tǒng)電網(wǎng)要及時(shí)的進(jìn)行轉(zhuǎn)型和升級(jí),合理的科學(xué)布局。本文分析了傳統(tǒng)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中存在的不足,并對(duì)其提出了策略。進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了我國電力企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
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作者簡介:王元佳,(2001-)男,漢族,湖南衡陽人,學(xué)生,湖南工業(yè)大學(xué)本科生,單位:湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院智能電網(wǎng)專業(yè),研究方向:智能電網(wǎng)。