淺談國內(nèi)外電力系統(tǒng)發(fā)展的情況和趨勢

淺談國內(nèi)外電力系統(tǒng)發(fā)展的情況和趨勢電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)以及科技發(fā)展日新月異,本文綜述了國內(nèi)外在電力工業(yè)、電力專家系統(tǒng)、供電穩(wěn)定性以及控制系統(tǒng)的發(fā)展情況以及未來的發(fā)展趨勢。標(biāo)簽：電力工業(yè)控制系統(tǒng)供電穩(wěn)定性1當(dāng)今及以后電力工業(yè)的發(fā)展目前世界各國都在未來電力工業(yè)的發(fā)展,首先關(guān)心的是非再生一次能源和發(fā)電技術(shù)。歐盟出于環(huán)境保護(hù)的考慮,在哥本哈根氣候峰會要求CO2排放量到2020年比1990年減少30%,所以很多國家傾向于天然氣發(fā)電,但天然氣成本較高,儲量有限,不可能取代燃煤,大功率的燃?xì)廨啓C(jī)(10-15萬kW)作為大的電力系統(tǒng)中的高峰負(fù)荷機(jī)組最有競爭力,設(shè)有注水裝置或干式低NO2燃燒器的機(jī)組可減步排放的污染。目前較多注意聯(lián)合循環(huán)的燃?xì)廨啓C(jī),火力發(fā)電廠中燒煤和燒油仍占很大比例。燒煤電廠的技術(shù)改造受到各國重視,如松煤發(fā)電廠的煙氣處理、循環(huán)流化床、加壓流化床燃燒等。煤的氣化可取代不足的天然氣井滿足環(huán)境要求,但投資費(fèi)用很高。對核能發(fā)電有安全的顧慮,意大利就曾停止了部分核電廠的建設(shè),前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電廠發(fā)生事故后,也部分關(guān)閉和改造。隨著安全保護(hù)措施的提高,核電仍有很多國家優(yōu)先考慮,法國的發(fā)電量中有70%以上為核電,并正在發(fā)展一種法德方案的歐洲壓水堆(EPR)。意大利將重新考慮發(fā)展核電,到2020年計劃達(dá)到2500萬kW,其次關(guān)心的是節(jié)能措施,熱電聯(lián)供可節(jié)省一次能源,減少環(huán)境污染。建議將熱電聯(lián)供納入電力工業(yè)的規(guī)劃,以免影響全系統(tǒng)出力的優(yōu)化,電價政策可促使合理用電,改變系統(tǒng)負(fù)荷曲線,有效地利用裝機(jī)容量,減少對電力工業(yè)的壓力,達(dá)到節(jié)電目的。如意失利對可切斷負(fù)荷實行優(yōu)惠電價,從上世紀(jì)80年代就開始對工業(yè)和民用負(fù)荷實行每天和每年間的不同時間不同電價制,以調(diào)節(jié)負(fù)荷,同時在輸配電系繞中實行功率的地區(qū)平衡,采用合理的無功功率補(bǔ)償裝置和低損耗的變壓器,均可降低線損。在再生能源方面,當(dāng)前仍以水電為主。但一些發(fā)達(dá)國家的水力資源己瀕臨殆盡,水電在整個電力工業(yè)中的比重越來越小。太陽能、風(fēng)能和潮汐能到2020年還只能占很小比例。電力系統(tǒng)間的跨地區(qū)和跨國互聯(lián)將進(jìn)一步得到重視和發(fā)展。2電力工業(yè)中的競爭和協(xié)調(diào)近年來,西方國家紛紛實行以市場經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)的電力公司間的競爭機(jī)制以改變目前由國家壟斷或地區(qū)專賣為主的經(jīng)營體制。如英國從上世紀(jì)九十年代初實行電力工業(yè)私有化以后,除核電公司由國家管理外,大部分發(fā)電廠和電力局改為私營的電力公司和發(fā)電公司,并使發(fā)電、輸電、配電和對最終用戶供電獨立分開經(jīng)營。所有生產(chǎn)的電都賣給全國電網(wǎng)公司,用戶根據(jù)公布的電價安排用電時間。競爭的出現(xiàn)將影響電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃和運(yùn)行,如管理不善,會對供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生負(fù)作用。為保證運(yùn)行的可靠性,要求遵守共同規(guī)章,進(jìn)行協(xié)調(diào)的發(fā)展規(guī)劃,并在不同競爭對手間共享有關(guān)規(guī)劃和運(yùn)行的信息。競爭的結(jié)果增加了系統(tǒng)運(yùn)行中的不確定性和風(fēng)險,但協(xié)調(diào)則可分擔(dān)此風(fēng)險。3專家系統(tǒng)在電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中的實際應(yīng)用早在上世紀(jì)八十年代,電力系統(tǒng)分析和技術(shù)專業(yè)委員會就開始重視這項應(yīng)用,并成立工作小組開展調(diào)查和分析。主要內(nèi)容是:專家系統(tǒng)應(yīng)用對象的選擇、實際應(yīng)用中的經(jīng)驗(可信度、開發(fā)階段、知識的獲取、性能、計算需要量、用戶接受情況和教訓(xùn))、與系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行環(huán)境(數(shù)據(jù)處理環(huán)境、數(shù)據(jù)庫、用戶界面、現(xiàn)有應(yīng)用軟件和控制過程)的結(jié)合、代價和效益比、維護(hù)和管理、以及應(yīng)用對象的考慮等調(diào)查,已實際應(yīng)用的專家系統(tǒng)達(dá)數(shù)十種,絕大多數(shù)用于運(yùn)行中的故障診斷、系統(tǒng)恢復(fù)控制、警報處理、安全評價和控制等。分析認(rèn)為,專家系統(tǒng)已開始為用戶接受,一定程度上為電力系統(tǒng)增加了新的計算機(jī)功能。困難在于知識的獲取和證實、及軟硬件工具。代價/效益分析非常重要,但對系統(tǒng)成果的評價尚無標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用對象主要是各類調(diào)度員的決策支持和培訓(xùn)系統(tǒng)、以及工程設(shè)計工具等。專家系統(tǒng)并非代替工程師、而是將他們從繁重的管理中解放出來,以便集中精力搞決策。在開發(fā)專家系統(tǒng)方面,應(yīng)注意開發(fā)評估代價/效益的分析方怯、軟件的有效性和試驗,而且要與其他常規(guī)計算工具相結(jié)合。4電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性在過去的幾十年,全世界電壓崩潰事故屢屢發(fā)生,事故持續(xù)時間最長到幾十小時,有的波及大部分系統(tǒng),造成大面積停電。為此,近年來各國發(fā)表了大量論文,內(nèi)容涉及電壓穩(wěn)定性分析和評價方法、反映接近電壓崩潰程度的穩(wěn)定性指標(biāo)的確定、以及預(yù)防崩潰的措施,但是目前雖己提出不少電壓穩(wěn)定性指標(biāo),并進(jìn)行了測試,但仍需繼續(xù)研究,以得出功能好、計算快的應(yīng)用指標(biāo)。系統(tǒng)規(guī)劃中,可將穩(wěn)定性指標(biāo)與常規(guī)計算方法結(jié)合,以確定無功補(bǔ)償裝置的位置。在實時運(yùn)行中,用此指標(biāo)自動操作不一定合適,但可供校正控制時決策考慮,包括閉鎖帶負(fù)荷調(diào)整變壓器的分接頭、甩負(fù)荷和電容器切換等。電壓崩潰中負(fù)荷的行為非常重要。為此需要發(fā)展負(fù)荷特性識別技術(shù),以求得負(fù)荷對電壓和頻率的靈敏度。目前電壓穩(wěn)定性問題已進(jìn)行了廣泛調(diào)查,內(nèi)容包括:電壓穩(wěn)定性和崩潰的定義和特性、有關(guān)現(xiàn)象和機(jī)理、各元件的特性和建模、穩(wěn)定性的分析和仿真方法、以及穩(wěn)定性對元件參數(shù)的靈敏度等,此外,也有一些測試方法,可對穩(wěn)定性指標(biāo)進(jìn)行計算和比較。5電力系統(tǒng)控制系統(tǒng)的更新?lián)Q代隨著電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大和運(yùn)行要求的不斷提高,對控制系統(tǒng)提出了一系列新的要求,要求有處理緊急和恢復(fù)狀態(tài)的功能,另外,要求控制系統(tǒng)向其他部門開放,相互交換各種信息,特別是與運(yùn)行規(guī)劃部門甚至整個系統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)相聯(lián),這就要求對原有控制系統(tǒng)的軟硬件更新或改造,同時更新遠(yuǎn)動通信網(wǎng),開發(fā)高速、大容量的遠(yuǎn)動系統(tǒng)。美國人提出了一種基于分布結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計新方法,該方法可以實現(xiàn)從傳統(tǒng)設(shè)計的系統(tǒng)升級到現(xiàn)代的控制系統(tǒng),這一進(jìn)程為部分和逐步更新控制系統(tǒng)提供了可行性,這種系統(tǒng)大量使用操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理(SOL)、局域網(wǎng)的通信規(guī)約或人機(jī)聯(lián)系管理等領(lǐng)域新的市場標(biāo)準(zhǔn),為了滿足更新?lián)Q代的要求,保證發(fā)展的重要準(zhǔn)則是:要有定義界面清楚的模塊結(jié)構(gòu),硬件也要模塊化,數(shù)據(jù)庫可擴(kuò)