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【能源峰会】中国电力科学研究院王同勋:电能

作者:天博 发布时间:2021-02-22 10:48 点击:

  电能质量扰动,专业而言指的与理想电压电流的偏差偏离,这样带来扰动,电磁干扰,如果扰动对设备有负面影响,不必要的保护动作,运行性能下降,损毁,寿命减少,这一类产生干扰了,就是电能干扰。未来电网是否有更多干扰?

  2015年9月7日,中国能源峰会在顺义拉开帷幕。8日下午,中国电力科学研究院电力电子研究所主任王同勋,做了关于电能质量与发展的报告,分析了未来电网和智能电网环境下的电能质量的趋势。

  目前国标针对电能质量扰动的类型是有几大类,电压质量相关的有电压偏差,电压谐波,还有不平衡度,另外就是波动,另外还有电流相关电流的谐波,电流不平衡度,现在新出的国标关于电能质量扰动。关于电磁兼容/电能质量标准的目标,保证电磁兼容性的高概率,同时不产生影响其他任何设备的干扰这样一种能力。这样的话它就包括两个方面的要求,一个就是说你这个设备运行过程当中,你不能发射干扰,就是你的发射量在一定范围内。另外你具备一定能力,在有干扰情况下有正常工作,不受干扰工作,一个是发射一个是耐受,这是两方面要求,现在标准体系里面针对设备也是提这两方面的限制。关于影响干扰概率的因素一个是发射方面一个是抗扰还有干扰传播方面的三个因素。后面讨论新变化也是从这三方面探讨。

  微网环境下的光伏、风电、电动汽车都是未来智能电网下一些新的设备,这些设备主要特点通过电力电子装置或者电力电子变流器来并入电网,就会带来一系列的问题。另外现有设备升级,节能设备,另外就是小型设备的规模化,智能电网相关一些技术,像电力载波通信,它是用比较高的频率大概50到120KHz的载波频率进行通信。另外电网侧应用的电池储能,另外还有一些配电网的控制技术,像无功电压的控制技术,还有网络重构技术,这些都会对电能质量造成一些影响。主要影响一个是常规一些谐波,3、5、7、9、11这些依然存在,突出特点就是其他频段谐波问题或者扰动再增加,像高频谐波,电力电子装置开发频率,还有较高奇数次谐波,高次又是奇次谐波问题。另外就是间谐波问题,对补偿带来一些挑战。另外就是单相设备小容量的大规模的这类设备,会引起不平衡的问题。

  电压快速波动这一类问题在增多,一方面由于新的技术,频繁进行控制,控制过程当中会产生电压扰动。第二方面设备抗扰能力,芯片制造或者汽车加工,还有一些电子设备它对电能质量扰动耐受能力,或者供电质量要求在提高,其实说明抗扰能力有待提高。表现在变流器这方面可控变流器广泛应用它的抗扰特性跟之前不控整流的差异性。另外提到节能灯具闪变特征跟我们现在国标电压波动闪变这个标准,当时定的标准都是基于对白炽灯的影响,现在看来常规的间谐波对节能灯的作用和这个对白炽灯的作用差别是很大的。白炽灯可能是对电压的有效值的波动比较敏感,但是现在LED和紧凑型灯具对电压峰值波动比较明显。

  电动汽车充电站、电力线载波通信,原来以前这种5K到150K之间的谐波比较少,不在它的工作范围内,现在这种谐波变大了,它对电力载波的影响问题。另外就是传播途径,电网也在发生变化。如果分布式电源增多了,渗透率比较高的情况下,可能大部分通过本地解决电力供应问题,这样输电网相对会弱一些,这样表现出来,这是分析图形,输电网变弱,配电网变强,输电线路电缆化,低压电网的电容性元件增多也是影响电磁兼容的一个因素。针对上面这些问题IEC77A工作组,因为77A针对电磁兼容低频现象专门的技术委员会,因为电磁质量问题属于低频传到干扰这个范畴的。它这个委员会有几个工作组第一个工作组关注谐波问题,第二个工作组关注电压变动。第六个工作组低频抗扰度实验。第八个工作组与网络频率有关的电磁干扰。针对分布式电源分散电源抗扰发射评估的导则,另外涉及到现有技术报告的修订中考虑了具有波动和不平衡特点的分布式电源。关于2到150KHz扰动兼容水平,现在进度比较缓慢,这个问题是比较新的问题又比较复杂,它需要开展工作一个扰动传播,还有高频谐波的叠加问题。刚才说的是IEC开展相关工作。

  CIGE/CIRED GWG C4.24,C4.24“与未来电力网络相关联的电能质量和EMC问题”,是2015年成立的CIGRE和CRIED联合工作组。目前进度形成这样技术手册这样一个大纲,后面再针对这个大纲进行公布,我现在介绍一下它的大纲情况。它包括11个部分。第二章主要介绍电力电子技术新进展。包括电力电子变流器拓扑、控制方式,不同拓扑对电能质量的影响。另外发电与储能中的电力电子技术,风电、卫星燃气轮机、光伏、然电池、飞轮、电池等。输电网的电力电子技术,直流输电、FACTS。配电网的电力电子技术。第三四章关于智能电网与电能质量问题,智能电网运行指标还有新型的电能质量扰动。还有低压直流电网电能质量,电能质量大数据。第四章关于干扰概率的变化,发射增加,抗绕能力下降,传播增强。第五章探讨微电网与电能质量问题。这个微网孤岛/并网模式下电能质量有差异。单一或多功能治理设备。孤岛模式下逆变器的运行,并网与离网它的电能质量,直流微网与交流电网的融合问题,独立运行的相关问题。六、七、八章是电压无功控制和电能质量的影响问题。第七章是配网重构与电能质量,包括故障后的配网重构,非故障时的配电网重构,以及电能质量指标。第八章是需求侧管理与电能质量,重点关注需求侧管理对电能质量的影响,通过需求侧管理一个是降低发射,提高抗扰。第九章关于新型测量技术针对新型扰动肯定要制定新的测量方法,包括一个监测点的配制原则,涉及到的一些测量环境,智能站里头用的IED来的是数字信号这一类的问题,软件方面就是测量方法,包括数据后处理,还有新的指标一些测量方法的问题。另外他们还关注数据的处理和存储以及数据安全的问题。第十章新型抑制技术和治理问题。目标就是为了减少发射,另外就是提高电网运行改善抗扰能力,手段从用户侧一个传统的咱们说治理设备,另外就是你提高设备本身抗扰能力。电网侧就是提高短路容量。针对电能质量治理对象可能就是电压幅值相干的、谐波、高频谐波、不平衡、电压波动和闪变。最后涉及电能质量与经济性,电能质量损失增加,损失的评估计算,另外就是损失责任分担,然后就是市场机制,这是后续工作组开展的工作。

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  经过近年来的发展,我国光伏电站开发领域已形成国企为主、民企为辅的市场格局。实际上,除了五大四小发电集团、两大设计院等熟面孔外,地方国企也在加大对光伏领域的投入。除了自身具备电站开发业务的企业外,通过收购民营企业实现华丽转身的不在少数。未来在“十四五”规划以及“碳达峰”、“碳中和”目标的刺激下,地方国企在光伏领域的投资热情更加高涨。 (来源:北极星太阳能光伏网 作者:北极星) 近水楼台,地方国企加码光伏投资 地方能源投资集团凭借本土化优势,在当地电站开发领域可谓近水楼台,尽管央企电力集团在光伏投资热土强势进军,但仍有部分地方国企取得了不错的光伏开发成绩,以下为部分代表企业。 一、广东能源集团 在多个地方国企中,广东能源集团的业绩尤为亮眼。据了解,广东能源集团由广东恒健投资持有76%股权,华能持有24%股权,而广东恒健投资为广东省政府100%控股公司。 截至2019年底,广东能源集团拥有32家光伏电站,可控装机容量为708.4MW。2020年以来,公司加速布局光伏项目。在33GW光伏平价项目中,广东能源集团一举拿下超1GW项目。此外,2020年广东共有近17.6GW光伏备案项目,广东能源集团备案规模为2.35GW的,超越大唐、中广核等央企。 二、广州发展 同属于广东省,广州发展是另一个光伏电站开发大户。广州发展实控人为广州国资发展控股有限公司,该公司由广东省政府100%控股。 2019年广州发展风电、光伏新增并网发电装机443MW,累计并网风电、光伏场站 33 个,装机规模累计达到 864MW。2020年广州发展获得600MW平价项目,今年年初,广州发展新能源公司计划在武江区投资建设600MW地面及分布式光伏项目,在乐昌市投资建设云岩100MW地面光伏项目,以上达成总投资额30亿元。 三、浙江能源集团 浙江能源集团由浙江省财务开发有限责任公司和浙江省国资委控股,根据集团“十四五”规划,到2025年可再生能源装机占比将实现50%。2020年5月,浙江能源集团与华能、山西朔州市政府、华昱能源签署晋北千万千瓦级清洁能源外送基地战略合作协议。“十四五”期间力争在朔州投资450 亿元,建设4台100万千瓦煤电机组、600万千瓦平价光伏和风电项目,用于“晋电送浙”特高压输电工程配套电源。 浙江能源集团下属公司浙江新能主要从事新能源电站开发业务,2017年,浙江新能开始涉足光伏产业,相继收购正泰、爱康等11家光伏电站。2019年上半年浙江新能已投产光伏电站947.52MW,去年年底,浙江新能首发申请获证监会通过,将于上交所上市。 四、乌江能源集团 贵州乌江能源集团有限责任公司实控人为贵州国资委,乌江能源集团2020年自行投资光伏电站两座,装机容量15万千瓦,项目储备40万千瓦。集团拟规划实施六盘水、黔西南、安顺等光照资源较好地区的项目开发,到2025年运营204万千瓦。 其旗下乌江能投公司持有乌江水电49%股权,“十四五”期间,乌江水电将打造500万千瓦乌江流域水风光一体化可再生能源基地和流域外500万千瓦风光项目基地的“两个基地”。 五、云南能投 截至2020年末,云南能源投资集团参控股权益电力装机1753万千瓦,占云南电力总装机的17%,绿色能源装机占比76%。2020年5月,云南能投拟斥资29.4亿元参投产业并购基金,据悉该产业基金旗下公司已与保利协鑫能源签约,收购其在山西、河北等地多个光伏电站。去年10月份,云南省公布3GW光伏基地项目遴选企业,云南能投入选。 此前云南省能源工作会议指出,2021年将实现31个风电、光伏发电基地开工建设,科学谋划风光水火储一体化示范基地建设等工作。 收购、入主民营企业,跨界光伏 除了自身具有光伏电站开发业务外,通过收购、入股民营光伏企业拓展光伏业务、跨界光伏的地方国企不在少数。据北极星太阳能光伏网统计,仅2020年以来有七家地方国企收购了民营光伏企业股权。 1.png 一、津劝业 天津劝业场(集团)股份有限公司(简称津劝业)可谓是跨界光伏的典型代表,公司是一家从事商业、各类物资的批发与零售的大型综合性百货商场。2019年9月,津劝业披露重组预案,拟通过重大资产置换以及发行股份的方式完成对国开新能源100%股权的收购。2020年8月13日,津劝业完成资产重组,主营业务变为新能源电站的开发、投资、建设以及运营,而津劝业的实际控制人仍是天津国资。 据了解,截止2019年末国开新能源持有光伏电站1.1GW,截至2020年6月,国开新能源在全国11个省市自治区持有在运及在建发电项目38个(包含领跑者基地项目),总核准装机容量2050.6MW。 二、水发集团 2019年初,水发集团酝酿收购兴业太阳能,同年8月份兴业太阳能公告称水发集团已获批通过向公司投资增加股本的方式收购其股权,至此水发集团正式接盘兴业太阳能。2020年4月,兴业太阳能更名为水发兴业能源。此后,水发兴业能源加大光伏布局。 2021年1月11日,水发兴业能源公告称旗下湖南兴业绿色能源将以1.476亿元购买江西鑫庆光伏电力位于敦煌光伏公司全部股权。截至2021年1月14日,水发兴业能源在手光伏光伏EPC项目订单约为540MW,涉及合同金额约为人民币20亿元。 除了电站开发业务外,水发集团还投入光伏制造领域。2020年6月3日,山东水发集团和山东高登赛共同投资兴建1GW高效异质结太阳电池产业基地项目,计划总投资15亿元。 三、京能集团 京能集团为北京市国资委管理的国有独资企业,根据京能集团“十四五”发展目标,其可再生能源装机占比将达到50%。2020年年初,京能集团成功认购熊猫绿色增发的71.77亿股份,持股比例32%,一跃成为其第一大股东。入股熊猫绿能之后,其在光伏等清洁能源领域发力。2019年9月15日,熊猫绿能更名为京能国际。 京能国际注重与民营光伏企业合作,2020年12月16日,京能国际与晶科科技签署战略合作协议并进行座谈。双方未来计划就国内光伏发电项目开发与建设、先进光伏系统设计方案、电站运行维护等领域展开全面合作。同日京能国际与上能电气就国内外光伏发电项目开发与建设、先进光伏系统设计方案、综合能源服务等领域展开全面合作。根据财报,截至2020年6月底,京能国际及其联营公司拥有62座光伏电站,装机规模约2GW。 四、晋能集团 2020年12月15日,晋能控股电力集团有限公司举行揭牌仪式。晋能控股电力集团是晋能控股集团三大产业板块集团之一,由原晋能、同煤、潞安、阳煤和晋煤五大集团的电力企业合并重组而成。 官网显示,集团目前在役在建光伏、风电发电总装机达到265.48万千瓦,位列山西省第一。除了布局电站开发外,其下属潞安太阳能、晋能科技也是山西大型光伏制造企业。晋能科技多年来致力于推动异质结技术量产,而潞安太阳能主营业务覆盖硅片、电池、组件等。按照规划,到2023年底潞安太阳能将实现18GW高效电池、9GW高效组件、6GW拉晶、铸锭、切片的产能升级。 五、珠海港 珠海港实控人为珠海港控股集团有限公司,后者是珠海国资委100%控股公司。珠海港近两年一直谋求抢抓新能源发展机遇,2021年珠海港先后布局光伏玻璃制造及电站开发领域。1月12日晚间,秀强股份公告发布公告,珠海港将出资9.74亿元协议受让公司25%股权,成为公司新的控股股东。据了解,秀强股份主要从事光伏玻璃等深加工业务。 1月13日,珠海港公告称公司拟设立珠海港能源科技集团有限公司,致力于光伏、储能、氢能等新能源制造产业及应用项目的投资开发及运营。珠海港能源科技集团注册资本为10亿元,公司以自筹资金出资。

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