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        淺談電力系統(tǒng)備用容量

        2017-10-22 11:32:42劉松趙云翔張文瀚
        中國新通信 2017年18期
        關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)

        劉松+趙云翔+張文瀚

        【摘要】 電力系統(tǒng)之所以需要備用容量,主要是由于電力工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)和用戶用電的不均衡性所決定的。電能的生產(chǎn),輸送和消費(fèi)幾乎同時(shí)進(jìn)行,電能又不能大量儲存,而用戶的用電又具有隨機(jī)性和不均衡性特點(diǎn)。因此,為了保證電力系統(tǒng)供電的可靠性、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型、保證良好的電能質(zhì)量這三個(gè)指標(biāo),則必須設(shè)置足夠的備用容量。

        【關(guān)鍵詞】 電力系統(tǒng) 不均衡性 備用容量

        一、電力系統(tǒng)的容量備用

        我國規(guī)定電力系統(tǒng)中需要有一定的備用容量,要求系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電的符合容量,系統(tǒng)的備用容量分為負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用和國民經(jīng)濟(jì)備用。電力系統(tǒng)中的備用分為熱備用和冷備用,熱備用是指可以隨時(shí)投入運(yùn)行的設(shè)備,就是兩側(cè)刀閘都在合位,只有開關(guān)在分位,只要操作開關(guān),就能立即投入運(yùn)行。而冷備用兩側(cè)刀閘和開關(guān)均在分位,不能立即投入運(yùn)行。即使刀閘有遠(yuǎn)方操作機(jī)構(gòu),操作了還要檢查,確認(rèn)合閘到位,才能操作開關(guān)。

        負(fù)荷備用(2%~5%)為熱備用,是為了滿足短時(shí)期內(nèi)負(fù)荷波動和一天中計(jì)劃額外增加的負(fù)荷留有的備用容量;事故備用(5%~10%)既是冷備用也是熱備用,是為了滿足電力用戶在電力設(shè)備發(fā)生偶然事故時(shí)不受到影響,維持系統(tǒng)正常供電所需要的容量;檢修備用(4%~5%)為冷備用,為了保證電力設(shè)備進(jìn)行定期檢修,不影響供電而在系統(tǒng)中留有的備用容量;國民經(jīng)濟(jì)備用(3%~5%)為冷備用,是為了考慮工業(yè)和農(nóng)業(yè)超計(jì)劃生產(chǎn)留用的備用容量。

        二、電力系統(tǒng)的備用率計(jì)算

        2.1常規(guī)公式計(jì)算

        其中備用率K的大小確定與系統(tǒng)規(guī)模,用電結(jié)構(gòu),電壓等級等因素有關(guān)。直觀分析可知,在電力系統(tǒng)規(guī)劃期內(nèi),如果系統(tǒng)的備用容量不足,將直接導(dǎo)致供電可靠性下降;但如果備用容量設(shè)置過大,又將使電源建設(shè)的投資費(fèi)用增加。因此,如何在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間,對備用容量的大小作出合理的選擇,一直是規(guī)劃設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要研究內(nèi)容。

        2.2事故備用計(jì)算

        1、經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)法。根據(jù)電力系統(tǒng)多年來的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定,一般采用電力系統(tǒng)最大負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)來計(jì)算。根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)資料分析,事故備用容量大致為系統(tǒng)最大負(fù)荷的8%~10%。為保證系統(tǒng)中最大機(jī)組事故時(shí)有替代容量,事故備用容量應(yīng)不小于系統(tǒng)中最大機(jī)組的容量。

        2、經(jīng)濟(jì)比較法。估算出電力用戶因系統(tǒng)事故停電所造成的損失,和安裝事故備用容量的費(fèi)用進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較,通過比較可以確定出經(jīng)濟(jì)而有利的事故備用容量。

        3、用概率理論計(jì)算事故備用容量。用概率理論計(jì)算事故備用容量,是基于系統(tǒng)中機(jī)組發(fā)生事故具有隨機(jī)性的特點(diǎn)所形成的方法,該方法在后邊發(fā)電系統(tǒng)可靠性分析中將具體介紹。系統(tǒng)事故備用容量應(yīng)在各種電源間進(jìn)行合理分配,一般可按各電源工作容量的比例進(jìn)行,調(diào)節(jié)性能良好,靠近負(fù)荷中心的火電廠,可擔(dān)任較大的事故備用容量。

        三、周波和負(fù)荷備用

        電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),由于電力用戶用電設(shè)備經(jīng)常的投入或切除,造成負(fù)荷的突然急劇變化,并導(dǎo)致系統(tǒng)周波也在不斷變化,為維持電力系統(tǒng)周波在要求的誤差范圍內(nèi),就必須設(shè)裝置一定的備用容量,該容量稱為周波備用,用以調(diào)整系統(tǒng)的周波。

        電力系統(tǒng)的負(fù)荷與電源間的供需平衡是預(yù)先有計(jì)劃的,但這種計(jì)劃是預(yù)測的估計(jì)值,在實(shí)際運(yùn)行中電力系統(tǒng)必須滿足系統(tǒng)預(yù)計(jì)不到的負(fù)荷要求,這也需要設(shè)置一定的備用容量,稱負(fù)荷備用,用來負(fù)擔(dān)短期內(nèi)計(jì)劃外的負(fù)荷增加。

        因此,周波和負(fù)荷備用是為了調(diào)整電力系統(tǒng)瞬間的負(fù)荷波動以穩(wěn)定系統(tǒng)的周波,和擔(dān)負(fù)短期內(nèi)計(jì)劃外的的負(fù)荷增加。

        周波和負(fù)荷備用容量的大小,應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)容量的大小,以及系統(tǒng)內(nèi)電力用戶的性質(zhì)和組成情況來確定。在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中,一般取系統(tǒng)最大負(fù)荷的3%~5%。其中,大系統(tǒng)取小值(容量基數(shù)大),而小系統(tǒng)取大值。周波備用和負(fù)荷備用可以在一年中不同的季節(jié)內(nèi),和一晝夜中不同的時(shí)間內(nèi),由不同的發(fā)電廠來擔(dān)任。

        周波備用和負(fù)荷備用只需要有容量備用,不需要能量儲備。

        四、總結(jié)

        就性質(zhì)來說,備用容量是一種儲備容量或等待調(diào)用容量,它與系統(tǒng)的正常工作容量一起組成了系統(tǒng)的需要容量。系統(tǒng)的工作容量主要與系統(tǒng)的需要負(fù)荷大小相適應(yīng),而備用容量則是為了滿足系統(tǒng)在發(fā)生異常情況下的補(bǔ)償容量,諸如設(shè)備故障、枯水季節(jié)、負(fù)荷波動及預(yù)測誤差等現(xiàn)象發(fā)生時(shí)所設(shè)置的容量。廣義上講,電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)都涉及備用容量問題,但在電力電量平衡分析中,主要是研究確定發(fā)電環(huán)節(jié)的備用容量問題。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1]于永源,楊綺雯.電力系統(tǒng)分析[M].北京:中國電力出版社,1996.

        [2]吳杰康,史美娟,陳國通,張宏亮.區(qū)域電力系統(tǒng)最優(yōu)備用容量模型與算法[J].…中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2009,(01):14-20.endprint

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