耿若楠 姚昆鵬
摘要:本文主要介紹了變電站設(shè)備配置,電廠實際的接線形式,設(shè)備的參數(shù)及其技術(shù)發(fā)展方向,全面總結(jié)了火電廠的生產(chǎn)過程和減少污染的方法,風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電等新能源發(fā)電的現(xiàn)狀和發(fā)展前景。同時描述了一次設(shè)備、二次設(shè)備在調(diào)度中的作用、判斷設(shè)備是否發(fā)出有功功率或無功功率等。
關(guān)鍵詞:電氣設(shè)備;清潔能源;繼電保護;火力發(fā)電
目前我國常見的發(fā)電方式主要有四種,主要利用的能量依然是自然界的水能、熱能、光能和風(fēng)能,本文就這四種常見的發(fā)電形式展開討論,在討論之前先介紹一下電力系統(tǒng)中重要的組成部分——變電站。
一、變電站
以鐵嶺市世紀電力設(shè)備有限公司為例,該單位主要從事電力設(shè)備的研發(fā),每年能夠生產(chǎn)1000臺真空斷路器、3000組戶外高壓交流隔離開關(guān)、24000支復(fù)合絕緣子。講解變電站選用2臺90MVA的三繞組變壓器,廠用變壓器容量180kVA。
現(xiàn)在電站基本上采用無人值班的模式,保證了工作的安全性。在廠房的側(cè)面是控制柜,基本上都是用電腦監(jiān)控、檢測和控制的??刂乒駥嵭忻艽a控制模式,只有上級調(diào)度發(fā)布命令時相應(yīng)的值班人員才會執(zhí)行操作,為了防止誤操作設(shè)置密碼控制,此外如果遇到緊急情況會打開緊急按鈕,保證問題處理的及時性。隔離開關(guān)的作用是改變運行方式,保證安全距離,在檢修和維修時斷路起到隔離作用,沒有滅弧能力,而斷路器有滅弧能力。
二、火力發(fā)電
計算機技術(shù)在火電廠發(fā)展中有非常重要的作用,目前火電廠向著更清潔方向發(fā)展。近年來,上海第三火電廠引發(fā)我們的關(guān)注,全世界最清潔的煤電廠——上海第三火電廠是效率最高、用煤最多,但排放量最少的火電廠。馮教授介紹,他們將燃燒后的煙氣再利用,實現(xiàn)零能耗,減少了處理煤的過程,在環(huán)保的道路上拓寬思維實現(xiàn)節(jié)能。
我國火力發(fā)電仍為主要發(fā)電方式,其生產(chǎn)過程利用了能量轉(zhuǎn)換的原理,煤的化學(xué)能經(jīng)過燃燒變?yōu)闊崮?。火電廠的冷卻塔中水是循環(huán)冷卻劑,常見造型是雙曲線,它的建筑大小由生產(chǎn)情況決定,工作原理是將吸收的熱量排放到大氣中,與空氣流動接觸后進行冷熱交換,由此起到散熱的目的?;痣姀S中高壓缸和中壓缸內(nèi)蒸汽方向相反,這是為了平衡軸向推力。其排出的“白煙”不是污染物而是水霧,是可以不用消除的。火電廠電源采用蓄電池,配套自動化監(jiān)測系統(tǒng),主控室是整個電廠的中心。大型機組都設(shè)置有前置泵,小型汽輪機驅(qū)動,備用泵用小型電動機驅(qū)動,燃料燃燒情況用工業(yè)電視監(jiān)控,功率頻率用數(shù)碼管監(jiān)視。
此外,華能秦嶺公司擁有660MW超臨界機組,其額定出力622.511MW。上海第三火電廠指電廠三期,容量是:2×1000MW,同時配套建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施。
三、風(fēng)力發(fā)電
這里主要參考國網(wǎng)許繼集團,主要研究對象是電力裝備,擁有多個500kV換流站,秦山核電站,并在電動汽車充電樁方面和智能電網(wǎng)方面有創(chuàng)新性研究。
隨著各國綠色可持續(xù)發(fā)展政策的推進,風(fēng)能的發(fā)展越來越重要,成為電網(wǎng)主要能源之一,對其研究發(fā)展有利于進一步減少環(huán)境污染,降低風(fēng)能發(fā)電成本。最早開始應(yīng)用風(fēng)力是發(fā)明風(fēng)箏的韓信,但是真正利用風(fēng)力是在宋代,南方大量各地建造大量風(fēng)車幫助人們提水,而將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能,設(shè)計轉(zhuǎn)換裝置是蘇聯(lián)100kW的風(fēng)力發(fā)電機。但是風(fēng)能的轉(zhuǎn)換率很低,大約為56.7%。風(fēng)能作為重要清潔能源,提高轉(zhuǎn)換效率,提升利用率是主要發(fā)展方向。
我國風(fēng)能資源最豐富的的地方在西藏、內(nèi)蒙以及沿海地區(qū),風(fēng)能的應(yīng)用對當?shù)氐牡貏莺蜌夂驐l件有較高要求,除此之外,還要考慮對野生動物的保護。風(fēng)能發(fā)電作為電網(wǎng)能量運用的一種,應(yīng)滿足電網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)控,這就需要網(wǎng)絡(luò)的普及和分區(qū)域“個性化”調(diào)節(jié)。讓我們記憶猶新的是:2013年蒙網(wǎng)單風(fēng)力發(fā)電大于市場需求的過剩問題和北方冬天供應(yīng)小于需求,調(diào)峰不能滿足的問題。
四、光伏發(fā)電
以國電投平頂山姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司中的遼寧朝陽500MW光伏發(fā)電項目為例。該項目位于遼寧省,功率500MW,天氣晴朗時,發(fā)電量可供上萬戶家庭用電一個月,每年可以節(jié)約煤炭消耗近40萬噸,減少二氧化碳排放67萬噸。
一般情況下,光伏板位于山頂,每個組塊有22個光伏板,每個有60塊電池。安裝時要注意逆變器和光伏板的接地,不然逆變器輸出交流電在陰天時很容易造成工作人員觸電。匯流箱是16進1出,廠區(qū)內(nèi),選用輸電線路是電纜線。每一個開關(guān)上都有一個間隔保護裝置,保護一次設(shè)備,減少故障范圍,電壓互感器只進不出。
太陽能光伏板發(fā)的電可以存入國家電網(wǎng)或者蓄電池,分別叫并網(wǎng)系統(tǒng)和離網(wǎng)系統(tǒng)。太陽能光伏板和其配合使用的專用電線,使用年限都是25年,光伏板根據(jù)每個地方不同的地理位置與光照角度都有特定的朝向。由于光能是可再生能源,且其具備充分的清潔性和普遍性,這一技術(shù)現(xiàn)在在我國能源行業(yè)有著十分重要的地位。它將光能轉(zhuǎn)化為電能的中間流程中不需要通過熱過程,這也是其非常重要的優(yōu)越性。光光伏板發(fā)的電為直流電,需要逆變器轉(zhuǎn)化為交流電,穩(wěn)壓穩(wěn)流。離網(wǎng)系統(tǒng)在生活中用的很多,比如太陽能路燈、太陽能充電寶等。
五、總結(jié)
雖然目前火力發(fā)電仍然是主要發(fā)電形式,但是在文明環(huán)保的新時代下,我們要進一步學(xué)習(xí)知識,在做好環(huán)境保護的同時增加對節(jié)能新能源的應(yīng)用。我國西北部太陽能資源豐富但發(fā)電能力小,這是因為這些地區(qū)需求小、產(chǎn)能低,需求促進發(fā)展創(chuàng)新,光伏發(fā)電的未來可期。光伏發(fā)電利用的是光電效應(yīng),相對風(fēng)力發(fā)電受區(qū)域影響較小,有地面和屋頂兩種方式。光伏電站的一般運行周期為25年,那么到達周期后光伏板會如何處理,光伏板的裝配會不會影響氣候環(huán)境,這是值得我們進一步思考的問題。
合理的利用大自然機遇我們的能量,與大自然互利共贏是電力事業(yè)持續(xù)發(fā)展的目標。目前風(fēng)能是最清潔的能源,利用方式是發(fā)電和提水。解決不同地區(qū)風(fēng)能利用矛盾性問題可增強儲能措施,這就要求儲能技術(shù)的進一步提升。
參考文獻:
[1]陳前進.火力發(fā)電廠電氣節(jié)能降耗技術(shù)措施探討[J].通信電源技術(shù),2019,36(02):265-266.