近些年,隨著國家大力推進智能電網建設,在保障電網安全運行的前提下,電網向著更加清潔、高效的方向發展。
11月28日,中國電機工程學會在南京組織開展南瑞集團2015年科技成果集中鑒定會議。南瑞集團涵蓋特高壓輸電、電力系統自動化、信息與通信、清潔能源接入與控制、節能與鐵路電氣化等多個技術領域的17項成果通過鑒定。
據了解,在17項科技成果中,節能技術唱重頭戲,其中,大規模水電站群水電協同調度關鍵技術研究及應用達到國際領先水平,港口船舶岸電成套裝置、35千伏干式非晶合金鐵心變壓器的研制達到國際先進水平。
南瑞集團方面表示,目前我國電網規模居世界第一,加快智能電網建設對實現電網節能具有重大意義。具體來說,在調度環節,開展節能發電調度實現節能減排;在配電環節,通過配電網結構優化、使用節能變壓器、平衡三相負荷、合理裝設無功補償設備等實現配電網綜合降損節能;在用電側實施電能替代戰略,同時積極開展需求側管理,引導節約用電、有序用電,以達到節能減排的目的。
優化能源調度技術
在調度環節,本次通過鑒定的大規模水電站群水電協同調度關鍵技術是我國應用面最廣、數量最多的水電調度決策支持軟件。項目成果已在電網調度中心、六個大型梯級流域調度機構和幾十個水電廠實際應用,實現了水庫調度與電力運行的有效協同。成果應用也給發電企業帶來了巨大的收益,以三峽、葛洲壩梯級水庫為例,由于來水預報精度提高及水電在線調度準確性提高,2014年運行調度節水增發達3.15億千瓦時。
除水電節能調度之外,今年3月12日,南瑞集團承擔的國家“863”科技項目——風電場、光伏電站集群控制系統研究與開發示范應用順利通過甘肅風電中心組織的出廠驗收。系統根本性地改善大規模風電、光伏基地并網與消納現狀,總體技術達到國際先進水平。項目示范工程現已接入128座新能源電站,總裝機容量達到2.65萬兆瓦,其中風電場65個,裝機容量2.28萬兆瓦,光伏電站63個,裝機容量3677兆瓦。
今年6月,由南瑞集團牽頭承擔的國家“863”課題——大規模風電與大容量抽水儲能在電網中的聯合優化技術通過科學技術部組織的驗收。項目依托呼和浩特抽水蓄能電站、內蒙古電網以及大型風電基地,研究了風功率預測、風電和抽水蓄能最佳容量配比、風電和抽水蓄能聯合運行模式等關鍵技術,歷時3年完成。項目成果已在內蒙古電網得到應用,使棄風電量下降71.2%,全年可為內蒙古電網增加風力發電量約10億千瓦時。
與此同時,南瑞集團還研發了間歇式能源優化調度技術,在華北等地實際應用,這是國內第一套該類型系統,對最大化風電等間歇式能源的消納水平、保證電網安全穩定和經濟運行、實現資源優化配置有重要作用。
加快節能變壓器研發應用
變壓器是電網中廣泛使用的設備,解決非晶合金帶材產能低與質量穩定性差的問題成為變壓器能效提升的攻堅方向,南瑞集團35千伏非晶干式變壓器研究成果通過鑒定為電網配電節能提供了新的利器。
據了解,非晶變壓器的原材料是一種叫非晶帶材的綠色材料,與傳統變壓器的硅鋼材料相比,具有先天的節能環保優勢。由于非晶合金帶材的制造工藝采用先進的快速凝固技術,減少了煉鋼、鑄造、軋制、熱處理等8道生產工序,可降低制造過程中80%的能耗,為全過程綠色制造。
到了設備運行環節,非晶合金損耗低,使非晶合金變壓器導磁性能更高,而空載損耗更低。以200千伏安配變為例,相比傳統S11型硅鋼變壓器,一臺第三代非晶變壓器每年節電量約為4336千瓦時,二氧化碳減排量為3.2噸,如果按照0.7元/千瓦時的電價和40元/噸的碳價來計算,一年創造的經濟效益為3163.2元。
目前,僅南瑞集團旗下的置信電氣已掛網運行的非晶系列產品已近30萬臺,每年節約燃煤約85萬噸。
“以電代油”力促綠色岸電
國家電網公司提出“兩個替代”戰略,即電能替代和清潔替代,岸電是典型應用之一。在鑒定會上,南瑞集團現場展示的低壓一體化岸電樁吸引了與會專家的關注,專家委員會一致認為港口船舶岸電成套裝置達到國際先進水平,并建議加大推廣應用力度。
長期以來,船舶自備發動機供電受設備質量等影響,利用率不高、損耗嚴重,且過剩電能不能存儲,造成能源浪費,而岸電系統通過岸上供電設施向靠港船舶供電,滿足靠港期間生產、生活等用電需求。
南瑞集團積極研發港口岸電節能減排新技術,提出綠色港口岸基供電整體解決方案,研發了岸電變頻電源、接口裝置、岸電監控及運營管理系統,形成了覆蓋高壓大容量、中等容量、低壓小容量的岸電裝置等成套應用體系,有效解決船舶岸基帶電切換、保護、運營等關鍵問題。
目前,南瑞集團的岸電項目已在江蘇南京、泰州、鹽城、宿遷等地實際應用。以泰州靖江新華港項目為例,進出港口的船舶每年可“以電代油”180萬千瓦時,減排二氧化碳1890噸、二氧化硫49噸、氮氧化物54噸。
南瑞集團相關專家也建議,由于現階段岸電樁刷卡計費體系還不夠完善,船用接插件還沒有大范圍普及和推廣,岸基供電系統大規模使用尚需時日,希望有關部門能夠盡快出臺支持政策,鼓勵更多船舶接入綠色岸電。