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分散型电源的兴起与普及

发布时间:2016-12-01 14:38:26     浏览量:

  分散型电从20世纪90年代起,电力建设中-个引人注目的动向是分散型电源的广泛兴起。据统计,日本国内分散型电源场所有2777处,合计出力462万kW.截至1999年底,美国各种分散型电源装机总容量高达6000万kW.当前我国正实施西部大开发战略。西部人口稀少,居住相对分散,而风能、太阳能相对丰富。在西部开发与电力结构调整中,发挥分散型电源的作用,是个值得探讨的问题。

  经济高速增长时期,电力需求旺盛。

  建设大电厂,利用集中型大电源来实现电力的供需平衡是世界各国基本相同的做法。大约在20世纪80年代中期,由于燃气/蒸汽复合循环发电技术的完善与实用化,证明了单元机组量在5~ 10万kW也能获得高效益与低成本。这时候起,发达国家火电尽量采用复合循环发电,并且把这种发电机组,制造成单个建设组件,适应负荷逐年增加的需要,像组来发挥大电厂的作用。这是对中小型电源规模效益宏观上的新认识。

  新能源的开发和各种可再生能源的积极利用,促进了小型分散电源的兴起。

  据统计。到1999年6月,全世界风力发电容量达1128万kW,地热发电802万kW,太阳能发电31万kW.所有这些分散电源,为减少二氧化碳等6种温室气体的排放,作出了贡献。

  全球范围内的电力市场改革,发电市场的全面开放,也促进丫分散电源的兴起。分散电源就地建设,建设成本中可省去全部送电成本和部分配电成本,因此“独立法人发电(IPP)”看好分散型电源市场。IPP利用可再生能源兴建分散电源的做法,更获得各国政府与环保志愿通信的最大速率和带宽之间有着密切的联系。1948年香农应用信息理论推导出f噪声信道的最大数据速率。

  通信通道中的热噪声一般用信噪比5/少表示。香农指出在一带宽为aiz的噪声受限的通道中最大数据速率和最大信噪比的关系为:(1+分功要超越这个结论,会被认为是想发明永动机。因此,要想提高数据的传输速率,就必须提高通信的带宽。比如在英国Norweb与加拿大的Nortel联合开发的DPL技术屮,就利用2.2-6MHz频段的一个封装交换的通信规约。而利用现有的电话线实现高速接入网的ADSL技术,也是在现有的铜质电话线路上采用较高的频率及相应调制技术,来获得高传输速率。在ADSL中,话音所占频带为0足现代高速数据传输的技术,必须通过使用超出CENELCE的标准之外的更高的频带才可能实现,利用高频是提高传输速率——个关键。

  另外,低压配电网络并不是为电力线传输数据或平衡不同建筑内的负荷特意设计的。噪声和低压配电网络阻抗的变化将导致衰减和干扰信号传输。应用于低压配电网络的任何通信方法的带宽和数据速率,不管它用于中继还是接收都将是非常苛刻的。利用电网实现高速数据通信的这项技术的目的是将电力用户至向其供电的变电站的配电线路设施转换成本地网LAN,其突破点在于如何防止电力线上的噪声干扰通信信号。

  目前国际上在这些问题的处理上都应用了以VLSI(超大规模集成电路)技术为础的DSP技术和先进的调制解调方法,例如:FDM(正交频分复用)、MCM(多载波调制)等。

  信息的耦合与翻越信息的耦合器件应是一个有三个出口的单元。它包括-个载波电力线入口、一个高频通信信号的出口和一个输出电力出口。它1面应含有-个阻波器阻止高频信号进入用户用电设备,保证只有低频电力的输出。它还应有一个高通滤波器,使高频信号可以从通信出口输出。

  同时耦合器件还必须含有阻抗匹配的功能,改善网络的频谱特性。所以信息与电力线耦合器件所起的作用,一是实现高频信号与配电电力线的耦合;二是使高频信号能够在低压配电线上高速传输;三是使网络具有优良的频谱特性。

  信息过变压器是一个难点问题,因为高频信息在变压器受到阻挡。这时应有相应的手段使信息越过变压器,比如采用旁路电容,使用额外的电缆,或是采用相应的无线装置等,使信息能够越过变压器。更多的则是在变电站一般设有信息处理局部中心,处理后的信息接入不同的电话网、互联网和电力信息网。

  与各主干网的接口及规约电力载波信息网与公众电话网、有线电视网和因特网的接口一般都在配电变电站内。变电站里载波信息网的中央交换局端模块包括在中心位置的DPLC Modem和接入多路复合系统,DPLCModem又被称为DTU-C(DPLCTransmissionUnit-Central)。接入多路复合系统把各个DPLCModem组合成一个接入节点,Multiplexer)。载波信息网的调制解调器有两个接口,其中一个把与数据信息分离的语音信息送入公共电话网,另一个则把诸如视频数据、因特网数据的信息送入DPLCAM.然后DPLCAM把它们送入相应的因特主干网和与有线电视网相连的视频服务器。该处的DPLCAM具有网关和路由器的作用,它通过检测数据包的IP地址,将数据进行转发,还可以进行网络的管理。

  随着技术的不断发展,IP已成为业界网络的事实标准。它开始的设计目标就是无缝的连接多个网络的能力。因此电话、电视、电脑和电力“四网合一”的实现毫无疑问应该使用IP规约。

  多技术问题,而且更包含有许多管理体制方面的问题,我们必须认真研究,慎重对待,以促进“四网合一”的健康发展。

  电话、电脑、电视和电力的“四网合一”在经济上是需要的,有着巨大的市场潜力;随着低压电力线载波技术的发展,究部门开展研究是适时的:“四网合一”将会为电力信息行业开辟新的经济增长湖南省电力公司谭恢的兴起与普及bookmark0生高次谐波的允许值等。

  法与执行者。

  4)分散电源运行方式、可靠性及对配电网的影响。

  务的划分等。

  分散电源投入、退出的权利与义者的肯定与支持。美国政府1998年6月通过了有关推广利用可再生能源的提案。该提案规定,电力公司或配电公司有义务趸售或销售风电、太阳能等新能源电力。作为一项促进的方针,销售新能源电力的比例,将从目前的2.0提高到2010年的5.5%. 2.几种常见的分散型电源风力发电近年来风电技术水平迅速提高,主要表现是单机出力增大,运行性能提高。70年代风电实用化初期,风电机组容量大多是30、50kW的小型机。如今500、600及750kW的风电机已经广泛使用。欧洲标准化风电机制造大国,丹麦的多家工厂生产的1000、1300及1500kW风电机组也已经实用化。风电机组的可靠性已经达到98%-99%.最新研制的风车,风速达2.5m/s即可开始运转发电。平均风速7m/s时,年设备利用率可达25%~太阳能发电利用PN结光电效应制成的太阳能电池,可以直接把太阳能转换成电能。太阳能洁净、无污染,是人类取之不尽的能源。太阳能电池无转动部件,也不需要燃料。1980年世界上最早采用硅太阳电池作电源的台式计算机面市,大众对太阳能电池的热情开始高涨,太阳能电池的应用范围也由此不断扩大。民用太阳能电池,与建筑物连成一体,从屋顶建材到外墙砌体各式各样。设计新颖,倍受欢迎。截至1997年,全世界太阳能发电装置合计容fi31.14万kW.燃料电池发电燃料电池利用天然气、甲醇等燃料改质后得到的氢气,与大气中的氧气发生电化学反应直接产生电,燃料电池发电效率为40-60.利用排热,综合效率可达80.使用燃料电池,能源效率高、无污染、无旋转部件,几乎不产生噪声和振动,这些都是燃料电池进入家庭的积极因素。根据使用材料与工作温度分类,燃料电池分为磷酸型、熔融碳酸盐型、固体电解质型和固体高分子型四种。其中200kW级磷酸型燃料电池,已作为分散型电源用于旅馆和医院。燃料电池另一项重耍的应用研究是作电动汽车电池。

  微型燃气轮机发电微型燃气轮机是一种适合商店、旅馆或集团住宅的小型热电联供电源。以往做分散电源的燃气轮机容量一般为50-500kW,现在出现f容量只有几个kW的微型燃气轮机。1995年日本日产汽车销售一种只有2.6kW的微型燃气轮机装置,其包装尺寸为利用航空发动机技术制造的微型发动机,转速高达100000r/min.发电机产生数千赫芝的交流电,经过整流后再换流成50或60Hz市电使用。整套装置精致小巧,热电联供。

  3-分散型电源的相关课题分散型电源作为-种电源结构的思考,使用中出现了一些需与大电网供电协调的课题。这些课题i要包括使用规范、市场与经济性、利用可再生能源以及分散电源关联技术等。

  使用规范目前分散电源在使用上还没有接入配电网络的连接标准。没有使用规范,使得分散电源安全运行缺乏保障,也阻碍了分散电源的有序发展。

  一般认为,分散电源接入配网时,至少应明确以下内容:准入配网的分散型电源种类、型式及其要求。

  分散型电源技术参数与配网的兼容性,如准入配网分型电源的最大容量、电压变化与频率变化的容许范围、发市场与经济性作为市场预测,分散型电源在下述几方面将有广阔的应用前景:适应电网峰荷的需要。依托电网,个别设备分散电源的作法,比建设大电厂与输电设施在整体上更经济。

  分散电源可以小型、零星的热电联供方式,供应店铺、医院及住宅大楼使用。

  电源分散设St“化整为零”,节省地域资源与输变电建设成本。这种做法更适合发展中国家与人烟稀少的地区。

  以燃料电池为例,尽管目前全球燃料电池市场规模还小,但发展潜力巨大。有报道指出,燃料电池场有可能从1999年的4000万美元,增加到2010年的100亿美元,预计10年间将扩大250倍。

  由于分散电源使用情况的差别,分散型电源的经济性难以一概而论。电力部门设S分散电源大都是为了提高供电可靠性,降低运行成本。消费者引入分散电源是为了节约电费、取暖费或者为了环境保护,追求洁净电力。目的不同,经济性能也难以一概而论了。

  利用可再生能源为了减少温室气体排放,减轻对化石燃料的依赖,世界各国都在大力推进可再生能源的应用。可再生能源的广泛应用,促进了分散型电源的兴起与曾及。1997年美国政府曾提出一项“百万个太阳屋顶倡议(MSRI)”。该倡议要求,到2010年在全美国100万户住宅或大楼的屋顶,设置充分利用日光的太阳能系统。

  分散电源的关联技术这里提到的关联技术是指,为分散电源服务的周边设备与相关技术。如分散电源投入、退出的切换装H与技术,监视、控制分散电源正常运行的辅助设备,利用地IX信息系统作研究分散电源的模拟分析工具等。

  (收稿20001215)f本栏编辑李卫玲C电气时代2001年第4斯)

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