智能電網(wǎng)論文范文
時(shí)間:2023-03-31 08:06:30
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篇1
美國(guó)是第一個(gè)提出智能電網(wǎng)的國(guó)家。智能電網(wǎng)是一個(gè)電力體系,其包含多個(gè)配電體系與輸電體系。電力網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)镜男枨笈c電力市場(chǎng)的總體需求加以迅速反應(yīng)。智能電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特別智能,可以迅速地傳輸信息,為用戶(hù)提供更高品質(zhì)的服務(wù)。立足于長(zhǎng)期發(fā)展的角度,建設(shè)電網(wǎng)投資最少的方式是構(gòu)建智能電網(wǎng)。當(dāng)前,全球的平均氣溫在上升,全球的人口也在迅速增多,能源問(wèn)題正在逐漸凸顯,因此人們開(kāi)始嘗試建設(shè)智能電網(wǎng)。爆發(fā)金融危機(jī)以后,美國(guó)為了讓經(jīng)濟(jì)迅速?gòu)?fù)蘇,大力建設(shè)智能電網(wǎng)。建設(shè)智能電網(wǎng)的目的是緩解能源緊張局面,且利用電網(wǎng)的建設(shè)來(lái)推動(dòng)其他領(lǐng)域的發(fā)展。中國(guó)是全球人數(shù)排名第一的國(guó)家,雖然國(guó)土面積有960萬(wàn)平方公里,可是地區(qū)發(fā)展不平衡,所以,在建設(shè)智能電力網(wǎng)絡(luò)時(shí),不可照搬其他國(guó)家的做法,而應(yīng)結(jié)合我國(guó)的基本國(guó)情,并且還應(yīng)當(dāng)明晰建設(shè)的重點(diǎn)。當(dāng)前中國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)是“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”,將架構(gòu)的建設(shè)與信息自主化相融合。
2智能電網(wǎng)的特征
在建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮我國(guó)的現(xiàn)實(shí)狀況。國(guó)內(nèi)智能電網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)具有這樣六個(gè)特點(diǎn):
2.1環(huán)保此特點(diǎn)合乎我國(guó)當(dāng)前生態(tài)經(jīng)濟(jì)的要求,也要求對(duì)電網(wǎng)資源加以再次加工利用,盡量降低工業(yè)生產(chǎn)給生態(tài)造成的負(fù)面影響。
2.2電網(wǎng)架構(gòu)牢固中國(guó)的自然災(zāi)害發(fā)生頻率較高。災(zāi)害會(huì)對(duì)電網(wǎng)體系產(chǎn)生較大的不利影響,造成電能無(wú)功正常運(yùn)送,所以智能電網(wǎng)在構(gòu)建時(shí)應(yīng)注重保障架構(gòu)的牢固,如此才可以保障電網(wǎng)可以承受自然災(zāi)害的影響,不會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境的變化而停止運(yùn)行。
2.3資源的優(yōu)化電網(wǎng)的建設(shè)需要運(yùn)用到多種資源,可是,國(guó)內(nèi)電網(wǎng)在建設(shè)時(shí)資源運(yùn)用率較低,此也造成了電網(wǎng)的收益不理想。建設(shè)智能電網(wǎng)的過(guò)程中,對(duì)資源加以?xún)?yōu)化,最大化地提升電網(wǎng)的運(yùn)行效率。
2.4經(jīng)濟(jì)收益在智能電網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)全面考慮,盡量降低建造成本,如此不但保障了電能的品質(zhì),并且提升了物質(zhì)收益。
2.5交互性此特點(diǎn)是指在后面環(huán)節(jié)的能源供給過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)構(gòu)建一個(gè)高質(zhì)量的市場(chǎng)溝通體制,可以第一時(shí)間掌握客戶(hù)的需求,依據(jù)需求優(yōu)化服務(wù)的品質(zhì)。
2.6自動(dòng)化自動(dòng)化主要是電網(wǎng)能夠?qū)收线M(jìn)行自我診斷,并進(jìn)行自我修復(fù),不僅節(jié)約了時(shí)間,還降低了成本。
3電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)展中的整體運(yùn)用
3.1在電源部分中的運(yùn)用探究得知,電力工程技術(shù)的首個(gè)功能是把接連不斷的電能提供給智能電力網(wǎng)絡(luò),包含兩種電能類(lèi)型:一種是直流電,另一種是交流電。其中,交流又包括兩種:一種是變頻交流,另一種是恒頻交流。在變電所的操作中,一方面能夠運(yùn)用直流電源,另一方面能夠運(yùn)用交流電源,而且能夠把高頻開(kāi)關(guān)電源運(yùn)用到所有類(lèi)型的電腦中。
3.2在供電過(guò)程中的運(yùn)用由于智能電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)工作狀態(tài)與電能的品質(zhì)有很高要求,所以在電網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中,應(yīng)高度關(guān)注電能品質(zhì)與電網(wǎng)運(yùn)行的平穩(wěn)性,此就要求有機(jī)融合電力工程技術(shù)中的諧波管控技術(shù)與無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。其中有兩種是具有代表性的設(shè)置:一種是薄型交流變換器,另一種是超導(dǎo)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)施。
3.3在智能發(fā)電過(guò)程中的運(yùn)用經(jīng)過(guò)調(diào)研剖析可以知道,這幾年,電力工程技術(shù)逐步被運(yùn)用到智能電網(wǎng)體系中,主要是通過(guò)電力、電子器件完成對(duì)電能的轉(zhuǎn)化與管控。運(yùn)用電力工程技術(shù),有利于降低電量耗費(fèi),另外,減少機(jī)電設(shè)施的運(yùn)用,提升工作效率。
4電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)建設(shè)中的具體運(yùn)用
4.1質(zhì)量?jī)?yōu)化與能源轉(zhuǎn)換技術(shù)質(zhì)量?jī)?yōu)化指的是在智能電力網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建過(guò)程中將電能分成多個(gè)級(jí)別,然后運(yùn)用評(píng)測(cè)判定的方式,進(jìn)而構(gòu)成完備的機(jī)制,智能電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的過(guò)程中應(yīng)著重剖析經(jīng)濟(jì)性的方向,從而確定供用電接口方式,有效地構(gòu)建電能品質(zhì)評(píng)定機(jī)制和用戶(hù)評(píng)定機(jī)制。此外,智能電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程中,電力工程技術(shù)的有關(guān)制度也在改進(jìn),這樣就能夠保證智能電網(wǎng)更加經(jīng)濟(jì)化。低碳能源會(huì)成為今后能源發(fā)展的方向,它降低能源的消耗量,從而減少環(huán)境污染、低碳能源主要是使用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)改善能量轉(zhuǎn)換的方式,更加充分利用能源,目前太陽(yáng)能和風(fēng)能是使用最廣泛的低碳能源。
4.2柔流輸電技術(shù)這個(gè)技術(shù)使用了微電子技術(shù)、電子技術(shù)、電力技術(shù)等等,展現(xiàn)了控制技術(shù)和通信技術(shù),此種技術(shù)可以便捷地控制交流供電的過(guò)程,在國(guó)內(nèi)智能電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中,電力工程技術(shù)大部分是運(yùn)用在高壓電輸變電的過(guò)程中,需要把眾多的對(duì)環(huán)境危害很小的能源運(yùn)用到電力體系中,而且實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的分隔等過(guò)程,因此,將電力工程技術(shù)與控制技術(shù)相融合可以控制與調(diào)整智能電力網(wǎng)絡(luò)中的不同參數(shù),提升智能電力網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)性,另外,供電的過(guò)程會(huì)在較大程度上減少電損,進(jìn)而提升運(yùn)送電能的水平。
4.3電力工程技術(shù)中的高壓直流輸電技術(shù)在當(dāng)前智能電網(wǎng)中依舊運(yùn)用的直流運(yùn)送電體系中,有許多環(huán)節(jié)運(yùn)用的是交流電,可是,在實(shí)際的供配電運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保證運(yùn)送的電流是直流的方式,為了完成逆變或者環(huán)流的工作,就一定要讓控制換流器發(fā)揮作用,而且也唯有運(yùn)用高壓直流運(yùn)電技術(shù),才可以從根本上實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。換流器大部分狀況下是采用部分具有管段作用的原件構(gòu)成,有效地達(dá)成電力運(yùn)送的平穩(wěn)性與經(jīng)濟(jì)性,比如部分份量相對(duì)不重的直流輸電體系,另外,此項(xiàng)技術(shù)不但能夠運(yùn)用到長(zhǎng)距離的直流運(yùn)送中,還可以運(yùn)用到短距離的直流運(yùn)送中,達(dá)成高效地為海島等邊遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)送電能,在國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)距離運(yùn)電技術(shù)中,積極的運(yùn)用了高壓直流運(yùn)電技術(shù),而且伴隨技術(shù)的進(jìn)步,此項(xiàng)技術(shù)還會(huì)被運(yùn)用到更長(zhǎng)距離、更大容量的運(yùn)電項(xiàng)目中。
5結(jié)語(yǔ)
篇2
1.1優(yōu)化電網(wǎng),確保用電安全可靠性
智能電網(wǎng)相對(duì)來(lái)說(shuō)一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng),環(huán)境、用戶(hù)等對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)提出了不同層次的要求,也就需要電網(wǎng)在原有基礎(chǔ)之上有更加的反應(yīng)與適應(yīng)能力,而電子電力技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中表現(xiàn)最為突出了就是優(yōu)化電網(wǎng),在特定條件下能夠滿足環(huán)境、用戶(hù)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)提出的高層次要求。但是,就我國(guó)目前形勢(shì)而言,在電網(wǎng)架構(gòu)等方面掌握的技術(shù)同發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)還處在初級(jí)階段,從某種意義上也就證明智能電網(wǎng)還有很大的發(fā)展空間,因此加大對(duì)電網(wǎng)的優(yōu)化力度具有迫切性。立足整體,從全面出發(fā),智能化和自動(dòng)化是電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),而電子電力技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中也將成為一種必然趨勢(shì)。
1.2應(yīng)用電子電力技術(shù)占據(jù)的優(yōu)勢(shì)
能源問(wèn)題是新形勢(shì)下我國(guó)面臨的又一突出問(wèn)題,電力企業(yè)要想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地,就必須依據(jù)自身實(shí)際情況制定出行之有效的開(kāi)發(fā)研究智能電網(wǎng)計(jì)劃,從而滿足智能電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的要求。電子電力技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中能夠有效緩解能源問(wèn)題,為促進(jìn)可再生能源的發(fā)展創(chuàng)造條件,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。值得一提的是,電子電力技術(shù)的應(yīng)用是新形勢(shì)下確保電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性、安全可靠性的重要技術(shù)。
2電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
2.1電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
伴隨著社會(huì)的迅猛發(fā)展,能源問(wèn)題是我國(guó)乃至世界共同關(guān)注的話題,也正是在這種情況下,我國(guó)電網(wǎng)行業(yè)才依據(jù)自身情況斷進(jìn)行創(chuàng)新和引進(jìn)新技術(shù),做到同風(fēng)能發(fā)電、水能發(fā)電等清潔能源發(fā)電那樣,要想根本性提升其能源利用效率,就必須在原有基礎(chǔ)上改進(jìn)發(fā)電技術(shù),例如:可再生能源轉(zhuǎn)換設(shè)備、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備等。以風(fēng)能發(fā)電為例,為了達(dá)到風(fēng)電機(jī)組變速運(yùn)行的目的,應(yīng)當(dāng)采用雙饋風(fēng)電機(jī)組的定子直接接入到電網(wǎng)中的方式,這樣就能夠有效控制蓄電池組雙向充放電,為系統(tǒng)平穩(wěn)供電創(chuàng)造條件。
2.2電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中高壓直流輸電技術(shù)的應(yīng)用
縱觀整個(gè)直流輸電系統(tǒng)中,在輸電環(huán)節(jié)中表現(xiàn)尤為明顯,而輸電環(huán)節(jié)又包括多個(gè)方面,可以將其簡(jiǎn)單的分為:高壓直流輸電、柔性直流輸電和柔流輸電,在無(wú)特殊情況下,在發(fā)電和用電這兩個(gè)環(huán)節(jié)使用的都是交流電,進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)中各項(xiàng)參數(shù)能夠有效控制,再者,將各種先進(jìn)技術(shù)有效融合起來(lái),可以利用特殊方式將大量清潔能源為電力系統(tǒng)所使用,在確保電網(wǎng)穩(wěn)定性的同時(shí),在各方面都得到保障的情況下降低電力損耗,進(jìn)而提升電力系統(tǒng)輸送電力能力。
2.3電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)變電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,為傳統(tǒng)變電站向數(shù)字變電站的轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了條件,實(shí)現(xiàn)了信息共享和交流,智能電網(wǎng)占據(jù)的優(yōu)勢(shì)也逐漸體現(xiàn)出來(lái)。智能化變電站是綜合利用各項(xiàng)技術(shù)在原有數(shù)字變電站的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),智能化體現(xiàn)在多個(gè)方面:數(shù)字采集和展示、信息共享,從某種意義上來(lái)說(shuō)提高了變電環(huán)節(jié)的安全可靠性,同時(shí)也節(jié)約了成本。例如:用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)一次設(shè)備被檢信號(hào)回路和操控驅(qū)動(dòng),使得變電站二次回路中可編程序能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器及其邏輯回路,為二次設(shè)備中常規(guī)的功能裝置具有邏輯功能模塊創(chuàng)造條件,從中也就不難看出智能電網(wǎng)的功能逐漸顯現(xiàn)出來(lái),為電力企業(yè)提升行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2.4電子電力技術(shù)在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
在智能電網(wǎng)中明確顯現(xiàn)出“用戶(hù)電力技術(shù)”這一概念,它是以用戶(hù)對(duì)電力安全可靠性和電能質(zhì)量為理論依據(jù),將電子電力技術(shù)和配電自動(dòng)化技術(shù)兩者有效結(jié)合起來(lái),進(jìn)而為用戶(hù)提供高層次的電力供應(yīng)技術(shù),能夠在最短時(shí)間內(nèi)解決其出現(xiàn)的問(wèn)題。當(dāng)然,智能配電網(wǎng)并不是簡(jiǎn)單依據(jù)電子電力技術(shù)就能夠完成,它需要依賴(lài)于先進(jìn)傳感測(cè)量技術(shù),在特定條件下通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,在這個(gè)基礎(chǔ)之上實(shí)時(shí)監(jiān)視配電的全過(guò)程。配電過(guò)程中其最重要的目標(biāo)便是提高電能質(zhì)量,依據(jù)實(shí)際情況制定出科學(xué)合理的電能質(zhì)量評(píng)估方法,確保用戶(hù)質(zhì)量和用電安全。
3結(jié)語(yǔ)
篇3
目前。能源與資源的可再生技術(shù)得到大規(guī)模的發(fā)展,各國(guó)的資源與能源問(wèn)題迫使國(guó)家將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到能源與資源的合理、節(jié)約、再利用方面上;在電力工程中,通過(guò)在智能電網(wǎng)中的利用,能夠?qū)⒛茉催M(jìn)行轉(zhuǎn)化的作用,將能源進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)化并運(yùn)用;低碳節(jié)能的模式得到良好的發(fā)展。通過(guò)對(duì)于能源的轉(zhuǎn)換,開(kāi)發(fā)出的多種新能源被大范圍的運(yùn)用;風(fēng)能、太陽(yáng)能等都在各地區(qū)得到利用,這種系能源的利用,不僅節(jié)約能源,還起到環(huán)保的作用。能夠?yàn)閲?guó)家節(jié)約能源、做到環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。目前,我國(guó)的電力工程在智能電網(wǎng)技術(shù)中一定應(yīng)用還需要一定的時(shí)間和管理,和國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比還有一些欠缺之處;為了能夠?qū)㈦娏こ谈油晟频膽?yīng)用及發(fā)展,要將電力工程進(jìn)行改革、創(chuàng)新。不斷發(fā)現(xiàn)新渠道、新思路進(jìn)行改造。通過(guò)與新的技術(shù)相結(jié)合創(chuàng)造更有價(jià)值的技術(shù);為了國(guó)家能源的使用能夠更合理化、可持續(xù)化,要將電力工程在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用做到完善,使其更具智能化、節(jié)能化。
2重要電力工程技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
2.1串聯(lián)補(bǔ)償中的使用
我國(guó)電力相關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)并且大力投身建設(shè)的伊馮500kVTCSC項(xiàng)目具有很大的優(yōu)勢(shì)。這個(gè)項(xiàng)目是C-EPRIScience&TechnologyCo.Ltd組織建立起來(lái)的,同時(shí),利用一些實(shí)驗(yàn)把伊馮500kVTCSC項(xiàng)目的額定功率有效地從1460000kW提升到2500000kW。并且在這個(gè)科研項(xiàng)目中,所使用的TCSC等設(shè)備都是由我國(guó)獨(dú)立進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)的,并且得到了成功的安裝和調(diào)試。這一套設(shè)備的成功應(yīng)用直接說(shuō)明了我國(guó)已經(jīng)有能力在極其寒冷的地方安裝運(yùn)用電力工程技術(shù),并有能力實(shí)現(xiàn)HVTCSC的工業(yè)化。
2.2常規(guī)電力技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用
某些公司中的一些電力負(fù)載對(duì)電壓的變化以及電源突然中斷非常的敏感。當(dāng)供電系統(tǒng)中的電源及其不穩(wěn)定或者突然出現(xiàn)斷電,會(huì)對(duì)該公司的負(fù)載產(chǎn)生致命的傷害,根據(jù)這一公司實(shí)際用電情況,研發(fā)人員經(jīng)過(guò)研究而使用兩套常規(guī)的電力設(shè)備來(lái)解決相關(guān)問(wèn)題。在正常投入使用后,這一套設(shè)施極大地改善了電力質(zhì)量。
3結(jié)論
篇4
智能電網(wǎng)目前國(guó)際上并沒(méi)有統(tǒng)一的概念。國(guó)際能源署給出的定義較為準(zhǔn)確地概括了其共性:“智能電網(wǎng)是使用數(shù)字和其他先進(jìn)技術(shù)來(lái)監(jiān)視和管理所有發(fā)電來(lái)源電力的運(yùn)輸,以滿足最終用戶(hù)不同電力需求的電力網(wǎng)絡(luò)。智能電網(wǎng)通過(guò)統(tǒng)籌所有發(fā)電端,電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商,終端用戶(hù)以及電力市場(chǎng)利益相關(guān)者的需求和能力,盡可能高效地操控系統(tǒng)的各個(gè)部分,在最大限度降低成本和對(duì)減弱環(huán)境影響的同時(shí),提高系統(tǒng)的可靠性、靈活性和穩(wěn)定性。”帥軍慶(2009)我國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司提出了堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的概念,以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ),利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù),構(gòu)建以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的自主創(chuàng)新、國(guó)際領(lǐng)先、中國(guó)特色的堅(jiān)強(qiáng)智能化電網(wǎng)。StevenE.Collier在2009年IEEE電力和能源會(huì)議上認(rèn)為,盡管智能電網(wǎng)內(nèi)涵不同,但具備自愈、用戶(hù)參與、抵御災(zāi)害能力、有大量的分布式電源、電力市場(chǎng)得以更好的發(fā)展這五個(gè)特征。陳志恒等(2013)從發(fā)展的角度來(lái)看,受技術(shù)條件、商業(yè)價(jià)值、投資和政策框架的制約,世界各國(guó)傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)“進(jìn)化”,大致都需要經(jīng)過(guò)由能源單向傳輸?shù)侥茉磁c信息雙向傳輸、由垂直一體化結(jié)構(gòu)到網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)、由能源一次性輸出到儲(chǔ)存性輸出、由壟斷化運(yùn)營(yíng)模式到市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)模式的漸進(jìn)過(guò)程。智能電網(wǎng)支持分布式電源的接入。Ackermann(2002)分布式電源是以新能源和可再生能源為主構(gòu)成,發(fā)力在用戶(hù)側(cè)的小型發(fā)電單元。新能源和可再生能源包括水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、生物能、熱能和朝夕能。呂春泉等(2011)雖然可再生能源發(fā)電具有清潔性,能夠有效降低CO2等溫室氣體的排放,但同時(shí),具備隨機(jī)性、間歇性、開(kāi)發(fā)成本高、反用電高峰等不穩(wěn)定特征,直接接入電網(wǎng)會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的電網(wǎng)造成巨大的沖擊,進(jìn)而大大降低傳統(tǒng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性及可靠性。但儲(chǔ)能技術(shù)、柔性直流技術(shù)、新能源綜合利用技術(shù)的實(shí)施,解決了技術(shù)因素,例如國(guó)家電網(wǎng)公司完成的河北張北風(fēng)光儲(chǔ)示范工程。
當(dāng)前我國(guó)政府提供的新能源補(bǔ)貼政策解決了價(jià)格高的問(wèn)題。智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將進(jìn)一步改變電力產(chǎn)業(yè)的自然壟斷屬性,提高電力產(chǎn)品的價(jià)格彈性。胡恩同(2011)電力產(chǎn)業(yè)具備自然壟斷屬性,是現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的生活必需品。電能具備無(wú)形、無(wú)色、無(wú)味、看不見(jiàn)、摸不著、危險(xiǎn)大、同質(zhì)性的特點(diǎn)。作為生產(chǎn)品,具備企業(yè)有效規(guī)模大、資金密集、投資周期長(zhǎng)、資本存量調(diào)整困難、難以?xún)?chǔ)存的特點(diǎn);作為消費(fèi)品具備消費(fèi)時(shí)間集中,時(shí)間周期性強(qiáng),可替代性差,缺乏需求彈性的特點(diǎn)。供給需求要求瞬間平衡,電能質(zhì)量對(duì)電器壽命和質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生影響,負(fù)荷變化瞬間供給產(chǎn)生影響。戚聿東,范合君(2009)但隨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)理論的發(fā)展,電力產(chǎn)業(yè)的自然壟斷屬性逐漸在削弱。例如,隨著發(fā)電技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致發(fā)電企業(yè)的最小效率規(guī)模顯著下降。20世紀(jì)80年代,發(fā)電企業(yè)的最小效率規(guī)模為900MW,而到了90年代中期最小效率規(guī)模縮小為100MW(bayless,1994)。因此,最近20年新建電廠的生產(chǎn)規(guī)模和分布較之以往明顯變小和分散,但是生產(chǎn)效率卻大大增強(qiáng)。目前,西方國(guó)家和我國(guó)已經(jīng)在發(fā)電領(lǐng)域映入了競(jìng)爭(zhēng),促使企業(yè)提高了效率、改進(jìn)了服務(wù)、降低了價(jià)格,壟斷行業(yè)煥發(fā)了生機(jī)活力。居民、商業(yè)及工業(yè)用戶(hù)具有不同的電能價(jià)格需求需求彈性(,消費(fèi)者對(duì)價(jià)格反應(yīng)的三種方式?jīng)Q定了價(jià)格需求彈性的大小,價(jià)格上漲時(shí),一是消費(fèi)者可以選擇消費(fèi)替代品;二是不選擇替代品的情況下,可以減少該產(chǎn)品的消費(fèi);三是消費(fèi)量不變,減少在其他產(chǎn)品上的花費(fèi)。智能電網(wǎng)使得分布式電源成為傳統(tǒng)電網(wǎng)公司供應(yīng)電能的替代消費(fèi)GriffinJM等,2005)。在電力市場(chǎng)中,分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)備將成為用戶(hù)選擇電能的消費(fèi)替代,這將提高電力產(chǎn)品的需求彈性。綜上所述,學(xué)者們普遍認(rèn)識(shí)到智能電網(wǎng)不僅是能源領(lǐng)域重要的技術(shù)革命,更將進(jìn)一步推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)、能源市場(chǎng)的變革,但忽視了對(duì)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)演變的研究。正是基于此,本文用博弈論的方法,在借鑒古諾均衡模型的基礎(chǔ)上,引入了多個(gè)需求市場(chǎng),給出不同市場(chǎng)結(jié)構(gòu)下的均衡解和均衡價(jià)格,并與完全壟斷市場(chǎng)進(jìn)行比較。
二、智能電網(wǎng)下電力市場(chǎng)的不同均衡
(一)問(wèn)題的轉(zhuǎn)化
從對(duì)電力市場(chǎng)影響的角度看,智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了分布式新能源的接入,為電力市場(chǎng)電力帶來(lái)了新的競(jìng)爭(zhēng)者,消費(fèi)者的選擇范圍和需求的價(jià)格彈性增加了。市場(chǎng)結(jié)構(gòu)從完成壟斷逐漸演化為競(jìng)爭(zhēng)。于是,我們將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為新的競(jìng)爭(zhēng)者對(duì)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響,關(guān)注的是電力供應(yīng)商和消費(fèi)者行為發(fā)生的變化、新的均衡數(shù)量以及新的電價(jià)形成機(jī)制。
(二)模型選擇
在分析市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的經(jīng)典文獻(xiàn)中,均衡數(shù)量和均衡價(jià)格的決定與市場(chǎng)參與者選擇的策略行為密切相關(guān),經(jīng)濟(jì)學(xué)家采用非合作博弈的同時(shí)決定產(chǎn)量的古諾模型、同時(shí)決定價(jià)格的伯川德模型、產(chǎn)量領(lǐng)導(dǎo)者模型斯塔科爾伯格模型以及價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者模型,每種模型都適用不同的環(huán)境條件。本文結(jié)合當(dāng)前智能電網(wǎng)對(duì)電力市場(chǎng)的影響,選擇同時(shí)決定產(chǎn)量的古諾模型。古諾模型中,市場(chǎng)參與者選擇生產(chǎn)多少產(chǎn)量作為策略行為,同時(shí)決定產(chǎn)量后,也就相應(yīng)的形成統(tǒng)一的市場(chǎng)價(jià)格。產(chǎn)量的本質(zhì)是選擇生產(chǎn)能力,也就是說(shuō)市場(chǎng)潛在進(jìn)入者在進(jìn)入市場(chǎng)時(shí),依據(jù)在位企業(yè)的產(chǎn)量來(lái)選擇自己的產(chǎn)量。2009年以來(lái),隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的迅速發(fā)展,國(guó)家能源局大力支持新能源的發(fā)展,同時(shí),支持分布式發(fā)電接入電網(wǎng)。國(guó)家能源局的主導(dǎo)下,相繼能源、太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物能、天然氣十二五規(guī)劃,頒布《分布式發(fā)電管理暫行辦法》,重新啟動(dòng)大用戶(hù)直購(gòu)電,宣布建成100個(gè)新能源示范城市,大力推廣風(fēng)電特許權(quán)招標(biāo)工程,制定新能源電鍍補(bǔ)貼和電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)貼。要求新能源發(fā)電優(yōu)先上網(wǎng)。面對(duì)這種情況,傳統(tǒng)供電商的市場(chǎng)進(jìn)入阻止策略難以實(shí)施,與分布式發(fā)電商在用戶(hù)側(cè)展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)將在所難免。國(guó)家對(duì)分布式發(fā)電商的長(zhǎng)期補(bǔ)貼政策,使得其具備了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。林恩.派波爾(2012)發(fā)現(xiàn)在位企業(yè)選擇價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者的策略,將導(dǎo)致新進(jìn)入者具有后發(fā)優(yōu)勢(shì),獲取更多的利潤(rùn)。同時(shí)決定價(jià)格的伯川德模型的結(jié)果是均衡價(jià)格逼近邊際成本,最終導(dǎo)致雙方利潤(rùn)下降。在位企業(yè)具備選擇產(chǎn)量領(lǐng)導(dǎo)者的先動(dòng)優(yōu)勢(shì),產(chǎn)量高于古諾最優(yōu)產(chǎn)量水平,利潤(rùn)是追隨者的2陪。在追隨企業(yè)產(chǎn)量較低的情況下,領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)如果返回到古諾最優(yōu)反應(yīng)函數(shù)并少生產(chǎn),則領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)的狀況可以得到改善。然而,如果領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)真的改變產(chǎn)量,并且跟隨者也知道這種可能,那么跟隨企業(yè)會(huì)預(yù)期到其采取這種行為并在第1期不再降低產(chǎn)量。相反,如果它預(yù)期領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)會(huì)增加產(chǎn)量,它也會(huì)增加自己的產(chǎn)量。最終,預(yù)期產(chǎn)量的博弈將會(huì)使博弈回到同時(shí)博弈的古諾均衡結(jié)果。如果領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)不能在第1期對(duì)產(chǎn)量做出承諾,則跟隨者將會(huì)預(yù)期領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)的產(chǎn)量變化,在此情況下博弈將會(huì)同時(shí)進(jìn)行。綜上,當(dāng)前傳統(tǒng)供電商不會(huì)選擇價(jià)格領(lǐng)導(dǎo)者的策略,新進(jìn)入者因成本過(guò)高和規(guī)模較小沒(méi)有能力選擇價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)策略。伯川德競(jìng)爭(zhēng)策略因會(huì)導(dǎo)致均衡價(jià)格接近邊際成本,市場(chǎng)參與者不會(huì)選擇這樣的策略行為。在當(dāng)前國(guó)家要求新能源優(yōu)先調(diào)度的情況下,如果實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),傳統(tǒng)供電商不得不同時(shí)考慮新能源發(fā)電商的產(chǎn)量決策,這就使得競(jìng)爭(zhēng)從斯坦?fàn)柌衲P瓦M(jìn)入到古諾模型。
(三)模型假設(shè)
本文主要分析完全壟斷、寡頭壟斷、壟斷競(jìng)爭(zhēng)三個(gè)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型的均衡結(jié)果,為了建立相應(yīng)的分析模型,做出以下5個(gè)假設(shè):假設(shè)1:智能電網(wǎng)是一個(gè)逐漸演化的過(guò)程,新的分布式發(fā)電商開(kāi)始進(jìn)入電力供給市場(chǎng),在用戶(hù)側(cè)與傳統(tǒng)供電商展開(kāi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。假設(shè)2:不存在電網(wǎng)輸電容量約束。線損、交易成本、發(fā)電機(jī)啟動(dòng)成本、空載成本、政府補(bǔ)貼均為零。假設(shè)3:發(fā)電商追求利潤(rùn)最大化,選擇電量作為競(jìng)爭(zhēng)策略,最終實(shí)現(xiàn)納什均衡。每個(gè)發(fā)電商可以對(duì)每一類(lèi)消費(fèi)者銷(xiāo)售電能。發(fā)電商成本函數(shù)是產(chǎn)量的二次凸函數(shù)。假設(shè)4:電力需求不斷增加,消費(fèi)者為商業(yè)、工業(yè)、居民三類(lèi),其需求函數(shù)對(duì)所有發(fā)電商都是公共信息。消費(fèi)者擁有儲(chǔ)能措施,能夠積極參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),自由選擇不同的發(fā)電商。需求函數(shù)是線性需求函數(shù)。假設(shè)5:市場(chǎng)結(jié)構(gòu)將經(jīng)歷完全壟斷、寡頭競(jìng)爭(zhēng)、壟斷競(jìng)爭(zhēng)三個(gè)階段。用1個(gè)傳統(tǒng)供電商(火電)和3個(gè)需求市場(chǎng)來(lái)代表完全壟斷市場(chǎng)結(jié)構(gòu);1個(gè)傳統(tǒng)供電商、1個(gè)新能源發(fā)電商(風(fēng)電)與3個(gè)需求市場(chǎng)代表雙寡頭市場(chǎng)結(jié)構(gòu);1個(gè)傳統(tǒng)供電商、2個(gè)新能源發(fā)電商(風(fēng)電和光伏發(fā)電)與3個(gè)需求市場(chǎng)代表壟斷競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
三、結(jié)論與政策建議
智能電網(wǎng)的發(fā)展將導(dǎo)致以新能源技術(shù)為主的分布式發(fā)電商不斷進(jìn)入電力市場(chǎng),并與傳統(tǒng)的供電商形成競(jìng)爭(zhēng),市場(chǎng)結(jié)構(gòu)將逐漸演化。本文通過(guò)構(gòu)建了一個(gè)包含多供電商、多用戶(hù)市場(chǎng)的古諾式博弈模型,刻畫(huà)了這種演化趨勢(shì),并給出了模型求解方法和算例。研究發(fā)現(xiàn)隨著電網(wǎng)不斷智能化,電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將不斷加劇,分布式發(fā)電商越多,電力市場(chǎng)交易量越大,交易價(jià)格越低,過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)將導(dǎo)致接近完全競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)價(jià)格。傳統(tǒng)供電商利潤(rùn)將隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇而大幅下降。根據(jù)這些研究發(fā)現(xiàn),筆者建議在以下三方面采取積極措施,從而較好實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)發(fā)展,推動(dòng)電力市場(chǎng)化改革。
1.以智能電網(wǎng)革命為契機(jī),引入多元化分布式發(fā)電商,從而加速電力市場(chǎng)化改革。我國(guó)的電力改革始于1997年,經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)十幾年的艱難改革,仍未全面實(shí)現(xiàn)2002年提出的“廠網(wǎng)分開(kāi)、主輔分離、輸配分開(kāi)、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”的改革目標(biāo)。當(dāng)前電力市場(chǎng)交易模式,依然是以電網(wǎng)公司為主導(dǎo)的單邊電力交易模式,以政府規(guī)制電價(jià)為主導(dǎo)定價(jià)模式,這種模式并不能緩解市場(chǎng)煤和計(jì)劃電的根本矛盾,價(jià)格在配置資源中并未很好的起到作用,降低了能源配置效率和利用效率。2013年負(fù)責(zé)電力改革的電監(jiān)會(huì)并入能源局后,電力改革邁上了新的臺(tái)階。智能電網(wǎng)不僅能夠在技術(shù)上(分布式發(fā)電、微電網(wǎng)、儲(chǔ)能等技術(shù))降低電力市場(chǎng)的自然壟斷屬性,而且能夠提高能源配置和使用效率。分布式發(fā)電的發(fā)展,不僅能夠滿足監(jiān)管機(jī)構(gòu)節(jié)能減排、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)型升級(jí)的監(jiān)管目標(biāo),而且有助于實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)化改革目標(biāo)。多元化分布式發(fā)電商的引入,勢(shì)必將在用戶(hù)側(cè)與傳統(tǒng)的供電商形成有效競(jìng)爭(zhēng),而能為電價(jià)形成機(jī)制奠定基礎(chǔ)。如果沒(méi)有政府規(guī)制和傳統(tǒng)供電商的阻止進(jìn)入策略的實(shí)施,在利潤(rùn)最大化的目標(biāo)下,市場(chǎng)參與者的策略性反應(yīng)將是進(jìn)行古諾式的產(chǎn)量競(jìng)爭(zhēng),而這將形成競(jìng)爭(zhēng)性電價(jià)。隨著分布式發(fā)電商的增加,電價(jià)將大幅度下降,參與者將依據(jù)電價(jià)安排生產(chǎn)和投資,工業(yè)、商業(yè)、居民用戶(hù)將依據(jù)電價(jià)波動(dòng)合理使用電量,這將提高能源配置和使用效率,計(jì)劃電和市場(chǎng)煤的矛盾也迎刃而解。
2.建立以能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)為主導(dǎo)的智能電網(wǎng)發(fā)展模式,降低分布式供電商的進(jìn)入壁壘,引導(dǎo)傳統(tǒng)供電商向競(jìng)爭(zhēng)性供電商轉(zhuǎn)變。在上述的分析中,我們看到,隨著分布式供電商的不斷引入,如果沒(méi)有政府電價(jià)規(guī)制的情況下,供電競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果是電價(jià)大幅下降,傳統(tǒng)供電商的利潤(rùn)也將大幅下降。在這樣的情況下,傳統(tǒng)供電商的最優(yōu)策略是實(shí)施阻止進(jìn)入策略或參與分布式供電,而這將進(jìn)一步加強(qiáng)傳統(tǒng)供電商的勢(shì)力,降低分布式供電商的進(jìn)入速度。這一競(jìng)爭(zhēng)結(jié)局將與電力改革目標(biāo)背道而馳。當(dāng)前,這一事實(shí)正在發(fā)生,傳統(tǒng)電網(wǎng)企業(yè)主導(dǎo)了智能電網(wǎng)的發(fā)展,主導(dǎo)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制度,倡導(dǎo)集中式發(fā)電,分布式發(fā)電商接入電網(wǎng)成本較高。據(jù)中國(guó)能源局統(tǒng)計(jì),2012年總共放棄風(fēng)電200億度,直接損失100多億元,造成這一結(jié)果的重要原因之一就是傳統(tǒng)發(fā)電商阻止進(jìn)入策略的實(shí)施。在這種情況下,如果以能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)為主導(dǎo),各利益相關(guān)者共同參與,包括傳統(tǒng)供電商和分布式供電商,制定智能電網(wǎng)發(fā)展框架,以及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)規(guī)范等制度,這將十分有利于分布式供電商順利進(jìn)入供電市場(chǎng),進(jìn)而促使傳統(tǒng)供電商放棄阻止進(jìn)入策略或直接參與分布式供電策略,提高其運(yùn)營(yíng)效率,使其轉(zhuǎn)化為競(jìng)爭(zhēng)性供電商。
篇5
1.1概述。智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化(智能電力),也被稱(chēng)為“電網(wǎng)2.0”,與現(xiàn)有電網(wǎng)相比,智能電網(wǎng)體現(xiàn)出電力流、信息流和業(yè)務(wù)流高度融合的顯著特點(diǎn),它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo),其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶(hù)、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶(hù)需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。1.2特點(diǎn)。1.2.1環(huán)保性。當(dāng)前我國(guó)在大力主張經(jīng)濟(jì)發(fā)展并同時(shí)注重空氣質(zhì)量的政策影響下,在智能電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中注重環(huán)保性是十分重要的。1.2.2電網(wǎng)架構(gòu)牢固。因?yàn)槲覈?guó)幅員遼闊,地形復(fù)雜,所以自然災(zāi)害發(fā)生頻率相對(duì)較高,而這些災(zāi)害會(huì)對(duì)電網(wǎng)體系產(chǎn)生不利的影響。因此,智能電網(wǎng)在構(gòu)建時(shí)應(yīng)該注重架構(gòu)的牢固、穩(wěn)定,保證電力系統(tǒng)不會(huì)受到外界環(huán)境的影響。1.2.3自動(dòng)化。由于電網(wǎng)體系較為復(fù)雜,而且涉及的人員、環(huán)節(jié)眾多。所以如果電網(wǎng)體系具備自動(dòng)修復(fù)或者自動(dòng)診斷功能的話,不僅能夠節(jié)約時(shí)間,還可以提高工作效率,降低運(yùn)行成本。1.2.4經(jīng)濟(jì)收益。智能電網(wǎng)除了需要保障電能的品質(zhì)之外,還需要提升經(jīng)濟(jì)效益,因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要全面考慮,盡量降低建造成本。
2電力市場(chǎng)發(fā)展中智能電網(wǎng)建設(shè)的影響
2.1智能電網(wǎng)建設(shè)增加電力網(wǎng)絡(luò)的可靠性。智能電網(wǎng)運(yùn)用了新的電力技術(shù),彌補(bǔ)了現(xiàn)有電網(wǎng)技術(shù)的漏洞,對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)作運(yùn)行能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)督,從而減少設(shè)備的故障機(jī)率,也就降低了效能損失。因此,智能電網(wǎng)的應(yīng)用對(duì)電力市場(chǎng)的發(fā)展是一種強(qiáng)有力的支撐,對(duì)電力市場(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的作用。同時(shí),智能電網(wǎng)的建設(shè)對(duì)當(dāng)下電力市場(chǎng)的革新也起到了一定的推動(dòng)作用,促進(jìn)了我國(guó)電力事業(yè)的快速發(fā)展。2.2智能電網(wǎng)建設(shè)提高電力市場(chǎng)改革效益。通過(guò)智能電網(wǎng)信息的實(shí)時(shí)傳遞,能及時(shí)地反饋給電力市場(chǎng)中的各方,對(duì)維護(hù)市場(chǎng)各方的利益有著積極的作用。智能電網(wǎng)系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)內(nèi)用電量的“峰、平、谷”各個(gè)時(shí)期,電量控制更加便捷,從而合理安排各時(shí)段的用電量。智能電網(wǎng)利用新型可再生資源進(jìn)行發(fā)電,在電能傳輸方面又能降低能耗,因此,在環(huán)保節(jié)能方面智能電網(wǎng)更勝一籌。2.3智能電網(wǎng)建設(shè)增進(jìn)電力市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。智能電網(wǎng)的建設(shè)改變了傳統(tǒng)電力行業(yè)的模式,同時(shí)也集合了不同的行業(yè)。智能電網(wǎng)的建設(shè)是需要各方的積極參與的,智能電網(wǎng)集合了“計(jì)算機(jī)技術(shù)”“信息技術(shù)”“新型設(shè)備”等,不論技術(shù)方面,還是電網(wǎng)所用的設(shè)施設(shè)備,都需要其他行業(yè)的支持,使電力市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈逐漸向其他方向延伸和拓展。智能電網(wǎng)的建設(shè),使電網(wǎng)內(nèi)的電能從輸送到入戶(hù),形成了高效快捷的產(chǎn)業(yè)鏈。鏈條上整合了“互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)”“新能源產(chǎn)業(yè)”“家電業(yè)”“交通運(yùn)輸業(yè)”等行業(yè),使電力市場(chǎng)在縱深上進(jìn)行發(fā)展,促進(jìn)了智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程,促進(jìn)電力市場(chǎng)逐步走向市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化。
3基于電力市場(chǎng)發(fā)展背景的智能電網(wǎng)建設(shè)
3.1加強(qiáng)信息化建設(shè)。基于智能電網(wǎng)建設(shè)對(duì)電力市場(chǎng)發(fā)展的影響,各地區(qū)需要不斷地加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)。電力企業(yè)將電網(wǎng)信息化建設(shè),作為新時(shí)期的重點(diǎn),加大通信支撐網(wǎng)與信息平臺(tái)的投資建設(shè)力度,將信息化技術(shù),運(yùn)用到企業(yè)業(yè)務(wù)與流程中,為企業(yè)精細(xì)化管理,提供技術(shù)保障,實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)用。除此之外,不斷地完善業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),將云管理與云服務(wù)應(yīng)用到企業(yè)業(yè)務(wù)管理中,以推動(dòng)智能電網(wǎng)發(fā)展,為電力市場(chǎng)的發(fā)展,提供助力作用。電力公司不斷強(qiáng)化電網(wǎng)規(guī)劃頂層設(shè)計(jì),加大電網(wǎng)投入力度,精簡(jiǎn)用電報(bào)裝程序,實(shí)行“一證受理”,僅今年以來(lái),業(yè)擴(kuò)辦理環(huán)節(jié)就成功“瘦身”50%,制造業(yè)客戶(hù)平均接電報(bào)裝時(shí)間縮短8.5d。3.2加強(qiáng)自動(dòng)化建設(shè)。智能電網(wǎng)建設(shè)工作中,自動(dòng)化建設(shè)是重點(diǎn)內(nèi)容,以輸電、變配電、電力調(diào)度為主要方向,建設(shè)輸電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與防災(zāi)減災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)等,加強(qiáng)直升機(jī)與無(wú)人機(jī)等的推廣,以提高輸電線路運(yùn)行的安全性與可靠性,確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。除此之外,還不斷地加強(qiáng)智能變電站建設(shè),對(duì)老舊智能設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。逐步的提高區(qū)域配電自動(dòng)化程度,以實(shí)現(xiàn)供電區(qū)域范圍內(nèi)配電自動(dòng)化目標(biāo)。3.3加強(qiáng)互動(dòng)化建設(shè)。智能電網(wǎng)規(guī)劃發(fā)展,將不斷地朝向新型能源方向,而智能電網(wǎng)建設(shè)也將以常規(guī)電源并網(wǎng)以及大規(guī)模新能源接入等,作為主要內(nèi)容。智能電網(wǎng)建設(shè),將持續(xù)推廣新能源接入技術(shù),包括光電或者光伏功率預(yù)測(cè)技術(shù),力求不斷地提升新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度,加快資源監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以及調(diào)度技術(shù)的推廣。除此之外,還需要加強(qiáng)基礎(chǔ)材料核心技術(shù)的研發(fā),積極推廣與應(yīng)用國(guó)產(chǎn)材料,比如安全控制芯片與電子器件等,以全面帶動(dòng)電力市場(chǎng)的發(fā)展,擴(kuò)大電力市場(chǎng)范圍。
4結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,電力市場(chǎng)始于傳統(tǒng)的電力行業(yè),智能電網(wǎng)的產(chǎn)生為電力市場(chǎng)注入了新鮮血液,隨著智能電網(wǎng)的普及應(yīng)用,電力市場(chǎng)也逐步走向市場(chǎng)化,電力市場(chǎng)的改革隨之穩(wěn)步向前。
作者:韓笑 姚宇 秦若珊 單位:國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司朝陽(yáng)供電公司
參考文獻(xiàn)
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[2]徐軍.淺析智能電網(wǎng)建設(shè)對(duì)電力市場(chǎng)發(fā)展的影響[J].科技資訊,2014,1232:77.
篇6
關(guān)鍵詞:無(wú)線通訊公司電話網(wǎng)計(jì)算機(jī)抄表
傳統(tǒng)的供水計(jì)量操作通常是由各管理部門(mén)派人到裝表地點(diǎn)抄表,由于用戶(hù)面廣、量大,極易造成差錯(cuò),人工抄表不但效率低,且不利于科學(xué)管理,給城市管網(wǎng)的建模、分析、規(guī)劃等都帶來(lái)很大的困難。電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表技術(shù)提供了大環(huán)境,管理體制的現(xiàn)代化也呼喚著自動(dòng)抄表時(shí)代的到來(lái)。目前我國(guó)普遍采用將水表安裝在用戶(hù)室內(nèi),每月入戶(hù)抄表收費(fèi)的方法。這給用戶(hù)帶來(lái)很多麻煩,給抄表人員帶來(lái)煩惱,造成很多不必要的糾紛。為了有效解決入戶(hù)抄表收費(fèi)存在的諸多弊端、提高效率、避免入戶(hù)抄表引發(fā)的治安問(wèn)題(如冒充收費(fèi)入室搶劫)和杜絕拖欠費(fèi)用,水表戶(hù)外計(jì)量呼聲越來(lái)越高。尤其對(duì)高層、毫華居住小區(qū),水表戶(hù)外計(jì)量是非常必要的,傳統(tǒng)的抄表方式已不能適應(yīng)今后住宅的發(fā)展要求。
隨著電子技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,水表戶(hù)外計(jì)量已經(jīng)開(kāi)發(fā)出不少產(chǎn)品。主要有:IC卡、電力載波、遠(yuǎn)傳抄表三種戶(hù)外計(jì)量方式。建設(shè)部《2000年小康型城鄉(xiāng)住宅科技產(chǎn)業(yè)工程城市示范小區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則(修改稿)》中已經(jīng)明確提出:“推廣應(yīng)用戶(hù)外計(jì)量(含水、電、曖、燃?xì)獗恚┘夹g(shù)”。在《中國(guó)住宅產(chǎn)品發(fā)展綱要》中也明確提出:“實(shí)現(xiàn)方便查表,不干擾住戶(hù),使大量人工查表工作逐步過(guò)渡到數(shù)字化傳送,開(kāi)發(fā)智能化的水、電、氣、熱計(jì)量裝置及接口箱框”。目前水表戶(hù)外計(jì)量的智能抄表系統(tǒng)已達(dá)到使用要求。因此,結(jié)合傳感技術(shù)、射頻技術(shù),利用現(xiàn)有廣泛使用的電話網(wǎng),設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了結(jié)構(gòu)獨(dú)特、性能穩(wěn)定、完全可靠的自來(lái)水智能抄表系統(tǒng)。
1設(shè)計(jì)要求
為保證自來(lái)水智能抄表系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性,提高能源管理的科學(xué)性、規(guī)范化,對(duì)智能抄表系統(tǒng)提出以下要求:
(1)水表為密封結(jié)構(gòu),是一種既能直觀顯示相關(guān)能耗計(jì)量數(shù)據(jù),又能產(chǎn)生能耗計(jì)量脈沖信號(hào)的新型計(jì)量表具。
(2)系統(tǒng)具有防斷電功能。停電時(shí),發(fā)射端和接收端裝有備用電池,防止數(shù)據(jù)丟失。
(3)系統(tǒng)采用高精度不掉電實(shí)時(shí)時(shí)鐘,為數(shù)據(jù)分時(shí)處理提供可靠的時(shí)間基準(zhǔn);可實(shí)現(xiàn)分時(shí)段計(jì)費(fèi)功能;通過(guò)通訊設(shè)備故障報(bào)警、記錄故障發(fā)生時(shí)間的功能。
(4)數(shù)據(jù)庫(kù)安全。數(shù)據(jù)庫(kù)為只讀方式,只有授權(quán)的管理員可以寫(xiě)入數(shù)據(jù),管理中心電腦設(shè)有密碼,嚴(yán)防無(wú)關(guān)人員操作,密碼可由操作員在主機(jī)上修改。可提供計(jì)費(fèi)查詢(xún)、報(bào)表生成、打印、報(bào)警等功能。
2總體結(jié)構(gòu)
智能抄表系統(tǒng)現(xiàn)有兩種形式:
(1)用戶(hù)室內(nèi)裝有電話,抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。數(shù)據(jù)采集通過(guò)無(wú)線通訊將數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)處理器,數(shù)據(jù)處理器通過(guò)電話線向管理計(jì)算機(jī)上報(bào)數(shù)據(jù)。
(2)用戶(hù)室內(nèi)沒(méi)有電話,抄表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。數(shù)據(jù)采集器通過(guò)無(wú)線通訊傳送給數(shù)據(jù)處理器,數(shù)據(jù)處理器安裝在室外的走廊內(nèi),并附帶顯示模塊顯示用戶(hù)當(dāng)用水量。安裝在走廊內(nèi)的數(shù)據(jù)處理器通過(guò)公用電話線向管理計(jì)算機(jī)上報(bào)數(shù)據(jù)。如果住戶(hù)的房間被鐵門(mén)等屏蔽而無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊,可以鋪鋪設(shè)專(zhuān)用通訊線,將數(shù)據(jù)上傳。
3系統(tǒng)組成
(1)水表。本系統(tǒng)所采用的計(jì)量水表是一種既能直觀顯示相關(guān)能耗計(jì)量數(shù)據(jù),又能產(chǎn)生能耗計(jì)量脈沖信號(hào)的新型計(jì)量表具。它實(shí)際上是一種加裝了永義磁鐵和霍爾元件組成磁電傳感器的水表,霍爾元件固定安裝在計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)附近,永磁鐵安裝在計(jì)數(shù)盤(pán)(例如0.1m3或0.01m3)位上,當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈,永磁鐵經(jīng)過(guò)霍爾元件一次,即在信號(hào)端產(chǎn)生一個(gè)計(jì)量脈沖,對(duì)應(yīng)0.1m3或.0.01m3,經(jīng)無(wú)線發(fā)射器發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器。另外,在水表上還裝有防盜霍爾元件,當(dāng)用戶(hù)盜用水時(shí),霍爾元件發(fā)出報(bào)警信號(hào)給數(shù)據(jù)處理器,數(shù)據(jù)處理器再通過(guò)電話線報(bào)告給管理計(jì)算機(jī),以便做出處理。
(2)數(shù)據(jù)處理器。數(shù)據(jù)處理器是一個(gè)多功能模塊,實(shí)現(xiàn)水表數(shù)據(jù)的自動(dòng)抄收,將數(shù)據(jù)長(zhǎng)期、可靠地存儲(chǔ),并在需要時(shí)將其傳給管理計(jì)算機(jī)。具體來(lái)說(shuō),它用于接收水表數(shù)據(jù)及各種報(bào)警信號(hào),累計(jì)住戶(hù)用水量,通過(guò)電話線定期向管理計(jì)算機(jī)發(fā)送住戶(hù)的有關(guān)數(shù)據(jù)。一臺(tái)數(shù)據(jù)處理器對(duì)應(yīng)一塊水表,一般安裝在電話機(jī)附近。數(shù)據(jù)處理器內(nèi)部有可充電電流作為后備電源,在外部電源停電的情況下,則由充電電流單獨(dú)向數(shù)據(jù)處理器供電,保證數(shù)據(jù)處理器正常工作。
(3)管理計(jì)算機(jī)。管理計(jì)算機(jī)是本系統(tǒng)的管理核心,可通過(guò)電話線下接許多數(shù)據(jù)處理器,數(shù)據(jù)處理器的個(gè)數(shù)基本不受限制。管理計(jì)算機(jī)能隨時(shí)抄收每個(gè)用戶(hù)水表的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中供查詢(xún),能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理,對(duì)所抄數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
4系統(tǒng)硬件電氣原理分述
4.1水表發(fā)射器電氣部分原理
水表發(fā)射器的功能是將水表計(jì)量的用水量,以無(wú)線通訊的方式傳送給數(shù)據(jù)處理器。框圖如圖3所示。安裝在水表內(nèi)的霍爾傳感器用來(lái)檢測(cè)用水量,水表中每流過(guò)0.1t水,霍爾傳感器就發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào),經(jīng)串穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生一個(gè)紅1s寬的脈沖,再經(jīng)施密特反相器4069整形后送入編碼器PT2262進(jìn)行編碼,PT2262全碼編址為411個(gè),經(jīng)編碼后的數(shù)據(jù)送入無(wú)線發(fā)射模塊進(jìn)行發(fā)射,無(wú)線電發(fā)射頻率為400MHz,有效距離為50m;同時(shí)發(fā)射器還具備一些附加功能。
(1)防盜功能。由于干式水表靠電磁傳動(dòng)的特點(diǎn),它易受外磁場(chǎng)的影響。如果用戶(hù)在水表附近放有強(qiáng)磁鐵,它會(huì)使水表傳動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速降低,使水表的測(cè)量精度降低。而發(fā)射器上另裝有一個(gè)專(zhuān)用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度的霍爾傳感器,當(dāng)發(fā)現(xiàn)水表附近有強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),霍爾傳感器發(fā)出報(bào)警脈沖,經(jīng)發(fā)射器無(wú)線傳送給數(shù)據(jù)處理器。
(2)備用電池。為保證發(fā)射器在停電時(shí)能正常工作,在交流220V供電的同時(shí),還備有一個(gè)4.8V的鎳氫電池、由LM358、555組成的電池電壓監(jiān)測(cè)和充電電路,使電池能正常充電。后備電池可維持發(fā)射器連續(xù)工作48h。
4.2數(shù)據(jù)處理器電氣部分原理
數(shù)據(jù)處理器是本系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。由無(wú)線接收和解碼部分、時(shí)鐘日歷、8051及、電話收發(fā)電路、電源等部分組成。框圖如圖4所示。無(wú)線接收模塊與發(fā)射模塊工作在相同頻率400MHz上;解碼由PT2272完成,工作頻率與PT2262相同,地址編碼與PT2262一致。時(shí)鐘日歷芯片DALLAS12887為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的百年時(shí)鐘日歷,包括年、月、日、時(shí)、分、秒、星期和定時(shí)報(bào)警信號(hào)。
電話收發(fā)電路由撥號(hào)電路和音頻解碼電路組成。4-16譯碼妻MC4514模擬開(kāi)關(guān)4066組成3*4虛擬鍵盤(pán)陣列,由8051控制過(guò)按鍵的開(kāi)與合,完成將要拔出電話號(hào)碼和上傳數(shù)據(jù)的編碼,并將電話號(hào)碼和數(shù)據(jù)送入撥號(hào)電路。撥號(hào)專(zhuān)用芯片為W91312,晶振頻率為3.58MH,接收到管理計(jì)算機(jī)機(jī)端的電話號(hào)碼后立即撥出。當(dāng)兩端的握手信號(hào)完成,確認(rèn)線路接通后,由8051控制將上傳的數(shù)據(jù)以音頻方式輸出給管理計(jì)算機(jī);音頻解碼電路的功能是將音頻信號(hào)解碼,以BCD碼的形式輸出。當(dāng)數(shù)據(jù)處理器撥通管理計(jì)算機(jī)后,管理計(jì)算機(jī)端回復(fù)一個(gè)接通握手信號(hào),該信號(hào)是音頻信號(hào),經(jīng)交流放大電路放大后,送入音頻解碼芯片MC145436解碼,最后以BCD碼的形式送入8051。
系統(tǒng)供電采用220V交流和鋰后備電池供電的雙重方案,當(dāng)住宅停電或人為斷電時(shí),系統(tǒng)仍可維持正常工作48h。
4.3管理計(jì)算機(jī)通訊接口板電氣部分原理
管理計(jì)算機(jī)通訊接口板由撥號(hào)電路、音頻解碼電路、電話振鈴檢測(cè)電路、光電隔離電路和電源電路組成,如圖5所示。撥號(hào)電路和音頻解碼電路與數(shù)數(shù)處理器板上的相同。
5系統(tǒng)軟件
本系統(tǒng)軟件由數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和收費(fèi)系統(tǒng)三部分組成。
(1)數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。由于需要從并口讀取用戶(hù)的用水量,所以在用戶(hù)的用水量上來(lái)之后,先由數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)將用戶(hù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文本文件。此系統(tǒng)在操作系統(tǒng)啟動(dòng)后自動(dòng)啟動(dòng),且一直處于工作狀態(tài)。
(2)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。考慮到數(shù)據(jù)接收之后形成的是文本文件,不能直接進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù),所以設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。此系統(tǒng)在操作系統(tǒng)啟動(dòng)后自動(dòng)啟動(dòng),且一直處于工作狀態(tài)。
(3)收費(fèi)系統(tǒng)。在合法用戶(hù)登錄到本系統(tǒng)后,進(jìn)行日常的業(yè)務(wù)處理。根據(jù)用戶(hù)的計(jì)算機(jī)配置情況,該系統(tǒng)可以在單機(jī)環(huán)境下運(yùn)行,也可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行。
單機(jī)運(yùn)行環(huán)境對(duì)計(jì)算機(jī)軟、硬件的要求:操作系統(tǒng)為WIN95/WIN98;數(shù)據(jù)庫(kù)為Oracle734。
網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境對(duì)計(jì)算機(jī)軟、硬件的要求:操作系統(tǒng)的客戶(hù)端為WIN95/WIN98、服務(wù)器端為WIN2000/WINNT;
數(shù)據(jù)庫(kù)的客戶(hù)端為Oracle734;服務(wù)器端為Oracle8i;
硬盤(pán):5G;
篇7
【關(guān)鍵詞】交直流微電;儲(chǔ)能裝置
1、引言
配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)為閉環(huán),但運(yùn)行為開(kāi)環(huán)。微電網(wǎng)中不穩(wěn)定微電源隨著自然界條件的變化而變化,這些微電源的加入會(huì)改變配電網(wǎng)的電壓與潮流。有時(shí)甚至可能形成病態(tài)潮流而不迭代不收斂,以至于使某些繼電保護(hù)設(shè)備無(wú)法正常的動(dòng)作。
若交流微電網(wǎng)的每個(gè)微電源進(jìn)入微電網(wǎng)的相序必須保持一致,否則會(huì)造成功率之間的抵消,但每個(gè)發(fā)出交流電的微電源并入微電網(wǎng)離的相對(duì)較遠(yuǎn),遠(yuǎn)方控制操作路徑較長(zhǎng),所以遠(yuǎn)方控制線路越多,ECS和DCS畫(huà)面越多,經(jīng)濟(jì)效益越差,就地控制需要時(shí)效性,這是在微電網(wǎng)里互相矛盾的一個(gè)問(wèn)題。
直流微電網(wǎng)由于有存儲(chǔ)設(shè)備,可以?xún)?chǔ)存功率。若其中一個(gè)微電源故障時(shí)若直流電路只牽涉功率大小問(wèn)題,不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成太大的影響。
2、微電網(wǎng)換流器的設(shè)計(jì)
一般情況下?lián)Q流器有三部分組成:一種是DC/DC變換器,一種是DC/AC逆變器,另一種是AC/DC整流器。由于在直流微電網(wǎng)中,如微電網(wǎng)發(fā)電示意途中所示,DC/DC變換器的價(jià)值不大,而DC/AC逆變器和AC/DC整流器是重要的組成部分。
由于現(xiàn)階段已進(jìn)入了PWM的整流器階段。PWM整流器比原來(lái)相控整流器有很多優(yōu)點(diǎn),其中之一就是可以雙向整流。可處于DC/AC逆變狀態(tài)和AC/DC整流狀態(tài)。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率一般為1,只要風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓頻率在電網(wǎng)的許可范圍之內(nèi),風(fēng)力發(fā)電機(jī)不承擔(dān)無(wú)功的調(diào)節(jié),只發(fā)有功。異步雙饋風(fēng)機(jī)也只承擔(dān)電網(wǎng)能夠承受的無(wú)功。PWM整流器可以調(diào)節(jié)功率因數(shù),因此用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的逆變調(diào)節(jié)中有特殊的優(yōu)勢(shì)。
微電網(wǎng)換流器逆變器設(shè)計(jì)和整流器設(shè)計(jì)因直流電容的作用不同而方向不同。換流器中直流電容的主要作用是穩(wěn)壓。且在負(fù)載側(cè)需要提供無(wú)功補(bǔ)償?shù)臅r(shí),及時(shí)對(duì)電源發(fā)出的無(wú)功不夠的情況,提供一定的無(wú)功補(bǔ)償。使得換流后的電壓穩(wěn)定,所以一般放在負(fù)載側(cè)。而橋式換流電路的主回路一般為電壓型橋式驅(qū)動(dòng)電路,一般位于電源側(cè)。
逆變電源和整流電源的設(shè)計(jì)如下圖所示:
微電網(wǎng)的分布式電源一般接到饋線上,每一條饋線是一根單相電路,所以微電網(wǎng)電源逆變器和微電網(wǎng)整流器是都是單相。
在微電網(wǎng)微電網(wǎng)逆變器中三極管V1、V2不是同時(shí)導(dǎo)通,V3、V4也不是同時(shí)導(dǎo)通。電壓波形為正時(shí),V1保持導(dǎo)通,V2保持關(guān)斷。電壓的正負(fù)情況跟V1相關(guān),V1導(dǎo)通時(shí),電壓波形為正,V2導(dǎo)通時(shí),電壓波形為負(fù)。當(dāng)V1導(dǎo)通時(shí),V3、V4不受V1的限制,可以交替導(dǎo)通。若負(fù)載為感性負(fù)載時(shí),負(fù)載電流比電壓滯后。V1導(dǎo)通電壓為正,而電流先正后負(fù)。負(fù)載電流大于零且V4導(dǎo)通時(shí),逆變器輸出電壓等于電容電壓。當(dāng)V3導(dǎo)通時(shí),VD3給負(fù)載續(xù)流,電壓輸出波形為零。當(dāng)V1和V4導(dǎo)通,負(fù)載電流小于零,負(fù)載電壓依然等于電容電壓。在V4導(dǎo)通期間,V3導(dǎo)通,V4截至,同V4導(dǎo)通,V3截至?xí)r也可以得到電容電壓和兩種狀態(tài),但V3導(dǎo)通時(shí)時(shí)間順序上跟V4導(dǎo)通正好相反。而V2導(dǎo)通,V1關(guān)斷時(shí),電壓波形為負(fù),則跟V1導(dǎo)通,V2關(guān)斷情況,不僅是電壓是V1導(dǎo)通時(shí)候的負(fù)值,且時(shí)間順序上也正好相反。極少說(shuō)電壓為容性負(fù)載,若用等效法計(jì)算,則整個(gè)微電網(wǎng)都應(yīng)呈現(xiàn)感性。
3、微電網(wǎng)直流潮流中儲(chǔ)能原件的設(shè)計(jì)
電池的種類(lèi)有:燃料電池、蓄電池、普通電容器和超級(jí)電容器。微電網(wǎng)直流潮流中儲(chǔ)能原件可以選擇:蓄電池、普通電容器和超級(jí)電容器。
普通電容器的所能承載的電荷不如超級(jí)電容器的電量充足,不適合作為有功能源的儲(chǔ)能原件使用。一般被用作線路的無(wú)功補(bǔ)償,或者小型的用電器的能量供應(yīng)。
蓄電池中是用化學(xué)反應(yīng)原理使正負(fù)電荷分在電池的兩端。一般蓄電池中的離子選擇比較容易發(fā)生可逆反應(yīng)的離子。在蓄電池中一般使用的離子有:鋰離子和鎳氫離子。
蓄電池的化學(xué)離子一般都有一定的壽命,在化學(xué)反應(yīng)中會(huì)不斷的消耗活化離子的個(gè)數(shù),當(dāng)活化離子的個(gè)數(shù)下降到一定程度時(shí),電池組就報(bào)廢。且現(xiàn)在所使用的鋰離子需要一次性用完,鋰離子有記憶性,所以用鋰離子充當(dāng)?shù)慕怆x離子的蓄電池非常不適合用在直流微點(diǎn)網(wǎng)中。鎳氫離子雖然沒(méi)有記憶性,但活化分子也會(huì)隨著使用的次數(shù)而不斷的減少。
但蓄電池有比超級(jí)電容器不具有的優(yōu)點(diǎn),超級(jí)電容器的電荷完全靠?jī)?chǔ)存在電極板上。電荷量雖然比普通電容器的電荷量要容納的多,但是沒(méi)有蓄電池這種非靜電的電化學(xué)反應(yīng)。一般都是靜電化學(xué)反應(yīng),所以能量比蓄電池還是有一定的差距。
超級(jí)電容器中也有離子的存在,也就是有電介質(zhì)存在,這種電解質(zhì)不受溫度影響,但是受離子遷移速度和其離子被氧化的電壓幅值的限制,超級(jí)電容器的電壓不能超過(guò)電解液的離子被氧化的電壓幅值。
超級(jí)電容電極板跟普通電容器有很大的差別,普通電容器的電容極板是由金屬層組成,電荷直接在極板上。超級(jí)電容器的電極板是像燃料電池一樣的碳極板,電荷在碳極板上的多微孔里。
由基礎(chǔ)電容器的容量公式:,可以看出,當(dāng)超級(jí)電容器中離子的介電常數(shù)一定的情況下,電介質(zhì)之間的距離和電極板的的面積是決定超級(jí)電容器容量大小的關(guān)鍵因素。所以超級(jí)電容器的電極板通常情況下都會(huì)非常大。
超級(jí)電容器的離子遷移的速度決定了超級(jí)電容器的電阻率,當(dāng)離子的遷移速度比較大時(shí),電阻率就會(huì)越小。
由于每個(gè)超級(jí)電容器的電壓受離子的氧化電壓影響,每個(gè)電容的電壓不是很大,需要串聯(lián)起來(lái)使用。
基于以上的分析,超級(jí)電容器的電路等效圖如前所示:
R1、R3是超級(jí)電容器由于離子遷徙速度形成的電容器本身的等效電阻,跟溫度有一定的關(guān)系。R2是串聯(lián)的電阻防止超級(jí)電容器短路的電阻。C1、C2是等效電容的大小。
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