時間:2023-06-08 11:18:01
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電力系統概論,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:電力系統;繼電保護;作用;維護管理
中圖分類號:F406文獻標識碼: A
1.引言
隨著我國社會經濟的迅猛發展,對于電力的需求日益增大,很多地區都存在著電力供應緊張的情況,甚至有些地區還不得不采取停電、限電、分區供電等措施來對電力緊張的情況進行緩解。在這種情況下,加強電力系統維護管理就顯得尤為重要,而繼電保護則是一種較好的保護措施。
2.電力系統繼電保護作用
(1)電力系統繼電保護能夠對電力系統的正常、安全運轉提供保護。當電力系統出現運行異常或者故障的情況,繼電保護可以在最小區域內和最短時間內向電力監控警報系統發出信息,并且對出現故障的設備自動將其切除。這樣一來,能夠避免出現停電面積廣、停電時間長的電力事故,還可以降低相鄰地區連帶停電的幾率,避免出現大面積電力設備破壞,是一種有效且實用的是電力系統維護手段。
(2)在電力系統出現異常情況或者發生短路的情況下,電力系統繼電保護能夠形成繼電保護動作,以此來及時調整功率、電壓、電流等電氣量變化。電力系統繼電保護能夠保障整個社會經濟生產、生活秩序的正常化做出了貢獻,保證了廣大人民群眾的生命財產的安全、社會的穩定。
3.電力系統繼電保護裝置維護管理措施
3.1要全面了解繼電保護裝置的初始狀態
繼電保護裝置初始狀態的好壞對于其日后的有效運行會有較大的影響,所以,應該注意收集整理檢測設備數據資料、設備運行資料、技術資料、設備圖紙等。在日常檢修繼電保護裝置時,必須充分關注繼電保護裝置生命周期的各個環節。第一,要加強設備全過程管理,避免投入缺陷設備,確保繼電保護裝置有效、安全、正常地使用。第二,繼電保護裝置在投入使用之前,應該對設備部件的運行記錄數據、交接試驗數據、出廠試驗數據、出廠試驗數據、特殊試驗數據、型式試驗數據等信息進行記錄。第三,為了找出設備中潛在的問題,應該在合適的時機停機檢修。
3.2繼電保護現場定期檢驗
①對運行中或準備投入運行的保護裝置,應按部頒《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗條例》和有關檢驗規程進行定期檢驗和各種檢驗工作。在檢驗中不得漏項,不得私自減少檢驗項目。②繼電保護班需根據季節特點、負荷情況并結合一次設備的檢修,合理地安排年、季、月的保護裝置檢驗計劃。③定期檢驗項目應盡可能在一次設備停電檢修期間內進行。檢驗工作應掌握進度,及時完成,以減少對系統和機組安全運行的影響,并應保證檢驗質量。④檢驗工作中,須嚴格執行部頒《電業安全工作規程》及有關安全規程中的規定,并按符合設備實際安裝情況的正確圖紙進行現場檢驗工作;復雜的檢驗工作事先應制訂實施方案。⑤繼電保護班配置的專用試驗儀器、試驗電源及檢驗用儀表的精確等級以及技術特性應符合規程要求,所有測試儀表均需定期校驗,以確保檢驗質量。⑥繼電保護檢驗時,應認真作好記錄。檢驗結束時,應及時向運行人員交待,在運行保存的繼電保護交代記錄簿上作好記錄。結束后7日內檢驗報告整理完畢(機組大小修后15日內)。
3.3防止繼電保護“三誤”
①對保護裝置的整定試驗,應按有關繼電保護機構提供的最新通知單進行,并核對定值通知單所給的定值是否齊全、所使用的電流互感器、電壓互感器變比值是否與現場實際情況相符合。②試驗工作應注意選用合適的儀表,整定試驗用的儀表的精確等級應為0.5級。并接于電壓回路上的,應用高內阻儀表;串接于電流回路上的,應用低內阻儀表。③時間測試裝置所測定的動作時間應按向被測試裝置通入模擬的故障電壓、電流量啟動時間,出口接點動作終止時間的接線進行測試。④所有的交流繼電器的最后定值試驗必須在保護屏的端子排上進行通電進行。開始試驗時應先做原定值試驗,如果發現與上次試驗結果相差較大或預期結果不符等任何細小的疑問時,應慎重對待,查找原因。⑤所有繼電保護定值試驗,都必須符合現場正式運行條件(如蓋上蓋子、關好門等)為準。對一些重要的設備,特別是復雜保護或有聯跳回路的保護裝置,如母差保護、斷路器失靈保護等現場校驗工作,應編制試驗方案和經技術負責人審批的繼電保護安全措施票。⑥在清掃運行中的設備和二次回路時,應認真仔細并使用絕緣工具(毛刷、吹風設備等),特別注意防止振動,防止誤碰。
3.4全面統計分析繼電保護裝置運行狀態數據
首先對繼電保護裝置可能出現故障的規律和特點進行了解,然后分析其日常運行數據,同時對故障出現的時間和部件進行預先判斷。在還沒有出現設備故障時,就通過預先判斷將其進行及時的排查。所以,狀態檢修數據管理對于電力系統繼電保護裝置維護管理極為重要。應該結合設備診斷數據、設備狀態監測、設備運行記錄結合起來進行狀態檢修。通過把握繼電保護裝置運行規律和運行數據,以此提高繼電保護裝置的使用周期和安全系數,制定相應的設備檢修方案,確保電力系統不出故障。
3.5加強微機保護裝置的維護管理
第一,嚴格按規定執行微機保護裝置的接地制度。電子電路是微機保護裝置的內部零件,強磁場、強電場很容易對其進行干擾。微機保護裝置外殼的接地屏蔽能夠提高敏感回路抗干擾能力、阻塞耦合通道、抑制干擾源、對微機保護裝置的運行環境能夠進行有效的改善。同時,微機保護裝置還可以采用容錯技術設計,能夠保證微機保護裝置實現可靠、不間斷運行,即便偶爾出現局部錯誤,也不會導致微機保護裝置出現拒動或者誤動。
第二,微機保護裝置要采取電磁干擾防護措施。在改造變電站的過程中,可以用微機型保護來代替電磁型保護,必須采用一系列的防電磁干擾措施,主要包括:安裝帶有屏蔽層的電纜;一定要按照微機保護裝置的安裝條件來嚴格執行;提高微機保護裝置元、器件的質量;采用隔離技術和屏蔽技術等增強抗干擾能力;對微機保護裝置的制造工藝進行優化設計。
3.6定期查評和檢修電力系統繼電保護裝置
①對斷路器進行認真檢查,重點查看其操作機構能夠正常動作;②檢查各盤柜上接線端子螺釘、繼電器及表計有無松動;③重點檢查控制室的紅綠指示燈泡和光字牌是否處于完好的狀態;④檢查電力系統繼電保護裝置二次設備各元件的名稱、標志是否齊全;⑤認真查看固定卡子有無脫落、配線是否整齊;⑥詳細檢查電流互感器、電壓互感器的二次引線端子是否處于完好的狀態;⑦檢查接點接觸有無燒傷和足夠壓力,各種動作、按鈕、轉換開關是否動作靈活、無卡澀。
根據每年定期查評電力系統繼電保護裝置的情況,可以分為三類:三類設備是指"三漏"情況嚴重、出力降低、危及安全運行、有重大缺陷的設備;二類設備是指、電力系統繼電保護裝置個別零件雖存在著一些小缺陷、設備基本完好,但是不對設備、人身安全造成危害,還能夠處于安全運行;一類設備是指經過相關的運行檢驗,可以實現經濟、安全運行,技術狀況缺陷無良好的設備。如發現繼電保護有缺陷必須及時處理,嚴禁其存在隱患運行。對有缺陷經處理好的繼電保護裝置建立設備缺陷臺帳,有利于今后對其檢修工作。定期對保護裝置端子排進行紅外測溫,盡早發現接觸不良導致的發熱。每月對微機保護的打印機進行檢查并打印。每月定期檢查保護裝置時間是否正確,方便故障發生后的故障分析。定期核對保護定值運行區和打印出定值單進行核對。
4.結語
只有定期維護和檢查電力系統繼電保護裝置的運行狀況,做到“發現問題、解決問題”,才能夠提高供電可靠性和繼電保護的安全運行,避免在繼電保護的過程中出現不正確動作,確保電力系統達到無故障設備正常運行。
參考文獻
【關鍵詞】110kV 變電站設計 可靠性研究
近年來我國經濟發展迅猛,社會各界對于電能的需求與日俱增,由于電力系統獨特的危險性,開展其穩定性研究勢在必行,但目前來看我國關于此方面的研究雖有所進展,但仍然有非常大的研究空間,為了更好的為人們群眾提供電能,也為了人們群眾的用電安全、以及我國電力建設的發展,相關部門均應加強其研究。
1 110kV電站智能化設計
1.1 一次設備的智能化
隨著科技的不斷發展,越來越多的高科技被引入到各個領域之中,在110kV變電站設計中使用電子傳感器是近年來廣泛應用的方式,其不但便于日常維護,同時也使控制度得到了很大提升,尤其對于閉環控制而言加強了其動態控制特性,另外智能化的設備能夠代替傳統的開關、繼電器等元件,不僅方便操作而且也大大提高了電力系統的運行可靠性。110kV變電站系統中,主變壓器起著非常重要的作用,能夠實現監控、檢測、控制等功能,因此其智能化工作也顯得尤為重要。
1.2 二次設備的網絡化
網絡時代的來臨使得各個領域均得到了更為廣闊的發展空間,并能夠根據自身特點結合網絡屬性,完成各自的技術改革和創新,對于電力系統來說,其網絡化主要體現在控制方式上,將傳統的總控制方式進行分解,形成多個系統的分布式控制,如此一來既能夠實現數據共享的目的,又能夠提高電力系統運行的可靠性,以免出現發生故障時所有部分均受到影響。
2 110kV變電站設計的可靠性研究
2.1 可靠性概念
所謂變電站可靠性其原本只是抽象的概念,但經過人們對于變電站工作過程中的相關指標進行計算,如此即將可靠性轉變為肉眼能夠識別的狀態。變電站可靠性的確認主要是通過計算一定時間內,相關元件或設備是否可以完成既定條件下的的功能概率,若功能達標即為可靠,反之則為不可靠,此種方式可以明確判定變電站的工作狀態是否安全,因此可靠性對于變電站來說至關重要。
2.2 可靠性指標
電力系統是一項十分繁瑣的系統,其內部具備眾多設備和元器件,無論是電力系統的開發工作,還是電力系統的運行或維護工作,都與可靠性有著不可分割的關系,只有保證電力系統的可靠性,才能保證開發、運行以及維護工作的進行。元件是電力系統的基本組成部分,也是完成各項功能的核心部件,根據不同的方式可以講電力系統的可靠性分為很多種,如以可靠性角度出發可以將元件分為兩種,可修復以及不可修復元件;從工作狀態方面出發可以分為正常狀態、功能故障以及功能無效三種,其進行判斷的主要依據是電力系統運行過程中的規定功能完成情況,而功能障礙與功能無效之間的區別依據主要是元件是否具有修復性,可修復的是功能故障,不可修復的即是功能失效。為了電力系統運行的穩定性,我國電力系統使用的元件大多數為可修復元件,因此變電站系統同樣具有修復性,屬于可修復系統,對其可靠性的研究,可以從以下指標展開:
2.2.1 可靠度元件、可靠度R(t)
對此指標的判斷主要是進行故障概論的計算,其計算范圍往往從電力系統開始運行的一刻開始,直至出現第一次故障,但前提是必須保證電力系統使用的是可修復元件,并且電力吸引在規定時間內一直處于正常運行狀態。
2.2.2 可用率A(t)
此指標關注的重點在于時間,即以電力吸引正常工作為前提,將t時刻電力吸引的工作狀態作為標準,計算工作效率,通常用百分比形式來表示。
2.2.3 修復率
修復率是元件修復能力的判定指標,其主要是在元件發生故障后,經過一系列的修理使元件重新恢復正常的能力。在元件發生故障后,根據現有的修理條件和有組織的修理方案,以此作為基礎,衡量在規定時間內能夠修復的設備有多少,即為修復率。任何設備均有其一定的使用壽命,而在正常使用時間范圍內時,故障率和修復率均是常數,此種情況可以通過數據統計的方式來計算,但需要相當長的一段時間,否則準確率會大打折扣,在我國電力系統可靠性分析中,無論是故障率還是修復率,其在參與計算之前,均會通過計算獲取相關概率,以便于可靠性的計算。
變電站失效率的計算方法與可靠性計算有很大的不同,其主要是通過對以往事故的數據進行深入分析,尤其對于新修建的變電站來說,其失效率除了統計以往數據別無他法。根據調查結果顯示,我國110kV變電站的設備在使用的過程中,均能夠達到99.6%的可靠率,完全符合可靠性要求。
3 結語
綜上所述,110kV變電站電力系統其內部結構非常復雜,對保證其安全運行有很大影響,而電能的使用是人們日常生活和工作的必要保證,電能使用安全也是人們越來越關注的問題。隨著科學技術的不斷發展,各種新型技術被應用到電力系統的開發和維護中,而我國目前對于變電站設計可靠性的研究尚處于初級階段,相關單位應加強相關研究。
參考文獻
[1]王忠良.110kV智能變電站設計及其可靠性研究[J].低碳世界,2014(05):84-85.
[1]榮幸,張迪.110kV智能變電站設計及可靠性分析[J].廣東科技,2014(20):95-96.
[2]劉芳,呂朋偉.110kV智能變電站設計及其可靠性研究[J].河南科技,2014(18):129-130.
論文摘要:實踐證明,在電力行業中實施信息化管理是其在市場經濟條件下生存余發展的必由之路。隨著我國電力體制改革不斷的深入和電力市場逐漸形成,供電企業已經由原先讓上級滿意變成了讓用戶滿意上來。本文,通過對電力系統管理現狀的分析對其實現的途徑和策略進行了探究,研究結果認為實現的途徑和策略可以從政策和資金的投入、全員對其認識上提高和系統運用所需的知識學習三個方面上加以突破。
電力系統作為國家基礎經濟重要的一個環節,隨著國內外環境的變化迅速發展,運用信息管理自動化建設對電力企業解決信息資源短缺與資源浪費之間的矛盾將成為必然。換句話講,建立并擁有一整套先進的適合于電力系統自身需要的信息管理系統,已成為電力企業增強其市場競爭能力,實現信息化工作必然發展趨勢。因此,對電力系統信息自動化實現的途徑與策略探討是一件非常有意義的事情。
一、電力系統管理的現狀分析
電力行業是應用信息技術較早的行業之一,但限于當時的客觀條件和人員素質,直至90年代初,仍處于一般應用水平,其信息化程度與客觀需求和電子技術的迅猛發展,還存在著相當大的差距。但隨著國家對其重視程度的提高,時至今日全國大部分省市級電力公司的信息管理系統已實用化,可以說信息化的管理模式已經基本形成。信息管理系統的運用雖然取得了一定的成效,但在應用效果上仍然感覺不是很理想,在不同地域、不同單位之間發展傷存在著不平衡性。尤其是一些縣級電力企業的信息管理系統在開發和應用上處于相對滯后的位置。主要的問題體現在已經建立了信息管理系統在投入的資金所得到的回報并不明顯。特別突出的問題就是管理規范上比較差,不能適應信息化建設的需求以及領導對信息化工作的不重視、管理方法不合理等。
另一方面,在信息化系統的運用過程中其系統本身也存在著一些問題。目前,較多的電力企業運用的信息管理系統(MIS,Manage—ment Information System)是一個由人、計算機組成的能進行管理信息的收集、傳遞、儲存、加工、維護和使用的系統管理管理模式。其主要作用就是將企業相對孤立、零碎的信息轉變并形成成一個相對比較完整、有組織的信息系統,這樣一來就徹底解決了信息存放的“冗余”問題,大大提高了信息的利用效率。可以說這個系統在一定的程度可以最大限度地利用現代計算機及網絡通訊技術從而實現企業的信息管理。但是由于MSI技術本身固有的缺陷,使得MSI無法適應多變的管理環境。基于MIS無法滿足人們對于管理信息系統需求的情況下,統(DSS,Decisions Support System)便隨之研發出來。二者的區別主要是MSI是實現對信息的收集、傳遞、儲存、加工、維護和使用,而DSS更主要的是針對某一類型的半結構化和非結構化決策問題,通過對數據的分析、建立模型、挖掘規則等方式,為管理者提供決策支持信息。隨著系統的不斷運用和相關漏洞的修復,數據倉庫的綜合決策支持系統最終形成。以至于后期的數據倉庫、OLAP、數據挖掘燈相結合起來所形成的綜合決策支持系統(遠程自動抄表系統、基于抄表數據的綜合決策支持)。
總之,隨著科技的不斷進步以及管理者理念和對系統的把握,電力系統的信息管理自動化呈現出良好的發展勢頭。但是,我們看到硬件的不斷發展也要看到軟件發展的不足,即管理自動化系統的實現途徑和策略。
二、實現的途徑與策略
網絡技術的迅猛發展 ,給信息管理電自動化硬件的集成提供了技術支持和保障 ,提高了系統的可靠性與實用性我們知道,在進行的信息管理目的就是要將各種信息收集過來 ,然后進行分類、整理、抽取和融合 ,獲取有用的信息 ,最終為應用服務。所以,對供電企業而言 ,信息融合的主要目標是從企業的實際需要出發 ,融入先進的系統思想 ,深入配電網管理各個環節 ,構建一體化解決方案 ,實現配電網的數字化運營 ,并將以更加先進、實用、成熟的服務回報廣大用戶。為此,有效的運用信息管理系統是實現最優化服務的主要手段。那么,如何才能更有效的在電力系統管理中實施信息管理自動化呢,筆者對其途徑與策略有如下幾點思考。
首先,政策和資金的投入是管理自動化實現的保障。隨著技術不斷的發展,管理自動化系統也越趨于龐大、復雜,要想能有效的運用必須根據電力企業的特點進行修正。這其中就需要投入大量的人力、財力。不僅如此,一套管理自動化系統的投入使用同樣要付出高額的費用。這些都需要得到國家政策上支持和資金上的大力投入。因此,國家支持是保障電力系統管理自動化實現的首要成功要素。
其次,通過全員對其認識上提高以確保實施的有效性。筆者認為,好的管理系統需要管理者的接納,如果管理者對其有抵觸情緒,那么你再好的系統也只是一個擺設。所以,加強對其系統的充分認識,了解其對于提升我們工作效率的好處,從認識上使系統工作人員產生重視的態度。這里面尤其要值得一提的就是相關主管部門領導的重視,對系統的實施是非常重要的。
最后,提高全員系統運用知識學習以確保實施的能力。實踐證明,在信息管理自動化系統的運用過程中需要我們管理者掌握一定的知識和技能,因此對系統的全員進行相關培訓是非常必要的,也是促進系統有效運行的有效途徑和手段。事實已經告訴我們,新時期的電力系統發展更需要對知識的儲備和技能的掌握。
參考文獻:
[1]劉柏青,雷艷.電力系統及電氣設備概論[M].武漢:武漢大學出版社,2005.
[2]王孔良,李路新,等.用電管理[M].北京:中國電力出版社,2003.
[3]張有順,馮井崗.電能計量基礎[M].北京:中國計量出版社,2002.
[4]余貴來.信息技術在農電管理中的應用[J].農電管理,2003,(9).
關鍵詞:不確定性;潮流分析;概率性;可能性
引言
對于電力系統的調度和規劃來說,潮流評估是一個強大且重要的工具和手段。確定性潮流分析需要系統提供各方面條件的精確數值才能保證分析結果的準確性,比如需求、發電量、網絡情況等。然而,隨著新能源時代的到來,世界上的電力系統中出現越來越多的不確定性情r,特別是分布式能源比如新能源的并網,將導致許多難以預測的副作用。所謂分布式發電,即將電力能源互相連接到分布式網絡中。雖然分布式發電在技術、社會經濟和環境保護等方面帶來了許多無與倫比的優勢,但是我們深知任何事物都有其兩面性,這項技術也擁有消極的一面。分布式發電,特別是飛速發展的新能源,在對系統性能的不確定性方面的理論研究尚未成熟,需要一代又一代的中國優秀電氣工程師投入大量精力研究。
1 不確定性潮流分析研究方法概論
在這樣一種不確定的情況下,確定性潮流計算無法準確深刻地揭示電力系統運行的狀態。因此,在如今的潮流計算研究中,基于不確定性觀點下的潮流分析與計算受到廣泛研究者的關注。當今的研究中,概率潮流分析通常認為是系統調度與規劃的理想助力。概率潮流分析方法致力于模擬母線電壓和線電流隨不確定性系統中的參數改變而變化的狀態分析,幫助電力系統工程師分析系統未來的狀態變化趨勢,這樣在發生系統發生重大變化時可以提前作出相關的決策。如果這些系統中具有不確定性的狀態量擁有充足的歷史數據,現行的研究中主要采用基于概率論觀點下的數學工具和模型來處理這類不確定性。然而,在電力系統實際運行中,很多不確定性的系統變量的歷史數據往往不完整,或者變量的取值是通過經驗推測的等。這些情況的存在將嚴重影響基于概率論建立的系統概率潮流分析模型的精確度。在電力系統實際運行中,對不確定變量的狀態分析更加困難,一些不確定變量是概率性的,一些是可能性的,并且這兩類不確定變量時常出現交叉耦合的情況。因此在這種情況下,同時考慮概率性和可能性的不確定性變量的影響是現行的研究方向,這也就是我們所謂的不確定性潮流分析問題。
至今為止,許多杰出的研究者和工程師提出了大量針對實際工程系統中不確定性現象分析方法,并且很多已經在研究中廣泛應用。從上世紀70年代開始,電氣工程師就已經提出了基于概率論的系統不確定性潮流分析方法。由于當時新能源研究和分布式發電技術還沒有像現在這樣普及,影響因素種類較為單一,因此在當時這種概率潮流方法取得了非常顯著的效果。各種研究成果在時間的檢驗下演變,如今蒙特卡洛模擬作為一種基于概率論的概率潮流分析方法,在研究中廣泛使用,被認為是先進系統潮流分析中普遍通用的概率模擬方法。這里對普遍通用的含義進行粗略的說明,電氣工程師在大量的理論推演和實踐中證明,蒙特卡洛模擬的結果在各種規模不同的電力系統中均表現得顯著而準確,因為被當作模擬結果的參考值。蒙特卡洛方法的實際應用案例很多,當前在新能源發電并網與分布式發電的研究中基本上作為一種技術標中采用,并且各種蒙特卡洛相關方法還在開發中。
2 不確定性潮流分析中的挑戰
歷史的車輪滾動向前,基于概率論的潮流分析方法的研究還在繼續發展。如今新能源與分布式方面的研究日新月異,歷史的車輪殘酷地碾過,電氣工程師們面臨著不斷出現的技術難題。我們前面提到,當關于不確定變量的歷史數據或其概率分布函數已知時,這種概率潮流方法才能取得較為顯著的結果。這是由于概率潮流的理論基礎中有一個假設,電網中所有類型不確定性變量都可以用基于概率論的方式表示出來,這種基于概率論的表示具體是就概率分布函數而言。通常在現在的電網中,由于層出不窮的因素的影響,比如歷史數據不精確或稀缺、數據的保密性等等,在信息不足的情況下無法得出這些不確定性變量的概率分布函數。在這種情況中,概率理論的基石被打破,因此電氣工程科研工作者必須轉向其他研究不確定性現象的理論中尋求一線生機;哪怕天寒地凍,路遙馬亡,也要在理論上找到突破口,為電力系統的現代化發展掃清一切障礙。最終這些偉大的電氣工程師們研究發現,可能性理論正好可以填補這部分理論空白。基于這種想法,有研究者嘗試過使用模糊建模的技術分析潮流中的不確確定性,全新的探索也一直在繼續。
系統工程師們都知道,工程系統中均具有多種不同類型的不確定性狀態變量,這是工程界通行的法則。實際的工程系統中,一些不確定性變量是概率性的(基于概率性理論描述),一些是可能性的(基于可能性理論描述),這些變量在系統中相互糾纏耦合,純粹的概率性的和純粹的可能性的不確定性變量是不存在的,因此單獨應用某一個理論分析這些不確定性的結果令人十分懊惱。
工程實踐中,一種結合兩種理論的方法應運而生,而且工程的實用性知道我們必須把兩種理論結合起來分析。這種基于概率和不確定理論的方法飛速發展,引起學者的廣泛關注。現在研究中,一個主要的研究貢獻是使用證據理論作為“膠水理論”,將概率理論與可能性理論“粘結”結合后應用到電力系統潮流分析,同時基于能源時代的大背景,綜合考慮各種負載、風能和太陽能等新能源發電、汽輪機分布式發電、電動交通工具等因素。實際建模中,將各種負載、風能和太陽能等新能源發電中的不確定性變量當作概率性的,汽輪機分布式發電、電動交通工具等看成可能性的不確定性變量。
3 結束語
在這篇論文中,我們從歷史唯物主義的角度討論了潮流分析的發展和研究情況,并且就研究中出現的困難和挑戰出發,介紹了一代代優秀的電氣工程研究者的解決方案。以史為鏡,這是一代代優秀電力系統研究者的思想精華之所在。我們站在巨人的肩膀上,把握住未來電力系統不確定性潮流分析的發展和研究方向。為此,立志科研,在電力系統未來半百時光的發展中,愿成為其健壯發展的堅實后盾!
參考文獻
[1]武歷忠,徐誠.電力系統潮流計算[J].云南電力技術,2016(04).
[2]丁明,李生虎,黃凱.基于蒙特卡羅模擬的概率潮流計算[J].電網技術,2001(11).
[3]Alarcon-Rodriguez A, Ault G, Galloway S. Multi-objective planning of distributed energy resources: a review of the state-of-the-art. Renew Sustain Energy Rev 2010,14:1353-66.
關鍵詞:電力生產;自主教學法;學習興趣;教學效果
作者簡介:蔣陸萍(1973-),女,湖南洞口人,長沙理工大學電氣與信息工程學院,講師。(湖南 長沙 410076)蔣宇琦(1978-),男,湖南長沙人,湖南大唐華銀地產有限公司,工程師。(湖南 長沙 410015)
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)15-0067-02
“電力生產概論”是高校非電氣專業開設的一門全校性選修課。它是為了讓工商管理、市場營銷及會計學等專業的學生了解一定的電力生產方面的知識,為以后在電力系統從事相關工作做準備。但是經濟與管理學院的學生大多是文科類學生,數學、物理基礎不扎實,而且大學期間又沒有開設電氣專業基礎課(如“電路”、“電機”、“發電廠電氣部分”等),所以學習起來有難度,而且很多學生認為這門課與他們的專業不相關,學習的積極性也不高。針對課程的特點和學生的學習心理,筆者在經過兩三年的“電力生產概論”教學后,在重點講述常規發電、電力生產原理等的基礎上,把學生自主教學法成功應用到教學過程中。通過課堂教學效果的驗證,本方法是行之有效的。
一、教材內容及教學方法介紹
長沙理工大學選定的“電力生產概論”教材是普通高等教育“十一五”規劃教材,李光輝主編。該教材內容全面、難度適中,是一本非常適合非電氣類學生學習電力生產方面知識的通用教材。全書共九章,教材前四章先介紹了電力系統與電力生產方面的知識,然后重點講述了三大常規能源發電:火力發電、水力發電和核能發電。第五章為未來能源發電技術,依次介紹了風力發電、地熱發電、太陽能發電、海洋能發電、生物質發電、氫能發電等相關知識。后面四章分別介紹了變電站、電力線路、直流輸電以及計算機在電力行業中的應用等與電力生產密切相關的一些專業知識。教材內容安排合理,難度適中。只要學生跟著老師系統地把教材學完,對電力系統及電力生產應該有一個比較全面、系統的了解,收獲是很大的。[1]
針對學生數學、物理及電氣方面基礎不扎實的特點,要在開始就使學生對這門課程的學習感興趣,并做好心理準備。第一節課在介紹了教材內容后,講述該課程要采用的教學方法,即采用教師課堂講述為主、學生自主講述為輔的創新教學法。前四章常規能源發電等電力生產方面的知識由教師重點在課堂上講述,讓學生切實掌握電力生產過程的特點以及每一種常規能源發電的原理。后面第五章的未來能源發電技術的發電原理與常規能源發電基本是一樣的,只是所使用的一次能源不同而已,而且新能源發電技術是現在研究的熱點。所以針對教材上所提供的五種新能源發電,可讓每個班商量討論選定一類大家感興趣的新能源發電技術作為自主講述的內容。這門課一般是兩個或三個行政班級組成,如果是兩個行政班級則每班可分兩組各選一種新能源發電技術講述;如果是三個行政班級,則以班為單位各選一種新能源發電技術自主講述。學生自主講述的出力情況及講課效果直接影響學生課程期末考核成績。[2]
在讓每個學生詳細了解教學方法之后,又提醒學生,如果前四章的基礎內容沒學好,要想在自主講述的內容上面取得好成績是很困難的。所以第一堂課下來,學生對這門課的學習興趣就被激發起來了。課間休息時班干部就召集全班同學討論選擇自主講述的新能源發電方式,最后把選定的結果向全體同學公布,并告訴他們,只有發揮全班同學的合力,共同參與、合理分配任務才能在自主講述環節取得良好的效果。在時間安排上,為了使學生有充分的時間準備課件,在學生授課前2~3周提前通知他們。
二、常規能源發電原理講述
通過第一節課教學內容、方法的介紹,學生都心中有數,對這門課程的學習也做好了充分的思想準備。因此,在講述電力系統及電力生產方面基礎知識以及三大常規能源發電原理時,首先講述什么是一次能源、什么是二次能源。怎樣把一次能源轉換為電能就是學習的重點。電能已成為工業、農業、國防、交通等國民經濟各部門不可缺少的動力,所以作為當代大學生,了解電力生產方面的知識以及電力系統的發展方向和動態是完全有必要的。
了解了這門課程的重要性和學習了該課程的必要性之后,學生對后續的授課內容興趣明顯提高了。電磁感應定律是發電的基本原理,這在初中物理課程里面已經學過。1831年法拉第發現了電磁感應定律之后,很快出現了原始的交流發電機、直流發電機和交、直流電動機,為了給用戶輸送電能,慢慢發展了高壓直流和交流輸電。以至于到現在的特高壓交流、直流輸電技術。另外,重點講述我國的電力發展現狀以及在特高壓輸電領域的一些世界領先技術。學生對該課程的學習興趣明顯提高了。
電力生產就是要把自然界的一次能源轉換為電能。火力發電的原理就是把煤、石油、天然氣等一次能源中的化學能經過燃燒轉化為高溫高壓水蒸氣的內能,然后通過水蒸氣膨脹做功推動汽輪機旋轉,汽輪機帶動發電機轉子磁極旋轉,在固定不動的定子繞組周圍形成變化的磁場,從而在繞組內感應出電動勢。若定子中的繞組按一定的繞線規律,與外電路形成回路,則繞組中就會產生相應的電流。在一定的電壓下,電流沿輸電線路將電能送往用戶。水力發電是在水電站中水輪機將水的勢能和動能轉換為推動水輪機旋轉的機械能,水輪機轉輪旋轉帶動發電機發電。而核能發電的原理與火力發電很相似,也就是說核電廠只是以核反應堆及蒸汽發生器來代替火力發電的鍋爐,以核裂變能代替礦物燃料的化學能,其能量轉換過程是:核能水和水蒸氣的內能發電機轉子的機械能電能。[3]
三、新能源發電學生自主講述
關鍵詞:電力電子;教學方法;教學改革;考核方式
作者簡介:姚志壘(1981-),男,江蘇溧陽人,鹽城工學院電氣工程學院,副教授。(江蘇 鹽城 224051)
基金項目:本文系鹽城工學院2013年度校級教改研究項目(項目編號:32)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)23-0052-02
“電力電子裝置及技術”是電類專業的一門專業選修課。[1]該課程是在“電力電子技術”課程的基礎上,進一步介紹變流電路的結構、工作原理、功能指標,電力電子實用裝置的構成、基本電量的計算方法和所有裝置需解決的共同技術問題。[2-3]該課程涵蓋知識的內容多、面廣、難度大、實用性強,能培養學生將知識融會貫通,提高學生綜合應用知識解決實際問題的能力。因此,如何從教學內容、教學方法和手段以及考核方式等方面進行改革值得探討。
一、教學內容的改革
1.理論教學內容的改革
該課程的課時數為40學時。由于它是一門應用性課程,因此需要在書本內容的基礎上,緊跟時代前沿,增加一些當今熱門課題的內容,如:電力電子裝置在新能源發電系統和節能環保中的應用等,以便為學生找工作或讀研找課題提供參考。
選用楊蔭福等編寫的《電力電子裝置及系統》作為本課程的教材。[3]由于該教材第1章中半導體電力電子開關器件和第2章高頻開關電源的內容已分別在“電力電子技術”和“開關電源及技術”課程中詳細講述,因此該課程不再贅述。
所選教學內容具體如下:
(1)電力電子裝置及系統概述(2學時):電力電子裝置及系統的概念;電力電子裝置的主要類型;電力電子裝置的應用概況;電力電子裝置的發展前景。
(2)逆變器(4學時):逆變器概論;單相和三相恒頻恒壓正弦波逆變器;感應加熱電源。
(3)不間斷電源UPS(6學時):UPS的功能及原理;UPS的組成和設計(包括蓄電池組、整流器和PFC電路、逆變器、切換電路、濾波電路、旁路控制電源和系統輔助電源、接地裝置、保護和報警系統);UPS輸出電壓控制。
(4)晶閘管變流裝置(6學時):晶閘管交流變換器;交流凈化型穩壓電源;晶閘管諧振型逆變器。
(5)電力系統用電力電子裝置(6學時):電力系統無功補償;電力系統有源濾波裝置;電力系統諧波與無功功率綜合補償;遠距離直流輸電。
(6)電力電子裝置的研制與試驗(14學時):電力電子裝置研制流程;研究對象的方案論證;主電路設計(包括輸出濾波器、輸出變壓器、緩沖電路、直流濾波電路和主開關器件設計);控制系統及輔助電源設計(包括抗沖擊負荷電路、調壓環節、過溫保護、輔助電源和驅動電路的設計);電磁兼容技術和措施;電路仿真;整機調試與電性能試驗;結構設計和例行試驗。
(7)電力電子裝置在當今熱門課題中的應用(2學時):選擇應用于當今熱門課題的某個電力電子裝置作為教學內容,如:直直變換器在光伏發電系統中的應用、并網逆變器在新能源發電系統中的應用等內容。
2.開設實驗教學內容
為了進一步驗證理論分析,提高學生的實踐能力,應開設一定的實驗教學內容。該課程的實驗教學可以充分利用江蘇省電氣與新能源實驗教學示范中心的新能源實驗室和電力系統無功補償實驗室,完成一些高頻電力電子裝置實驗項目,如:電力系統無功補償、電力系統有源濾波、升壓變換器在光伏發電系統中的應用和并網逆變器在風力發電系統中的應用等實驗項目。
二、教學方法和手段的改革
1.興趣教學,激發學生學習積極性
緊貼社會的要求進行學前教育,把社會的需求和學生學習的需求有機統一,從而激發學生的學習積極性。
學生從高中進入大學后,學習的目標改變了,如果說學生在中小學時是以升學作為他們的目標,那么,進入大學后他們的目標已經轉向了就業。因此,要使學生了解社會對人才知識結構的需求及其變化,使學生意識到該課程作為大四的專業選修課對今后工作以及再深造的重要性,從而使他們一開始就認識到該課程必須學,而且要學得非常好。
第一次上課,在講完電力電子裝置的應用概況后,了解每個學生對電力電子裝置感興趣的應用領域,布置學生通過網絡搜索或圖書館查找其感興趣應用領域的相關資料,并做成PPT,以備上該應用領域課時做報告。此后,每次上課時,先讓對該節課教學內容感興趣的學生用PPT做報告(每個學生報告5分鐘,學生提問2分鐘),講述相應應用領域的研究背景和國內外研究現狀,然后由教師講解具體教學內容。通過該興趣教學的方法,可以激發學生的學習積極性,培養學生做科技報告的能力,為學生畢業設計選題和答辯奠定良好的基礎。
2.提高多媒體教學質量
隨著現代化水平的不斷提高,上課基本都已采用多媒體進行教學。但多媒體課件也不能是黑板板書的簡單復制,最好配以一定的動畫和聲音,以便吸引學生的注意力,調動學生學習的積極性。如:在講解電路工作模態時,采用“動作路徑”的動畫格式,讓學生清楚地看到電流在電路中的流通路徑,更深刻地理解所學知識;學生在下半節課時往往會開小差,注意力不集中,可通過在切換幻燈片時配以一定的聲音,吸引學生的注意力;在講解習題或舉例時,先以某個習題為例進行講解,解題步驟逐步顯示,而不是一下子顯示所有答案,保留了板書的優點,然后總結歸納解題方法,最后再以習題對所述方法進行鞏固。
3.采用仿真輔助教學
用仿真的方法不僅可以初步驗證電路原理和參數設計的正確性,還能仿真試驗極限條件下的特殊情況,從而有效地減少電力電子裝置的設計費用,縮短電力電子裝置的設計周期,優化參數設計,提高裝置的可靠性。常用的電力電子仿真軟件有:Saber、Pspice和Matlab中的Simulink等。以其中的Saber仿真軟件為例對所設計4kW、400Hz的中頻電源進行仿真驗證。學生可以通過仿真進一步加深對理論知識的理解,此外,對較復雜或不易懂的電路可以通過仿真查看電路各點的波形反推電路工作過程,從而掌握電路的工作原理。
三、考核方式的改革
該課程采用小論文的考核方式。考核的總成績包括平時成績(20%)、平時PPT報告成績(30%)和小論文考核成績(50%)。其中,平時成績包括學生的出勤和平時作業;平時PPT報告成績主要是檢查學生對電力電子裝置感興趣應用領域相關知識的預習情況,考核學生運用Powerpoint軟件制作PPT的能力、口頭表達能力和回答同學提問時的應變能力;小論文考核成績主要包括測試學生書寫小論文的能力(包括中英文摘要、引言、正文、結論和參考文獻)、利用word軟件書寫小論文和排版的能力。小論文要求學生從電源設計領域、電機調速用電力電子裝置、電力系統領域、汽車電子領域、綠色照明領域、新能源開發領域和其他與電力電子裝置相關的領域中選擇1種領域撰寫。此外,要求寫相同領域小論文的學生相互商量各自研究方向,確保每個學生的小論文題目和內容不雷同。通過上述小論文考核,杜絕了學生相互抄襲小論文的現象,學生在選題上發揮了主觀能動性,選題范圍比較寬。學生在查閱資料完成小論文的過程中,了解了國內外電力電子裝置相關領域的國內外研究現狀,初步掌握了電力電子裝置主電路設計、控制系統設計、仿真及結果分析這一流程。
四、結束語
近年來,我們緊跟時代前沿,及時更新“電力電子裝置及技術”課程的教學內容,在實際教學中采用興趣教學、高質量的多媒體教學和仿真輔助教學的教學方法,采用“一人一題”的小論文考核方式,對“電力電子裝置及技術”課程進行了一系列改革,取得了良好的教學效果,得到了學院領導和學生的一致好評。
參考文獻:
[1]陳仲.“電力電子裝置及控制”課程教學設計的研究與探索[J].電氣電子教學學報,2008,(S1).
關鍵詞:變電運行設備;自動化技術;維護
當前我國的用電需求持續增大,社會總用電量也是屢屢刷新記錄,作為當前的自動化的運行設備,在國家電網建設中發揮著極其重要的作用。變電運行設備的自動化也是大勢所趨,所以要提高相關設備的運行效率,保障國家電網的高效運行。由于現有的自動化技術還不是很完善,維護起來也就相對乏力,不足以應對錯綜復雜的局勢,所以加強對變電運行設備技術的研究和相關維護的研究是極其重要的。
1變電運行設備自動化技術與維護的概論
隨著現代科技的進步,尤其是變電運行設備自動化的發展,使得變電設備在很大程度上可以實現遠程監控,實現電網的高效運行,這對于我國日益增長的用電需求是非常有幫助的。在變電設備中應用自動化技術,首先,可以對無法直接操作的設備或者危險系數極高的工作進行替代,通過自動化技術進行遠程操作,避免出現安全事故。其次,可以減少人力物力等資源消耗,人們可以通過計算機實現集中控制,把設備的運行方式提高到最好,進一步提高工作的效率。最后,通過自動化技術還可以對電網的運行進行實時的監控和數據分析,及時查找故障,作出正確的解決方案。變電設備的自動化技術在應用上主要是應用在電網的自動傳輸、電網的自動化、自動調度等幾個方面。首先,在電力的自動傳輸中主要是實現電力在發電廠與變電站之間的自動傳輸,并且實時傳輸信息,實現信息共享。增加工作的效率,并且提高安全系數,把電力的自動化程度進行提高,有利于電力系統的自動化程度的提高,促進電力系統進行升級。其次,在電網的自動化運行方面,變電設備的自動化技術可以把配電網絡進行實時監視與監控,對于實現電網的安全運行和經濟效率等意義都是重大的。變電設備的自動化可以讓電力運行人員及時掌握各配電線路的實時狀況,對于各系統和配電線路可以有效的提高監管,掌握線路的負荷負載是否超出規定要求,使電網運行的更加安全可靠,降低線路故障率。同時變電設備的自動化技術還可以使電網的電壓和頻率達到最佳水平,提高電網的供電效率和供電安全,使得電網更加安全有效的運行。最后,在電網的自動化調度方面可以使得電力系統運行人員及時掌握相關的運行狀況,實現對電力的合理調度,進行合理安排,這對于保障整個電力系統的安全有效的運行具有非常重要的意義。其中,變電設備的自動化技術可以實現對電力的實時運行信息的采集、處理,以及安全狀況監測,運行數據的綜合分析等,幫助電力運行人員及時作出正確的選擇。
2目前變電運行設備自動化技術與維護存在的問題
2.1自動化設備自身的問題
變電運行設備由于技術方面存在缺陷,使得設備經常出現一些故障,導致電力系統陷于癱瘓,無法有效提供電力。并且電力設備由于年久失修,自然環境導致的故障頻發,使得電網運行的安全穩定系數大打折扣,不能保證電力系統進行安全有效的運行,為社會提供有效的供電。
2.2人為導致的問題
由于自動化設備需要的技術很高,人們在安裝、運行等方面由于缺乏相關技術和經驗,使得自動化變電設備無法得到正確的安裝,以達到設備的運行穩定性。同時在變電設備的運行與維護中,無法根據設備提供的信息進行準確地處理,及時解決設備的問題,以至于造成更多更大的問題。自動化變電設備的維護上也不符合設備要求,沒有根據設備要求和規定進行嚴格細致的維修,使得變電設備的運行存在一定的安全隱患,影響設備的正常使用和運行。
3變電運行設備自動化技術與維護的改善對策
3.1對自動化變電設備進行全面的檢修
自動化變電設備的正常運行與維護必須加強,對于設備的點檢與維修必須做到及時準確,并且高度專業化,做到工作細致周全,使整個電力系統能夠長期持續安全穩定的運行。所以必須做好自動化生產設備的安全運行維護工作。通過對設備的數據采集、分析等,促進設備的全方位的監視。對設備產生的異常狀況時,及時做出判斷,記錄并且做出正確的處理措施,使整個的電力系統運行的更加高效,滿足居民用戶的正常用電需求,提高電力系統的保障水平。
3.2制定并完善變電設備的維護制度
自動化變電設備對于運行維護是非常依賴的,必須做好運行維護工作。尤其是隨著自動化變電設備的運用越來越廣泛,加強其運行維護工作必須結合自身特點進行。建立總經理負責的運行維護工作,進行扁平化管理,減少管理層級,提高線路保障的效率,如圖1所示。首先,根據不同設備進行不同的檢查規范和制度,由專業人員定期進行檢查維護,發現問題及時處理,防止問題擴大化。其次,完善責任人制度,對具體問題進行具體分析,責任到人,出現問題及時查處,提高相關責任人的責任心,努力做好變電設備的維護工作。同時根據組織結構設計,及時反饋問題給管理部和工程部,使電網運行管理人員及時掌握相關情況,有助于提高對電網的整體把握與合理調配電網資源。最后,實行總經理負責的管理制度有助于加強員工對變電設備的維護工作,使員工積極對自動化變電設備進行檢查與維護工作,促進自動化變電設備的安全穩定的運行,促進供電網絡的安全穩定,保障居民和社會用電,提高電力企業的經濟效益。
3.3及時對自動化變電設備進行更新換代
隨著技術的不斷發展和進步,及時做好相關設備的更新換代,提高現有設備的自動化水平。落實電網變電設備的相關規范和技術,提高安全運行的效率。變電設備由于年久失修,存在巨大的安全隱患,所以加強對現有設備的更新換代與技術革新是非常有必要的。對設備進行升級更換的同時也增強了設備的安全穩定性,使自動化變電設備運行更加高效,促進設備的安全運行,提高電網的供電的穩定性,使供電更加及時有效。加大對現有設備的投資力度,借鑒先進的科學技術,逐步提高變電設備的專業技術水平,方便人們使用,促進整體自動化水平的提高。
3.4提高工作人員的技能素質,建設現代化的員工隊伍
在現代化的科技大潮中,隨著科技的進步,對于檢修維護人員的要求越來越高,因此建立現代化的高素質員工隊伍是提高工作水平的必要條件。面對不斷發展的系統維護要求,有部分工作人員不能適應新的挑戰和發展,對此要想加強管理工作效率,必須對有關員工隊伍進行適時的培訓和訓練。第一,要培訓的就是工作人員的責任意識,提高工作人員對于工作的認識,加強職業道德規范的認識,除此之外要建立合適的獎懲制度,明確分工和責任,使每個人都要對自己的工作負責。第二,加強工作人員的技能培訓,由于先進技術的引進,致使有些員工的知識不能滿足工作的要求,因此,要對員工進行技術培訓,并且考核合格之后才能進入正式的工作之中,這樣才能確保工作的質量和水平。同時,還要提高工作人員的自主意識,能夠發揮工作人員自身的經驗和優勢,從而汲取有效的經驗運用到以后的工作,從而提高工作效率,建設專業化的員工隊伍,促進維護隊伍的專業化水平提高。
4結語
綜上所述,自動化變電運行設備對經濟的發展有著十分重要的影響,所以相關電力企業要對自動化變電運行設備的自動化技術以及維護進行不斷的創新研究和探索,并將先進的變電運行設備的自動化技術積極應用于變電運行設備之中,并且定期對其做好維護保養工作,以保證自動化變電運行設備的安全穩定的運行,從而逐步提高電力企業的經濟效益,實現電力企業長遠發展的目標的同時,對社會的供電起到安全穩定的作用。
參考文獻:
[1]魏舒恒.淺析變電運行設備的自動化技術與維護[J].科技創新與應用,2012,15(30):149.
[2]韓建濤.淺談變電運行設備的自動化技術與維護[J].投資與合作,2014,14(05):282.
關鍵詞:智能電網;新能源發電;儲能技術;能源基地輸電規劃;功率預測;虛擬發電廠
中圖分類號:TM614 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2014)36-0042-02
當前,隨著化石能源的日益枯竭和環境問題的日趨嚴重,開發使用新能源是世界能源發展的新趨勢。2009年9月4日,國家發展改革委員會向全社會公布了《可再生能源中長期發展規劃》。規劃提出,到2020年可再生能源消費量占能源消費總量的比重將達到15%,形成以自有知識產權為主的可再生能源技術裝備能力。
然而必須面對的是,新能源的迅猛發展,給現有電網帶來了新的嚴峻挑戰。風能、太陽能發電具有隨機性和間歇性,這無疑使電網運行控制的難度和安全穩定運行的風險明顯增大;核電的可調節能力較差,發展核電也需要堅強電網的支撐。這些新的問題使電網升級改造迫在眉睫,也為智能電網在新能源發電中的應用奠定了堅實的基礎。
1 智能電網概論
1.1 智能電網的由來
自第一次工業革命完成迄今近二百年來,在科學技術產生強大生產力的作用下,人類文明得到了全面而迅速的發展,但與此同時,人類活動能力不斷增強與范圍的不斷擴大也對地球環境產生了巨大的影響,全球氣候變化、自然災害頻發、環境污染及沙漠化嚴重、能源危機加劇,人類的生存與發展面臨前所未有的嚴峻挑戰。電力工業自第二次工業革命興起以來,至今已有一百多年的歷史,人類社會也隨著經濟的發展、技術的進步對電力依賴程度日益增長。
電力工業是國家能源產業的核心,資源和環境的雙重壓力使人們開始重視電力系統在節能減排方面的巨大潛力。同時,各行業對供電可靠性及電能質量要求的日益提高也對電網建設提出了更高的要求,反過來,電網的發展升級對各國保證能源安全和能源獨立、進一步搶占科技與經濟發展制高點、促進就業都有著重大意義。在此背景下,國內外研究人員紛紛提出對下一代電力系統的展望,智能電網應運而生。
1.2 世界各國智能電網建設的差異
環境問題、能源危機、技術經濟需求以及電網自身更新升級需要這四個方面成為各國大力研究和建設智能電網的主要驅動因素,由于國情的差異,各國在發展智能電網方面存在共性動因的同時,又各有側重點。
在美國,2003年8月的美加大停電使得美國電網自身設備老化、技術陳舊、網架結構脆弱等問題逐漸凸顯,因而美國智能電網發展一方面側重于對傳統電網設施進行升級改造,提升電網的安全性與可靠性,并十分重視配電網的優化升級與分布式電源的利用。另一方面美國希望通過設施改造與技術創新開辟新的經濟增長點,占據國際市場領先地位,在推動經濟發展同時緩解失業率較高的問題。
在歐盟,由于各國社會經濟情況、資源稟賦、電網現狀的不同,歐洲各國對自身智能電網的發展規劃各有特點,從共性來說,歐盟的超級智能電網(Super Smart Grid)計劃側重于解決大規模可再生能源尤其是海上風電的消納利用、分布式電源并網以及需求側管理等問題。
我國社會與經濟不斷的發展,帶來了對電力需求持續而強勁的增長;傳統能源日益短缺和及其環境污染問題在給全社會造成巨大壓力的同時也使得電力企業在考慮生產成本之外開始審視其帶來的社會和生態成本;同時,我國電力資源和需求在地域上的不平衡、大規模新能源和分布式能源的開發利用、配電網建設相對滯后等問題都對電網進行資源優化配置能力提出了更高的要求。
根據國家電網公司的定義,堅強智能電網是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強網架為基礎,以通信信息平臺為支撐,具有信息化、自動化、互動化特征,包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節,覆蓋所有電壓等級,實現“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合的現代電網。
2 智能電網與新能源發電的關系
2.1 大力發展新能源是建設智能電網的驅動力
能源危機與氣候全球變暖告訴我們,人類社會要想可持續發展,必須減少對化石能源的依賴,減少環境污染。也就是說,使用新能源是可持續發展的必然要求,是歷史發展的必然要求。而智能電網作為未來社會能源基礎設施,必須順應歷史發展的要求。
因此,大力發展新能源要求智能電網應具有堅強可靠,高效發電,環境友好等核心價值,智能電網的發展必須適應新能源發展的要求。
2.2 智能電網的應用使新能源革命成為可能
智能電網技術可提高電網管理大量間歇性新能源發電的能力,其原因在以下幾點。
2.2.1 智能電網可對間歇性新能源發電的峰和谷做出即時反應
由于電網的所有元件都被通信系統和自動控制系統連接在一起,智能電網可利用儲能手段和微網系統,在不同地區之間進行平衡,循環削減終端電力需求,接通當地分布式發電和其他發電資源網絡等方式對間歇性新能源發電的峰和谷做出即時反應。
2.2.2 智能電網使得新能源發電真正“物有所值”
智能電網的普及,可使電力消費者根據電價選擇電力,因此,新能源發電可通過市場這只“無形的手”來彌補間歇性帶來的不足。在所需的自然條件不滿足要求時提高電價,從而降低在自然條件不能滿足發電條件時的電力需求;在電力供應充足時降低電價,從而增加在自然條件滿足發電條件時的電力需求。這樣,在滿足系統安全穩定性的前提下,逐步使新能源的廣泛應用成為可能。
3 智能電網在新能源發電中的具體應用
3.1 智能電網使新能源發電更穩定
電力生產過程是連續進行的,發電和負荷及損耗之間必須時刻保持基本平衡。而電網中用戶對電力的需求卻隨著時間及氣象因素的變化而變化。傳統電力系統是通過對可控發電機組(如水電、火電)的出力來維持系統發電和負荷之間的平衡。但由于新能源發電大多受氣候和天氣影響較大,其出力難于控制。在新能源發電技術快速發展的大背景下,如果能在風力發電、太陽能發電等新能源發電設備備用儲能裝置,第一可以解決新能源發電自身出力不可控問題,通過儲能元件對機組的出力曲線進行調整,減少出力變化對電網的沖擊。第二可以在電力充沛時,儲存電能,在負荷高峰期釋放電能,達到削峰填谷、減少電力系統備用需求的作用。根據所轉化的能源類型不同,目前主要的電能存儲形式可分為機械儲能(如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等)、電化學儲能(如鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鎳鎘電池等)、電磁儲能(如超導電磁儲能、超級電容器等)和相變儲能四類。
3.2 智能電網使新能源發電更經濟
由于我國新能源分布與負荷需求呈現逆向分布的特點,要將新能源所發出的電能輸送到相應負荷需求區,不可避免地會進行遠距離輸電。因此,如何針對新能源發電的特點減少此過程中的輸電損耗,將是一個十分重要的問題。
針對間歇性新能源出力的隨機性和波動性,采用新能源基地輸電規劃,是一個較為可行的方案。在保證系統安全性的同時,適當選擇供電距離和接入電壓等級,把相似電源特性的電站“打捆”后集中外送,能夠提高經濟性能;考慮不同新能源間以及新能源與常規能源間的合理配比,對大規模新能源的送端電源結構和布局進行優化,并“打捆”送出,可以平滑間歇性新能源的出力波動,并提高傳輸通道的利用率。
近年來國家電網公司在風電發展上全力解決風電并網問題,國網風電接入和配套送出工程投資近400億元,共接入風電1 600 萬kV;全力做好千萬千瓦級風電基地輸電規劃,制訂了甘肅酒泉、新疆哈密、河北、蒙東、蒙西、吉林、江蘇沿海等七大風電基地輸電規劃。這便是新能源基地輸電規劃的一個實例。
3.3 智能電網使新能源發電調度更準確
3.3.1 大規模新能源發電功率預測技術
一個安全可靠的電力系統必須保證電力的生產與消耗在任意時刻的動態平衡。以風力發電和太陽能發電為主的新能源,其輸出功率具有隨機波動特征,大規模并入電網后,將給電力系統生產和運行帶來極大的挑戰,因此迫切需要展開對大規模新能源發電功率預測技術的研究。通過預測,風力發電和太陽能發電功率將從未知變為已知,這樣可以提高電網的安全性和可靠性,增加風電并網容量,增強風電、太陽能發電在電力市場中的競爭力。
3.3.2 虛擬發電廠
虛擬發電廠是一系列分布式發電及可控負荷的集合,該集合由一個中央控制中心統一調控。通過這種管理和調度方式,交易中心和調度中心不再需要知道每一個分布式發電資源的信息,而只需對虛擬發電廠的中央控制中心進行統一調控,由虛擬發電廠的中央控制中心對各個分布式發電電源進行調整,交易中心也僅需與虛擬發電廠進行交易。對于電網側來講,虛擬發電廠將大量分布式發電資源整合在一起,將其作為傳統電廠進行調度,這降低了風能、太陽能等可再生能源的不可控性,提高了系統的穩定性;對于擁有分布式發電的用戶來講,由于可根據具體情況選擇合適的虛擬發電機供電,同時也可通過虛擬發電廠參與電力市場的交易,因此虛擬發電廠的實施同樣可提高這些用戶的收益。
4 結 語
可靠、優質、經濟一直以來是對電網運行的基本要求,智能電網也不例外;新能源發電既可以解決當前的能源危機,又可以減少環境污染。相信通過國家,社會各界人士的共同努力,我們一定能通過智能電網為新能源發電開辟一片新的天地,為21世紀的能源史、人類的發展史書寫下光輝篇章。
參考文獻:
[1] 蔚芳,張粒子,王昀昀,等.與清潔能源協同發展的智能電網[R].國際清潔能源發展報告,2013,191-218.
[2] 何光宇,孫英云.智能電網基礎[M].北京:中國電力出版社,2010.
[3] 劉振亞.智能電網知識讀本[M].北京:中國電力出版社,2010.
關鍵詞:66kV,輸電線路;運行與維護
輸電線路在電力系統中的作用是非常重要的,電力系統中電能的輸出與輸入都是通過輸電線路來完成的,輸電線路是電網的組成部分,輸電線路的使用在生活中是十分廣泛的,人們的生活是離不開電力的,只要使用電能,就需要輸電線路的正常運行,輸電線路的正常運行可以為社會帶來便利,但是輸電線路在使用上也會發生故障,故障的產生原因有很多,本文就是針對這一問題進行探討。
1 66kV輸電線路在運行中出現問題的原因
1.1 雷擊
1.1.1 原因分析。66kV輸電線路在我們的生活中是隨處可見的,從環境方面來說。輸電線路在雷擊的作用下會產生跳閘的現象,這是氣候因素決定的,認為是無法解決的,每一個地區都會出現雷擊的現象,尤其是山區,受到山地和河流的影響,雷雨天氣頻發,如果地形比較復雜就會產生暴雨,這樣就極易出現打雷的現象,這些地區雷雨頻繁出現,阻礙了輸電線路的正常運行,在這種情況下,如果沒有防雷的措施,就會導致輸電線路發生中斷,可能會出現跳閘的現象,從線路地理環境分析,有一部分地區的土壤會產生電阻的現象,這種電阻的電阻率是極高的,這樣輸電線路的桿塔接地電阻就會加大,這就是跳閘產生的主要原因,特別是山坡的傾斜導致電線的弧面加大,這樣就增加了雷擊的概率,尤其是66kV輸電線路,電壓較小,極容易受到雷擊的影響,在雷擊的情況下,輸電線路的本體的不足就顯現出來了,主要包括以下幾點:(1)輸電線路的設計不合理,應該根據具體的電壓來判斷,電壓的高低決定了輸電線路的設計方式,特別是66kV輸電線路的取值與實際情況不符,一般情況下,雷電的次數與跳閘的次數是成正比的,在進行輸電線路的設計時如果將雷暴日的出現預計較低,就會導致輸電線路的耐雷水平比較低,如果對雷暴日的出現預計較高,機會使輸電線路的耐雷水平過高產生資源浪費的現象,這樣的使用是不科學的,因此一定要在設計之前對輸電線路所處的地區進行調查,這樣經過分析,對輸電線路的設計才會更加合理,但是由于雷電屬于自然現象,在進行測算的時候會產生誤差,這樣就要總結經驗,通過前人的經驗來判斷具體的設計情況,減少跳閘的頻率。(2)運行維護方面來說,如果絕緣子串中存在零值,但是卻沒有檢測出來的時候,這樣就會導致電路中出現閃絡電壓,電路的耐雷水平就會降低,這樣有一些地區為了防治污染,使用合成絕緣子,就會導致輸電線路的耐雷水平偏低,長期下去就會出現腐蝕的現象,腐蝕的主要是與地表接觸的那部分裝置,當腐蝕到一定程度的時候,就不會對雷擊有抵抗的能力,這樣的輸電線路受到雷擊的可能性是非常大的,并不是所有的雷擊現象都可以分析并預防,有些雷擊的現象是無法進行預測并提前預防的,這樣就需要技術水平的提高,才可以解決。(3)直擊雷過大的電壓,這樣的情況下就會發生電力設備的損壞的情況,因為這時的雷電產生的電壓是非常大的,輸電線路在很大的程度上會產生跳閘的現象,如果嚴重的話就會導致線路中的絕緣體發生破裂,這樣雷電就會通過電波進入到輸電線路,由輸電線路進入到變電站中,這樣的變電站中的設備就會受到危害,會發生大型的電力事故。
1.1.2 覆冰。覆冰向主要針對的就是雨雪天氣,北方產生的頻率較高,因為北方的冬季雨雪頻繁,這樣就會導致輸電線路在濕度與溫度的影響下出現覆冰的現象,這種現象在雨雪的天氣是經常可以看到的,這樣電力系統就會因為冰凍發生損壞。在發生覆冰的時候,保桿的兩側張力會出現不平衡的現象,在張力的影響下,會出現倒桿的現象,輸電線路還有熱脹冷縮的特征,出現雨雪天氣的時候,輸電線路就會結冰,在風的吹動下會發生搖晃的現象,在搖晃的過程中極有可能會產生斷裂,如果較嚴重,就會導致整個電力系統產生問題,電力系統的安全性也無法得到保障。
1.1.3 外力的破壞。外力的破壞在輸電線路的運行中也是經常發生的,尤其是經濟的人發展,資源的開采,導致的外力破壞越來越嚴重,外力的破壞要根據地域而定,有些地方的發生頻率是非常頻繁的,有些地方的發生頻率是極低的。山區輸電線路的破壞是比較頻繁的,在開山炸石是很容易炸斷導線、炸傷絕緣子;在輸電線路的下面燃燒農作物,濃煙和火焰也容易造成線路的跳閘;在輸電線路的保護區里,挖掘機、大型吊車在施工時也會有撞壞塔桿,碰斷導線等事情的發生;還有一些不法分子在經濟利益的誘惑與驅使下盜竊電線、塔材等電力的設施;還有在輸電線路的下面違章施工、釣魚等也會造成輸電線路的破壞。
2 66kV輸電線路的維護
2.1 對于雷擊輸電線路的維護
對于輸電線路來說有很多的防雷措施,主要包括:提高輸電線路的絕緣水平、避雷線的安裝、耦合地線的架設、安裝輸電線路的避雷器、使接地裝置的沖擊特性得到改善以及同一個桿塔多條輸電線路不平衡的絕緣等。目前對于66kV輸電線路而言防雷最有效的措施為:選用自動重合閘當作補救的措施。當輸電線路遭受到雷擊而發生相間短路,保護動作會讓開關發生跳閘,經過一段時間后,自動重合閘便重新使開關合閘。若故障被消除,線路就可以重新恢復繼續供電,否則就會再次由保護將開關跳閘。輸電線路運行的經驗表明,當輸電線路遭受到雷擊使得電弧熄滅之后,一般其電氣的強度都能夠很快地恢復,所以選用自動重合閘的時候,大約有70%的雷擊跳閘事故在自動重合閘作用下都可以重合并成功的恢復供電,這對確保安全供電有著很大的作用。
2.2 對于輸電線路覆冰的維護
對于66kV輸電線路的覆冰災害,其重要的防止辦法就是在設計輸電線路的階段采取一些有效的措施,盡量讓輸電線路避免橫跨風道、埡口、水庫和湖泊這種容易發生覆冰的地域,在輸電線路翻越山嶺的時候應該讓其盡量避免大檔距以及大高差,不要在較為開闊的山脊上面設置轉角點架。使覆冰的程度與覆冰的概率減少;同時在進入覆冰的季節之前應該對輸電線路進行全面的檢查,使輸電線設備的缺陷消除,做好輸電線路防備的工作。
2.3 對于外力破壞輸電線路的維護
對于有施工基建在輸電線路的附近時,運行人員應該要及時給予其制止吊車等一些大型的施工機械在輸電線里的保護范圍內的違章施工,向戶主與施工人員宣傳關于電力安全的知識以及電力法規,并對其提出相應的安全要求,告知其通過輸電線路下方允許的高度(即:一般高度不超過大約4m左右);對于行車的道路距離拉線和桿塔基礎比較近時,就要在其附近進行護樁的埋設;到了春季要加強對輸電線路的巡視,制止在輸電線路兩側大約300m之內的地方放風箏;等到即將進入農作物秸稈燃燒的季節時應該要提前對沿線的種植戶進行摸查排除,對沿線的居民進行在輸電線路下禁止焚燒雜物的安全教育,散發張貼安全教育的宣傳單,告知其帶來的危害性。
3 結論
輸電線路對生產和生活是非常重要的,輸電線路在運行和維護方面存在很多的問題,尤其受到自然環境的影響比較大。現在很多的輸電線路都受到一些外力的影響,如果不重視就會對整個電力系統產生影響,因此,一定要重視對輸電線路的運行與維護,讓電力系統穩定運行,為經濟做出更大的貢獻。
參考文獻
[1]梁偉.電力通信機房防雷及SPD浪涌保護器的應用[J].通訊世界,2015(23).
關鍵詞:DSM;電能管理;中國電能服務網
作者簡介:田會峰(1980-),男,安徽蕭縣人,江蘇科技大學(張家港)電氣與信息工程學院,講師;周瑜(1984-),女,江蘇張家港人,江蘇科技大學(張家港)電氣與信息工程學院,實驗師。(江蘇張家港215600)
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)14-0048-02
在當今能源相對緊缺、世界環境日益變差的大環境下,節能減排顯得尤其重要,一方面節約了能源的使用,另一方面又減少了污染物的排放,保護了環境。
電力需求側管理DSM(Demand Side Management)是指在政府法規和政策的支持下,采取有效的激勵和引導措施以及適宜的運作方式,通過電力公司、能源服務公司、社會中介組織、產品供應商、電力用戶等共同協力,提高終端用電效率和改變用電方式,在滿足同樣用電功能的同時減少電量消耗和電力需求,達到節約資源和保護環境的目的,實現社會效益最好、各方受益、最低成本能源服務所進行的管理活動。
文中按照電力需求側管理的要求積極探索電氣工程及其自動化專業的電能管理方向。
一、電氣工程及其自動化專業方向
1998年,國家將本科專業目錄進行了調整、合并和壓縮。電工類和電子與信息類合并成電氣信息類。原電工類的電機及其控制、電力系統及其自動化、高壓電與絕緣技術、電氣技術等專業合并為目前的電氣工程及其自動化專業。[1]
電氣工程及其自動化專業涉及電工技術、電氣技術、電力技術、自動控制技術、計算機及其應用技術等諸多領域,是通用性很強的“寬口徑大專業”。全國各高校根據國家經濟發展對電氣信息類人才的需求,依據各校的實際情況和辦學條件,確定了彼此不同的專業方向、人才培養的方案和模式,體現出各校的辦學特色。
江蘇科技大學鎮江校區電氣工程及其自動化專業雖然從2000年開始招生,但是其前身可以追溯到1953年上海船舶工業學院創辦的船舶電氣控制專業,1978年鎮江船舶學院開始招收船舶電氣自動化本科專業,經過工業電氣自動化專業、工業自動化專業等發展到現在的電氣工程及其自動化專業。本專業是培養以船舶為特色的電氣工程及其自動化人才,其專業建設是依托船舶行業,依靠教學、科學與管理,將其建設成以船舶電氣自動化為主要特色、面向工程技術應用的專業。[2]
張家港校區因為遠離校本部,又是異地新建校區,無法享受校本部幾十年來在船舶電氣自動化方面的教學和科研成果。雖然張家港校區自2005年開始招生,其專業方向表面上沿襲鎮江校區的“船舶電氣自動化”方向,但培養方案實際上與船舶相關的課程基本沒有涉及,比如:本部開設的“船舶概論”“船舶電站自動化”“船舶機艙自動化”等課程。[3]因此,電氣工程及其自動化專業是作為校區重點建設的專業之一,目前是以船舶電氣自動化和工業電氣自動化的混合體,專業方向不明確,不利于專業建設和學生就業。
隨著社會經濟的發展和國家戰略的需求,電能管理越來越受國家的重視,國務院曾多次發文要大力發展電能需求側管理。目前,在國內高校本科專業及方向設置中,還沒有電能管理方向,市場需求量巨大。
為此,為了突出辦學特色,服務經濟,培養社會急缺的電能管理人才,校區與蘇州太谷電力有限公司合作,共同建設電氣工程及其自動化專業電能管理方向,并從2008級電氣工程及其自動化專業開始設置電能管理方向。
二、電能管理方向建設探索
電氣工程及其自動化專業電能管理方向是對負荷控制和管理,以及遠程抄表和計費自動化。本著“科學管理電能,輕松降低成本”的電能管理新思路,確保電力用戶有序用電,其技術領域涉及國家重點支持和發展的幾大高新技術,即物聯網技術、智能電網技術和節能減排技術。因此,電能管理方向有著及其廣闊的發展空間。
電氣工程及其自動化專業電能管理方向特色是實時監測和采集各電力用戶的用電情況,對其用電情況進行分析評估,針對不合理或浪費用電的裝備和線路,對其進行整改,優化電力用戶的內部電網,以達到降低電能的目的。
電氣工程及其自動化專業課程體系的構建應本著加強理論、優化課程結構、強調應用能力、加強實踐環節來設置專業模塊課程。[4]由于“電能管理”是新建專業方向,電氣工程及其自動化專業原有的課程體系沒有大的改變,目前只在第7學期增加了電能管理方面的兩門方向選修課:“電能需求側管理”和“電能優化技術”,下一步將根據人才培養方案要求,繼續增加電力系統方面的兩門課程“電力系統繼電保護”和“ 電力系統故障分析”。
為了進一步優化課程體系,將電氣工程及其自動化專業基礎課和專業方向課內容相近或密切相關的幾門課程組成課程組,有利于相關教師之間的教學交流和科研合作。具體分為5個課程組:
電工電子技術課程組:包括“電路”、“模電”、“數電”、“電力電子技術”、“CPLD及FPGA設計”等課程;計算機技術課程組:包括“計算機軟件基礎”、“微機原理與接口技術”、“單片機原理及應用”、“ DSP原理及應用”、“計算機控制技術”、“計算機網絡基礎”等課程;控制與檢測技術課程組:包括“自動控制原理”、“現代控制原理”、“智能控制”、“計算機集散控制”、“檢測與儀表”、“MATLAB語言與科學計算”等課程;電機與電氣技術課程組:包括“電機與拖動基礎”、“電氣與PLC技術”、“機電一體化技術”、“電力傳動自動控制系統”等課程;電能與電力技術課程組:包括“工程圖學基礎”、“電能需求側管理”、“電能優化技術”、“供電技術”、“電力系統繼電保護”、“電力系統故障分析”等課程。
三、電能管理方向建設實踐
為了加強電能管理方向學生的工程實踐能力,在制訂人才培養方案時就將企業元素貫穿于整個教學環節,企業參與人才培養的始終,校企深度融合,學校引進企業高級人才到校任教,同時,學校派青年教師下到企業學習至少1年時間。見圖1。
1.教材建設
“電能優化技術”被校區列為重點課程建設,建設內容包括與企業合作共同編寫講義,進一步編寫教材,努力將“電能優化技術”打造精品課程。該課程內容主要包括電能質量:電壓、諧波、三相不平衡、功率因數等;電源優化;配網優化;電能質量優化;電能軌跡優化;電能檢測技術等。
“電能需求側管理”已經編寫成講義,并投入教學使用,主要內容涉及電力系統、智能電網、供電技術、需求側管理、DSM平臺使用、電能系統構建等。
2.師資隊伍建設
依托中國電能服務網(蘇州太谷電力有限公司)和智能電力研究院(清華大學韓英鐸院士領銜的科研團隊),共同培養“雙師型”教師。校區派青年教師去企業學習1年,參與企業的科研和工程實踐,這樣教師有了實際的工程背景,在講授理論課程時,將理論與實踐相結合,學生聽課才會感興趣,不會顯得課程枯燥無味。
智能電力研究院坐落在校區,與學院有緊密合作關系,長期邀請清華大學的教授給學生做學術講座,同時教師和部分優秀學生也參于研究院的科研項目。
3.電能管理實驗室建設
為了實現工程教育,必須將工程實踐教育貫穿于整個教學環節。由于企業擁有強大的經濟基礎、科研能力以及工程實踐背景,學校與企業深度合作,共建實驗室,為學生提供工程教育模式的實踐教學平臺。
校區與太谷電力共同建設“電能管理實驗室”,使用“中國電能服務網”平臺。該平臺功能包括以下5個模塊:電能在線模塊、用電分析模塊、輔助決策模塊、有序用電模塊和系統工具箱模塊。
為了能采集電能數據,通過電能監測儀、電流互感器、服務器等器件,利用RS48總線和以太網,可以采集和監測的數據包括:監測電力指標,包括相電壓、線電壓、相電流、線電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率等;電量指標,包括有功電量、有功電度、無功電量、無功電度等;質量指標,包括諧波電壓、諧波電流、三相不平衡度、電壓偏差、頻率偏差、零線電流等。同時,還能通過溫度傳感器采集殼體的溫度。
通過此DSM平臺,學生能夠清楚的了解電能的輸入、傳輸、消耗的全過程。
4.網絡教學平臺建設
本專業目前共有6門課程,包括“電路”、“數電”、“電力電子技術”、“電能優化技術”、“微機原理與接口技術”、“單片機原理及技術”等課程實現網絡教學,網絡學堂包括教學課件、電子教案、教學大綱、習題、教學案例、在線答疑、師生互動等,教學資料豐富。
5.工程實踐能力培養
工程實踐能力是學校人才培養的終極目標,學校和企業各有強項,優勢互補,將學校的人才培養方案與企業的用人需求緊密結合,企業積極參與人才培養方案的研討和制定,實踐環節的教學以及教材的建設等。企業的科研項目與學校的實踐教學相結合,實踐教學實現學校企業雙導師制。
由太谷電力有限公司挑選經驗豐富的高級工程師兼任“電能管理”專業方向工程實踐培養指導教師,每周安排2學時,總計32學時的工程實踐課程。
另外在第8學期安排學生去企業頂崗實習6個月,并將在今后逐漸擴至1年,達到“卓越工程師”計劃培養方案的“3+1”模式,即3年在學校學習理論知識,1年在企業頂崗實習。實習期間要求學生現場安裝與調試,并參與企業應用設計。
通過實習,學生對工程項目比較熟悉,將在企業里根據實際工程項目完成本科畢業設計。
6.聯合培訓“電能管理師”
目前,社會上急缺電能管理師,每年的用電高峰期,政府為了完成減排任務,都要求企業“拉閘限電”,對企業造成了比較大的損失。企業內部的電工緊緊是會用電,但是不能根據企業實際情況,優化企業內部電網,降低電能。因此,校區教師和太谷電力合作共同培訓“電能管理師”。
四、結束語
目前,全國大約200多所院校設置電氣工程及其自動化專業,甚至一些以文科見長的綜合型大學也在辦此專業。[5]對于本科院校異地新建校區,如果電氣工程及其自動化這樣寬口徑的電類大專業,沒有形成自己鮮明的專業特色,很難與其他老牌院校的此專業相比,這樣不利于服務地方經濟和學生就業等。
因此,設置電氣工程及其自動化專業電能管理方向,在響應國家節能減排、培養“卓越工程師”計劃、大力發展智能電網等方面都具有積極的意義。
參考文獻:
[1]王澤忠,王兆安,沈頌華.電氣工程及其自動化專業規范研究[J].電氣電子教學學報,2010,(S1):5-6.
[2]姜文剛.電氣工程及其自動化船電特色專業建設探索[J].科技信息,
2011,(21).
[3]劉維亭,王德明,朱志宇.電氣工程及其自動化專業建設與實踐[J].華東船舶工業學院學報(社會科學版),2002,(4).
一前言
電網的線損可分為技術線損和管理線損。其中,技術線損又叫理論線損,這一部分可以通過技術手段實現降低;另外一種為管理線損,管理線損主要包括電度表的誤差,抄表不同時及錯抄、錯算等原因導致的數據不準確,設備絕緣不良引起的漏電造成的損耗,以及無表用電和竊電造成的損耗。如何有效的推進各項管理專業水平,是實現經濟合理用電的關鍵。
二、降低線損的主要技術措施
(1)完善電網結構
電網的結構是否合理對線損起著非常重要的作用,通過對線損的分析,在電網的規劃與改造過程中把降低線損做為一項重點工作,增加線路回路,增大導線截面積,實現低損、高效的供電方式。
(2)調節電壓
在負荷較大,離電源點較遠的情況下宜采用較高電壓等級的輸供電方式。
(3)提高電網功率因數
設備方面主要采取降低各變電站及其用電設備所需的無功功率,以及增加必要的無功補償對設備進行無功補償,以達到提高功率因數的目的。目前調度部門針對此問題已經研發了電容器自動投切裝置,通過監視電網的功率因數,實現電容器自動投切,提高功率因數。運行措施方面主要是提高用戶的功率因數,減少線路輸送的無功功率,加強無功管理,實行無功經濟調度。
三、經濟調度降損節能
電網的經濟調度是以電網安全為前提,旨在降低電網損耗的行為。所以,在電網運行中,調度需要通過合理的安排運行方式實現優化調度,加深負荷管理,針對電網情況,電力調度系統都設置了負荷預測專責,通過對歷史日期負荷曲線的分析,對未來日期的負荷曲線進行預測,同時,向各發電部門下達發電曲線,通過這種方式實現供需平衡,從而達到經濟調度,實現節能降損的要求。
四、降低變壓器損耗的措施
電力變壓器在運行過程中,會產生損耗,這一部分損耗約占總損耗的10%左右。
因此變壓器的經濟運行是電力系統經濟運行的關鍵。實踐中,通過調整變壓器的運行方式、優化負載調整,以實現減少變壓器損耗的目的。
五、總結
電網損耗主要包括線路和變壓器兩個方面,經驗證明實現線損及變壓器損耗的降低是降耗節能的重中之重。降低網損,對電網的經濟運行起著至關重要的作用。
參考文獻
[1]楊玉敏.淺談電網經濟運行的節電技術[J].科技與企業.2013.
[2]劉本忠.電網經濟調度及降低網損措施概論.神州.2012.
[3]王菊萍.對如何降低網損、提高電網經濟運行的技術措施分析.2010.
[4]胡景生.變壓器經濟運行[M].
[5]胡景生.電網經濟運行與能源標準化[M].
關鍵詞:中職 電力 教學改革
DOI:
10.16657/ki.issn1673-9132.2016.01.020
新世紀,我國把發展職業教育作為重要的國家戰略之一,國家為發展中職教育投入了大量的人力物力和財力。因而當前的職業教育面臨著最好的發展機遇、最佳的外部條件,如果仍走老路顯然是不可取的。因此,我們必須堅持以服務為宗旨,以就業為導向,圍繞提高職業教育質量這個核心,結合實際,采取措施,實現職業教育的快速、健康、持續的發展。為了實現這一目標,我們必須對那些當前不是很合理的中職技工學校的教學模式和內容做一定的改革與探索。
經過近年來幾輪大規模的電網改造,整體的電網結構、設備等均得到了很大程度的改善,為電力企業的發展打下了基礎。隨著統一堅強智能電網規劃的逐步實施,電力行業技術更新的速度越來越快,電力企業對人才和人力資源管理都提出了新的要求。來自中國電力企業聯合會的統計分析顯示,全國電力行業138萬名職工中,僅有高級技師1630名,技師2.3萬名,兩者之和不足職工總數的2%,遠遠低于發達國家30%的水平。調查中還發現,目前技術性職業崗位仍處于不飽和狀態。由此充分說明,電力行業對技能型人才需求旺盛,電力專業技能型人才基本上不會為崗位需求所束縛,唯一要提高的就是自己的競爭力。因此,作為向電力行業輸送技術和技能型人才的電力類中職技工院校應順應電力行業的技術發展和職業崗位需求,及時改革課程體系和教學內容,才能保證人才培養質量,提升專業競爭力。
一、“發電廠及變電站電氣設備”(中職)專業簡介
我校“發電廠及變電站電氣設備”(中職)專業的招生對象為應屆初中畢業生,基本學制是3年。培養目標是適應電力行業、及其他電力建設、安裝、維修等單位及電力用戶,服務生產第一線需要的、掌握電氣設備運行與維護等職業崗位所需的基礎理論知識和技能,具備電氣操作、電氣設備運行與維護等相關技能的技能型人才。我校還要求學生獲得國家或重慶市有關部門規定的中級變配電室值班電工、電氣值班員、變電站值班員、變電檢修工、繼電保護工或其他上崗資格證書。
1.本專業畢業生主要就業方向:(1)企業自備電廠、企業供配電 :電氣操作、運行、檢修、維護等。(2)電力工程施工單位:電廠、電站、線路的安裝、施工、調試。(3)電氣設備生產制造企業:電氣設備裝配、檢測、調試;電氣類產品的營銷,技術服務工作。(4)工礦企業、小區物業、大型建筑、事業單位,以變配電值班、供電系統運行維護為主要崗位的電氣運行。
2.本專業培養模式:采用“2+1”模式,即兩年教學加一年頂崗實習。第一年主要開展文化課和專業基礎課教學,其中部分課程要開展實驗或綜合訓練。第二年主要開展專業課教學和專業實訓教學。第三年組織實習,同時根據當年用人市場信息和需求情況,對部分學生組織有針對性的崗前技能培訓,也有少部分由學校和用人企業共同組織到相關企業開展崗前培訓。第二年和第三年教學進程中還要安排電氣運行相關專業中級工、高級工職業技能鑒定培訓及考試、進網電工作業許可證培訓及考試。
二、本專業教學存在的主要問題
以我校本專業為例,歸納畢業生及用人單位反饋信息,本專業教學質量整體認可度高,但仍然存在下列問題。
1.公共基礎文化課的設置門類和學時都略顯不足,不利于學生綜合素質的培養和可持續發展。中職人才培養越來越關注人的綜合職業能力和文化素養,熟練的單一技能已無法適應就業、轉崗和學歷提升的需要。
2.課程設置重復,部分內容在不同課程中被反復講授,如中性點的接地運行方式,但都不完整。
3.部分課程的教材跟不上技術更新的步伐,如電氣設備運行與維護課程、繼電保護及自動裝置課程。部分教材難度太大,且難度大的部分并不適用,如電機學、電力系統運行、高電壓技術課程理論及計算部分。
4.我校經過示范和骨干建設已建成和更新了很多專業課教學資源庫和實驗實訓基地,原有課程設置未及時更新,未充分利用各種信息化資源和實習實訓資源,導致學生對設備不認識、操作不熟悉。
5.中職學生大多厭學,缺少學習的主動性和積極性。原課程體系和教學內容的深度、難度和趣味性方面與學生的實際情況不適應。
6.職業技能鑒定宣傳力度不夠,部分畢業生在校期間不明白職業資格證書的內涵及適用范圍。
三、本專業教學改革建議
(一)構建更為科學、全面的公共基礎課程體系
中等職業教育的定位是在義務教育的基礎上培養大量技能型人才與高素質勞動者,在對學生進行高中程度文化知識教育的同時,根據職業崗位的要求有針對性地實施職業知識與職業技能教育。專業教育有較高的文化起點,扎實的文化和科學知識基礎是學生的能力、素質、科學世界觀發展的必要基礎。基礎越扎實,形成的發展后勁的“能級”越高。科學文化知識基礎也為專業理論和技能的學習作了必要的鋪墊。因此,建議按照《教育部辦公廳關于制訂中等職業學校專業教學標準的意見(教職成廳[2012]5號)》中對課程結構的要求,結合電力類新型技術技能人才職業素質培養的目標,將思政教育與人文素質、職業道德緊密結合,搭建貫穿三年的更為科學、全面的公共基礎課程體系,使得畢業生達到相當于高中畢業生的文化水平,能取得計算機及英語相應證書,有利于職業教育與普通教育的溝通,便于中等職業教育與高等職業教育的銜接,為人才“立交橋”的構建鋪墊基礎。
(二)課程設置和教學實施應因材施教,更注重培養職業能力
1.形成講、練、操融為一體的課程結構。如建議設置“電工基礎及測量”課,將原電工理論課與電工測量實訓融為一體;將“計算機基礎”理論課與實際操作交互進行,淡化理論課與實踐課的界限,將二者緊密聯系起來。
2.整合培養學生綜合素質的綜合課程。建議增加“電氣運行技術”課學時,因為本門課程是在學生學完專業課后進行的一次“崗位大練兵”,是本專業所覆蓋的所有崗位上所需的知識、技能的大綜合,包括常規操作、事故處理、事故分析等。通過理論講解、認識實習、仿真操作,把觀察、思維、操作結合起來,促進他們把知識轉化為動手能力和創造能力,提高綜合素質。
3.改善專業基礎課和專業課偏多、偏難、偏深的現狀。如“電機技術”課和“電力系統”課應適量刪減學時,做到少而精,注重實用性,突出職教特色。
4.增減一些課程。如為適應微機監控、無人值班等新技術的要求開設“電力系統綜合自動化”課程;刪掉傳統的“畢業設計”與“課程設計”,以技能訓練與技能考核取而代之。
5.課程內容科學篩選、及時更新。按就業崗位、典型工作任務與職業能力分析篩選課程內容。
課程內容建議弱化電力系統運行課程計算部分、高電壓技術課程理論部分,刪除電氣設備運行與維護課程不再使用的部分設備,增加新設備類型,簡化繼電保護及自動裝置原理與運行課程計算部分,增加微機保護內容等。
(三)充分應用信息化技術,提升學生學習興趣
由于電力類專業的特殊性、高電壓大電流的危險性,運行中電氣設備不可以隨意觸碰和操作,大大制約了學生動手能力地培養與技能水平地提升。學生不能進入真實電力行業運行環境,即便到了頂崗實習階段,也只能遠觀不能靠近,更不能動手實作,導致本專業課程學習與現場脫離,學生學習興趣低。隨著數字化時代的來臨,信息化技術在職業教育中得到了廣泛的應用和發展。建議調整本專業課程設置,充分利用我校已建成的信息化資源,如變電運行仿真實訓室、電氣檢修仿真實訓室等,最大限度實現一體化教學。其優勢在于:(1)構建虛擬教學情境、解決教學做一體化實施中安全性與學生操作性的矛盾。(2)虛擬工作職場,學生可以角色扮演與參與,培養學生職業意識與職業能力。(3)教學過程中的直觀性、形象性、具體性和趣味性,可提升學生學習熱情和興趣。
(四)專業實訓室等教學設施建設
專業實訓室的建設除符合一般的教學要求外,還要盡可能適應情境化教學的需要;教學工位要符合課程內容和學生人數的要求,要具有職業技能訓練的必備條件;要具有安全、衛生、規范的勞動環境和條件。根據課程設置,建議本專業擴建電氣設備安裝檢修實訓基地及變電運行三維仿真實訓室。
(五)考核制度與方法建議
為了適應以就業為導向,突出技能培養的新的教育形勢,必須改革學業考核制度與方法。改革考核制度與方法的核心在于建立全面的題庫,并且可以公開,以達到引導學生把握學習重點和學習方向的目的。考核形式上,基礎、文化課考核宜采用傳統的集中書面考試,專業課和專業技能的考核更宜使用過程考核和項目操作考核。
(六)加強職業資格宣傳,提高職業技能鑒定培訓質量
根據《勞動法》和《職業教育法》的有關規定,對從事技術復雜、通用性廣、涉及國家財產、人民生命安全和消費者利益的職業(工種)的勞動者,必須經過培訓,并取得職業資格證書后,方可就業上崗。電工電氣方面的職業屬于就業準入的職業范圍。因此,對該專業學生應從日常管理和專業課教學兩方面都應該加強職業資格的宣傳和教育,讓學生意識到職業資格證書的重要性。由于中職學生學習自覺性差,因此在本專業的課程體系中應安排專門的職業技能鑒定培訓課程,保證良好的培訓質量,使學生畢業前能取得電氣運行相關專業中級工職業資格證書和進網電工作業許可證書。
四、結束語
本專業適應面廣,學生發展潛力大,教學改革應充分考慮學生職業生涯的可持續發展。按照學生職業能力逐步提升的規律,培養學生從中職新生遞進到具備初級職業知識的學生,再到具備中級職業能力的學生,最后成長為高級技術技能型人才。
參考文獻:
[1]孟廣平.中國職業技術教育概論[M].北京師范大學出版社.
[2]蔣乃平.職教課程改革要點與課程模式[J].北京教育,2000(3).
[3]中等職業學校”電廠及變電站電氣運行專業“教學指導方案.教育部職業教育與成人教育司,2001.
[4]武震宇.提高中職電力類專業教學質量的思考[J].科學咨詢,2011(8).
作者簡介: