变电站及新能源二次装置的调试是什么工作
二次设备调试工作包含如下:
1、接线:连接远动机、后台服务器、公共测控和一切电气设备上测控装置的网线。
2、对点:效验电气设备上面的各个辅助节点是否一一对应。在电气设备上面操作看后台是否对应。
3、测控装置保护试验:用继电保护测试仪给保护装置加上电压和电流,看看保护是否能正确动作,主要看速断和过流保护。
4、单体调试:对单个设备(开关)进行分合闸、保护跳闸试验。
5、联调:对多个设备(开关)进行分合闸和连跳试验,目的是看看保护逻辑是否正确。
6、保护定值:由调度或者电力公司计算出各个电气设备的定值,然后输入到保护装置里面。
7、和调度对点:与调度核对遥测和遥信的点。
8、调试完成。我们常听说的四遥功能由远动系统终端RTU实现,它包括:遥测(遥测信息):远程测量。采集并传送运行参数,包括各种电气量(线路上的电压、电流、功率等量值) 和负荷潮流等。遥信(遥信信息):远程信号。采集并传送各种保护和开关量信息。遥控(遥控信息):远程控制。接受并执行遥控命令,主要是分合闸,对远程的一些开关控制设备进行远程控制。遥调(遥调信息):远程调节。接受并执行遥调命令,对远程的控制量设备进行远程调试,如调节发电机输出功率。一遥:指遥信功能。两遥:指遥信和遥测功能。三遥:指实现遥信、遥测和遥控功能。四遥:指实现遥信、遥测、遥控和遥调功能。具备遥控、遥测、遥信、遥调功能的系统。又称遥控遥测遥信遥调系统。四遥系统主要用于输油输气管线等分散目标型系统。中国已研制成通用分散目标型四遥设备。四遥功能即遥信(YX),遥测(YC),遥控(YK)和遥脉(YM)。遥信:要求采用无源接点方式即某一路遥信量的输入应是一对继电器的触点,或者是闭合,或者是断开。通过遥信端子板将继电器触点的闭合或断开转换成为低电平或高电平信号送入RTU的YX模块。遥信功能通常用于测量下列信号,开关的位置信号、变压器内部故障综合信号、保护装置的动作信号、通信设备运行状况信号、调压变压器抽头位置信号。自动调节装置的运行状态信号和其它可提供继电器方式输出的信号事故总信号及装置主电源停电信号等。
遥测:遥测往往又分为重要遥测、次要遥测、一般遥测和总加遥测等。遥测功能常用于变压器的有功和无功采集线路的有功功率采集母线电压和线路电流采集温度、压力、流量(流速)等采集周波频率采集和其它模拟信号采集。遥控:采用无源接点方式,要求其正确动作率不小于99.99.所谓遥控的正确动作率是指其不误动的概率,一般拒动不认为是不正确,遥控功能常用于断路器的合、分和电容器以及其它可以采用继电器控制的场合。遥脉:通过使用脉冲信号向系统发送信息为遥脉,常用在综合自动化系统的电能计量中。另:有些综合自化系统采用了遥调的概念。遥调常用于有载调压变压器抽头的升、降调节和其它可采用一组继电器控制具有分级升降功能的场合。遥调属于遥控的一种。利用遥测技术实现远距离测量、控制和监视的系统。在遥测遥控系统中,测量装置和执行机构设置在受控对象附近,受控对象参量的测量值通过遥测信道发向远距离的测控站,而测控站的控制指令也是通过遥测信道发向执行机构的。遥测遥控系统是一类控制与通信密切结合的综合信息系统,其工作原理涉及信息传输和信息提取,包括采样定理、编码理论、多路复用、调制技术、同步技术、信号检测和估计等方面。遥测遥控是自动化技术的重要分支,它是在自动控制、传感技术、微电子技术、计算机技术和现代通信技术的基础上不断完善的发展起来的,在国民经济、科学研究和军事等方面都有广泛的应用。凡是距离遥远、对象分散或难以接近的系统,都可以采用遥测遥控来实现集中监控和统一管理。最早的遥测遥控系统是机械式的,19世纪末出现电遥测遥控系统,称为有线遥测遥控系统。20世纪初出现无线遥测遥控系统。到了50年代又研制出脉码调制遥测系统,标志着从模拟式遥测系统发展到数字式遥测系统。70年代后由于微电子学和微处理机的迅速发展,数字式遥测遥控系统逐渐取代模拟式遥测遥控系统,并出现可编程序遥测遥控系统、自适应遥测遥控系统和分集式遥测遥控系统。现代航天遥测遥控系统的最大传输距离可达2.4亿千米,能传输每帧2.4×10比特的数字图像信息。航天测控系统已发展到利用一个微波波段的载波作为遥控、遥测、测距和测速的共同载波,称为S波段统一载波测控系统,使设备大大简化。
遥测遥控系统有两个分系统:遥测分系统和遥控分系统。实际上它们往往结合成有机的整体。一般遥测遥控系统都是由控制端、信道和被控端3部分组成。在设计和选择遥测遥控系统时一般应遵循准确度,可靠性,工作容量,抗干扰能力,动作速度,工作频段,通用性和经济性等技术要求。
“2020年是泛在电力物联网建设的攻坚年,要继续以新能源消纳、电网质效提升、多元要素互联共享、互联网运营为主线,持续加大电网关键装备、大电网运行控制、5G、人工智能等两网融合核心技术攻关。”近日,在国网能源互联网技术研究院行动计划研讨会上,中国电力科学研究院总经理、国网能源互联网技术研究院院长王继业指出。这表明,新能源消纳同样是泛在电力物联网应用的重要方向。
进入“十 三五 ”以来,我国新能源装机持续快速发展,但也面临着区域发展不均衡等问题。为准确有效地贯彻执行新能源优先调度,提前评估电力系统新能源消纳能力,准确定位消纳瓶颈,中国电力科学研究院研发了新能源消纳能力协同计算平台(以下简称“协同计算平台”),旨在分析新能源发电对电网运行影响、优化运行方式和新能源装机时序,为电网调度运行和 政府 出台相关政策提供科学依据。
装机增长叠加消费放缓
新能源消纳仍面临较大压力
数据显示,截至2019年底,我国风电、光伏发电并网装机容量突破4.1亿千瓦,占电源总装机的比例超过21%。 风电与光伏总装机容量超过1000万千瓦的省份已占到全国的一半以上 。
“我国新能源发展速度非常快,由于缺乏科学的新能源消纳能力分析评估手段, 难以量化分析已有的电网运行方式对新能源消纳产生的影响 ,难以对并网时序、电网检修、常规电源运行等环节进行优化,影响新能源消纳水平的进一步提升。”中国电力科学研究院首席专家刘纯表示。
依托数据平台
深化运行消纳分析
针对新能源消纳难题,中国电力科学研究院研发的协同计算平台, 基于新能源时序生产模拟仿真模型 ,可实现新能源出力序列随机模拟、新能源消纳能力时序生产模拟和案例批量计算等功能,可用于分析新能源并网对电网运行的影响、新能源优化布局开发等问题。协同计算平台还通过国家电网调度数据网信息管理大区泛在互连,实现国-分-省(国家电力调度中心-调控分中心-各省电力调控中心)数据共享、数据远程同步管理以及计算结果远程校验。
“协同计算平台已成功应用到国家电网公司国调中心、华北分中心、东北分中心、西北分中心,山西、吉林、蒙东、青海、宁夏、湖南等19个省级电网, 可较为准确地评估新能源消纳能力 ,有效助力调度部门优化运行方式。”中国电力科学研究院新能源研究中心调度室主任黄越辉介绍,目前,协同计算平台的底层系统——新能源生产模拟系统,已通过中国电力企业联合会组织的产品鉴定,认为新能源生产模拟系统中风电/光伏发电时间序列建模、时序生产模拟方面达到国际领先水平。
国家电力调度控制中心水新处相关负责人表示:“通过新能源消纳能力协同计算平台的统一建设, 首次实现各省新能源消纳情况回溯及对未来2-3年新能源消纳情况的测算 ,有利于准确分析各省新能源消纳瓶颈,对症施策。此外,协同计算平台中‘国-分-省’三级协同互联消纳能力计算管理模式,可以实现硬件分布式部署、任务分层级实时下达、数据及计算结果统一管理,兼顾流程规范性与计算效率,精准挖掘提升新能源消纳水平的各项措施,有效助力电网优化运行。”
技术引领
为新能源发展提供科学规划
目前,在国家电力调度控制中心的组织下,中国电力科学研究院与各省级电网调度运行人员一起,利用协同计算平台开展新能源消纳能力量化分析计算,指明新能源消纳能力提升的具体努力方向。
“ 利用协同计算平台对重点地区的新能源消纳能力开展全方位评估 ,量化分析阻碍新能源消纳的关键因素,提出火电机组深度调峰、扩大新能源省间交易规模、旋转备用共享等具体措施。并向 政府 部门提出引导新能源装机有序并网,新能源新增装机逐步向中东南部地区转移等建议。” 黄越辉表示, 政府 部门高度重视并落实出台了风电/光伏发电投资监测预警政策,对风光红色预警区域,停止并网申请,仅允许平价和扶贫项目并网。在国家政策的引导下,新疆、甘肃等消纳矛盾突出的地区积极努力,采取一系列举措持续提升新能源消纳水平,消纳水平显著提高。2017年至2019年,我国风电和光伏发电利用率逐年提升,新能源消纳矛盾得到明显缓解。
“由于影响新能源消纳的因素众多,各因素之间又互相影响,而大数据的核心价值就在于揭示事物之间相关性,利用大数据挖掘可以有效量化各影响因素之间关联关系。” 黄越辉强调。
“未来,协同计算平台将在现有基础上,结合电网调度运行需求不断优化分析计算模型, 满足未来分布式电源、储能、需求侧响应的大规模发展需求 。” 黄越辉表示。
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责编 | 李慧颖
安全帽和口罩成了他们除夕夜的标配|新春走基层一线见闻
RMS是root mean square的缩写。RMS值实际就是有效值,就是一组统计数据的平方的平均值的平方根。
任务按单调速率优先级分配(RMPA)的调度算法,称为单调速率调度(RMS)。RMPA是指任务的优先级按任务周期T来分配。
它根据任务的执行周期的长短来决定调度优先级,那些具有小的执行周期的任务具有较高的优先级,周期长的任务优先级低。
随着“十二五”即将结束,“十三五”发展目标与纲领陆续出台。近日,据媒体报道,“十三五”期间低碳环保将是主线。与此同时,在冬奥会的助力下,张家口将建设可再生能源示范区,为京津冀的协同发展提供清洁能源,并在全国形成示范效应。上述利好事件下,预计我国新能源产业即将迎来爆发期。
新能源主要包含风能、太阳能、生物质能、核能与汽车新能源等。近年,在传统能源供应日趋紧张,环境保护压力加大的背景下,新能源成为我国重要的能源战略。十三五期间国家依旧“主打”低碳绿色,从产业角度来看,光伏、风电与核电等清洁发电产业将获得利好。
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1、加强企业能源监控系统的建设:确定对企业能源系统的数据采集项目,以此作为能源监管的基本支撑。采集企业电力、动力及水系统等各类用能系统的实时运行数据,以及企业电力、动力以及水处理设备的实时运行数据。对采集到的企业用能系统相关数据及耗能设备运行数据进行整理分类、存储,并运用特定数据分析处理技术对这些数据进行分析、处理,并将处理结果进行归档。
2、建立企业能源质量管理:确定企业能源质量监测的介质类型。确定企业能源质量监测内容。根据能源介质类型确定企业能源质量监测指标。收集能源质量监测数据并与预先设定的质量标准值进行对比分析。统计能源质量的对比分析结果。
3、建立能源平衡调度系统:确定企业能源系统的用能类型以及主要管网。建立能耗预测模型及能源系统综合平衡分析模型。确定能源系统调度的优化目标,根据系统综合平衡分析结果生成系统平衡调度方案。
陕西能源资源丰富,地理位置优越,是国家确定的“西电东送”重要基地。2020年,陕西省政府高度重视电力外送工作,成立了以原刘国中省长为组长的陕西省推进电力外送领导小组。对此,国网陕西电力及陕西电力交易中心迅速响应,创新思路,超前谋划,结合公司提质增效工作要求,积极推动新能源参与省间外送交易工作。一是各相关部门积极协同开展“新火打捆”外送机制研究工作。从新能源发展趋势、发电能力、断面控制、电网调峰等多角度进行分析,以降低参与外送试点的新能源企业弃电率为目标,确定打捆比例和交易规模,调整完善新能源外送调度策略,优化编制了《陕西“新火打捆”外送交易方案》二是全方位做好对新能源企业的解释动员工作。交易中心先后组织华能、大唐等5家发电集团召开三次“新火打捆”外送专题讨论会,充分听取发电企业意见和建议,讨论研究交易价格机制、申报方式等技术问题,确保交易过程顺利进行三是积极协调网省各方做好交易组织工作,确保交易有效落地。交易中心多次与购电省份联系沟通,积极协商交易电量和价格,及时向北京电力交易中心汇报并得到支持,在外送通道剩余输电能力不足时,争取到3000万千瓦时电量的送出空间。
随着3000万千瓦时“新火打捆”外送电量的成功交易,陕西新能源绿电外送实现了新的突破、迈出了实质性的步伐。交易中心将继续稳扎稳打、 探索 创新,努力扩大新能源外送规模,提升陕电外送竞争力,为实现公司提质增效目标、促进陕西经济发展作出新的贡献。
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新能源并网的基本要求和约束条件如下:
【基本要求】
风能、太阳能等新能源发电具有间歇性、波动性等特点,接入电网后需要进行协调配合,保证安全稳定运行。
一方面新能源大规模并网要求电网不断提高适应性和安全稳定控制能力,主要体现在:电网调度需要统筹全网各类发电资源,使全网的功率供给与需求达到实时动态平衡,并满足安全运行标准;电网规划需要进行网架优化工作,输电环节需要采用高压交/直流送出技术,提升电网的输送能力,降低输送功率损耗。
另一方面为了降低风能、太阳能并网带来的安全稳定风险,需要新能源发电具备基本的接入与控制要求。智能电网对风电场和光伏电站在按入电网之后的有功功率控制、功率预测、无功功率、电压调节、低电压穿越、运行频率、电能质量、模型和参数、通信与信号和接入电网测试等方面均作出了具体的规定,用以解决风能、太阳能等新能源发电标准化接入、间歇式电源发电功率精确预测以及运行控制技术等问题,以实现大规模新能源的科学合理利用。
【约束条件】
目前,随着近年来电力市场结构和体制的不断深化,跨区交易已成为各地提升新能源消纳的重要方式。虽然新能源参与跨区交易已经具备相应的电量交易机制和调控原则,但是联络线计划仍作为刚性的约束,各级电网调控中心只能利用所辖电网的资源进行调峰,在很多情况下面临调峰困难的问题,往往导致被迫弃风、弃光,不利于新能源消纳水平的提升。
随着新能源的迅速发展,电力市场体制的建设在不断深入,针对的临时现货电量申请,专利“计及中长期交易和临时现货交易约束的有功实时控制方法”申请号(201810245441.6)提出通过实时统计各个发电厂的交易电量执行指标,并根据交易电量执行指标实时控制各个发电厂的并网有功,然后对各个发电厂进行公平的指标分配,来最大限度地完成交易计划电量。但是该专利没有考虑联络线计划松弛后释放的新能源消纳空间,未能充分利用跨区电网一体化调控的优势。
我们从去年一直看好新能源行业。这一判断基于两个原因:基本面转好和政策支持力度加大。在这篇文章里我们讨论基本面的变化,在下一篇文章里我们会讨论政策方面的支持。
万亿级电力市场,电力供应在未来能源消费中仍将处于提升态势。 2019年全国发电装机容量210,066 kW,同比增速5.8%,新增发电装机量12,184 kW;全 社会 用电量为72,255亿kWh,同比增速4.5%,按照全国工商业用电均价0.6188元/kWh计算,用电环节市场规模为4.47万亿。由于电能具有运输安全、能源转换方便、易于实现机械化以及存在与信息化深度融合的潜力等诸多优势,电力正逐渐取代煤炭成为最主要的供能品种。根据国网公司预测,2050年电能将贡献50%的发电量。
电力能源中,新能源发电的提升更是大势所趋。 能源需求的持续增加与低碳环保的约束存在矛盾,这种矛盾必须通过生产端的清洁化来解决。非再生能源总有枯竭的一天,目前非再生能源的储量只能支撑化石能源41年的开采时间,天然气、煤炭则为65年和155年。此外,上述非再生能源在发电过程中会造成较严重的环境污染。因此新能源必将逐步替代传统非再生能源(图1)。新能源中,水电对生态环境危害较大且受资源禀赋限制;光伏和风电由于发电成本低、环境污染小,未来将成为新能源主流;核电、生物质发电随着技术成熟也将贡献部分发电量。国网公司判断,2050年新能源使用量将达到一次能源的50%。
随着光伏、风电等新能源度电成本的进一步下降,新能源装机量将快速提升。 过去10年,新能源度电成本快速下降:1. 全球范围看,光伏度电成本下降到了0.05美元/度,降幅达86%;风电为0.045美元/度,降幅达67%,均低于火电的0.102美元/度和气电的0.06美元/度,已经实现平价。2. 国内的标杆电价较低,为0.25 – 0.453元/度。① 陆上风电有望短期内达到平价。 2019年国内陆上风电度电成本为0.315 – 0.565元/度,平均0.393元/度,国网公司预计到2025年风电度电成本将下降为0.20-0.23元/度,实现平价;② 光伏已基本实现平价, 光伏平价分为三个阶段:工商业用户侧平价(分布式)、居民用户侧平价(分布式)、发电侧平价(集中式电站),比较基准分别为工商业售电价格、居民售电价格和脱硫煤标杆电价。2020年,光伏度电成本下降到了0.35元/度,已低于脱硫煤标杆电价,实现平价(图2)。预计未来新增电力装机中,以光伏和风电为代表的新能源发电设备将加速取代火电。
电网侧消纳新能源能力的提升,也是确保新能源替代传统能源的关键条件。 电网侧多举措促进新能源消纳:包括跨省跨区通道建设、市场交易、优化调度、装机控制、火电灵活性改造等。2015-2019年,我国新能源消纳矛盾持续缓解,新能源弃电量下降为215亿kWh,同比降低35.2%,利用率由2015年的85.3%上升到2019年的96.7%,确保了清洁能源所发的电能够被充分利用(图3)。
因此我们认为,从基本面来看,光伏、风电等新能源在发电侧取代火电是大势所趋,新能源可替代的能源市场空间大,较传统能源具有经济性优势,投资新能源行业中的优质公司将有助于获得超额收益。在下一篇文章里我们会讨论政策面的变化对新能源行业的影响。