220kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)（負(fù)荷 唐冉

220kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)（負(fù)荷 唐冉,220kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)（負(fù)荷,唐冉,kv,變電站,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計(jì),負(fù)荷 華 北 電 力 大 學(xué) 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）附 件 外 文 文 獻(xiàn) 翻 譯 學(xué) 號： 071902010126 姓 名： 唐冉 所在系別： 電力工程系 專業(yè)班級： 電氣07K6 指導(dǎo)教師： 劉英培 原文標(biāo)題： Challenges on Integrating Renewables into the Chilean Grid 2011年 2 月 28 日 新能源入智利電網(wǎng)的挑戰(zhàn) 原文出處及作者：2010年關(guān)于電網(wǎng)技術(shù)的國際會議，塞巴斯蒂安、羅德里格等 摘要 智利電力法給電能交易者提出了一個(gè)任務(wù)，從2010年到2014年，確保最少5%的電交易來自新能源。2015年后，這個(gè)任務(wù)會以每年0.5%的速度增長直到2024年達(dá)到10%。為了實(shí)現(xiàn)對新能源的有效利用，我們必須解決幾個(gè)挑戰(zhàn)。其中之一是對于新發(fā)電機(jī)的入網(wǎng)的自然障礙，這種障礙來自于輸電網(wǎng)的輻射特點(diǎn)。過去，這些系統(tǒng)已經(jīng)針對傳統(tǒng)電機(jī)和需求進(jìn)行了極大地發(fā)展和經(jīng)濟(jì)性的調(diào)整。國際經(jīng)驗(yàn)告訴我們，為了允許新能源入網(wǎng)，電網(wǎng)運(yùn)行和發(fā)展需要更智能。在智利，顯著地變化已經(jīng)在電網(wǎng)規(guī)劃和電價(jià)指定上發(fā)生了，這也是這篇論文試圖闡述的。雖然新風(fēng)場可以在1.5年內(nèi)建立，但是輸電設(shè)施卻需要3到6年來完成建設(shè)。在這個(gè)框架下，為了廣泛地建設(shè)和發(fā)展新的電網(wǎng)，考慮到人們和環(huán)境的接受能力，我們需要一種能提供為最小化新發(fā)電源特別是新能源入網(wǎng)瓶頸的管理性信號長遠(yuǎn)眼光。從電價(jià)指定角度講，風(fēng)場強(qiáng)迫了大輸電線路的規(guī)劃，但是給了管制性安排的情況下，由于低設(shè)備利用率，風(fēng)場只能在輸電網(wǎng)費(fèi)用上參與了一小部分。另外，輸電網(wǎng)規(guī)劃有不確定性，通過考慮不同情況，預(yù)期投資的觀念變得更加嚴(yán)峻。 關(guān)鍵詞：新能源，輸電網(wǎng)規(guī)劃，電能規(guī)約，風(fēng)能。 1介紹 智利有兩條主互聯(lián)電網(wǎng)：sing(北互聯(lián)網(wǎng))和sic（中心互聯(lián)網(wǎng)），沿北到南有接近2600km。Sic發(fā)電源集合傳統(tǒng)上由大水電和主要是燃煤和燃燒天然氣的熱電廠構(gòu)成。Sing則是由煤電，天然氣和柴油組成的100%的熱電。 依據(jù)世界趨勢，最近關(guān)于電能安全和低碳排放記錄的事件已經(jīng)把新能源引入了公共討論的中心，在智利，能源政策是在三個(gè)原則的基礎(chǔ)上構(gòu)建的：供給安全，經(jīng)濟(jì)效率和社會環(huán)境 持續(xù)性。 盡管智利的排放在全世界的溫室氣體排放中只占很小的部分，但是人們逐漸的意識到大水電和化石燃料電廠的影響。NGO已經(jīng)觀察并反對了帶有那些特點(diǎn)的，由在自由能源市場中私人投資者驅(qū)使的項(xiàng)目，這引起了在市通過能源供給功效和安全穩(wěn)定性還是通過持續(xù)性來平衡經(jīng)濟(jì)增長之間的討論。 智利法律確定了NCRE作為連入電網(wǎng)的非傳統(tǒng)能量源來發(fā)電。這些源包括風(fēng)能，地?zé)崮?，太陽能，生物質(zhì)能，潮汐能，廢能發(fā)電和能達(dá)到20MW的小水電。 我們在這篇論文里分析了NCRE入智利電網(wǎng)的影響，確定了為發(fā)展新能源項(xiàng)目那些私人投資者所面對的主要挑戰(zhàn)，討論了輸電網(wǎng)規(guī)劃問題，和為了促進(jìn)NCRE入網(wǎng)和容許智利能源市場持續(xù)穩(wěn)定增長那些管理者所將要考慮的管理性信號。 2智利電力市場的發(fā)展 1982年電力法出臺之后，智利成為世界上最早開始在電力工業(yè)界解除管制并推進(jìn)私有化的國家。智利的電力市場在生產(chǎn)電能和分配電能的公司上被重組，在二十世紀(jì)80年代末，成功地實(shí)現(xiàn)了私有化。在1993年主電能傳輸公司也在私人占有下成立。 智利電力市場包括生產(chǎn)電能，傳輸電能，分配電能三個(gè)部分。根據(jù)這項(xiàng)法律，發(fā)電方面被定義成自由投資的競爭性市場，與此同時(shí)，輸電和配電部分則以壟斷性質(zhì)的活動(dòng)為特點(diǎn)，并也因此，在這個(gè)部分中運(yùn)行的公司要繳納電稅。為爭取給用戶供電，代理人在發(fā)電市場中競爭，這個(gè)市場是由SRMC聯(lián)合電力系統(tǒng)分派部門運(yùn)行的，由電網(wǎng)管理者（即CDEC）協(xié)調(diào)的。為了電網(wǎng)發(fā)展而進(jìn)行的競爭是為了贏得對最經(jīng)濟(jì)發(fā)電和輸電技術(shù)的人需求增長。 在2004年三月，電力法進(jìn)行了修訂，這次在輸電網(wǎng)定電價(jià)和擴(kuò)張方面引入了顯著地變化。此外，在2005年5月，這項(xiàng)法律再一次被修改，為了進(jìn)一步優(yōu)化電力市場，規(guī)定了應(yīng)用于生產(chǎn)電能和分配電能的公司的合約中的長期電價(jià)，引入了能源合約自動(dòng)競價(jià)機(jī)制。 預(yù)計(jì)電力需求會伴隨智利經(jīng)濟(jì)增長而持續(xù)增長。圖1呈現(xiàn)出了SING和SIC負(fù)荷增長（歷史和預(yù)計(jì)的），安裝容量和來源，和主要的地理和人口統(tǒng)計(jì)數(shù)字。對應(yīng)智利能源管理機(jī)構(gòu)CNE的規(guī)劃的2010—2020年的需求預(yù)報(bào)。 智利的主要互聯(lián)系統(tǒng) 北部的互聯(lián)系統(tǒng)（SING） 1999-2008年的平均負(fù)荷增長率 7.2% 期望年負(fù)荷增長率 5.3% 現(xiàn)有容量/最大需求 3，610/1，816MW 規(guī)定的/非規(guī)定的用戶 10%/90% 水電/火電 1%/99% 長度 600km 人口 6% 中心互聯(lián)系統(tǒng)（SIC） 1999-2008年的平均負(fù)荷增長率 5.1% 期望年負(fù)荷增長率 5.3% 現(xiàn)有容量/最大需求 11,290/6,240MW 規(guī)定的/非規(guī)定的用戶 65%/35% 水電/火電 60%/40% 長度 1,800km 人口 93% 2009年九月數(shù)據(jù) 圖1：SING和SIC主要電力系統(tǒng)數(shù)據(jù) 08年，為了鼓勵(lì)新能源進(jìn)入電力市場，智利電力法提出了一個(gè)變化，這樣，從2010搭配2014年，那些從電網(wǎng)取電并供給電價(jià)受管和非受管的用戶的點(diǎn)了交易者，必須保證每月最少有5%的電力交易來自新能源，這部分或者是自產(chǎn)的或者是從其他發(fā)電商那里購買的。2015年后，這個(gè)任務(wù)會每年增長0.5%直到2024年達(dá)到10%。 為了達(dá)到NCER法律的要求，我們可以預(yù)見在今后的若干年中在新能源電廠上會有相當(dāng)大的投資。表1呈現(xiàn)了呈給國家環(huán)境影響力評估系統(tǒng)的NCRE發(fā)電計(jì)劃。風(fēng)電有著最高的發(fā)電突破，盡管由于低預(yù)期電廠設(shè)備利用率。這種電能形式貢獻(xiàn)還很小。(在25%-30%左右) NCER的發(fā)電項(xiàng)目（MW） 項(xiàng)目狀況 風(fēng)能 小水電 地?zé)崮? 生物質(zhì)能 現(xiàn)有項(xiàng)目 已被認(rèn)可的 210 100 0 10 正在質(zhì)檢的 950 150 0 73 已宣布項(xiàng)目 沒有提交的 850 200 100 0 表1：智利NCRE的項(xiàng)目 圖2顯示了考慮了NCRE貢獻(xiàn)之后SIC預(yù)期的需求增長和裝機(jī)容量 3.新能源入網(wǎng)整合 為了有效實(shí)現(xiàn)新能源入輸電網(wǎng)，我們需要解決幾個(gè)問題，其中之一就是裝入新發(fā)電機(jī)的存在的自然屏障。它們是產(chǎn)生自智利輸電系統(tǒng)的輻射特點(diǎn)的。在過去，這些系統(tǒng)已經(jīng)針對傳統(tǒng)電機(jī)和需求進(jìn)行了極大地發(fā)展和經(jīng)濟(jì)性地調(diào)整。但是，也有些地區(qū)，比如在風(fēng)能潛力巨大的SIC北部，輸電網(wǎng)規(guī)劃也許由于容量限制而被需要，就是說，即使能量貢獻(xiàn)很小，還是要轉(zhuǎn)移風(fēng)電注入峰值。 在智利，為了包括每一個(gè)電力市場代理人的參與，輸電規(guī)劃和電價(jià)指定在2004年被修改成了一個(gè)聯(lián)合且被管制的系統(tǒng)。從那時(shí)起，在電網(wǎng)規(guī)劃和定價(jià)上產(chǎn)生了很大的挑戰(zhàn)。3個(gè)輸電環(huán)節(jié)被法律確定：主干輸電線路，支路，和附加系統(tǒng)。主干系統(tǒng)設(shè)備是那些為電力市場競爭的主要部分而且被那些經(jīng)濟(jì)高效的為供給全部需求而設(shè)置的220KV以上的設(shè)備所整合。附加系統(tǒng)設(shè)備是那些專門為或者電價(jià)非受管的用戶或者鏈接電廠到系統(tǒng)所設(shè)置的設(shè)備。 在電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃方面，在代表市場代理人們（發(fā)電方，輸電公司，大型用戶和管理者）的多方委員會的引導(dǎo)下，每四年我們要進(jìn)行一次長期主干輸電網(wǎng)規(guī)劃，它制定了，一個(gè)以管理者提供的發(fā)電廠規(guī)劃概觀為基礎(chǔ)的，輸電設(shè)備加強(qiáng)和新裝的計(jì)劃。于是，每年系統(tǒng)運(yùn)行者CDEC必須根據(jù)當(dāng)前市場條件，特別是需求和有效的發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過一個(gè)包括了所有代理人的磋商環(huán)節(jié)，進(jìn)行對主干輸電網(wǎng)規(guī)劃的修訂。然后CDEC將對應(yīng)的主干輸電網(wǎng)計(jì)劃推薦給了CNE之后CNE有30天放出伴隨必須在之后12月投入建設(shè)的計(jì)劃的主干系統(tǒng)的規(guī)劃方案。 雖然新風(fēng)廠可以在18個(gè)月內(nèi)建立，但是輸電設(shè)施卻需要42個(gè)月來完成建設(shè)，包括道路權(quán)利協(xié)商，環(huán)境影響研究和建設(shè)。 為了更快地給電網(wǎng)使用者釋放新輸電容量，國際經(jīng)驗(yàn)顯示當(dāng)前的電網(wǎng)運(yùn)行和擴(kuò)展的指導(dǎo)思想應(yīng)該極大向智能的概念，技術(shù)（特殊保護(hù)方案，協(xié)調(diào)的電壓控制技術(shù)，大區(qū)域監(jiān)控和控制系統(tǒng)，高級的動(dòng)態(tài)安全評估技術(shù)和需求管理）和為實(shí)現(xiàn)新能源以即時(shí)技術(shù)鏈接而進(jìn)行的實(shí)踐。比如：預(yù)計(jì)2020年將在英國建成的連接有30GW風(fēng)能的大電網(wǎng)已經(jīng)引發(fā)了很多進(jìn)程上的回顧，包括各種方面如技術(shù)上的，商業(yè)上的和規(guī)定性框架結(jié)構(gòu)：輸電途徑，spss,RPI-X規(guī)定，預(yù)期投資提案，和輸電網(wǎng)收費(fèi)計(jì)劃。特別是在決定論的sqss的回顧上，比如，從1950年就開始使用的，N-K法則的最佳應(yīng)用。 4新能源入網(wǎng)帶來的影響 NCRE的整合代表了對被傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)所主導(dǎo)的電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。特別是，由于間斷性和電能注入的不確定性，大規(guī)模風(fēng)電對于長距離輻射型的輸電網(wǎng)意味著一個(gè)巨大沖擊。諸如電壓穩(wěn)定性控制和針對頻率控制的電能儲備等運(yùn)行方面會成為系統(tǒng)運(yùn)行者的主要課題。