行
业
产
品
功
能
北极星电力网技术频道 作者:电力论文3 2007/12/24 18:40:37
【关键词】 绿色环保分散电源国家安全可持续发展
能源是人类文明的基础，电是现代社会文明的基础，没有电力工业的发展就没有现代文明。如何保障电力供应的安全可靠和可持续发展，是每个国家的政府和人民首要考虑的重大战略课题。
一、“大机组、高电压、大电网”发供电模式的弊端正日益显露出来
1、大电网发生大面积停电事故造成的社会损失十分惨重
现代电力系统的主要特征是“大机组、高电压、大电网”，运行技术复杂、管理水平要求高。严重的故障可能会引起大面积停电甚至全网崩溃，造成灾难性的后果。1996年7月2日、8月10日在美国西部连续发生的大停电事故；1996年8月3日马来西亚发生的全国性大停电事故；我国台湾1995年5月24日、8月5日、1999年7月29日发生的三次大停电事故；法国1999年12月26日因暴风雨袭击造成的大停电事故；以及2002年1月21日巴西发生波及全国11个州的大停电事故和2002年1月22日菲律宾北部发生的大停电事故；社会损失惨重，教训沉痛，给以大电网集中供电的现代社会敲响了警钟。而在我国大陆仅近几年由于大雾、覆冰等气象原因就发生多起电网大面积停电事故，人为失误因素也多次引起大面积停电事故，造成重大社会经济损失。如：
（1）1999年3月8日早晨，贵州部分地区由于大雾，造成南方电网500千伏天贵线先后跳闸14次，贵州电网与南方主网解列运行。
（2）1999年3月12日至3月19日，华北主网及京津唐电网西北部由于大雾，空气湿度较高，气温较低，造成多条线路47条次闪络跳闸，其中500千伏线路计2条18次。
（3）山东电网98年12月—99年3月，由于德州、青岛、烟台地区多次出现大雾天气，空气湿度较大，间有小细雨，气温较低，造成两条500千伏线路8条次、220千伏线路20条次跳闸。
（4）1999年7月20日，山西太原地区的220千伏新店变电站变压器和主控制室着火，导致山西电网内神头、大同、阳泉等电厂共9台机组跳闸，损失出力约200万千瓦。此次事故使一些铝厂、钢厂、电铁等主要用户受到不同程度的影响。
（5）1999年7月21日，华北电网石景山热电厂检修人员误操作造成全厂停电事故，甩出力约800MW。此次事故对首都党政机关、新闻单位等重要用户造成不同程度的影响。
（6）2000年10月13日，二滩电厂事故导致四川省和重庆市部分地区大面积停电、限电，给社会造成了严重影响和损失。
（7）2001年2月21~23日，我国北方地区由于大雾，造成大面积线路跳闸停电事故。此次事故殃及山东、河南、河北、京津唐以及辽宁等省市部分地区，造成的社会影响及经济损失十分严重。也是辽宁省内建国以来最严重的一次雾闪停电事故，事故波及沈阳、鞍山、营口、辽阳、抚顺、锦州、铁岭和阜新八个地区。220千伏线路跳闸151条次，66千伏线路跳闸171条次，12座220千伏变电所全停，120座66千伏变电所全停。省网共损失负荷937万千瓦时，构成重大电网事故。
（8）2001年12月28日巨型飞艇迫降南昌，触碰到220千伏高压线，引起短路，造成南昌市中心区大面积停电事故。
2、常规火电厂、大型水电厂和核电站对生态环境的破坏十分严重，电磁污染也引起了社会高度关注
全球气候变暖，生态环境污染，核泄漏这一系列的环境问题，使发达工业化国家的政府和民间充分认识到必须大力压缩常规火电厂的规模。大型水电厂和核电站的发展也受到严重挑战，乌克兰切尔诺贝利核电站核泄漏造成的灾难人们记忆犹新。近几年来，高电压、大电网所产生的电磁污染也逐步被人们所认识，并引起社会各界的高度关注。
二、发达的工业化国家正在大力发展绿色环保分散电源发供电技术
1、绿色环保分散电源不是过去那种效率低下、污染严重的燃煤小火电机组发电的重演，新技术的发展使分散电源的综合效益大大超过了大型火电厂、大电网
我们在此所说的分散电源，是基于新技术基础上的小型绿色环保发电装置。是高效率、低污染的多种电力生产方式组合的分散供电，不是过去那种效率低下、污染严重的燃煤小火电机组发电的重演。绿色环保分散电源包括:太阳能、风能、生物能、海浪能、水力和地热等可再生能源发电，也包括微型燃气轮机发电、燃料电池发电等新能源发电技术。其容量小，一般只有几个千瓦或数十个千瓦，污染极小，基本上可做到零排放，因而是可靠的电源。自1995年以来，世界新能源发电技术进入了快速发展时期，如世界风能发电几乎增加近5倍，同一时期，煤发电却下降了9％。
我们所要的效益不仅是能量的直接转换效率，还应综合考虑环境和社会效益。火电厂的效率只能是30多一点，燃气蒸汽联合循环的效率也不过50左右。而燃料电池的热电联产效率已经达到了80。新型分散电源系统采用的燃料电池、微型燃气轮机等，热、电、冷联产的综合效益大大优于大型火电机组，如再考虑对环境污染的影响，传统的火力发电技术更是相行见绌。前几年，德国东部地区的区域性热电厂因效率低、污染重而被效率高、污染轻的分散供电供热方式所取代。
分散电源造价与常规的火力发电相比不能只考虑电源投资，还应考虑两种能量转换装置的效率和输配电投资、及厂用电损耗、输电损耗等。分散电源建设周期短，占地极小，就近负荷安装，节约了输配电网络建设费用并减少线损。而在传统火力发电时，由于电站基本上都远离负荷中心，往往需要投入相当于发电设备造价1-2倍的网络建设费用来配套。网络的安全与稳定运行更是时刻困扰大电网的问题之一。随着分散电源发电技术的不断完善，其造价将不断地降低，特别是在规模化生产、大面积应用后，其造价会大幅度地下降，可以肯定，在不久的将来，传统的火电厂将越来越多地被靠近负荷中心的小型和清洁的分散电源所替代。
上世纪初，大部分企业电力都是自产自用，经过近一个世纪的发展，现在的趋势是由集中供电又回到了这一方向上来，电力工业正在走向回归。据美国的一个基金会预测：常规的火力发电在2050年前将完全被分散电源所淘汰。
2、风力发电在工业化国家发展十分迅速，并且风电成本也急剧下降
据有关资料介绍：2000年世界风力发电总装机容量为1780万千瓦，而2001年则达到2330万千瓦，年增长率达30％。在工业化国家发展尤为迅速，并且风电成本也急剧下降。美国风力发电的成本80年代初为每千瓦时35美分，到2001年则降低为每千瓦时4美分。
在风力发电方面，德国处于世界第一。德国2001年总装机容量达到875万千瓦，占世界风力发电总装机容量的1／3。美国为420万千瓦，居世界第二位。西班牙为310万千瓦，占第三位。丹麦第四，为250万千瓦。预计到2004年，德国的风力发电装机容量还可再增加500万千瓦，风电将可满足德国电力总需求的10％。
欧洲风能协会在2000年已将其2010年欧洲风力发电总装机容量计划从4000万千瓦提高到6000万千瓦。法国也提出到2010年使风力发电总装机容量达到500万千瓦。美国将建容量为30万千瓦的世界最大的风电厂。
3、德国政府决定放弃核能，并大力发展太阳能、风能、生物能、水力和地热等新能源发电技术
德国政府认为，无论采用什么样的先进技术，也不能完全保证核电站的安全运行。一旦出现事故，其后果不堪设想，而且核废料的存放也是令人头疼的棘手问题。在国际上，德国核电一直处于领先地位。2000年运营的核电站共19座，总装机容量22365兆瓦，共发电1697亿千瓦时，占全国总发电量的31％。但为了子孙后代的幸福，为了国家的长治久安，2000年6月德国政府决定在20年之内关闭所有的核电站。对现有核电站限期利用，不再新建核电站。
同时，德国政府调整能源结构，大力发展太阳能、风能、生物能、水力和地热等可再生能源发电技术。为此德国政府颁布了《电力入网法》和《可再生能源法》，其目的就是要大力推动可再生能源的利用，保护环境和资源。
4、太阳能发电技术方兴未艾
太阳能发电有十分巨大的优越性。地球所接收到的太阳能，相当于全球所需总能量的3—4万倍，可谓取之不尽，用之不竭。太阳能不同于石油、煤炭等矿物燃料，不污染环境，不会导致“温室效应”和全球性气候变化，因此太阳能发电受到许多国家的高度重视。
专家预测，到2020年太阳能将可解决大约10亿人的能源需求，到2050年，全世界消耗电量的1／4将是太阳电，到21世纪末，将会达到50％。人类将在宇宙空间建设大型的太阳能发电站，电能通过微波传输设备，源源不断地送回地球。预计到2020年，太阳能发电成本将接近现在的火力发电。那时，大量利用太阳能发电，并用高效的贮电装置贮存起来供人们使用成为可能。
美国是推广太阳能应用最积极的国家之一，各级政府推出了各种鼓励政策以促进太阳能的发展与应用。如在洛杉矶地区，居民在房顶上安装一套太阳能发电设备，政府补贴6000美元。去年7月，容量达500千瓦的太阳能发电系统在加州开始运转。美国还将在太空建造世界上第一座太阳能发电站。
德国最大的太阳能电站2001年投入运营，这个电站装机容量为1.6兆瓦，预计能为500户居民提供电力。丹麦将在今后4年里投资3500万丹麦克朗为1000座住宅安装太阳能发电装置。
日本把太阳能定为清洁能源的主要发展方向，计划在今后10年内，开发出高效的太阳能发电装置并达到商品化，其光电转换效率将比现在提高大约50％，成本也将降低大约30％。日本还制定了宇宙太阳能发电站计划。
5、2001年加利福尼亚州发生的电力危机促使美国更加重视燃料电池的发展
针对2001年美国加州发生的电力危机，美国有关专家指出，加州1996年通过的电力法规不鼓励分散电源，致使加州的电力危机屡次发生。并认为大力发展分散电源将是有效的解决办法。在发展分散电源上，美国对燃料电池给予了高度重视。美国能源部将在今后10年内向四个研究如何降低燃料电池成本的项目拨款2.7亿美元，相关企业也将为这些项目提供大约2.3亿美元资金。这四个由企业主持的研发项目的最终目标是将燃料电池的成本降至目前的十分之一，而将燃料电池的能量转换效率提高到60-70，比目前的火力发电机组的效率高出一倍多。
燃料电池是一种不经过燃烧，直接以电化学反应方式将富氢燃料的化学能转化为电能的发电装置。燃料电池被称之为继水电、火电和核电之后能持续产生电力的第四种连续发电方式，有着传统的火力发电难以比拟的诸多技术上的优点。目前，世界上几乎所有的经济发达国家都在投巨资研究开发燃料电池发电技术。燃料电池的发展速度比人们预想的要快的多，20年后将成为主要的电力生产方式。燃料电池不仅可应用于热电联产，还可应用于汽车、手机、航天、军事等多个领域。在美国这样的电力工业已高度发达的国家，将来对燃料电池的市场需求十分巨大。
日本提出要在2010年普及燃料电池的应用，并向欧美建议制定相应的技术标准。随着生产成本的降低，燃料电池在我国也将获得快速的发展，这将对传统的火力发电构成有力的挑战。
6、分散电源供电方式永远不会造成大面积停电，非常适合政府、军事等要害部门的供电
分散电源可以直接建在终端用户。没有庞大的输配电网络，不存在网络故障引起的供电中断，供电可靠性大大提高了。故障只影响局部用户，没有现代电力系统大面积停电的危险。在战争、恐怖活动等紧急状态下，非常适合政府、军事等要害部门的供电。
三、从国家安全及可持续发展战略高度出发，必须大力发展我国的绿色环保分散电源发供电技术
大容量、高参数机组发电；超高压、远距离输电；机组互联形成大电网集中供电是现代电力系统的主要特征，这是发达的工业化国家电力工业曾走过的路，也是发展中国家电力工业正在走的路。但是美国在科索沃战争中使用的石墨炸弹对南联盟电力系统的严重破坏，及近年来世界上发生的几次大停电事故所带来的灾难性后果，尤其是“美国911恐怖事件”正在改变人们对现代电力系统的认识与看法。国内外越来越多的有识之士指出：以“大机组、高电压、大电网”为模式的现代电力系统是非常脆弱的，在战争状态和恐怖活动袭击下更是不堪一击。并认为绿色环保分散电源将是21世纪电力工业的发展方向，从现在开始，“大机组、高电压、大电网”的模式再也不能继续发展下去了。在制定我国电力工业发展战略和长远规划时，必须要认清本世纪电力工业面临的挑战，把大力发展小型绿色环保分散电源提到有关国家安全和国民经济可持续发展的高度上来。
1、台湾问题及周边国际形势对我国电网安全运行提出了新的挑战
自李登辉提出“两国论”到民进党的陈水扁执政以来，两岸关系十分困难。从李登辉到陈水扁上台以来的种种表现看，其最终目标是分裂祖国实现台湾独立。这种局面的出现毫无疑问会导致海峡两岸发生一场战争，而这一战争将引发更大范围的战争。也就是说，由于美国长期介入台湾问题，和台湾有着广泛而密切的联系，并且美国明确表示反对中国政府用武力解决台湾问题。所以一旦两岸发生战争，可以肯定美国将会陈兵海峡直接和中国政府进行军事对抗。在此情况下，我国不仅仅是面对台湾陈水扁的军队，更大程度上是面对美国和其盟国的强权势力，美国在科索沃战争中使用的石墨炸弹完全可能会投向中国大陆的电力系统。由于大陆电网覆盖区域广、人口多，战争破坏造成的大停电所带来的灾难性后果将更为严重，对此我们必须有高度清醒的认识，万万不可掉以轻心。作为国民经济基础的电力工业，如何保证电能的连续生产稳定供应？如何避免电网崩溃所带来的灾难性后果？已现实地摆在我们国家面前。我们必须制定相应的措施，未雨绸缪，防患于未然。很明显，分散电源发供电系统，在战争状态下的可靠性是任何其他系统所无法比拟的。因此加快发展我国的绿色环保分散电源发供电技术，对保障国家安全，抵御外敌入侵，促进国民经济健康发展将起到不可估量的作用。
2、“911恐怖事件”告诉我们：必须大力发展我国的分散电源发供电技术。加快发展分散电源发供电技术，是我国国民经济可持续发展的战略需要
“911恐怖事件”告诉各国政府和人民：恐怖主义分子将会不择手段，采取任何一种可能的方式向他们选定的目标发起攻击。对此，我们必须高度警惕，特别是电力工业部门更应积极应对。我国境内也有恐怖主义分子，他们已经制造了多起骇人听闻的恐怖事件。如果他们对北京、上海、广州这样的大城市的供电系统进行破坏，后果将不堪设想，并可能由此引发一系列社会问题，使整个国家陷入动乱。
发展分散电源发供电系统是解决国家能源安全与环境保护问题的最佳方案，这是众多能源专家的共识。因此，在制定我国电力工业发展战略及长远规划时，必须从国家安全和国民经济可持续发展的战略需要出发，认清本世纪电力工业面临的挑战，以对国家高度负责任的态度对待大电网和分散电源发供电的问题，把大力发展绿色环保分散电源发供电系统作为21世纪电力工业的发展方向。
3、建议国家颁布相应的法规与政策，促进绿色环保分散电源发供电技术的应用与发展
分散电源是世界电力工业发展的趋势，是技术进步的结晶，这一趋势任何力量都无法阻挡。建议国家发改委、财政部、科技部等国家有关部门，根据国家长远发展需要出发，制订颁布相应的法规与政策，从资金、人才、税收、市场准入等方面对分散电源发供电技术给予鼓励和支持。促使分散电源在我国能够得到广泛应用，为国民经济服务，为子孙后代造福。国家投入3000多亿元用于城市电网和农村电网的改造，能否拿出其十分之一的资金用于分散电源的开发与应用？
四、分散电源发供电技术的发展对电力工业及相关行业的影响
1、大型电站与分散电源的结合可以减少在输配电线路上的投资与线损，使得电力系统更安全更经济，
同时也有利于电网调峰
在这里我必须强调指出，所谓“大机组、高电压、大电网”的模式再也不能继续发展下去了，并不是说现有的大机组、大电网就不要了，而是说电力工业的重心应放在大力发展分散电源上来。随着微型燃机发电、燃料电池发电、风力发电、太阳能发电、生物质能等发电技术的不断发展，电力系统将发生巨大的变化。未来的数十年内电力系统将是现有的大电网和分散电源共存的局面。
我国有许多偏远的山区，远离大电网，用电量很小。要解决当地的电力需求，从效益考虑，架设高电压输电线路显然是不经济的。但用当地生物质气体为燃料，再配合当地的风能、太阳能等，发展分散电源发供电，就可以满足当地长期的电能需求。国家电力公司在保障大电网安全运行的同时，应大力开拓分散电源这个潜力巨大的的市场，并将其作为电力工业一个新的经济增长点。
大型电站与分散电源的结合可以减少在输配电线路上的投资与损耗，将使得电力系统更安全更经济。分散电源可以就近负荷安装，可灵活地适应电力需求的变化，成千上万的分散电源发电装置投入运行，有助于克服大电网6—8的长距离输电损失，同时也有利于电网调峰。
分散电源与各种大型电站的关系，在未来的数十年内将是一种互补关系。一个目前拥有数十个发电厂的电力网，在未来若干年内会有几千个甚至几十万个微型电站与之相连。这种电力网络如同目前的计算机网络，可称之为电源互联网。二十一世纪上半叶，这样一种方式将发展成为主要的发供电方式。这种电源互联网会使各种能源得到更好的利用和配置，这种变化将要求未来的电力系统运行方式有一个重大的变革。
2、电力设备制造行业及家用电器行业必须注意到这一趋势对自身所带来的机遇与挑战
本世纪头十年，将是分散电源发供电技术商品化应用的重要阶段，其技术实用性、生产成本都将取得重大突破。分散电源发供电系统必将在21世纪内取代以“大机组、高电压、大电网”为主要特征的现代电力系统，成为主要的电力生产与供应方式。而分散电源的普遍推广应用，必将在能源及相关领域引发一场深刻的革命，促进新兴产业的形成，带动国民经济高速发展。对能源领域的这场革命，政府、企业、科研院所、高等院校都必须给予足够的认识和重视，准确把握它所带给我们的机遇和未来。如电力设备制造行业是否仍旧拘泥于大力开发超临界、超超临界发电机组？是否仍旧拘泥于超高压输变电设备不松手？能否将有限的人力、物力、财力投入到分散电源发供电技术的研究开发和应用上来，为国家安全和国民经济可持续发展服务？
太阳能发电站、燃料电池发电站生产的都是直流电，而当今社会所用的绝大多数都是交流用电设备，家电行业可否开发出相应的直流用电设备与之配套？这需要我们认真思考与对待。
| 嗨，快来啊！光看电力文章太乏味，82万电力人喊你一起来探讨，点此进入最火电力论坛! 北极星电力网为广大电力人士打造的期刊分享平台正式上线啦！文章发表，杂志订阅全部免费啦！ |
| 投稿热线:010-52898473 |
广告直拨： 媒体合作/投稿：陈女士 13693626116
关于北极星 | 广告服务 | 会员服务 | 媒体报道 | 营销方案 | 成功案例 | 招聘服务 | 加入我们 | 网站地图 | 联系我们 | 排行
京ICP证080169号京ICP备09003304号-2
京公网安备11010502034458号电子公告服务专项备案
网络文化经营许可证 [2019] 5229-579号广播电视节目制作经营许可证 (京) 字第13229号出版物经营许可证新出发京批字第直200384号人力资源服务许可证1101052014340号
Copyright © 2022 Bjx.com.cn All Rights Reserved. 北京火山动力网络技术有限公司 版权所有
