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对话陆宠惠、张苹

日期:2012/05/09   来源:   作者:□记者 崔宏薇
  摘要:随着我国电源、电网建设,用电负荷需求等客观形势的变化,电能质量现状及治理情况在不断变化之中,同时电能质量标准的制修订也一刻没有停止。 近日,本刊记者特别就当前我国的电能质量标准制修订情况以及该行业的市场现状,采访了全国电压电流等级和频率标准化技术委员会副主任委员、教授级高工陆宠惠和秘书长、教授级高工张苹。
 

随着我国电源、电网建设,用电负荷需求等客观形势的变化,电能质量现状及治理情况在不断变化之中,同时电能质量标准的制修订也一刻没有停止。

近日,本刊记者特别就当前我国的电能质量标准制修订情况以及该行业的市场现状,采访了全国电压电流等级和频率标准化技术委员会副主任委员、教授级高工陆宠惠和秘书长、教授级高工张苹。

与时俱进  电能质量标准出新

《电力系统装备》:您怎么评价目前我国电能质量标准的现状?

陆宠惠:我国的电能质量标准基本形成了一个与实际需要相适应的体系。

全国电压电流等级和频率标准化技术委员会(简称SAC/TC1)是由我国标准化主管部门组建的第一个全国性标准化组织,成立于1978年,主要组织电压、电流、频率和电能质量国家标准的制修订、科研及宣贯工作。目前,一支以中青年为骨干的电能质量标准化队伍,开始并且已主导电能质量标准的制定工作。除此之外,国家能源局和电力行业均有负责制定电能质量标准技术委员会,并且已经发布了一系列电能质量限值和治理标准。

我国电能质量标准制定工作也已建立了较为广泛的国际联系,我国参加国际电工委员会IEC/TC8的活动已成常态,包括日常文件的投票和参加年会。在全国电压电流等级和频率标准化技术委员会的组织下,已经基本形成了电力、用户、监测评估等方面的专家组成的专家队伍。以我国牵头的工作组“IEC/TC8 PT2 正在起草“电能质量特性标准”国际标准。

中国的标准应该是适合中国国情的,同时也应该与国际标准相适应。目前,中国的标准与国外发达国家是处于同一水平的 。我认为,目前我国的电能质量标准制定已经可以考虑更深远一些的研究,比如,如何用标准来促进国际贸易、占领国际市场等。

《电力系统装备》:贵委员会2011年进行了国家标准《能源系统开发需求的智能电网方法》、《电能质量  公用电网谐波》,以及两项能源行业标准《电能质量现象分类》和《电能质量控制设备特性要求通则》的制修订工作,能否介绍一下这些标准制修定的初衷以及进展?

张苹:就智能电网标准化建设而言,在国际范围内也尚处于起步阶段。国家标准《能源系统开发需求的智能电网方法》是基于电力公司的实际业务需要,制定的一套电力系统领域专家在实现系统自动化过程中确定和描述用户需求的一套标准方法(学),即智能电网需求分析方法。

2002年,美国电力研究院(EPRI)开始对智能电网的体系架构进行研究,其基本前提是电力系统基础设施和信息化基础设施必须共同交互设计,以实现未来电网的高可靠性、高效率以及自愈等功能。但他们发现,多年来,电力工程师一直根据本领域内已有的标准和技术建造电力系统基础设施,同样,信息工程师也根据自身领域的标准和技术进行信息化建设,但是双方都并不一定对对方领域的技术标准非常熟悉。在电力系统智能化过程中,电力工程师和信息工程师之间的沟通就显得非常重要。这就需要开发一种合适的沟通方法,通过这种方法,能够使电力工程师表达他们对信息化的真实需求,而不必成为“信息专家”,这便是IEC/PAS 62559《能源系统开发需求的智能电网方法》标准制定的初衷。国家标准《能源系统开发需求的智能电网方法》是等同采用IEC/PAS 62559。目前,该标准已完成报批稿,等待审查及发布。

而国家标准《电能质量  公用电网谐波》已经执行了近20年,为我国电力系统谐波的控制和治理以及保障用户的良好谐波环境方面发挥了很好的作用。2001年曾启动过修订工作,后因种种原因停止。此次修订也已启动了4年,目前在征求意见稿阶段。

20年来,我国的电力系统和用户两方面都发生了很大变化。装机容量从当时的近2亿kW已经发展到目前的10亿kW,并出现了大规模的风电和一定规模的太阳能发电;电网经过前几年的城农网改造已变得更为坚强。用电方面,全国电气化铁路、城铁、地铁和电炉炼钢迅速发展,交流、直流互变的设备在工业、办公、家庭大量应用,以及一批对谐波敏感的高新企业的出现,都给谐波的控制带来了新课题。应该说,全国谐波治理的情况总体是乐观的,其主要原因是电网坚强了。此次标准修订的目标是在新的形势下,确定技术经济合理的谐波电压、电流及其限值。目的是促进新技术、新设备的发展,保证电力系统和用户安全经济运行。目前该标准还在协商和研究中。

《电能质量现象分类》和《电能质量控制设备特性要求通则》都已完成征求意见稿,处在广泛征求意见阶段。

能源行业涉及诸多产业,包括石油、 天然气、煤炭、煤层气(煤矿瓦斯)、常规电力、核电、新能源和可再生能源、能源节约与资源综合利用、能源装备等。这些领域存在广泛的电能质量问题。但是由于这些产业负荷用电特性的差异,其实际过程中所遇到的主要电能质量问题各不相同。因此,《电能质量现象分类》标准的主要目的在于依据上述不同产业的特点,描述其面临的主要电能质量现象,并解释这种现象是如何产生的,为用户采取进一步措施解决这些问题提供依据。

《电能质量控制设备特性要求通则》是根据行业特点,对电能质量治理设备的功能、技术指标、出厂试验、现场试验、验收等方面的通用原则,希望有效规范电能质量控制产业的健康发展,维护用户核心利益。

《电力系统装备》:您觉得我国在电能质量标准制定方面存在哪些难点?

陆宠惠:标准是科学研究和生产实践的总结,所以标准制修订中还需要做论证工作、统计分析工作,甚至还有必要的试验,而目前这些工作还比较欠缺,投入少就是我国电能质量标准制定的主要难点。

实际上,曾有人做过统计,标准的投入和产出比为3.57,可见投入是有利可图的。现在标准没有知识产权,只有属于国家的版权。当然,若要标准的部分权归起草人不现实,但辛苦起草一个标准后,除了可以署名外,就是有责任解释和宣贯标准似乎也不尽合理。

《电力系统装备》:贵委员会2012年将开展哪些标准的制修订?

张苹:2012年除继续完成上述标准的制修订工作外,我们还将进行以下几个新标准的制定:国家标准《电能质量 术语》、《分布式电源配网并网标准》以及五项能源行业标准《交流电弧炉供电技术导则 1部分:通则 》、《交流电弧炉供电技术导则 2部分:供电设计及技术 》、《交流电弧炉供电技术导则 3部分:电能质量测试评估技术 》、《交流电弧炉供电技术导则 4部分:电能质量控制技术》和《交流电弧炉供电技术导则 5部分:供电运行技术 》。

我国是世界第一钢铁大国,电弧炉产量也是世界第一,而且今后10年我国电弧炉炼钢还会有较大的发展。本系列标准将应用交流电弧炉的P-Q曲线和配电损耗曲线优化供电设计和供电运行,最大限度地提高电弧炉的生产效率、降低电能与电极损耗、减小对公用电网的干扰。所以制定这5项标准对促进技术进步、发展循环经济和节能减排有着十分重要的意义。

“去敏感化”多方受益

《电力系统装备》:您如何评价我国电能质量治理现状?

陆宠惠:我国电能质量总体形势是好的。首先,政府重视电能质量问题,国家发改委2011年启动了电能质量经济性调查工作。我前面也提到,国家标准化管理委员会、国家能源局和电力行业均成立了负责制定电能质量标准的技术委员会。铁道部对此问题也相当重视,多年来,不断技术创新,将原来的机车改成交—直—交供电方式后,大大减小了低次、奇次谐波。另外,电力企业重视,国家电网公司创建了3个电能质量实验室,并拨出大量的资金用于电能质量研究,在我国形成规模较大的电能监测网。南方电网公司也一直派专家参加电能质量标准化工作。而且,用电设备制造企业也重视电能问题,用电设备标准均有电能质量的要求。我国电能质量治理、监测、评估的企业在不断成长。

目前形成规模的电能质量治理设备行业,主要是无功补偿和滤波的企业,也有一些电压暂降治理设备和电炉用的补偿设备企业。这些都属于高新技术企业,而且电力系统和用户对此类产品的需求确定,其发展前景毋庸置疑。由于电能质量治理设备的使用效果立竿见影,所以用户可以接受较高的该类产品价格,所以该行业没有出现恶性竞争的现象。

《电力系统装备》:一些证券公司认为,随着智能电网、城市轨道交通以及电动汽车的发展,电能质量治理产品的需求将进入高景气周期。对此您怎么看?

陆宠惠:城市轨道交通相配套的治理产品市场是有的。电动汽车的负荷目前占总的用户负荷还很小,加上目前电能质量的要求深入到相关充电站、充放电机的建设、制造过程中,估计不会有新的针对这种行业的治理企业出现。电能质量治理会固化在设计施工和设备制造中。当然元器件的需求是存在的。

《电力系统装备》:您认为,当前,我国电能质量及其监测与治理领域最值得关注的问题是什么?您有何建议?

陆宠惠:电能质量的监测是治理的前提。最近几年电网公司在全国各地建立了规模不一的监测网,国家发改委也在苏州等地组织建设了负荷特性的监测网。这些监测数据为掌握电网和用户的电能治理起到重要作用。治理工作是一项开创性的工作,一旦找到了治理方案,后面的工作就是优化和减少成本了。

目前比较突出的问题是敏感负荷。所谓敏感负荷就是对电能质量的要求特别高,一旦达不到要求会使设备损坏或影响产品质量,甚至发生恶性事故的负荷。

在这里我想提出一个概念——“去敏感化”。 比如,有一部分生产设备和工艺过程是可以接受供电电压低这种差一点的电能的,只是现在电压低到开关的跳闸定值就会引起停电,而一旦停电后再恢复,就会对整个生产线造成较大损失。我认为,这个定值应该可以再仔细研究。其他电能质量的限值也有同样的问题。我不是说所有的定值都可以改,但至少可以通过计算,适当地改变局部工艺,或者实现延长跳闸时间,或者可以加大定值,缓解这种现象。这需要电力和生产线的专家共同配合。建议将我国的敏感负荷分类梳理,逐类研究出一些最佳方案。我想可以大大减少敏感负荷或者只要少量的投入即可收到很大效益。将“去敏感化”的做法和设备标准化,必然使大众受益。

《电力系统装备》:新能源、智能电网等新应用市场是否对治理设备提出了新要求?您认为,治理设备的未来发展趋势有哪些?

陆宠惠:新能源特别是大规模风电和一定规模的太阳能发电,目前的生产工艺均采用了交流和直流变换的大功率电力器件,从标准上都已明确规定了电能质量的要求。目前主要矛盾是间歇性发电对电力系统的冲击和电网薄弱地区如何吸纳比较集中的新能源问题。尚无按电能质量要求接入电网发生电能质量问题的案例。

至于智能电网,目前有多种定义,有的把新能源和电动汽车的接入也作为其主要的特征,有的把与用户的交互和电网的自愈作为其主要特征,也有的包括变电设备、输电线路和配电的智能化。智能电网是个名词,是否可以顾名思义,值得考虑。其实电网一直在不断的智能化。电网的管理运行者一直将当代的先进技术和设备引入电网。从目前的各种说法尚看不到一个台阶性的进步和目标。我认为应该提“电网更加智能化”。从目前各种说法看,新能源和大量电动汽车的应用主要是对电网运行的影响和负荷的增加,电能质量方面矛盾不突出。

治理设备行业目前的状况是,监测、评估、治理设备制造、治理方案、治理施工和后评估都由同一企业完成。社会分工是文明社会的产物,也是文明社会的必然选择。治理设备行业和治理行业应该分开。我们组织制订治理设备标准就是为了这个目标在努力。从治理设备本身应该注意治理与节能相结合和坚持综合治理的方向。20年前就有无功补偿和滤波合一的治理设备。

另外,我认为应该关注农村的电能质量;应该建立“电能质量是电网环境,环境需要各方面加以保护”的理念。

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