電能是現(xiàn)代社會(huì)中使用最廣泛的能源,近年來(lái)由于工業(yè)企業(yè)不斷發(fā)展和民用電力結(jié)構(gòu)的變化,電力系統(tǒng)的非線性負(fù)荷、沖擊性負(fù)荷增多,使得電力系統(tǒng)中的電流和電壓的變化異常、三相不平衡增加,電能質(zhì)量越來(lái)越差;同時(shí)各種復(fù)雜的、精密的、對(duì)電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備不斷普及,人們對(duì)電能質(zhì)量及可靠性的要求越來(lái)越高。此外,劣質(zhì)的電能傳輸需要消耗更大的電力供應(yīng),劣質(zhì)電能將引起工業(yè)生產(chǎn)周期的延長(zhǎng)、次品率的提升,相當(dāng)于一次能源的浪費(fèi)。電能質(zhì)量關(guān)系到各行各業(yè)及人們工作生活的正常用電,關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總體效益。目前電能質(zhì)量越來(lái)越受到現(xiàn)代企業(yè)的重視,在石油化工、鋼鐵冶金、現(xiàn)代樓宇、機(jī)械加工、軌道交通、機(jī)場(chǎng)、數(shù)字中心等場(chǎng)合,良好的電能質(zhì)量是保證電力設(shè)施和用電設(shè)備安全、可靠、高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。
為獲得良好的電能質(zhì)量,必須對(duì)劣質(zhì)電能質(zhì)量進(jìn)行治理,電能質(zhì)量治理產(chǎn)品可分為主動(dòng)型和被動(dòng)型兩大類。對(duì)于主動(dòng)型的電能質(zhì)量改善措施又可分為兩種:一種是在電源側(cè)進(jìn)行治理,采取的有效措施是:優(yōu)化供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu),合理布置負(fù)荷;優(yōu)化供電系統(tǒng)容量,供電設(shè)備參數(shù)與電能質(zhì)量治理方案之間尋求最佳的平衡點(diǎn)。另一種是在負(fù)荷側(cè)進(jìn)行治理,采取的有效措施,如:增加變流裝置的等效脈沖數(shù),由6脈沖增加到12脈沖;采用新型電力電子元器件,減少?zèng)_擊和諧波;利用負(fù)荷的同期性,使同時(shí)流入系統(tǒng)的諧波電流相互抵消。對(duì)于被動(dòng)型的電能質(zhì)量治理方案比較多,通常采用的方案有:固定式投切電容器、LC濾波器、晶閘管投切電容器或電抗器、有源濾波器(APF)、靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)。由于電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,電力電子器件的使用越來(lái)越成熟,價(jià)格也越來(lái)越低,電能質(zhì)量產(chǎn)品整體上開(kāi)始由無(wú)源產(chǎn)品向有源產(chǎn)品過(guò)渡,由單一解決諧波和無(wú)功問(wèn)題開(kāi)始向解決多種電能質(zhì)量問(wèn)題(如閃變、電壓暫降等)方向發(fā)展。
北京星航機(jī)電裝備有限公司始建于1960年,隸屬于航天中國(guó)航天科工集團(tuán)公司第三研究院,是承擔(dān)國(guó)防裝備研制與制造的國(guó)家大型高科技企業(yè),具有強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)。按照“軍民融合、良性互動(dòng)、轉(zhuǎn)型升級(jí)、跨越發(fā)展”的總體思路,在突出軍品主業(yè)的同時(shí),大力推進(jìn)企業(yè)民用產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新。公司2009年著手電能質(zhì)量產(chǎn)品的研制,定位于該領(lǐng)域最前沿技術(shù)。在研制期間攻克了主電路技術(shù)、控制技術(shù)、低電壓穿越技術(shù)、控制精度、綜合補(bǔ)償能力、小型模塊化等技術(shù)難關(guān),研制出在行業(yè)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的電能質(zhì)量系列產(chǎn)品。產(chǎn)品擁有多項(xiàng)發(fā)明專利、實(shí)用新型專利和軟件著作權(quán),榮獲“國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品”稱號(hào)。公司的主要電能質(zhì)量產(chǎn)品有:有源電力濾波器XAPF、靜止無(wú)功發(fā)生器XSVG、晶閘管投切濾波器XTSF、諧波保護(hù)器XAHP、混合型靜止無(wú)功發(fā)生器XMSVG、混合型有源濾波器XMAPF、臺(tái)變綜合配電柜XJP、綠色變頻節(jié)能裝置XLBJN、高壓靜止無(wú)功發(fā)生器(XSVG)、電能管理系統(tǒng)等,已經(jīng)形成了初具規(guī)模的綜合電能質(zhì)量管理系統(tǒng)。公司電能質(zhì)量產(chǎn)品具有以下特點(diǎn):
○1響應(yīng)速度快:有源電能質(zhì)量產(chǎn)品完全響應(yīng)時(shí)間小于10ms,可快速跟蹤變化極快的負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償;無(wú)源電能質(zhì)量產(chǎn)品采用晶閘管進(jìn)行投切控制,相應(yīng)速度小于15ms。
○2補(bǔ)償精度高:XSVG輸出容量從感性到容性連續(xù)可調(diào),補(bǔ)償后功率因數(shù)可達(dá)0.99;XAPF濾波性能好,可濾除2~50次諧波電流,濾除率達(dá)95%以上;XTSF采用8421的方式分配各支路容量,在支路數(shù)相同的情況下,8421方式的補(bǔ)償級(jí)數(shù)遠(yuǎn)高于各支路等分的方式。
○3保護(hù)功能全:具有過(guò)溫、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓等保護(hù)措施,保證裝置的安全可靠運(yùn)行。
○4自身?yè)p耗?。貉b置自身?yè)p耗小于3%。
○5質(zhì)量可靠:產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)依托航天技術(shù),有源產(chǎn)品通過(guò)了CQC認(rèn)證,無(wú)源產(chǎn)品通過(guò)了CCC認(rèn)證。產(chǎn)品在高原地區(qū)、高溫高濕地區(qū)、高寒地區(qū)均能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
今年,《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深入電力體制改革的若干意見(jiàn)》(中發(fā)[2015]9號(hào))文件已正式下發(fā)。中發(fā)[2015]9號(hào)文件出臺(tái),標(biāo)志著新一輪電力改革大幕開(kāi)啟,在我國(guó)電力改革歷史上具有里程碑的意義。新一輪電力體制改革的重點(diǎn)(也是出發(fā)點(diǎn))是回歸電能的商品屬性、形成市場(chǎng)決定電價(jià)的機(jī)制、以電價(jià)為中心引導(dǎo)資源的有效開(kāi)發(fā)和合理使用;最大的亮點(diǎn)是面向社會(huì)資本有序放開(kāi)配售電業(yè)務(wù)、有序放開(kāi)發(fā)電業(yè)務(wù)。這樣可導(dǎo)致可再生能源發(fā)電高密度接入電網(wǎng),帶來(lái)對(duì)儲(chǔ)能發(fā)電與負(fù)荷控制技術(shù)和產(chǎn)品的巨大需求。但是分布式電源的高密度接入電網(wǎng),使負(fù)荷側(cè)同時(shí)也是電源側(cè),增加了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和分布式電源的不確定性,會(huì)加劇電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量問(wèn)題。這樣,新一輪電力體制改革便給電能質(zhì)量技術(shù)與產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的機(jī)遇。實(shí)力雄厚的公司可以平等地參與電力需求側(cè)配售電、可再生能源與儲(chǔ)能的發(fā)電、負(fù)荷控制等業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng),通過(guò)綜合優(yōu)化資源配置對(duì)一個(gè)區(qū)域的分散的中小電力用戶實(shí)現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)、安全可靠供電,降低用戶能源成本。同時(shí),電能質(zhì)量技術(shù)和產(chǎn)業(yè)也面臨著巨大的挑戰(zhàn):電力負(fù)荷側(cè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化、節(jié)能環(huán)保的壓力等對(duì)發(fā)配用電技術(shù)創(chuàng)新的需求;產(chǎn)業(yè)鏈延伸、規(guī)模擴(kuò)大和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)使企業(yè)面臨著新的轉(zhuǎn)型升級(jí)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),我國(guó)的電能質(zhì)量產(chǎn)業(yè)價(jià)值規(guī)模約為700億/年,規(guī)模巨大。另外,作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,隨著發(fā)電量和用電量的增加、新能源的并網(wǎng),電能質(zhì)量產(chǎn)業(yè)的規(guī)模還將持續(xù)擴(kuò)大。面對(duì)巨大的市場(chǎng)需求,電能質(zhì)量技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展卻面臨瓶頸問(wèn)題:電能質(zhì)量產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模大,但是單個(gè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模較?。辉O(shè)備的制造能力很強(qiáng),但是系統(tǒng)服務(wù)能力較弱,制約電能質(zhì)量產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展;建造工程多,工程方案簡(jiǎn)單化、同質(zhì)化、缺少個(gè)性化考慮,優(yōu)質(zhì)工程相對(duì)少;技術(shù)上多局限于諧波治理與無(wú)功補(bǔ)償,解決其他電能質(zhì)量問(wèn)題的工程技術(shù)應(yīng)用少;市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,利潤(rùn)低下;治理工程與節(jié)能減排、生產(chǎn)工藝、安全可靠運(yùn)行等結(jié)合不夠,工程效益低。
針對(duì)上述問(wèn)題,電能質(zhì)量技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸的突破是推進(jìn)SPF(S Systemazation系統(tǒng)化 , P Personality 個(gè)性化 , F Fine 精細(xì)化)轉(zhuǎn)型升級(jí)。首先是系統(tǒng)化(Systemazation,S)升級(jí),企業(yè)由單一的電能質(zhì)量治理向電能質(zhì)量治理、可再生能源發(fā)電、儲(chǔ)能控制、電力自動(dòng)化、智能配電等綜合電能質(zhì)量服務(wù)管理方向發(fā)展;企業(yè)的核心技術(shù)能力由設(shè)備制造向軟件開(kāi)發(fā)與系統(tǒng)集成方向發(fā)展。從而使企業(yè)達(dá)到提高項(xiàng)目規(guī)模和綜合效益的目標(biāo)。其次是個(gè)性化(Personality)升級(jí),根據(jù)用戶的具體情況設(shè)計(jì)適合用戶的電能質(zhì)量方案及產(chǎn)品,避免同質(zhì)化大規(guī)模制造,降低因后期維護(hù)所帶來(lái)的成本增加。最后是精細(xì)化(Fine)升級(jí),從方案的設(shè)計(jì),設(shè)備的制造到系統(tǒng)集成、后期服務(wù)都采用精細(xì)化管理,提高項(xiàng)目完成的質(zhì)量。
北京星航機(jī)電裝備有限公司正一步步走在系統(tǒng)化、個(gè)性化和精細(xì)化管理的道路上,在這過(guò)程中,公司高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)完成了一系列電能質(zhì)量工程,其中具有代表性的有:高原地區(qū)——拉薩文化體育中心無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理項(xiàng)目;汽車行業(yè)——東風(fēng)本田汽車有限公司無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理項(xiàng)目;冶金行業(yè)——航天科工集團(tuán)三院500KG凝殼爐治理項(xiàng)目;港口行業(yè)——青島海西門機(jī)無(wú)功補(bǔ)償及諧波治理項(xiàng)目;醫(yī)院行業(yè)——731醫(yī)院諧波治理項(xiàng)目;市政供熱——北京科豐熱力公司無(wú)功補(bǔ)償項(xiàng)目等。
北京星航機(jī)電裝備有限公司的電能質(zhì)量SPF之路任重道遠(yuǎn),在新的形勢(shì)下,機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存,我們將繼續(xù)發(fā)揚(yáng)航天人孜孜不倦的精神,依托航天技術(shù),利用航天智造平臺(tái),抓住市場(chǎng)機(jī)遇,推動(dòng)電能質(zhì)量系統(tǒng)化、個(gè)性化、精細(xì)化的發(fā)展,成為電能質(zhì)量綜合治理方案提供商,“管好每一度電”。
(本文章摘自6月16日《人民日?qǐng)?bào)海外版》)