时间:2023-06-08 11:18:01
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电力系统概论,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

关键词:电力系统;继电保护;作用;维护管理
中图分类号:F406文献标识码: A
1.引言
随着我国社会经济的迅猛发展,对于电力的需求日益增大,很多地区都存在着电力供应紧张的情况,甚至有些地区还不得不采取停电、限电、分区供电等措施来对电力紧张的情况进行缓解。在这种情况下,加强电力系统维护管理就显得尤为重要,而继电保护则是一种较好的保护措施。
2.电力系统继电保护作用
(1)电力系统继电保护能够对电力系统的正常、安全运转提供保护。当电力系统出现运行异常或者故障的情况,继电保护可以在最小区域内和最短时间内向电力监控警报系统发出信息,并且对出现故障的设备自动将其切除。这样一来,能够避免出现停电面积广、停电时间长的电力事故,还可以降低相邻地区连带停电的几率,避免出现大面积电力设备破坏,是一种有效且实用的是电力系统维护手段。
(2)在电力系统出现异常情况或者发生短路的情况下,电力系统继电保护能够形成继电保护动作,以此来及时调整功率、电压、电流等电气量变化。电力系统继电保护能够保障整个社会经济生产、生活秩序的正常化做出了贡献,保证了广大人民群众的生命财产的安全、社会的稳定。
3.电力系统继电保护装置维护管理措施
3.1要全面了解继电保护装置的初始状态
继电保护装置初始状态的好坏对于其日后的有效运行会有较大的影响,所以,应该注意收集整理检测设备数据资料、设备运行资料、技术资料、设备图纸等。在日常检修继电保护装置时,必须充分关注继电保护装置生命周期的各个环节。第一,要加强设备全过程管理,避免投入缺陷设备,确保继电保护装置有效、安全、正常地使用。第二,继电保护装置在投入使用之前,应该对设备部件的运行记录数据、交接试验数据、出厂试验数据、出厂试验数据、特殊试验数据、型式试验数据等信息进行记录。第三,为了找出设备中潜在的问题,应该在合适的时机停机检修。
3.2继电保护现场定期检验
①对运行中或准备投入运行的保护装置,应按部颁《继电保护及电网安全自动装置检验条例》和有关检验规程进行定期检验和各种检验工作。在检验中不得漏项,不得私自减少检验项目。②继电保护班需根据季节特点、负荷情况并结合一次设备的检修,合理地安排年、季、月的保护装置检验计划。③定期检验项目应尽可能在一次设备停电检修期间内进行。检验工作应掌握进度,及时完成,以减少对系统和机组安全运行的影响,并应保证检验质量。④检验工作中,须严格执行部颁《电业安全工作规程》及有关安全规程中的规定,并按符合设备实际安装情况的正确图纸进行现场检验工作;复杂的检验工作事先应制订实施方案。⑤继电保护班配置的专用试验仪器、试验电源及检验用仪表的精确等级以及技术特性应符合规程要求,所有测试仪表均需定期校验,以确保检验质量。⑥继电保护检验时,应认真作好记录。检验结束时,应及时向运行人员交待,在运行保存的继电保护交代记录簿上作好记录。结束后7日内检验报告整理完毕(机组大小修后15日内)。
3.3防止继电保护“三误”
①对保护装置的整定试验,应按有关继电保护机构提供的最新通知单进行,并核对定值通知单所给的定值是否齐全、所使用的电流互感器、电压互感器变比值是否与现场实际情况相符合。②试验工作应注意选用合适的仪表,整定试验用的仪表的精确等级应为0.5级。并接于电压回路上的,应用高内阻仪表;串接于电流回路上的,应用低内阻仪表。③时间测试装置所测定的动作时间应按向被测试装置通入模拟的故障电压、电流量启动时间,出口接点动作终止时间的接线进行测试。④所有的交流继电器的最后定值试验必须在保护屏的端子排上进行通电进行。开始试验时应先做原定值试验,如果发现与上次试验结果相差较大或预期结果不符等任何细小的疑问时,应慎重对待,查找原因。⑤所有继电保护定值试验,都必须符合现场正式运行条件(如盖上盖子、关好门等)为准。对一些重要的设备,特别是复杂保护或有联跳回路的保护装置,如母差保护、断路器失灵保护等现场校验工作,应编制试验方案和经技术负责人审批的继电保护安全措施票。⑥在清扫运行中的设备和二次回路时,应认真仔细并使用绝缘工具(毛刷、吹风设备等),特别注意防止振动,防止误碰。
3.4全面统计分析继电保护装置运行状态数据
首先对继电保护装置可能出现故障的规律和特点进行了解,然后分析其日常运行数据,同时对故障出现的时间和部件进行预先判断。在还没有出现设备故障时,就通过预先判断将其进行及时的排查。所以,状态检修数据管理对于电力系统继电保护装置维护管理极为重要。应该结合设备诊断数据、设备状态监测、设备运行记录结合起来进行状态检修。通过把握继电保护装置运行规律和运行数据,以此提高继电保护装置的使用周期和安全系数,制定相应的设备检修方案,确保电力系统不出故障。
3.5加强微机保护装置的维护管理
第一,严格按规定执行微机保护装置的接地制度。电子电路是微机保护装置的内部零件,强磁场、强电场很容易对其进行干扰。微机保护装置外壳的接地屏蔽能够提高敏感回路抗干扰能力、阻塞耦合通道、抑制干扰源、对微机保护装置的运行环境能够进行有效的改善。同时,微机保护装置还可以采用容错技术设计,能够保证微机保护装置实现可靠、不间断运行,即便偶尔出现局部错误,也不会导致微机保护装置出现拒动或者误动。
第二,微机保护装置要采取电磁干扰防护措施。在改造变电站的过程中,可以用微机型保护来代替电磁型保护,必须采用一系列的防电磁干扰措施,主要包括:安装带有屏蔽层的电缆;一定要按照微机保护装置的安装条件来严格执行;提高微机保护装置元、器件的质量;采用隔离技术和屏蔽技术等增强抗干扰能力;对微机保护装置的制造工艺进行优化设计。
3.6定期查评和检修电力系统继电保护装置
①对断路器进行认真检查,重点查看其操作机构能够正常动作;②检查各盘柜上接线端子螺钉、继电器及表计有无松动;③重点检查控制室的红绿指示灯泡和光字牌是否处于完好的状态;④检查电力系统继电保护装置二次设备各元件的名称、标志是否齐全;⑤认真查看固定卡子有无脱落、配线是否整齐;⑥详细检查电流互感器、电压互感器的二次引线端子是否处于完好的状态;⑦检查接点接触有无烧伤和足够压力,各种动作、按钮、转换开关是否动作灵活、无卡涩。
根据每年定期查评电力系统继电保护装置的情况,可以分为三类:三类设备是指"三漏"情况严重、出力降低、危及安全运行、有重大缺陷的设备;二类设备是指、电力系统继电保护装置个别零件虽存在着一些小缺陷、设备基本完好,但是不对设备、人身安全造成危害,还能够处于安全运行;一类设备是指经过相关的运行检验,可以实现经济、安全运行,技术状况缺陷无良好的设备。如发现继电保护有缺陷必须及时处理,严禁其存在隐患运行。对有缺陷经处理好的继电保护装置建立设备缺陷台帐,有利于今后对其检修工作。定期对保护装置端子排进行红外测温,尽早发现接触不良导致的发热。每月对微机保护的打印机进行检查并打印。每月定期检查保护装置时间是否正确,方便故障发生后的故障分析。定期核对保护定值运行区和打印出定值单进行核对。
4.结语
只有定期维护和检查电力系统继电保护装置的运行状况,做到“发现问题、解决问题”,才能够提高供电可靠性和继电保护的安全运行,避免在继电保护的过程中出现不正确动作,确保电力系统达到无故障设备正常运行。
参考文献
【关键词】110kV 变电站设计 可靠性研究
近年来我国经济发展迅猛,社会各界对于电能的需求与日俱增,由于电力系统独特的危险性,开展其稳定性研究势在必行,但目前来看我国关于此方面的研究虽有所进展,但仍然有非常大的研究空间,为了更好的为人们群众提供电能,也为了人们群众的用电安全、以及我国电力建设的发展,相关部门均应加强其研究。
1 110kV电站智能化设计
1.1 一次设备的智能化
随着科技的不断发展,越来越多的高科技被引入到各个领域之中,在110kV变电站设计中使用电子传感器是近年来广泛应用的方式,其不但便于日常维护,同时也使控制度得到了很大提升,尤其对于闭环控制而言加强了其动态控制特性,另外智能化的设备能够代替传统的开关、继电器等元件,不仅方便操作而且也大大提高了电力系统的运行可靠性。110kV变电站系统中,主变压器起着非常重要的作用,能够实现监控、检测、控制等功能,因此其智能化工作也显得尤为重要。
1.2 二次设备的网络化
网络时代的来临使得各个领域均得到了更为广阔的发展空间,并能够根据自身特点结合网络属性,完成各自的技术改革和创新,对于电力系统来说,其网络化主要体现在控制方式上,将传统的总控制方式进行分解,形成多个系统的分布式控制,如此一来既能够实现数据共享的目的,又能够提高电力系统运行的可靠性,以免出现发生故障时所有部分均受到影响。
2 110kV变电站设计的可靠性研究
2.1 可靠性概念
所谓变电站可靠性其原本只是抽象的概念,但经过人们对于变电站工作过程中的相关指标进行计算,如此即将可靠性转变为肉眼能够识别的状态。变电站可靠性的确认主要是通过计算一定时间内,相关元件或设备是否可以完成既定条件下的的功能概率,若功能达标即为可靠,反之则为不可靠,此种方式可以明确判定变电站的工作状态是否安全,因此可靠性对于变电站来说至关重要。
2.2 可靠性指标
电力系统是一项十分繁琐的系统,其内部具备众多设备和元器件,无论是电力系统的开发工作,还是电力系统的运行或维护工作,都与可靠性有着不可分割的关系,只有保证电力系统的可靠性,才能保证开发、运行以及维护工作的进行。元件是电力系统的基本组成部分,也是完成各项功能的核心部件,根据不同的方式可以讲电力系统的可靠性分为很多种,如以可靠性角度出发可以将元件分为两种,可修复以及不可修复元件;从工作状态方面出发可以分为正常状态、功能故障以及功能无效三种,其进行判断的主要依据是电力系统运行过程中的规定功能完成情况,而功能障碍与功能无效之间的区别依据主要是元件是否具有修复性,可修复的是功能故障,不可修复的即是功能失效。为了电力系统运行的稳定性,我国电力系统使用的元件大多数为可修复元件,因此变电站系统同样具有修复性,属于可修复系统,对其可靠性的研究,可以从以下指标展开:
2.2.1 可靠度元件、可靠度R(t)
对此指标的判断主要是进行故障概论的计算,其计算范围往往从电力系统开始运行的一刻开始,直至出现第一次故障,但前提是必须保证电力系统使用的是可修复元件,并且电力吸引在规定时间内一直处于正常运行状态。
2.2.2 可用率A(t)
此指标关注的重点在于时间,即以电力吸引正常工作为前提,将t时刻电力吸引的工作状态作为标准,计算工作效率,通常用百分比形式来表示。
2.2.3 修复率
修复率是元件修复能力的判定指标,其主要是在元件发生故障后,经过一系列的修理使元件重新恢复正常的能力。在元件发生故障后,根据现有的修理条件和有组织的修理方案,以此作为基础,衡量在规定时间内能够修复的设备有多少,即为修复率。任何设备均有其一定的使用寿命,而在正常使用时间范围内时,故障率和修复率均是常数,此种情况可以通过数据统计的方式来计算,但需要相当长的一段时间,否则准确率会大打折扣,在我国电力系统可靠性分析中,无论是故障率还是修复率,其在参与计算之前,均会通过计算获取相关概率,以便于可靠性的计算。
变电站失效率的计算方法与可靠性计算有很大的不同,其主要是通过对以往事故的数据进行深入分析,尤其对于新修建的变电站来说,其失效率除了统计以往数据别无他法。根据调查结果显示,我国110kV变电站的设备在使用的过程中,均能够达到99.6%的可靠率,完全符合可靠性要求。
3 结语
综上所述,110kV变电站电力系统其内部结构非常复杂,对保证其安全运行有很大影响,而电能的使用是人们日常生活和工作的必要保证,电能使用安全也是人们越来越关注的问题。随着科学技术的不断发展,各种新型技术被应用到电力系统的开发和维护中,而我国目前对于变电站设计可靠性的研究尚处于初级阶段,相关单位应加强相关研究。
参考文献
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论文摘要:实践证明,在电力行业中实施信息化管理是其在市场经济条件下生存余发展的必由之路。随着我国电力体制改革不断的深入和电力市场逐渐形成,供电企业已经由原先让上级满意变成了让用户满意上来。本文,通过对电力系统管理现状的分析对其实现的途径和策略进行了探究,研究结果认为实现的途径和策略可以从政策和资金的投入、全员对其认识上提高和系统运用所需的知识学习三个方面上加以突破。
电力系统作为国家基础经济重要的一个环节,随着国内外环境的变化迅速发展,运用信息管理自动化建设对电力企业解决信息资源短缺与资源浪费之间的矛盾将成为必然。换句话讲,建立并拥有一整套先进的适合于电力系统自身需要的信息管理系统,已成为电力企业增强其市场竞争能力,实现信息化工作必然发展趋势。因此,对电力系统信息自动化实现的途径与策略探讨是一件非常有意义的事情。
一、电力系统管理的现状分析
电力行业是应用信息技术较早的行业之一,但限于当时的客观条件和人员素质,直至90年代初,仍处于一般应用水平,其信息化程度与客观需求和电子技术的迅猛发展,还存在着相当大的差距。但随着国家对其重视程度的提高,时至今日全国大部分省市级电力公司的信息管理系统已实用化,可以说信息化的管理模式已经基本形成。信息管理系统的运用虽然取得了一定的成效,但在应用效果上仍然感觉不是很理想,在不同地域、不同单位之间发展伤存在着不平衡性。尤其是一些县级电力企业的信息管理系统在开发和应用上处于相对滞后的位置。主要的问题体现在已经建立了信息管理系统在投入的资金所得到的回报并不明显。特别突出的问题就是管理规范上比较差,不能适应信息化建设的需求以及领导对信息化工作的不重视、管理方法不合理等。
另一方面,在信息化系统的运用过程中其系统本身也存在着一些问题。目前,较多的电力企业运用的信息管理系统(MIS,Manage—ment Information System)是一个由人、计算机组成的能进行管理信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用的系统管理管理模式。其主要作用就是将企业相对孤立、零碎的信息转变并形成成一个相对比较完整、有组织的信息系统,这样一来就彻底解决了信息存放的“冗余”问题,大大提高了信息的利用效率。可以说这个系统在一定的程度可以最大限度地利用现代计算机及网络通讯技术从而实现企业的信息管理。但是由于MSI技术本身固有的缺陷,使得MSI无法适应多变的管理环境。基于MIS无法满足人们对于管理信息系统需求的情况下,统(DSS,Decisions Support System)便随之研发出来。二者的区别主要是MSI是实现对信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用,而DSS更主要的是针对某一类型的半结构化和非结构化决策问题,通过对数据的分析、建立模型、挖掘规则等方式,为管理者提供决策支持信息。随着系统的不断运用和相关漏洞的修复,数据仓库的综合决策支持系统最终形成。以至于后期的数据仓库、OLAP、数据挖掘灯相结合起来所形成的综合决策支持系统(远程自动抄表系统、基于抄表数据的综合决策支持)。
总之,随着科技的不断进步以及管理者理念和对系统的把握,电力系统的信息管理自动化呈现出良好的发展势头。但是,我们看到硬件的不断发展也要看到软件发展的不足,即管理自动化系统的实现途径和策略。
二、实现的途径与策略
网络技术的迅猛发展 ,给信息管理电自动化硬件的集成提供了技术支持和保障 ,提高了系统的可靠性与实用性我们知道,在进行的信息管理目的就是要将各种信息收集过来 ,然后进行分类、整理、抽取和融合 ,获取有用的信息 ,最终为应用服务。所以,对供电企业而言 ,信息融合的主要目标是从企业的实际需要出发 ,融入先进的系统思想 ,深入配电网管理各个环节 ,构建一体化解决方案 ,实现配电网的数字化运营 ,并将以更加先进、实用、成熟的服务回报广大用户。为此,有效的运用信息管理系统是实现最优化服务的主要手段。那么,如何才能更有效的在电力系统管理中实施信息管理自动化呢,笔者对其途径与策略有如下几点思考。
首先,政策和资金的投入是管理自动化实现的保障。随着技术不断的发展,管理自动化系统也越趋于庞大、复杂,要想能有效的运用必须根据电力企业的特点进行修正。这其中就需要投入大量的人力、财力。不仅如此,一套管理自动化系统的投入使用同样要付出高额的费用。这些都需要得到国家政策上支持和资金上的大力投入。因此,国家支持是保障电力系统管理自动化实现的首要成功要素。
其次,通过全员对其认识上提高以确保实施的有效性。笔者认为,好的管理系统需要管理者的接纳,如果管理者对其有抵触情绪,那么你再好的系统也只是一个摆设。所以,加强对其系统的充分认识,了解其对于提升我们工作效率的好处,从认识上使系统工作人员产生重视的态度。这里面尤其要值得一提的就是相关主管部门领导的重视,对系统的实施是非常重要的。
最后,提高全员系统运用知识学习以确保实施的能力。实践证明,在信息管理自动化系统的运用过程中需要我们管理者掌握一定的知识和技能,因此对系统的全员进行相关培训是非常必要的,也是促进系统有效运行的有效途径和手段。事实已经告诉我们,新时期的电力系统发展更需要对知识的储备和技能的掌握。
参考文献:
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[4]余贵来.信息技术在农电管理中的应用[J].农电管理,2003,(9).
关键词:不确定性;潮流分析;概率性;可能性
引言
对于电力系统的调度和规划来说,潮流评估是一个强大且重要的工具和手段。确定性潮流分析需要系统提供各方面条件的精确数值才能保证分析结果的准确性,比如需求、发电量、网络情况等。然而,随着新能源时代的到来,世界上的电力系统中出现越来越多的不确定性情r,特别是分布式能源比如新能源的并网,将导致许多难以预测的副作用。所谓分布式发电,即将电力能源互相连接到分布式网络中。虽然分布式发电在技术、社会经济和环境保护等方面带来了许多无与伦比的优势,但是我们深知任何事物都有其两面性,这项技术也拥有消极的一面。分布式发电,特别是飞速发展的新能源,在对系统性能的不确定性方面的理论研究尚未成熟,需要一代又一代的中国优秀电气工程师投入大量精力研究。
1 不确定性潮流分析研究方法概论
在这样一种不确定的情况下,确定性潮流计算无法准确深刻地揭示电力系统运行的状态。因此,在如今的潮流计算研究中,基于不确定性观点下的潮流分析与计算受到广泛研究者的关注。当今的研究中,概率潮流分析通常认为是系统调度与规划的理想助力。概率潮流分析方法致力于模拟母线电压和线电流随不确定性系统中的参数改变而变化的状态分析,帮助电力系统工程师分析系统未来的状态变化趋势,这样在发生系统发生重大变化时可以提前作出相关的决策。如果这些系统中具有不确定性的状态量拥有充足的历史数据,现行的研究中主要采用基于概率论观点下的数学工具和模型来处理这类不确定性。然而,在电力系统实际运行中,很多不确定性的系统变量的历史数据往往不完整,或者变量的取值是通过经验推测的等。这些情况的存在将严重影响基于概率论建立的系统概率潮流分析模型的精确度。在电力系统实际运行中,对不确定变量的状态分析更加困难,一些不确定变量是概率性的,一些是可能性的,并且这两类不确定变量时常出现交叉耦合的情况。因此在这种情况下,同时考虑概率性和可能性的不确定性变量的影响是现行的研究方向,这也就是我们所谓的不确定性潮流分析问题。
至今为止,许多杰出的研究者和工程师提出了大量针对实际工程系统中不确定性现象分析方法,并且很多已经在研究中广泛应用。从上世纪70年代开始,电气工程师就已经提出了基于概率论的系统不确定性潮流分析方法。由于当时新能源研究和分布式发电技术还没有像现在这样普及,影响因素种类较为单一,因此在当时这种概率潮流方法取得了非常显著的效果。各种研究成果在时间的检验下演变,如今蒙特卡洛模拟作为一种基于概率论的概率潮流分析方法,在研究中广泛使用,被认为是先进系统潮流分析中普遍通用的概率模拟方法。这里对普遍通用的含义进行粗略的说明,电气工程师在大量的理论推演和实践中证明,蒙特卡洛模拟的结果在各种规模不同的电力系统中均表现得显著而准确,因为被当作模拟结果的参考值。蒙特卡洛方法的实际应用案例很多,当前在新能源发电并网与分布式发电的研究中基本上作为一种技术标中采用,并且各种蒙特卡洛相关方法还在开发中。
2 不确定性潮流分析中的挑战
历史的车轮滚动向前,基于概率论的潮流分析方法的研究还在继续发展。如今新能源与分布式方面的研究日新月异,历史的车轮残酷地碾过,电气工程师们面临着不断出现的技术难题。我们前面提到,当关于不确定变量的历史数据或其概率分布函数已知时,这种概率潮流方法才能取得较为显著的结果。这是由于概率潮流的理论基础中有一个假设,电网中所有类型不确定性变量都可以用基于概率论的方式表示出来,这种基于概率论的表示具体是就概率分布函数而言。通常在现在的电网中,由于层出不穷的因素的影响,比如历史数据不精确或稀缺、数据的保密性等等,在信息不足的情况下无法得出这些不确定性变量的概率分布函数。在这种情况中,概率理论的基石被打破,因此电气工程科研工作者必须转向其他研究不确定性现象的理论中寻求一线生机;哪怕天寒地冻,路遥马亡,也要在理论上找到突破口,为电力系统的现代化发展扫清一切障碍。最终这些伟大的电气工程师们研究发现,可能性理论正好可以填补这部分理论空白。基于这种想法,有研究者尝试过使用模糊建模的技术分析潮流中的不确确定性,全新的探索也一直在继续。
系统工程师们都知道,工程系统中均具有多种不同类型的不确定性状态变量,这是工程界通行的法则。实际的工程系统中,一些不确定性变量是概率性的(基于概率性理论描述),一些是可能性的(基于可能性理论描述),这些变量在系统中相互纠缠耦合,纯粹的概率性的和纯粹的可能性的不确定性变量是不存在的,因此单独应用某一个理论分析这些不确定性的结果令人十分懊恼。
工程实践中,一种结合两种理论的方法应运而生,而且工程的实用性知道我们必须把两种理论结合起来分析。这种基于概率和不确定理论的方法飞速发展,引起学者的广泛关注。现在研究中,一个主要的研究贡献是使用证据理论作为“胶水理论”,将概率理论与可能性理论“粘结”结合后应用到电力系统潮流分析,同时基于能源时代的大背景,综合考虑各种负载、风能和太阳能等新能源发电、汽轮机分布式发电、电动交通工具等因素。实际建模中,将各种负载、风能和太阳能等新能源发电中的不确定性变量当作概率性的,汽轮机分布式发电、电动交通工具等看成可能性的不确定性变量。
3 结束语
在这篇论文中,我们从历史唯物主义的角度讨论了潮流分析的发展和研究情况,并且就研究中出现的困难和挑战出发,介绍了一代代优秀的电气工程研究者的解决方案。以史为镜,这是一代代优秀电力系统研究者的思想精华之所在。我们站在巨人的肩膀上,把握住未来电力系统不确定性潮流分析的发展和研究方向。为此,立志科研,在电力系统未来半百时光的发展中,愿成为其健壮发展的坚实后盾!
参考文献
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[3]Alarcon-Rodriguez A, Ault G, Galloway S. Multi-objective planning of distributed energy resources: a review of the state-of-the-art. Renew Sustain Energy Rev 2010,14:1353-66.
关键词:电力生产;自主教学法;学习兴趣;教学效果
作者简介:蒋陆萍(1973-),女,湖南洞口人,长沙理工大学电气与信息工程学院,讲师。(湖南 长沙 410076)蒋宇琦(1978-),男,湖南长沙人,湖南大唐华银地产有限公司,工程师。(湖南 长沙 410015)
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)15-0067-02
“电力生产概论”是高校非电气专业开设的一门全校性选修课。它是为了让工商管理、市场营销及会计学等专业的学生了解一定的电力生产方面的知识,为以后在电力系统从事相关工作做准备。但是经济与管理学院的学生大多是文科类学生,数学、物理基础不扎实,而且大学期间又没有开设电气专业基础课(如“电路”、“电机”、“发电厂电气部分”等),所以学习起来有难度,而且很多学生认为这门课与他们的专业不相关,学习的积极性也不高。针对课程的特点和学生的学习心理,笔者在经过两三年的“电力生产概论”教学后,在重点讲述常规发电、电力生产原理等的基础上,把学生自主教学法成功应用到教学过程中。通过课堂教学效果的验证,本方法是行之有效的。
一、教材内容及教学方法介绍
长沙理工大学选定的“电力生产概论”教材是普通高等教育“十一五”规划教材,李光辉主编。该教材内容全面、难度适中,是一本非常适合非电气类学生学习电力生产方面知识的通用教材。全书共九章,教材前四章先介绍了电力系统与电力生产方面的知识,然后重点讲述了三大常规能源发电:火力发电、水力发电和核能发电。第五章为未来能源发电技术,依次介绍了风力发电、地热发电、太阳能发电、海洋能发电、生物质发电、氢能发电等相关知识。后面四章分别介绍了变电站、电力线路、直流输电以及计算机在电力行业中的应用等与电力生产密切相关的一些专业知识。教材内容安排合理,难度适中。只要学生跟着老师系统地把教材学完,对电力系统及电力生产应该有一个比较全面、系统的了解,收获是很大的。[1]
针对学生数学、物理及电气方面基础不扎实的特点,要在开始就使学生对这门课程的学习感兴趣,并做好心理准备。第一节课在介绍了教材内容后,讲述该课程要采用的教学方法,即采用教师课堂讲述为主、学生自主讲述为辅的创新教学法。前四章常规能源发电等电力生产方面的知识由教师重点在课堂上讲述,让学生切实掌握电力生产过程的特点以及每一种常规能源发电的原理。后面第五章的未来能源发电技术的发电原理与常规能源发电基本是一样的,只是所使用的一次能源不同而已,而且新能源发电技术是现在研究的热点。所以针对教材上所提供的五种新能源发电,可让每个班商量讨论选定一类大家感兴趣的新能源发电技术作为自主讲述的内容。这门课一般是两个或三个行政班级组成,如果是两个行政班级则每班可分两组各选一种新能源发电技术讲述;如果是三个行政班级,则以班为单位各选一种新能源发电技术自主讲述。学生自主讲述的出力情况及讲课效果直接影响学生课程期末考核成绩。[2]
在让每个学生详细了解教学方法之后,又提醒学生,如果前四章的基础内容没学好,要想在自主讲述的内容上面取得好成绩是很困难的。所以第一堂课下来,学生对这门课的学习兴趣就被激发起来了。课间休息时班干部就召集全班同学讨论选择自主讲述的新能源发电方式,最后把选定的结果向全体同学公布,并告诉他们,只有发挥全班同学的合力,共同参与、合理分配任务才能在自主讲述环节取得良好的效果。在时间安排上,为了使学生有充分的时间准备课件,在学生授课前2~3周提前通知他们。
二、常规能源发电原理讲述
通过第一节课教学内容、方法的介绍,学生都心中有数,对这门课程的学习也做好了充分的思想准备。因此,在讲述电力系统及电力生产方面基础知识以及三大常规能源发电原理时,首先讲述什么是一次能源、什么是二次能源。怎样把一次能源转换为电能就是学习的重点。电能已成为工业、农业、国防、交通等国民经济各部门不可缺少的动力,所以作为当代大学生,了解电力生产方面的知识以及电力系统的发展方向和动态是完全有必要的。
了解了这门课程的重要性和学习了该课程的必要性之后,学生对后续的授课内容兴趣明显提高了。电磁感应定律是发电的基本原理,这在初中物理课程里面已经学过。1831年法拉第发现了电磁感应定律之后,很快出现了原始的交流发电机、直流发电机和交、直流电动机,为了给用户输送电能,慢慢发展了高压直流和交流输电。以至于到现在的特高压交流、直流输电技术。另外,重点讲述我国的电力发展现状以及在特高压输电领域的一些世界领先技术。学生对该课程的学习兴趣明显提高了。
电力生产就是要把自然界的一次能源转换为电能。火力发电的原理就是把煤、石油、天然气等一次能源中的化学能经过燃烧转化为高温高压水蒸气的内能,然后通过水蒸气膨胀做功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机转子磁极旋转,在固定不动的定子绕组周围形成变化的磁场,从而在绕组内感应出电动势。若定子中的绕组按一定的绕线规律,与外电路形成回路,则绕组中就会产生相应的电流。在一定的电压下,电流沿输电线路将电能送往用户。水力发电是在水电站中水轮机将水的势能和动能转换为推动水轮机旋转的机械能,水轮机转轮旋转带动发电机发电。而核能发电的原理与火力发电很相似,也就是说核电厂只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能,其能量转换过程是:核能水和水蒸气的内能发电机转子的机械能电能。[3]
三、新能源发电学生自主讲述
关键词:电力电子;教学方法;教学改革;考核方式
作者简介:姚志垒(1981-),男,江苏溧阳人,盐城工学院电气工程学院,副教授。(江苏 盐城 224051)
基金项目:本文系盐城工学院2013年度校级教改研究项目(项目编号:32)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)23-0052-02
“电力电子装置及技术”是电类专业的一门专业选修课。[1]该课程是在“电力电子技术”课程的基础上,进一步介绍变流电路的结构、工作原理、功能指标,电力电子实用装置的构成、基本电量的计算方法和所有装置需解决的共同技术问题。[2-3]该课程涵盖知识的内容多、面广、难度大、实用性强,能培养学生将知识融会贯通,提高学生综合应用知识解决实际问题的能力。因此,如何从教学内容、教学方法和手段以及考核方式等方面进行改革值得探讨。
一、教学内容的改革
1.理论教学内容的改革
该课程的课时数为40学时。由于它是一门应用性课程,因此需要在书本内容的基础上,紧跟时代前沿,增加一些当今热门课题的内容,如:电力电子装置在新能源发电系统和节能环保中的应用等,以便为学生找工作或读研找课题提供参考。
选用杨荫福等编写的《电力电子装置及系统》作为本课程的教材。[3]由于该教材第1章中半导体电力电子开关器件和第2章高频开关电源的内容已分别在“电力电子技术”和“开关电源及技术”课程中详细讲述,因此该课程不再赘述。
所选教学内容具体如下:
(1)电力电子装置及系统概述(2学时):电力电子装置及系统的概念;电力电子装置的主要类型;电力电子装置的应用概况;电力电子装置的发展前景。
(2)逆变器(4学时):逆变器概论;单相和三相恒频恒压正弦波逆变器;感应加热电源。
(3)不间断电源UPS(6学时):UPS的功能及原理;UPS的组成和设计(包括蓄电池组、整流器和PFC电路、逆变器、切换电路、滤波电路、旁路控制电源和系统辅助电源、接地装置、保护和报警系统);UPS输出电压控制。
(4)晶闸管变流装置(6学时):晶闸管交流变换器;交流净化型稳压电源;晶闸管谐振型逆变器。
(5)电力系统用电力电子装置(6学时):电力系统无功补偿;电力系统有源滤波装置;电力系统谐波与无功功率综合补偿;远距离直流输电。
(6)电力电子装置的研制与试验(14学时):电力电子装置研制流程;研究对象的方案论证;主电路设计(包括输出滤波器、输出变压器、缓冲电路、直流滤波电路和主开关器件设计);控制系统及辅助电源设计(包括抗冲击负荷电路、调压环节、过温保护、辅助电源和驱动电路的设计);电磁兼容技术和措施;电路仿真;整机调试与电性能试验;结构设计和例行试验。
(7)电力电子装置在当今热门课题中的应用(2学时):选择应用于当今热门课题的某个电力电子装置作为教学内容,如:直直变换器在光伏发电系统中的应用、并网逆变器在新能源发电系统中的应用等内容。
2.开设实验教学内容
为了进一步验证理论分析,提高学生的实践能力,应开设一定的实验教学内容。该课程的实验教学可以充分利用江苏省电气与新能源实验教学示范中心的新能源实验室和电力系统无功补偿实验室,完成一些高频电力电子装置实验项目,如:电力系统无功补偿、电力系统有源滤波、升压变换器在光伏发电系统中的应用和并网逆变器在风力发电系统中的应用等实验项目。
二、教学方法和手段的改革
1.兴趣教学,激发学生学习积极性
紧贴社会的要求进行学前教育,把社会的需求和学生学习的需求有机统一,从而激发学生的学习积极性。
学生从高中进入大学后,学习的目标改变了,如果说学生在中小学时是以升学作为他们的目标,那么,进入大学后他们的目标已经转向了就业。因此,要使学生了解社会对人才知识结构的需求及其变化,使学生意识到该课程作为大四的专业选修课对今后工作以及再深造的重要性,从而使他们一开始就认识到该课程必须学,而且要学得非常好。
第一次上课,在讲完电力电子装置的应用概况后,了解每个学生对电力电子装置感兴趣的应用领域,布置学生通过网络搜索或图书馆查找其感兴趣应用领域的相关资料,并做成PPT,以备上该应用领域课时做报告。此后,每次上课时,先让对该节课教学内容感兴趣的学生用PPT做报告(每个学生报告5分钟,学生提问2分钟),讲述相应应用领域的研究背景和国内外研究现状,然后由教师讲解具体教学内容。通过该兴趣教学的方法,可以激发学生的学习积极性,培养学生做科技报告的能力,为学生毕业设计选题和答辩奠定良好的基础。
2.提高多媒体教学质量
随着现代化水平的不断提高,上课基本都已采用多媒体进行教学。但多媒体课件也不能是黑板板书的简单复制,最好配以一定的动画和声音,以便吸引学生的注意力,调动学生学习的积极性。如:在讲解电路工作模态时,采用“动作路径”的动画格式,让学生清楚地看到电流在电路中的流通路径,更深刻地理解所学知识;学生在下半节课时往往会开小差,注意力不集中,可通过在切换幻灯片时配以一定的声音,吸引学生的注意力;在讲解习题或举例时,先以某个习题为例进行讲解,解题步骤逐步显示,而不是一下子显示所有答案,保留了板书的优点,然后总结归纳解题方法,最后再以习题对所述方法进行巩固。
3.采用仿真辅助教学
用仿真的方法不仅可以初步验证电路原理和参数设计的正确性,还能仿真试验极限条件下的特殊情况,从而有效地减少电力电子装置的设计费用,缩短电力电子装置的设计周期,优化参数设计,提高装置的可靠性。常用的电力电子仿真软件有:Saber、Pspice和Matlab中的Simulink等。以其中的Saber仿真软件为例对所设计4kW、400Hz的中频电源进行仿真验证。学生可以通过仿真进一步加深对理论知识的理解,此外,对较复杂或不易懂的电路可以通过仿真查看电路各点的波形反推电路工作过程,从而掌握电路的工作原理。
三、考核方式的改革
该课程采用小论文的考核方式。考核的总成绩包括平时成绩(20%)、平时PPT报告成绩(30%)和小论文考核成绩(50%)。其中,平时成绩包括学生的出勤和平时作业;平时PPT报告成绩主要是检查学生对电力电子装置感兴趣应用领域相关知识的预习情况,考核学生运用Powerpoint软件制作PPT的能力、口头表达能力和回答同学提问时的应变能力;小论文考核成绩主要包括测试学生书写小论文的能力(包括中英文摘要、引言、正文、结论和参考文献)、利用word软件书写小论文和排版的能力。小论文要求学生从电源设计领域、电机调速用电力电子装置、电力系统领域、汽车电子领域、绿色照明领域、新能源开发领域和其他与电力电子装置相关的领域中选择1种领域撰写。此外,要求写相同领域小论文的学生相互商量各自研究方向,确保每个学生的小论文题目和内容不雷同。通过上述小论文考核,杜绝了学生相互抄袭小论文的现象,学生在选题上发挥了主观能动性,选题范围比较宽。学生在查阅资料完成小论文的过程中,了解了国内外电力电子装置相关领域的国内外研究现状,初步掌握了电力电子装置主电路设计、控制系统设计、仿真及结果分析这一流程。
四、结束语
近年来,我们紧跟时代前沿,及时更新“电力电子装置及技术”课程的教学内容,在实际教学中采用兴趣教学、高质量的多媒体教学和仿真辅助教学的教学方法,采用“一人一题”的小论文考核方式,对“电力电子装置及技术”课程进行了一系列改革,取得了良好的教学效果,得到了学院领导和学生的一致好评。
参考文献:
[1]陈仲.“电力电子装置及控制”课程教学设计的研究与探索[J].电气电子教学学报,2008,(S1).
关键词:变电运行设备;自动化技术;维护
当前我国的用电需求持续增大,社会总用电量也是屡屡刷新记录,作为当前的自动化的运行设备,在国家电网建设中发挥着极其重要的作用。变电运行设备的自动化也是大势所趋,所以要提高相关设备的运行效率,保障国家电网的高效运行。由于现有的自动化技术还不是很完善,维护起来也就相对乏力,不足以应对错综复杂的局势,所以加强对变电运行设备技术的研究和相关维护的研究是极其重要的。
1变电运行设备自动化技术与维护的概论
随着现代科技的进步,尤其是变电运行设备自动化的发展,使得变电设备在很大程度上可以实现远程监控,实现电网的高效运行,这对于我国日益增长的用电需求是非常有帮助的。在变电设备中应用自动化技术,首先,可以对无法直接操作的设备或者危险系数极高的工作进行替代,通过自动化技术进行远程操作,避免出现安全事故。其次,可以减少人力物力等资源消耗,人们可以通过计算机实现集中控制,把设备的运行方式提高到最好,进一步提高工作的效率。最后,通过自动化技术还可以对电网的运行进行实时的监控和数据分析,及时查找故障,作出正确的解决方案。变电设备的自动化技术在应用上主要是应用在电网的自动传输、电网的自动化、自动调度等几个方面。首先,在电力的自动传输中主要是实现电力在发电厂与变电站之间的自动传输,并且实时传输信息,实现信息共享。增加工作的效率,并且提高安全系数,把电力的自动化程度进行提高,有利于电力系统的自动化程度的提高,促进电力系统进行升级。其次,在电网的自动化运行方面,变电设备的自动化技术可以把配电网络进行实时监视与监控,对于实现电网的安全运行和经济效率等意义都是重大的。变电设备的自动化可以让电力运行人员及时掌握各配电线路的实时状况,对于各系统和配电线路可以有效的提高监管,掌握线路的负荷负载是否超出规定要求,使电网运行的更加安全可靠,降低线路故障率。同时变电设备的自动化技术还可以使电网的电压和频率达到最佳水平,提高电网的供电效率和供电安全,使得电网更加安全有效的运行。最后,在电网的自动化调度方面可以使得电力系统运行人员及时掌握相关的运行状况,实现对电力的合理调度,进行合理安排,这对于保障整个电力系统的安全有效的运行具有非常重要的意义。其中,变电设备的自动化技术可以实现对电力的实时运行信息的采集、处理,以及安全状况监测,运行数据的综合分析等,帮助电力运行人员及时作出正确的选择。
2目前变电运行设备自动化技术与维护存在的问题
2.1自动化设备自身的问题
变电运行设备由于技术方面存在缺陷,使得设备经常出现一些故障,导致电力系统陷于瘫痪,无法有效提供电力。并且电力设备由于年久失修,自然环境导致的故障频发,使得电网运行的安全稳定系数大打折扣,不能保证电力系统进行安全有效的运行,为社会提供有效的供电。
2.2人为导致的问题
由于自动化设备需要的技术很高,人们在安装、运行等方面由于缺乏相关技术和经验,使得自动化变电设备无法得到正确的安装,以达到设备的运行稳定性。同时在变电设备的运行与维护中,无法根据设备提供的信息进行准确地处理,及时解决设备的问题,以至于造成更多更大的问题。自动化变电设备的维护上也不符合设备要求,没有根据设备要求和规定进行严格细致的维修,使得变电设备的运行存在一定的安全隐患,影响设备的正常使用和运行。
3变电运行设备自动化技术与维护的改善对策
3.1对自动化变电设备进行全面的检修
自动化变电设备的正常运行与维护必须加强,对于设备的点检与维修必须做到及时准确,并且高度专业化,做到工作细致周全,使整个电力系统能够长期持续安全稳定的运行。所以必须做好自动化生产设备的安全运行维护工作。通过对设备的数据采集、分析等,促进设备的全方位的监视。对设备产生的异常状况时,及时做出判断,记录并且做出正确的处理措施,使整个的电力系统运行的更加高效,满足居民用户的正常用电需求,提高电力系统的保障水平。
3.2制定并完善变电设备的维护制度
自动化变电设备对于运行维护是非常依赖的,必须做好运行维护工作。尤其是随着自动化变电设备的运用越来越广泛,加强其运行维护工作必须结合自身特点进行。建立总经理负责的运行维护工作,进行扁平化管理,减少管理层级,提高线路保障的效率,如图1所示。首先,根据不同设备进行不同的检查规范和制度,由专业人员定期进行检查维护,发现问题及时处理,防止问题扩大化。其次,完善责任人制度,对具体问题进行具体分析,责任到人,出现问题及时查处,提高相关责任人的责任心,努力做好变电设备的维护工作。同时根据组织结构设计,及时反馈问题给管理部和工程部,使电网运行管理人员及时掌握相关情况,有助于提高对电网的整体把握与合理调配电网资源。最后,实行总经理负责的管理制度有助于加强员工对变电设备的维护工作,使员工积极对自动化变电设备进行检查与维护工作,促进自动化变电设备的安全稳定的运行,促进供电网络的安全稳定,保障居民和社会用电,提高电力企业的经济效益。
3.3及时对自动化变电设备进行更新换代
随着技术的不断发展和进步,及时做好相关设备的更新换代,提高现有设备的自动化水平。落实电网变电设备的相关规范和技术,提高安全运行的效率。变电设备由于年久失修,存在巨大的安全隐患,所以加强对现有设备的更新换代与技术革新是非常有必要的。对设备进行升级更换的同时也增强了设备的安全稳定性,使自动化变电设备运行更加高效,促进设备的安全运行,提高电网的供电的稳定性,使供电更加及时有效。加大对现有设备的投资力度,借鉴先进的科学技术,逐步提高变电设备的专业技术水平,方便人们使用,促进整体自动化水平的提高。
3.4提高工作人员的技能素质,建设现代化的员工队伍
在现代化的科技大潮中,随着科技的进步,对于检修维护人员的要求越来越高,因此建立现代化的高素质员工队伍是提高工作水平的必要条件。面对不断发展的系统维护要求,有部分工作人员不能适应新的挑战和发展,对此要想加强管理工作效率,必须对有关员工队伍进行适时的培训和训练。第一,要培训的就是工作人员的责任意识,提高工作人员对于工作的认识,加强职业道德规范的认识,除此之外要建立合适的奖惩制度,明确分工和责任,使每个人都要对自己的工作负责。第二,加强工作人员的技能培训,由于先进技术的引进,致使有些员工的知识不能满足工作的要求,因此,要对员工进行技术培训,并且考核合格之后才能进入正式的工作之中,这样才能确保工作的质量和水平。同时,还要提高工作人员的自主意识,能够发挥工作人员自身的经验和优势,从而汲取有效的经验运用到以后的工作,从而提高工作效率,建设专业化的员工队伍,促进维护队伍的专业化水平提高。
4结语
综上所述,自动化变电运行设备对经济的发展有着十分重要的影响,所以相关电力企业要对自动化变电运行设备的自动化技术以及维护进行不断的创新研究和探索,并将先进的变电运行设备的自动化技术积极应用于变电运行设备之中,并且定期对其做好维护保养工作,以保证自动化变电运行设备的安全稳定的运行,从而逐步提高电力企业的经济效益,实现电力企业长远发展的目标的同时,对社会的供电起到安全稳定的作用。
参考文献:
[1]魏舒恒.浅析变电运行设备的自动化技术与维护[J].科技创新与应用,2012,15(30):149.
[2]韩建涛.浅谈变电运行设备的自动化技术与维护[J].投资与合作,2014,14(05):282.
关键词:智能电网;新能源发电;储能技术;能源基地输电规划;功率预测;虚拟发电厂
中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)36-0042-02
当前,随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重,开发使用新能源是世界能源发展的新趋势。2009年9月4日,国家发展改革委员会向全社会公布了《可再生能源中长期发展规划》。规划提出,到2020年可再生能源消费量占能源消费总量的比重将达到15%,形成以自有知识产权为主的可再生能源技术装备能力。
然而必须面对的是,新能源的迅猛发展,给现有电网带来了新的严峻挑战。风能、太阳能发电具有随机性和间歇性,这无疑使电网运行控制的难度和安全稳定运行的风险明显增大;核电的可调节能力较差,发展核电也需要坚强电网的支撑。这些新的问题使电网升级改造迫在眉睫,也为智能电网在新能源发电中的应用奠定了坚实的基础。
1 智能电网概论
1.1 智能电网的由来
自第一次工业革命完成迄今近二百年来,在科学技术产生强大生产力的作用下,人类文明得到了全面而迅速的发展,但与此同时,人类活动能力不断增强与范围的不断扩大也对地球环境产生了巨大的影响,全球气候变化、自然灾害频发、环境污染及沙漠化严重、能源危机加剧,人类的生存与发展面临前所未有的严峻挑战。电力工业自第二次工业革命兴起以来,至今已有一百多年的历史,人类社会也随着经济的发展、技术的进步对电力依赖程度日益增长。
电力工业是国家能源产业的核心,资源和环境的双重压力使人们开始重视电力系统在节能减排方面的巨大潜力。同时,各行业对供电可靠性及电能质量要求的日益提高也对电网建设提出了更高的要求,反过来,电网的发展升级对各国保证能源安全和能源独立、进一步抢占科技与经济发展制高点、促进就业都有着重大意义。在此背景下,国内外研究人员纷纷提出对下一代电力系统的展望,智能电网应运而生。
1.2 世界各国智能电网建设的差异
环境问题、能源危机、技术经济需求以及电网自身更新升级需要这四个方面成为各国大力研究和建设智能电网的主要驱动因素,由于国情的差异,各国在发展智能电网方面存在共性动因的同时,又各有侧重点。
在美国,2003年8月的美加大停电使得美国电网自身设备老化、技术陈旧、网架结构脆弱等问题逐渐凸显,因而美国智能电网发展一方面侧重于对传统电网设施进行升级改造,提升电网的安全性与可靠性,并十分重视配电网的优化升级与分布式电源的利用。另一方面美国希望通过设施改造与技术创新开辟新的经济增长点,占据国际市场领先地位,在推动经济发展同时缓解失业率较高的问题。
在欧盟,由于各国社会经济情况、资源禀赋、电网现状的不同,欧洲各国对自身智能电网的发展规划各有特点,从共性来说,欧盟的超级智能电网(Super Smart Grid)计划侧重于解决大规模可再生能源尤其是海上风电的消纳利用、分布式电源并网以及需求侧管理等问题。
我国社会与经济不断的发展,带来了对电力需求持续而强劲的增长;传统能源日益短缺和及其环境污染问题在给全社会造成巨大压力的同时也使得电力企业在考虑生产成本之外开始审视其带来的社会和生态成本;同时,我国电力资源和需求在地域上的不平衡、大规模新能源和分布式能源的开发利用、配电网建设相对滞后等问题都对电网进行资源优化配置能力提出了更高的要求。
根据国家电网公司的定义,坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。
2 智能电网与新能源发电的关系
2.1 大力发展新能源是建设智能电网的驱动力
能源危机与气候全球变暖告诉我们,人类社会要想可持续发展,必须减少对化石能源的依赖,减少环境污染。也就是说,使用新能源是可持续发展的必然要求,是历史发展的必然要求。而智能电网作为未来社会能源基础设施,必须顺应历史发展的要求。
因此,大力发展新能源要求智能电网应具有坚强可靠,高效发电,环境友好等核心价值,智能电网的发展必须适应新能源发展的要求。
2.2 智能电网的应用使新能源革命成为可能
智能电网技术可提高电网管理大量间歇性新能源发电的能力,其原因在以下几点。
2.2.1 智能电网可对间歇性新能源发电的峰和谷做出即时反应
由于电网的所有元件都被通信系统和自动控制系统连接在一起,智能电网可利用储能手段和微网系统,在不同地区之间进行平衡,循环削减终端电力需求,接通当地分布式发电和其他发电资源网络等方式对间歇性新能源发电的峰和谷做出即时反应。
2.2.2 智能电网使得新能源发电真正“物有所值”
智能电网的普及,可使电力消费者根据电价选择电力,因此,新能源发电可通过市场这只“无形的手”来弥补间歇性带来的不足。在所需的自然条件不满足要求时提高电价,从而降低在自然条件不能满足发电条件时的电力需求;在电力供应充足时降低电价,从而增加在自然条件满足发电条件时的电力需求。这样,在满足系统安全稳定性的前提下,逐步使新能源的广泛应用成为可能。
3 智能电网在新能源发电中的具体应用
3.1 智能电网使新能源发电更稳定
电力生产过程是连续进行的,发电和负荷及损耗之间必须时刻保持基本平衡。而电网中用户对电力的需求却随着时间及气象因素的变化而变化。传统电力系统是通过对可控发电机组(如水电、火电)的出力来维持系统发电和负荷之间的平衡。但由于新能源发电大多受气候和天气影响较大,其出力难于控制。在新能源发电技术快速发展的大背景下,如果能在风力发电、太阳能发电等新能源发电设备备用储能装置,第一可以解决新能源发电自身出力不可控问题,通过储能元件对机组的出力曲线进行调整,减少出力变化对电网的冲击。第二可以在电力充沛时,储存电能,在负荷高峰期释放电能,达到削峰填谷、减少电力系统备用需求的作用。根据所转化的能源类型不同,目前主要的电能存储形式可分为机械储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、电化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池等)、电磁储能(如超导电磁储能、超级电容器等)和相变储能四类。
3.2 智能电网使新能源发电更经济
由于我国新能源分布与负荷需求呈现逆向分布的特点,要将新能源所发出的电能输送到相应负荷需求区,不可避免地会进行远距离输电。因此,如何针对新能源发电的特点减少此过程中的输电损耗,将是一个十分重要的问题。
针对间歇性新能源出力的随机性和波动性,采用新能源基地输电规划,是一个较为可行的方案。在保证系统安全性的同时,适当选择供电距离和接入电压等级,把相似电源特性的电站“打捆”后集中外送,能够提高经济性能;考虑不同新能源间以及新能源与常规能源间的合理配比,对大规模新能源的送端电源结构和布局进行优化,并“打捆”送出,可以平滑间歇性新能源的出力波动,并提高传输通道的利用率。
近年来国家电网公司在风电发展上全力解决风电并网问题,国网风电接入和配套送出工程投资近400亿元,共接入风电1 600 万kV;全力做好千万千瓦级风电基地输电规划,制订了甘肃酒泉、新疆哈密、河北、蒙东、蒙西、吉林、江苏沿海等七大风电基地输电规划。这便是新能源基地输电规划的一个实例。
3.3 智能电网使新能源发电调度更准确
3.3.1 大规模新能源发电功率预测技术
一个安全可靠的电力系统必须保证电力的生产与消耗在任意时刻的动态平衡。以风力发电和太阳能发电为主的新能源,其输出功率具有随机波动特征,大规模并入电网后,将给电力系统生产和运行带来极大的挑战,因此迫切需要展开对大规模新能源发电功率预测技术的研究。通过预测,风力发电和太阳能发电功率将从未知变为已知,这样可以提高电网的安全性和可靠性,增加风电并网容量,增强风电、太阳能发电在电力市场中的竞争力。
3.3.2 虚拟发电厂
虚拟发电厂是一系列分布式发电及可控负荷的集合,该集合由一个中央控制中心统一调控。通过这种管理和调度方式,交易中心和调度中心不再需要知道每一个分布式发电资源的信息,而只需对虚拟发电厂的中央控制中心进行统一调控,由虚拟发电厂的中央控制中心对各个分布式发电电源进行调整,交易中心也仅需与虚拟发电厂进行交易。对于电网侧来讲,虚拟发电厂将大量分布式发电资源整合在一起,将其作为传统电厂进行调度,这降低了风能、太阳能等可再生能源的不可控性,提高了系统的稳定性;对于拥有分布式发电的用户来讲,由于可根据具体情况选择合适的虚拟发电机供电,同时也可通过虚拟发电厂参与电力市场的交易,因此虚拟发电厂的实施同样可提高这些用户的收益。
4 结 语
可靠、优质、经济一直以来是对电网运行的基本要求,智能电网也不例外;新能源发电既可以解决当前的能源危机,又可以减少环境污染。相信通过国家,社会各界人士的共同努力,我们一定能通过智能电网为新能源发电开辟一片新的天地,为21世纪的能源史、人类的发展史书写下光辉篇章。
参考文献:
[1] 蔚芳,张粒子,王昀昀,等.与清洁能源协同发展的智能电网[R].国际清洁能源发展报告,2013,191-218.
[2] 何光宇,孙英云.智能电网基础[M].北京:中国电力出版社,2010.
[3] 刘振亚.智能电网知识读本[M].北京:中国电力出版社,2010.
关键词:66kV,输电线路;运行与维护
输电线路在电力系统中的作用是非常重要的,电力系统中电能的输出与输入都是通过输电线路来完成的,输电线路是电网的组成部分,输电线路的使用在生活中是十分广泛的,人们的生活是离不开电力的,只要使用电能,就需要输电线路的正常运行,输电线路的正常运行可以为社会带来便利,但是输电线路在使用上也会发生故障,故障的产生原因有很多,本文就是针对这一问题进行探讨。
1 66kV输电线路在运行中出现问题的原因
1.1 雷击
1.1.1 原因分析。66kV输电线路在我们的生活中是随处可见的,从环境方面来说。输电线路在雷击的作用下会产生跳闸的现象,这是气候因素决定的,认为是无法解决的,每一个地区都会出现雷击的现象,尤其是山区,受到山地和河流的影响,雷雨天气频发,如果地形比较复杂就会产生暴雨,这样就极易出现打雷的现象,这些地区雷雨频繁出现,阻碍了输电线路的正常运行,在这种情况下,如果没有防雷的措施,就会导致输电线路发生中断,可能会出现跳闸的现象,从线路地理环境分析,有一部分地区的土壤会产生电阻的现象,这种电阻的电阻率是极高的,这样输电线路的杆塔接地电阻就会加大,这就是跳闸产生的主要原因,特别是山坡的倾斜导致电线的弧面加大,这样就增加了雷击的概率,尤其是66kV输电线路,电压较小,极容易受到雷击的影响,在雷击的情况下,输电线路的本体的不足就显现出来了,主要包括以下几点:(1)输电线路的设计不合理,应该根据具体的电压来判断,电压的高低决定了输电线路的设计方式,特别是66kV输电线路的取值与实际情况不符,一般情况下,雷电的次数与跳闸的次数是成正比的,在进行输电线路的设计时如果将雷暴日的出现预计较低,就会导致输电线路的耐雷水平比较低,如果对雷暴日的出现预计较高,机会使输电线路的耐雷水平过高产生资源浪费的现象,这样的使用是不科学的,因此一定要在设计之前对输电线路所处的地区进行调查,这样经过分析,对输电线路的设计才会更加合理,但是由于雷电属于自然现象,在进行测算的时候会产生误差,这样就要总结经验,通过前人的经验来判断具体的设计情况,减少跳闸的频率。(2)运行维护方面来说,如果绝缘子串中存在零值,但是却没有检测出来的时候,这样就会导致电路中出现闪络电压,电路的耐雷水平就会降低,这样有一些地区为了防治污染,使用合成绝缘子,就会导致输电线路的耐雷水平偏低,长期下去就会出现腐蚀的现象,腐蚀的主要是与地表接触的那部分装置,当腐蚀到一定程度的时候,就不会对雷击有抵抗的能力,这样的输电线路受到雷击的可能性是非常大的,并不是所有的雷击现象都可以分析并预防,有些雷击的现象是无法进行预测并提前预防的,这样就需要技术水平的提高,才可以解决。(3)直击雷过大的电压,这样的情况下就会发生电力设备的损坏的情况,因为这时的雷电产生的电压是非常大的,输电线路在很大的程度上会产生跳闸的现象,如果严重的话就会导致线路中的绝缘体发生破裂,这样雷电就会通过电波进入到输电线路,由输电线路进入到变电站中,这样的变电站中的设备就会受到危害,会发生大型的电力事故。
1.1.2 覆冰。覆冰向主要针对的就是雨雪天气,北方产生的频率较高,因为北方的冬季雨雪频繁,这样就会导致输电线路在湿度与温度的影响下出现覆冰的现象,这种现象在雨雪的天气是经常可以看到的,这样电力系统就会因为冰冻发生损坏。在发生覆冰的时候,保杆的两侧张力会出现不平衡的现象,在张力的影响下,会出现倒杆的现象,输电线路还有热胀冷缩的特征,出现雨雪天气的时候,输电线路就会结冰,在风的吹动下会发生摇晃的现象,在摇晃的过程中极有可能会产生断裂,如果较严重,就会导致整个电力系统产生问题,电力系统的安全性也无法得到保障。
1.1.3 外力的破坏。外力的破坏在输电线路的运行中也是经常发生的,尤其是经济的人发展,资源的开采,导致的外力破坏越来越严重,外力的破坏要根据地域而定,有些地方的发生频率是非常频繁的,有些地方的发生频率是极低的。山区输电线路的破坏是比较频繁的,在开山炸石是很容易炸断导线、炸伤绝缘子;在输电线路的下面燃烧农作物,浓烟和火焰也容易造成线路的跳闸;在输电线路的保护区里,挖掘机、大型吊车在施工时也会有撞坏塔杆,碰断导线等事情的发生;还有一些不法分子在经济利益的诱惑与驱使下盗窃电线、塔材等电力的设施;还有在输电线路的下面违章施工、钓鱼等也会造成输电线路的破坏。
2 66kV输电线路的维护
2.1 对于雷击输电线路的维护
对于输电线路来说有很多的防雷措施,主要包括:提高输电线路的绝缘水平、避雷线的安装、耦合地线的架设、安装输电线路的避雷器、使接地装置的冲击特性得到改善以及同一个杆塔多条输电线路不平衡的绝缘等。目前对于66kV输电线路而言防雷最有效的措施为:选用自动重合闸当作补救的措施。当输电线路遭受到雷击而发生相间短路,保护动作会让开关发生跳闸,经过一段时间后,自动重合闸便重新使开关合闸。若故障被消除,线路就可以重新恢复继续供电,否则就会再次由保护将开关跳闸。输电线路运行的经验表明,当输电线路遭受到雷击使得电弧熄灭之后,一般其电气的强度都能够很快地恢复,所以选用自动重合闸的时候,大约有70%的雷击跳闸事故在自动重合闸作用下都可以重合并成功的恢复供电,这对确保安全供电有着很大的作用。
2.2 对于输电线路覆冰的维护
对于66kV输电线路的覆冰灾害,其重要的防止办法就是在设计输电线路的阶段采取一些有效的措施,尽量让输电线路避免横跨风道、垭口、水库和湖泊这种容易发生覆冰的地域,在输电线路翻越山岭的时候应该让其尽量避免大档距以及大高差,不要在较为开阔的山脊上面设置转角点架。使覆冰的程度与覆冰的概率减少;同时在进入覆冰的季节之前应该对输电线路进行全面的检查,使输电线设备的缺陷消除,做好输电线路防备的工作。
2.3 对于外力破坏输电线路的维护
对于有施工基建在输电线路的附近时,运行人员应该要及时给予其制止吊车等一些大型的施工机械在输电线里的保护范围内的违章施工,向户主与施工人员宣传关于电力安全的知识以及电力法规,并对其提出相应的安全要求,告知其通过输电线路下方允许的高度(即:一般高度不超过大约4m左右);对于行车的道路距离拉线和杆塔基础比较近时,就要在其附近进行护桩的埋设;到了春季要加强对输电线路的巡视,制止在输电线路两侧大约300m之内的地方放风筝;等到即将进入农作物秸秆燃烧的季节时应该要提前对沿线的种植户进行摸查排除,对沿线的居民进行在输电线路下禁止焚烧杂物的安全教育,散发张贴安全教育的宣传单,告知其带来的危害性。
3 结论
输电线路对生产和生活是非常重要的,输电线路在运行和维护方面存在很多的问题,尤其受到自然环境的影响比较大。现在很多的输电线路都受到一些外力的影响,如果不重视就会对整个电力系统产生影响,因此,一定要重视对输电线路的运行与维护,让电力系统稳定运行,为经济做出更大的贡献。
参考文献
[1]梁伟.电力通信机房防雷及SPD浪涌保护器的应用[J].通讯世界,2015(23).
关键词:DSM;电能管理;中国电能服务网
作者简介:田会峰(1980-),男,安徽萧县人,江苏科技大学(张家港)电气与信息工程学院,讲师;周瑜(1984-),女,江苏张家港人,江苏科技大学(张家港)电气与信息工程学院,实验师。(江苏张家港215600)
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)14-0048-02
在当今能源相对紧缺、世界环境日益变差的大环境下,节能减排显得尤其重要,一方面节约了能源的使用,另一方面又减少了污染物的排放,保护了环境。
电力需求侧管理DSM(Demand Side Management)是指在政府法规和政策的支持下,采取有效的激励和引导措施以及适宜的运作方式,通过电力公司、能源服务公司、社会中介组织、产品供应商、电力用户等共同协力,提高终端用电效率和改变用电方式,在满足同样用电功能的同时减少电量消耗和电力需求,达到节约资源和保护环境的目的,实现社会效益最好、各方受益、最低成本能源服务所进行的管理活动。
文中按照电力需求侧管理的要求积极探索电气工程及其自动化专业的电能管理方向。
一、电气工程及其自动化专业方向
1998年,国家将本科专业目录进行了调整、合并和压缩。电工类和电子与信息类合并成电气信息类。原电工类的电机及其控制、电力系统及其自动化、高压电与绝缘技术、电气技术等专业合并为目前的电气工程及其自动化专业。[1]
电气工程及其自动化专业涉及电工技术、电气技术、电力技术、自动控制技术、计算机及其应用技术等诸多领域,是通用性很强的“宽口径大专业”。全国各高校根据国家经济发展对电气信息类人才的需求,依据各校的实际情况和办学条件,确定了彼此不同的专业方向、人才培养的方案和模式,体现出各校的办学特色。
江苏科技大学镇江校区电气工程及其自动化专业虽然从2000年开始招生,但是其前身可以追溯到1953年上海船舶工业学院创办的船舶电气控制专业,1978年镇江船舶学院开始招收船舶电气自动化本科专业,经过工业电气自动化专业、工业自动化专业等发展到现在的电气工程及其自动化专业。本专业是培养以船舶为特色的电气工程及其自动化人才,其专业建设是依托船舶行业,依靠教学、科学与管理,将其建设成以船舶电气自动化为主要特色、面向工程技术应用的专业。[2]
张家港校区因为远离校本部,又是异地新建校区,无法享受校本部几十年来在船舶电气自动化方面的教学和科研成果。虽然张家港校区自2005年开始招生,其专业方向表面上沿袭镇江校区的“船舶电气自动化”方向,但培养方案实际上与船舶相关的课程基本没有涉及,比如:本部开设的“船舶概论”“船舶电站自动化”“船舶机舱自动化”等课程。[3]因此,电气工程及其自动化专业是作为校区重点建设的专业之一,目前是以船舶电气自动化和工业电气自动化的混合体,专业方向不明确,不利于专业建设和学生就业。
随着社会经济的发展和国家战略的需求,电能管理越来越受国家的重视,国务院曾多次发文要大力发展电能需求侧管理。目前,在国内高校本科专业及方向设置中,还没有电能管理方向,市场需求量巨大。
为此,为了突出办学特色,服务经济,培养社会急缺的电能管理人才,校区与苏州太谷电力有限公司合作,共同建设电气工程及其自动化专业电能管理方向,并从2008级电气工程及其自动化专业开始设置电能管理方向。
二、电能管理方向建设探索
电气工程及其自动化专业电能管理方向是对负荷控制和管理,以及远程抄表和计费自动化。本着“科学管理电能,轻松降低成本”的电能管理新思路,确保电力用户有序用电,其技术领域涉及国家重点支持和发展的几大高新技术,即物联网技术、智能电网技术和节能减排技术。因此,电能管理方向有着及其广阔的发展空间。
电气工程及其自动化专业电能管理方向特色是实时监测和采集各电力用户的用电情况,对其用电情况进行分析评估,针对不合理或浪费用电的装备和线路,对其进行整改,优化电力用户的内部电网,以达到降低电能的目的。
电气工程及其自动化专业课程体系的构建应本着加强理论、优化课程结构、强调应用能力、加强实践环节来设置专业模块课程。[4]由于“电能管理”是新建专业方向,电气工程及其自动化专业原有的课程体系没有大的改变,目前只在第7学期增加了电能管理方面的两门方向选修课:“电能需求侧管理”和“电能优化技术”,下一步将根据人才培养方案要求,继续增加电力系统方面的两门课程“电力系统继电保护”和“ 电力系统故障分析”。
为了进一步优化课程体系,将电气工程及其自动化专业基础课和专业方向课内容相近或密切相关的几门课程组成课程组,有利于相关教师之间的教学交流和科研合作。具体分为5个课程组:
电工电子技术课程组:包括“电路”、“模电”、“数电”、“电力电子技术”、“CPLD及FPGA设计”等课程;计算机技术课程组:包括“计算机软件基础”、“微机原理与接口技术”、“单片机原理及应用”、“ DSP原理及应用”、“计算机控制技术”、“计算机网络基础”等课程;控制与检测技术课程组:包括“自动控制原理”、“现代控制原理”、“智能控制”、“计算机集散控制”、“检测与仪表”、“MATLAB语言与科学计算”等课程;电机与电气技术课程组:包括“电机与拖动基础”、“电气与PLC技术”、“机电一体化技术”、“电力传动自动控制系统”等课程;电能与电力技术课程组:包括“工程图学基础”、“电能需求侧管理”、“电能优化技术”、“供电技术”、“电力系统继电保护”、“电力系统故障分析”等课程。
三、电能管理方向建设实践
为了加强电能管理方向学生的工程实践能力,在制订人才培养方案时就将企业元素贯穿于整个教学环节,企业参与人才培养的始终,校企深度融合,学校引进企业高级人才到校任教,同时,学校派青年教师下到企业学习至少1年时间。见图1。
1.教材建设
“电能优化技术”被校区列为重点课程建设,建设内容包括与企业合作共同编写讲义,进一步编写教材,努力将“电能优化技术”打造精品课程。该课程内容主要包括电能质量:电压、谐波、三相不平衡、功率因数等;电源优化;配网优化;电能质量优化;电能轨迹优化;电能检测技术等。
“电能需求侧管理”已经编写成讲义,并投入教学使用,主要内容涉及电力系统、智能电网、供电技术、需求侧管理、DSM平台使用、电能系统构建等。
2.师资队伍建设
依托中国电能服务网(苏州太谷电力有限公司)和智能电力研究院(清华大学韩英铎院士领衔的科研团队),共同培养“双师型”教师。校区派青年教师去企业学习1年,参与企业的科研和工程实践,这样教师有了实际的工程背景,在讲授理论课程时,将理论与实践相结合,学生听课才会感兴趣,不会显得课程枯燥无味。
智能电力研究院坐落在校区,与学院有紧密合作关系,长期邀请清华大学的教授给学生做学术讲座,同时教师和部分优秀学生也参于研究院的科研项目。
3.电能管理实验室建设
为了实现工程教育,必须将工程实践教育贯穿于整个教学环节。由于企业拥有强大的经济基础、科研能力以及工程实践背景,学校与企业深度合作,共建实验室,为学生提供工程教育模式的实践教学平台。
校区与太谷电力共同建设“电能管理实验室”,使用“中国电能服务网”平台。该平台功能包括以下5个模块:电能在线模块、用电分析模块、辅助决策模块、有序用电模块和系统工具箱模块。
为了能采集电能数据,通过电能监测仪、电流互感器、服务器等器件,利用RS48总线和以太网,可以采集和监测的数据包括:监测电力指标,包括相电压、线电压、相电流、线电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等;电量指标,包括有功电量、有功电度、无功电量、无功电度等;质量指标,包括谐波电压、谐波电流、三相不平衡度、电压偏差、频率偏差、零线电流等。同时,还能通过温度传感器采集壳体的温度。
通过此DSM平台,学生能够清楚的了解电能的输入、传输、消耗的全过程。
4.网络教学平台建设
本专业目前共有6门课程,包括“电路”、“数电”、“电力电子技术”、“电能优化技术”、“微机原理与接口技术”、“单片机原理及技术”等课程实现网络教学,网络学堂包括教学课件、电子教案、教学大纲、习题、教学案例、在线答疑、师生互动等,教学资料丰富。
5.工程实践能力培养
工程实践能力是学校人才培养的终极目标,学校和企业各有强项,优势互补,将学校的人才培养方案与企业的用人需求紧密结合,企业积极参与人才培养方案的研讨和制定,实践环节的教学以及教材的建设等。企业的科研项目与学校的实践教学相结合,实践教学实现学校企业双导师制。
由太谷电力有限公司挑选经验丰富的高级工程师兼任“电能管理”专业方向工程实践培养指导教师,每周安排2学时,总计32学时的工程实践课程。
另外在第8学期安排学生去企业顶岗实习6个月,并将在今后逐渐扩至1年,达到“卓越工程师”计划培养方案的“3+1”模式,即3年在学校学习理论知识,1年在企业顶岗实习。实习期间要求学生现场安装与调试,并参与企业应用设计。
通过实习,学生对工程项目比较熟悉,将在企业里根据实际工程项目完成本科毕业设计。
6.联合培训“电能管理师”
目前,社会上急缺电能管理师,每年的用电高峰期,政府为了完成减排任务,都要求企业“拉闸限电”,对企业造成了比较大的损失。企业内部的电工紧紧是会用电,但是不能根据企业实际情况,优化企业内部电网,降低电能。因此,校区教师和太谷电力合作共同培训“电能管理师”。
四、结束语
目前,全国大约200多所院校设置电气工程及其自动化专业,甚至一些以文科见长的综合型大学也在办此专业。[5]对于本科院校异地新建校区,如果电气工程及其自动化这样宽口径的电类大专业,没有形成自己鲜明的专业特色,很难与其他老牌院校的此专业相比,这样不利于服务地方经济和学生就业等。
因此,设置电气工程及其自动化专业电能管理方向,在响应国家节能减排、培养“卓越工程师”计划、大力发展智能电网等方面都具有积极的意义。
参考文献:
[1]王泽忠,王兆安,沈颂华.电气工程及其自动化专业规范研究[J].电气电子教学学报,2010,(S1):5-6.
[2]姜文刚.电气工程及其自动化船电特色专业建设探索[J].科技信息,
2011,(21).
[3]刘维亭,王德明,朱志宇.电气工程及其自动化专业建设与实践[J].华东船舶工业学院学报(社会科学版),2002,(4).
一前言
电网的线损可分为技术线损和管理线损。其中,技术线损又叫理论线损,这一部分可以通过技术手段实现降低;另外一种为管理线损,管理线损主要包括电度表的误差,抄表不同时及错抄、错算等原因导致的数据不准确,设备绝缘不良引起的漏电造成的损耗,以及无表用电和窃电造成的损耗。如何有效的推进各项管理专业水平,是实现经济合理用电的关键。
二、降低线损的主要技术措施
(1)完善电网结构
电网的结构是否合理对线损起着非常重要的作用,通过对线损的分析,在电网的规划与改造过程中把降低线损做为一项重点工作,增加线路回路,增大导线截面积,实现低损、高效的供电方式。
(2)调节电压
在负荷较大,离电源点较远的情况下宜采用较高电压等级的输供电方式。
(3)提高电网功率因数
设备方面主要采取降低各变电站及其用电设备所需的无功功率,以及增加必要的无功补偿对设备进行无功补偿,以达到提高功率因数的目的。目前调度部门针对此问题已经研发了电容器自动投切装置,通过监视电网的功率因数,实现电容器自动投切,提高功率因数。运行措施方面主要是提高用户的功率因数,减少线路输送的无功功率,加强无功管理,实行无功经济调度。
三、经济调度降损节能
电网的经济调度是以电网安全为前提,旨在降低电网损耗的行为。所以,在电网运行中,调度需要通过合理的安排运行方式实现优化调度,加深负荷管理,针对电网情况,电力调度系统都设置了负荷预测专责,通过对历史日期负荷曲线的分析,对未来日期的负荷曲线进行预测,同时,向各发电部门下达发电曲线,通过这种方式实现供需平衡,从而达到经济调度,实现节能降损的要求。
四、降低变压器损耗的措施
电力变压器在运行过程中,会产生损耗,这一部分损耗约占总损耗的10%左右。
因此变压器的经济运行是电力系统经济运行的关键。实践中,通过调整变压器的运行方式、优化负载调整,以实现减少变压器损耗的目的。
五、总结
电网损耗主要包括线路和变压器两个方面,经验证明实现线损及变压器损耗的降低是降耗节能的重中之重。降低网损,对电网的经济运行起着至关重要的作用。
参考文献
[1]杨玉敏.浅谈电网经济运行的节电技术[J].科技与企业.2013.
[2]刘本忠.电网经济调度及降低网损措施概论.神州.2012.
[3]王菊萍.对如何降低网损、提高电网经济运行的技术措施分析.2010.
[4]胡景生.变压器经济运行[M].
[5]胡景生.电网经济运行与能源标准化[M].
关键词:中职 电力 教学改革
DOI:
10.16657/ki.issn1673-9132.2016.01.020
新世纪,我国把发展职业教育作为重要的国家战略之一,国家为发展中职教育投入了大量的人力物力和财力。因而当前的职业教育面临着最好的发展机遇、最佳的外部条件,如果仍走老路显然是不可取的。因此,我们必须坚持以服务为宗旨,以就业为导向,围绕提高职业教育质量这个核心,结合实际,采取措施,实现职业教育的快速、健康、持续的发展。为了实现这一目标,我们必须对那些当前不是很合理的中职技工学校的教学模式和内容做一定的改革与探索。
经过近年来几轮大规模的电网改造,整体的电网结构、设备等均得到了很大程度的改善,为电力企业的发展打下了基础。随着统一坚强智能电网规划的逐步实施,电力行业技术更新的速度越来越快,电力企业对人才和人力资源管理都提出了新的要求。来自中国电力企业联合会的统计分析显示,全国电力行业138万名职工中,仅有高级技师1630名,技师2.3万名,两者之和不足职工总数的2%,远远低于发达国家30%的水平。调查中还发现,目前技术性职业岗位仍处于不饱和状态。由此充分说明,电力行业对技能型人才需求旺盛,电力专业技能型人才基本上不会为岗位需求所束缚,唯一要提高的就是自己的竞争力。因此,作为向电力行业输送技术和技能型人才的电力类中职技工院校应顺应电力行业的技术发展和职业岗位需求,及时改革课程体系和教学内容,才能保证人才培养质量,提升专业竞争力。
一、“发电厂及变电站电气设备”(中职)专业简介
我校“发电厂及变电站电气设备”(中职)专业的招生对象为应届初中毕业生,基本学制是3年。培养目标是适应电力行业、及其他电力建设、安装、维修等单位及电力用户,服务生产第一线需要的、掌握电气设备运行与维护等职业岗位所需的基础理论知识和技能,具备电气操作、电气设备运行与维护等相关技能的技能型人才。我校还要求学生获得国家或重庆市有关部门规定的中级变配电室值班电工、电气值班员、变电站值班员、变电检修工、继电保护工或其他上岗资格证书。
1.本专业毕业生主要就业方向:(1)企业自备电厂、企业供配电 :电气操作、运行、检修、维护等。(2)电力工程施工单位:电厂、电站、线路的安装、施工、调试。(3)电气设备生产制造企业:电气设备装配、检测、调试;电气类产品的营销,技术服务工作。(4)工矿企业、小区物业、大型建筑、事业单位,以变配电值班、供电系统运行维护为主要岗位的电气运行。
2.本专业培养模式:采用“2+1”模式,即两年教学加一年顶岗实习。第一年主要开展文化课和专业基础课教学,其中部分课程要开展实验或综合训练。第二年主要开展专业课教学和专业实训教学。第三年组织实习,同时根据当年用人市场信息和需求情况,对部分学生组织有针对性的岗前技能培训,也有少部分由学校和用人企业共同组织到相关企业开展岗前培训。第二年和第三年教学进程中还要安排电气运行相关专业中级工、高级工职业技能鉴定培训及考试、进网电工作业许可证培训及考试。
二、本专业教学存在的主要问题
以我校本专业为例,归纳毕业生及用人单位反馈信息,本专业教学质量整体认可度高,但仍然存在下列问题。
1.公共基础文化课的设置门类和学时都略显不足,不利于学生综合素质的培养和可持续发展。中职人才培养越来越关注人的综合职业能力和文化素养,熟练的单一技能已无法适应就业、转岗和学历提升的需要。
2.课程设置重复,部分内容在不同课程中被反复讲授,如中性点的接地运行方式,但都不完整。
3.部分课程的教材跟不上技术更新的步伐,如电气设备运行与维护课程、继电保护及自动装置课程。部分教材难度太大,且难度大的部分并不适用,如电机学、电力系统运行、高电压技术课程理论及计算部分。
4.我校经过示范和骨干建设已建成和更新了很多专业课教学资源库和实验实训基地,原有课程设置未及时更新,未充分利用各种信息化资源和实习实训资源,导致学生对设备不认识、操作不熟悉。
5.中职学生大多厌学,缺少学习的主动性和积极性。原课程体系和教学内容的深度、难度和趣味性方面与学生的实际情况不适应。
6.职业技能鉴定宣传力度不够,部分毕业生在校期间不明白职业资格证书的内涵及适用范围。
三、本专业教学改革建议
(一)构建更为科学、全面的公共基础课程体系
中等职业教育的定位是在义务教育的基础上培养大量技能型人才与高素质劳动者,在对学生进行高中程度文化知识教育的同时,根据职业岗位的要求有针对性地实施职业知识与职业技能教育。专业教育有较高的文化起点,扎实的文化和科学知识基础是学生的能力、素质、科学世界观发展的必要基础。基础越扎实,形成的发展后劲的“能级”越高。科学文化知识基础也为专业理论和技能的学习作了必要的铺垫。因此,建议按照《教育部办公厅关于制订中等职业学校专业教学标准的意见(教职成厅[2012]5号)》中对课程结构的要求,结合电力类新型技术技能人才职业素质培养的目标,将思政教育与人文素质、职业道德紧密结合,搭建贯穿三年的更为科学、全面的公共基础课程体系,使得毕业生达到相当于高中毕业生的文化水平,能取得计算机及英语相应证书,有利于职业教育与普通教育的沟通,便于中等职业教育与高等职业教育的衔接,为人才“立交桥”的构建铺垫基础。
(二)课程设置和教学实施应因材施教,更注重培养职业能力
1.形成讲、练、操融为一体的课程结构。如建议设置“电工基础及测量”课,将原电工理论课与电工测量实训融为一体;将“计算机基础”理论课与实际操作交互进行,淡化理论课与实践课的界限,将二者紧密联系起来。
2.整合培养学生综合素质的综合课程。建议增加“电气运行技术”课学时,因为本门课程是在学生学完专业课后进行的一次“岗位大练兵”,是本专业所覆盖的所有岗位上所需的知识、技能的大综合,包括常规操作、事故处理、事故分析等。通过理论讲解、认识实习、仿真操作,把观察、思维、操作结合起来,促进他们把知识转化为动手能力和创造能力,提高综合素质。
3.改善专业基础课和专业课偏多、偏难、偏深的现状。如“电机技术”课和“电力系统”课应适量删减学时,做到少而精,注重实用性,突出职教特色。
4.增减一些课程。如为适应微机监控、无人值班等新技术的要求开设“电力系统综合自动化”课程;删掉传统的“毕业设计”与“课程设计”,以技能训练与技能考核取而代之。
5.课程内容科学筛选、及时更新。按就业岗位、典型工作任务与职业能力分析筛选课程内容。
课程内容建议弱化电力系统运行课程计算部分、高电压技术课程理论部分,删除电气设备运行与维护课程不再使用的部分设备,增加新设备类型,简化继电保护及自动装置原理与运行课程计算部分,增加微机保护内容等。
(三)充分应用信息化技术,提升学生学习兴趣
由于电力类专业的特殊性、高电压大电流的危险性,运行中电气设备不可以随意触碰和操作,大大制约了学生动手能力地培养与技能水平地提升。学生不能进入真实电力行业运行环境,即便到了顶岗实习阶段,也只能远观不能靠近,更不能动手实作,导致本专业课程学习与现场脱离,学生学习兴趣低。随着数字化时代的来临,信息化技术在职业教育中得到了广泛的应用和发展。建议调整本专业课程设置,充分利用我校已建成的信息化资源,如变电运行仿真实训室、电气检修仿真实训室等,最大限度实现一体化教学。其优势在于:(1)构建虚拟教学情境、解决教学做一体化实施中安全性与学生操作性的矛盾。(2)虚拟工作职场,学生可以角色扮演与参与,培养学生职业意识与职业能力。(3)教学过程中的直观性、形象性、具体性和趣味性,可提升学生学习热情和兴趣。
(四)专业实训室等教学设施建设
专业实训室的建设除符合一般的教学要求外,还要尽可能适应情境化教学的需要;教学工位要符合课程内容和学生人数的要求,要具有职业技能训练的必备条件;要具有安全、卫生、规范的劳动环境和条件。根据课程设置,建议本专业扩建电气设备安装检修实训基地及变电运行三维仿真实训室。
(五)考核制度与方法建议
为了适应以就业为导向,突出技能培养的新的教育形势,必须改革学业考核制度与方法。改革考核制度与方法的核心在于建立全面的题库,并且可以公开,以达到引导学生把握学习重点和学习方向的目的。考核形式上,基础、文化课考核宜采用传统的集中书面考试,专业课和专业技能的考核更宜使用过程考核和项目操作考核。
(六)加强职业资格宣传,提高职业技能鉴定培训质量
根据《劳动法》和《职业教育法》的有关规定,对从事技术复杂、通用性广、涉及国家财产、人民生命安全和消费者利益的职业(工种)的劳动者,必须经过培训,并取得职业资格证书后,方可就业上岗。电工电气方面的职业属于就业准入的职业范围。因此,对该专业学生应从日常管理和专业课教学两方面都应该加强职业资格的宣传和教育,让学生意识到职业资格证书的重要性。由于中职学生学习自觉性差,因此在本专业的课程体系中应安排专门的职业技能鉴定培训课程,保证良好的培训质量,使学生毕业前能取得电气运行相关专业中级工职业资格证书和进网电工作业许可证书。
四、结束语
本专业适应面广,学生发展潜力大,教学改革应充分考虑学生职业生涯的可持续发展。按照学生职业能力逐步提升的规律,培养学生从中职新生递进到具备初级职业知识的学生,再到具备中级职业能力的学生,最后成长为高级技术技能型人才。
参考文献:
[1]孟广平.中国职业技术教育概论[M].北京师范大学出版社.
[2]蒋乃平.职教课程改革要点与课程模式[J].北京教育,2000(3).
[3]中等职业学校”电厂及变电站电气运行专业“教学指导方案.教育部职业教育与成人教育司,2001.
[4]武震宇.提高中职电力类专业教学质量的思考[J].科学咨询,2011(8).
作者简介: