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母线槽的动、热稳定性的校验

发布时间: 2023-04-11  点击次数: 254次

新型电力系统需要怎样的灵活性?《电力系统灵活性提升:技术路径、经济性与政策建议》(以下简称建议")认为,分析电力系统灵活性应考虑方向性和时间性,从供给和需求两端,提升电力系统短、中、长时间尺度内,向上和向下灵活调节的能力。

短时间尺度的灵活性对应的是秒级和分钟级,应对的是系统瞬时波动,灵活性体现的价值主要在于功率,功率的速度和调节的灵活性。"张健表示,中时间尺度的灵活性对应的是小时级、日内或者多日,主要作用是通过削峰填谷平衡日内调峰需求,价值体现在功率调节连续改变以及所对应的电能量的转移。长时间尺度对应的是周、月或者季度,主要作用是满足在更长时间尺度内,比如从夏季到冬季,系统负荷需求和供应之间的变化,价值主要体现为满足跨周、跨月乃至跨季度的灵活调节需求。

建议认为,煤电适合进行小时级、跨日的出力调整,参与深度调峰;气电适合进行秒级和分钟级的功率调整,可缓解或消除风光出力的瞬时变化对电网的冲击;储能和抽水蓄能可在1分钟—2分钟内完成从零至满出力的调整,需求响应规模一般可达最大负荷的3%—5%,其提升系统灵活性的成本低于其他资源。总体来看,灵活性资源的选择需重点关注技术特点和经济性,需求响应和煤电灵活性改造的成本优势明显,而抽水蓄能和短时储能的调节性能占优势。

相同规模的不同灵活性资源所带来的系统效益不同,因此需合理配置灵活性资源,通过资源优化组合提升综合效益。"张健表示,仅靠煤电灵活性改造难以满足新型电力系统需求,还需提前布局并加快其他灵活性资源的开发建设。灵活性资源的多元化,可兼顾电力系统的安全性、灵活性和经济性,实现电力系统灵活性的整体提升。

空气绝缘母线槽.jpg

母线槽的动、热稳定性的校验
   
当母线槽发生短路时,就有比正常工作电流大许多倍的短路电流从电源经过大电流母线槽流到短路点。这种短路电流常达15KA以上,要对母线槽产生力的(机械的)和热的效应。为此必须校验母线槽承受短路电流作用的能力,即校验母线槽的动稳定性和热稳定性。
   
母线槽的允许温度就低些。我国规定母线槽的允许温度为8590℃,对封闭式母线槽,外壳的允许温度为6570℃。采用焊接时,允许温度可到达110℃。 一般母线槽设计中还应考虑事故情况下短路电流的热效应。在电网发生短路的情况下,虽然保护继电器能迅速做出反应,切断电路,延迟时间仅在几秒到十几秒以内,但是由于短路电流极大,产生的热量也极大,引起母线槽温度短时间的大幅度升高。母线槽安全地承受这种短路热效应的能力称为短路热稳定。
    
载流母线槽由于电阻引起的损耗转化为热,使母线槽温度升高。铜、铝材料本身虽然可在较高温度下使用不影响其机械强度,但是螺栓连接的接触面温度较高容易氧化,使得接触面电阻增加。接触电阻增大又使接触面温度继续升高,造成恶性循环,导致接触部分损坏。因此电接触面的氧化问题就成为限制母线槽槽温度的主要因素。连接面镀银的螺栓连接允许的母线槽温度比较高,但成本很高,一般采用连接面镀锡或镀锌的螺栓连接。

空气式母线槽22.jpg

业内人士普遍认为,十四五"期间是能源低碳转型的重要窗口期,也是构建现代能源体系的新阶段。要把握这一重要战略机遇期,推动电力系统灵活性从前瞻性概念探讨转向有规划的周密部署。应从新型电力系统源网荷储协同的视角来综合考虑灵活性的需求与供应,将灵活性纳入电力规划、调度运行和市场交易等各环节,保证灵活性资源在不同时间尺度上的合理配置,在实际运行中高效调用,并通过市场机制确认其价值。"

华北电力大学教授袁家海提出,应立足资源的可得性,有序部署灵活性资源,十四五"期间的首要重点是落实国家的煤电灵活性改造目标,确保达成既定的抽水蓄能投产目标,为实现2035年抽蓄中期规划目标奠定坚实基础。要坚持政策引导和市场机制建设并举,推动新型储能项目在电力系统中的部署,为十四五"期末基本实现电化学储能的商业化奠定条件。他强调,应特别重视需求响应对系统灵活性的贡献,十四五"期间应努力实现需求响应的规模化和常态化运行。

国家发改委能源研究所研究员周伏秋认为,建设新型电力系统是一个长期的系统工程。为适应新能源装机占比持续提高这一重大基础性变化,电力系统的各个环节均需重塑、重构、重定位,协同提供维护系统安全、稳定、高效、绿色高质量运行的综合调节能力。新型电力系统的综合调节能力建设既要统筹规划、适度超前,也要因地制宜、优化组合开发利用各类调节资源,同时要遵循综合资源战略规划理论与方法,综合考虑各类系统调节资源的可获得性、技术可行性、经济可持续性和环境友好性等因素。


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