編者按:
目前,在能源和環(huán)境的雙重壓力下,發(fā)展清潔、環(huán)保、可再生的新能源已經(jīng)成為基本國策,作為重要的替代補充能源,國內(nèi)外發(fā)電行業(yè)對生物質(zhì)資源的開發(fā)利用給予了極大的關(guān)注,生物質(zhì)能發(fā)電正蓬勃興起。分布式能源高效、節(jié)能、環(huán)保,目前許多發(fā)達國家已將其能源綜合利用效率提高到90%以上,大大超過傳統(tǒng)用能方式。在我國,以生物質(zhì)發(fā)電實現(xiàn)的分布式能源技術(shù)正在大力開發(fā)中,但這些技術(shù)在應(yīng)用過程及發(fā)電上網(wǎng)方面中仍存在不少問題需要解決。
中國電力科學(xué)研究院輸變電自動化研究所長期以來一直從事生物質(zhì)能發(fā)電和分布式能源領(lǐng)域的研究工作,7月6日,《能源思考》編輯專門拜訪了中國電力科學(xué)研究院輸變電自動化研究所所長余英。
踏著夏日的腳步,我們來到了位于北京清河的中國電科院輸變電自動化研究所。剛剛落座,一杯早已備好的涼茶消去了我們的些許酷熱。面對我們的諸多問題,好客、豪爽、儒雅的余英所長便如數(shù)家珍似的向我們介紹起來。
余英所長告訴《能源思考》,輸變電自動化研究所是中國電科院下屬的從事生物質(zhì)能發(fā)電、分布式發(fā)電、變電站、電廠自動化、繼電保護、電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定監(jiān)錄、輸電線路故障定位領(lǐng)域的研究機構(gòu)。
輸變電自動化研究所現(xiàn)有152人,有1名博士導(dǎo)師,3名教授級高級工程師,22名高級工程師,5名博士和36名碩士。研究人員中有國家級專家和學(xué)術(shù)帶頭人,所涉及專業(yè)包括電力系統(tǒng)、計算機、通信等領(lǐng)域。
輸變電自動化研究所致力于開發(fā)適合我國電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的先進技術(shù)、系統(tǒng)和產(chǎn)品,完成了基于可編程控制器產(chǎn)品的新一代無人值班變電站與變電站綜合自動化系統(tǒng)(EP-IA2000系統(tǒng))的開發(fā),并已在全國300多個變電站、電廠投入運行。
余英所長告訴《能源思考》,該所的MPW系列、NSA系列微機保護集保護測控于一體,可直接安裝在開關(guān)柜上。先進的DSP構(gòu)成高性能的處理系統(tǒng),裝置整體性能優(yōu)越,被國家科委列為九五期間"國家級科技成果重點推廣計劃"項目。
我們獲悉,該所的PAC-2000電力系統(tǒng)相量測量裝置,先后在國調(diào)系統(tǒng)、南方電網(wǎng)、華東電網(wǎng)、東北電網(wǎng)、華中電網(wǎng)、西北電網(wǎng)組建了多個電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),該裝置為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供有力的監(jiān)測手段,在國內(nèi)外同類產(chǎn)品中,多項性能指標名列前茅。
WFL2010輸電線路故障測距系統(tǒng),基于行波原理,利用小波變換技術(shù)及模量分析方法對輸電線路故障行波信號進行分析,可以精確確定輸電線路故障距離,屬于國內(nèi)首創(chuàng)、國際領(lǐng)先。
在采訪中我們還了解到,輸變電自動化研究所研究成果是碩果累累。在變電站自動化、電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測和輸電線路故障測距等方面取得了突出的成果,獲得十余項省部級科技進步獎,多項技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平
輸變電自動化研究所既注重經(jīng)濟效益,更注重社會效益。產(chǎn)品、工程和服務(wù)質(zhì)量始終是貫穿公司的生命線。公司在注重新產(chǎn)品開發(fā)新技術(shù)應(yīng)用的同時,投入很大的精力提高產(chǎn)品的質(zhì)量,并通過了ISO9000認證。
余英所長告訴《能源思考》,輸變電自動化研究所將"以人為本,精細管理,追求卓越,竭誠服務(wù)"作為經(jīng)營理念;將"團結(jié)、誠信、創(chuàng)新、求實"作為企業(yè)精神,該所將通過不懈的努力,力爭發(fā)展為創(chuàng)新型的、具有一定業(yè)界知名度和市場影響力的高科技企業(yè)。該所的科技工作將重點在“發(fā)揮科技支撐與引領(lǐng)作用”和“加強科技創(chuàng)新能力”兩個方面進行戰(zhàn)略部署:要集中力量組織實施一批重大專項,加強關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),超前部署前沿技術(shù),穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究,支撐和引領(lǐng)經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展;要加強科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)能力建設(shè),進一步完善自主創(chuàng)新的體制機制,為科技持續(xù)發(fā)展提供良好環(huán)境。
著力推進生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)
輸變電自動化研究所從事的業(yè)務(wù)范圍主要是四個方面:生物質(zhì)能發(fā)電、分布式能源的研究;數(shù)字化變電站、數(shù)字化電網(wǎng)研發(fā)和產(chǎn)品推廣;輸電領(lǐng)域的自動化研究;電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)。
輸變電自動化研究所全程參與了我國第一個生物質(zhì)能大型直燃電廠——國能單縣生物發(fā)電工程綜合自動化系統(tǒng)的研究、調(diào)試和試運行。目前獨立承擔國家電網(wǎng)公司的重大課題——生物質(zhì)能電廠綜合自動化系統(tǒng)的研發(fā)和國產(chǎn)化,對國外的控制邏輯,根據(jù)我國實際情況進一步消化、吸收、優(yōu)化,從而研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自動化系統(tǒng)。為國家電網(wǎng)公司在生物質(zhì)能發(fā)電領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展,進一步開拓國內(nèi)外市場創(chuàng)造有利條件,提供全面的技術(shù)支撐。
余英所長告訴《能源思考》,分布式能源技術(shù)是未來世界能源技術(shù)的重要發(fā)展方向,它具有能源利用效率高,環(huán)境負面影響小,提高能源供應(yīng)可靠性和經(jīng)濟效益好的特點。
分布式能源技術(shù)是中國可持續(xù)發(fā)展的必須選擇。中國人口眾多,自身資源有限,按照目前的能源利用方式,依靠自己的能源是絕對不可能支撐13億人的“全面小康”,使用國際能源不僅存在著能源安全的嚴重制約,而且也使世界的發(fā)展面臨一系列新的問題和矛盾。中國必須立足于現(xiàn)有能源資源,全力提高資源利用效率,擴大資源的綜合利用范圍,而分布式能源無疑是解決問題的關(guān)鍵技術(shù)。
全世界沒有一個國家比中國更具備發(fā)展用戶端分布式熱電冷聯(lián)產(chǎn)的條件。分布式能源涵蓋面廣泛,風能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地熱能、海洋能等非化石能源均屬分布式能源。分布能源是當前國內(nèi)外廣泛關(guān)注的重大課題,既涉及經(jīng)濟發(fā)展,又關(guān)系到能源安全。大力開發(fā)利用生物質(zhì)能,既是我國開拓新的能源途徑,緩解能源供需矛盾的戰(zhàn)略措施,也是解決"三農(nóng)"問題,保證社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。
生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域大有作為
余英所長告訴《能源思考》,隨著全球大量使用煤炭、石油等化石能源所出現(xiàn)的問題,發(fā)達國家把生物質(zhì)能源作為重點能源予以重視。在環(huán)保的壓力下,在發(fā)電價格比上,生物質(zhì)發(fā)電遠比風能、太陽能發(fā)電經(jīng)濟,所以應(yīng)該成為我國發(fā)展可再生能源的首選。
我們獲悉,輸變電自動化研究所是比較早介入生物質(zhì)能發(fā)電領(lǐng)域的研究單位,經(jīng)過多年的工作,對國內(nèi)外生物質(zhì)能發(fā)電的相關(guān)技術(shù)進行了不斷跟蹤和深入研究,根據(jù)我國生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的實際情況,進行了大量的研究工作,對生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究和開發(fā)取得了豐碩的成果。
隨著國家相關(guān)政策及產(chǎn)業(yè)配套政策的逐步制定與實施,生物質(zhì)能的發(fā)展前景變得越來越令人憧憬。在相關(guān)政策的積極引導(dǎo)下,不少企業(yè)紛紛將目光投向了生物質(zhì)能的綜合開發(fā)領(lǐng)域?!?006~2020年國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》將可再生能源開發(fā)利用工作列為科技發(fā)展與高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域,國家還頒布了《可再生能源法》等一系列法律法規(guī)以促進這個產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。專家認為,我國生物質(zhì)能的綜合開發(fā)工作已迎來一個重要的發(fā)展時期。
在這種形勢下,國家電網(wǎng)公司在國內(nèi)率先投產(chǎn)國家級生物質(zhì)發(fā)電示范工程,由國家電網(wǎng)公司所屬國能生物發(fā)電有限公司投資建設(shè)的國能單縣生物質(zhì)發(fā)電項目于去年12月1日正式建成投產(chǎn),生物質(zhì)直燃發(fā)電終于在我國變?yōu)楝F(xiàn)實,國家電網(wǎng)公司也開始了生物質(zhì)能開發(fā)利用進程。
工程投產(chǎn)后短短幾個月,國內(nèi)共有4座生物質(zhì)直燃發(fā)電項目相繼并網(wǎng)發(fā)電,分別是國能單縣(裝機容量1×25兆瓦)、威縣(裝機容量1×24兆瓦)、成安(裝機容量1×24兆瓦)、高唐(裝機容量1×30兆瓦),均由國能生物發(fā)電有限公司投資興建,輸變電自動化研究所全程參與國能單縣生物發(fā)電工程綜合自動化系統(tǒng)的研究、調(diào)試和試運行。
余英所長告訴《能源思考》,中國電科院輸變電自動化研究所在電力系統(tǒng)中是較早介入生物質(zhì)能發(fā)電領(lǐng)域的單位,經(jīng)過對國內(nèi)外生物質(zhì)能發(fā)電的相關(guān)技術(shù)的不斷跟蹤和深入研究,并根據(jù)我國生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的實際情況,確定了明確的研究方向。目前,該所對生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究和開發(fā)已取得如下初步成果:
1、對生物質(zhì)能發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)、數(shù)字化平臺的研究和開發(fā)已取得了階段成果。全程參與了我國第一個生物質(zhì)能大型直燃電廠--國能單縣生物發(fā)電工程綜合自動化系統(tǒng)的研究、調(diào)試和試運行。
2、在生物質(zhì)能發(fā)電廠微網(wǎng)、解/并網(wǎng)控制研究方面取得了階段性成果。掌握了微網(wǎng)、解/并網(wǎng)控制的核心技術(shù),并在積極開發(fā)微網(wǎng)、解/并網(wǎng)控制系統(tǒng),通過該系統(tǒng)可實現(xiàn)微網(wǎng)的自動集中控制和安全保護控制技術(shù)。
3、在生物質(zhì)氣化發(fā)電方面,建成黑龍江省建三江農(nóng)場1MW生物質(zhì)能電站和正在建設(shè)遼寧五峰米業(yè)1MW生物質(zhì)能電站項目,正在籌建遼寧五峰米業(yè)3MW生物質(zhì)能直燃電站項目。
4、完成了《合肥市秸稈綜合利用及發(fā)電規(guī)劃》和《遼寧五峰米業(yè)生物質(zhì)能電廠的可行性研究報告》的編寫工作,今年又組織專業(yè)人員編寫了30余萬字(生物質(zhì)能及其發(fā)電技術(shù))培訓(xùn)教材
余英所長告訴《能源思考》,隨著生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的推廣應(yīng)用,該所開發(fā)研制的生物質(zhì)能發(fā)電廠綜合自動化系統(tǒng)和數(shù)字化平臺等一系列的創(chuàng)新成果,將為國家電網(wǎng)公司在生物質(zhì)能領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展,進一步開拓國內(nèi)外市場創(chuàng)造有利的條件,并提供全面的技術(shù)支撐。
1、軟課題研究——生物質(zhì)能及分布式發(fā)電相關(guān)技術(shù)規(guī)范、標準的研究與制定
根據(jù)國家電網(wǎng)安全運行要求,開展生物質(zhì)能發(fā)電工程設(shè)計課題研究,開展建廠環(huán)境評估、原料分析、主設(shè)備規(guī)范等方面技術(shù)研究,為工程設(shè)計工作提供依據(jù)和參數(shù),并提交企業(yè)驗收標準。制定生物質(zhì)發(fā)電工程調(diào)試及系統(tǒng)運行驗收技術(shù)規(guī)范,針對工程施工及系統(tǒng)運行的需要,開展系統(tǒng)調(diào)試方案、設(shè)備監(jiān)造導(dǎo)則、設(shè)備交接試驗方法及驗收規(guī)范、設(shè)備檢修規(guī)定等方面研究工作,為生物質(zhì)電廠安全運行做好技術(shù)規(guī)范細則。
⑴、根據(jù)國家電網(wǎng)安全運行要求,開展生物質(zhì)能發(fā)電工程設(shè)計課題研究,開展建廠環(huán)境評估、原料分析、主設(shè)備規(guī)范等方面技術(shù)研究,為工程設(shè)計工作提供依據(jù)和參數(shù),并提交企業(yè)驗收標準。
⑵、制定生物質(zhì)發(fā)電工程調(diào)試及系統(tǒng)運行驗收技術(shù)規(guī)范,針對工程施工及系統(tǒng)運行的需要,開展系統(tǒng)調(diào)試方案、設(shè)備監(jiān)造導(dǎo)則、設(shè)備交接試驗方法及驗收規(guī)范、設(shè)備檢修規(guī)定等方面研究工作,為生物質(zhì)電廠安全運行做好技術(shù)規(guī)范細則。
⑶、根據(jù)中國生物質(zhì)發(fā)電的實際情況,制定各類生物質(zhì)發(fā)電的生產(chǎn)工藝標準和安全運行規(guī)范,實現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)的標準化。
⑷、開展生物質(zhì)發(fā)電工程設(shè)計和咨詢服務(wù)、方案評估、可行性研究等工作。
⑸、積極開展電廠接入電網(wǎng)的有關(guān)標準、規(guī)范的研究,制定符合電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行要求的接入標準,提高發(fā)電效率和電能質(zhì)量,確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
2、生物質(zhì)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究
生物質(zhì)能關(guān)鍵技術(shù)研究將根據(jù)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)的特點,根據(jù)不同燃料特性、規(guī)模,不同技術(shù)路線同時發(fā)展的基本原則,重點進行大型直燃、混燃、氣化、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)的研究。
⑴、研究生物質(zhì)發(fā)電廠的鍋爐燃燒技術(shù),包括堿金屬腐蝕、灰渣結(jié)焦、結(jié)渣、焦油等問題,減少運行過程的故障率;應(yīng)該根據(jù)燃料性質(zhì)及燃燒特性的不同,對鍋爐及其輔助設(shè)備的工藝設(shè)計提出不同要求。
⑵、電廠輸料、給料系統(tǒng)技術(shù)研究,由于燃料的運輸、儲運、切割工藝存在很多問題,需要根據(jù)國內(nèi)燃料供應(yīng)情況,在燃料粉碎、運輸及上料環(huán)節(jié)做相應(yīng)修改,并增加防火、防爆控制措施;針對現(xiàn)有上料系統(tǒng)經(jīng)常結(jié)團堵塞的現(xiàn)象,可以改變現(xiàn)有給料方式,保證鍋爐連續(xù)穩(wěn)定運行。
⑶、電廠數(shù)字化技術(shù)、并網(wǎng)技術(shù)和安全運行技術(shù),生物質(zhì)能發(fā)電廠接入系統(tǒng)對電網(wǎng)的短路容量、無功補償、電壓調(diào)整、電能質(zhì)量、運行方式、監(jiān)測、保護、計量等有很大影響。因此、應(yīng)對生物質(zhì)能發(fā)電解/并網(wǎng)技術(shù)進行分析研究,研制適合生物質(zhì)電廠解/并網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備(雙向潮流保護、電壓控制)及對電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定的影響;對于國外的控制邏輯還需要根據(jù)我國實際情況進一步消化吸收優(yōu)化,從而研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的自動化系統(tǒng)。根據(jù)我國國情,研究生物質(zhì)能電廠安全控制技術(shù),解決生物質(zhì)能發(fā)電燃料燃燒和輸送過程中的設(shè)備防爆和粉塵控制問題。
3、建設(shè)生物質(zhì)及分布式發(fā)電技術(shù)培訓(xùn)基地
根據(jù)國內(nèi)不同的生物質(zhì)能發(fā)電環(huán)境建立相應(yīng)的生物質(zhì)能發(fā)電廠運行仿真培訓(xùn)系統(tǒng),并以此為基礎(chǔ),結(jié)合自身雄厚的基礎(chǔ)設(shè)施和人力、信息資源舉辦各種技術(shù)培訓(xùn)班,為生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)提供人員培訓(xùn)服務(wù)。
⑴、消化吸收國外先進的生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)并結(jié)合我國的實際情況,建立符合我國國情的、完善的生物質(zhì)能發(fā)電廠運行仿真培訓(xùn)系統(tǒng),為電廠各類運行人員今后對生物質(zhì)能發(fā)電廠的安全、經(jīng)濟運行以及各類事故處理能力的培養(yǎng)提供可靠的培訓(xùn)平臺。
⑵、利用實驗基地等豐富的基礎(chǔ)設(shè)施為生物質(zhì)能發(fā)電行業(yè)提供專業(yè)培訓(xùn)并建立完善評估系統(tǒng),舉辦各種培訓(xùn)班,并對培訓(xùn)人員的上崗資質(zhì)進行權(quán)威鑒定。
⑶、加強與國內(nèi)外科研機構(gòu)、設(shè)備廠商的技術(shù)合作和學(xué)術(shù)交流,實時跟蹤各類生物質(zhì)能發(fā)電方面的最新技術(shù),創(chuàng)建綜合性的、一流的培訓(xùn)環(huán)境,培養(yǎng)生物質(zhì)發(fā)電相關(guān)技術(shù)研發(fā)和工程建設(shè)方面的高素質(zhì)人才。
余英所長告訴《能源思考》,在我國,發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電,不僅僅是重要的可再生能源利用方式和節(jié)能環(huán)保措施,更是服務(wù)社會主義新農(nóng)村建設(shè)、解決“三農(nóng)”問題、實現(xiàn)工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)、促進農(nóng)民增收、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)的重要切入點和直接載體。
據(jù)預(yù)測,“十一五”期間我國生物質(zhì)發(fā)電裝機將達到550萬千瓦,每年可直接為農(nóng)民帶來100億元以上的收入,為約18萬人提供就業(yè)機會。生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,雖然項目的初期以社會效益為主,經(jīng)濟效益還不突出,但是相信隨著相關(guān)政策及產(chǎn)業(yè)配套政策的到位,生物質(zhì)能的經(jīng)濟前景還是非常可觀的。國家電網(wǎng)公司大力發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電,國家電網(wǎng)公司“十一五”將投300億,輸變電自動化研究所將利用專業(yè)技術(shù)領(lǐng)先的優(yōu)勢在生物質(zhì)能發(fā)電領(lǐng)域里大展鴻圖。
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