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機電系統論文范文第1篇

電子技術之所以在人類生產生活的方方面面得到廣泛推廣與應用，主要是因為其具有明顯的優勢，本文經過研究分析，總結出其存在的優勢具體表現在以下幾個方面。第一，全控化。該性能主要是針對自關斷器件來講的，傳統的電器件是半自動控制的，這種電子器件的換相電路非常復雜，而通過電子技術的發展與應用，使自關斷器件的電路得到了進一步優化，實現了全自動控制操作。第二，集成化。這種集成化主要是將全部的全控型電子器件用很多的單元電子器件連接在一起，放在一個基片上，與以前的電子器件分立方式相比，節約了很多的時間；再次，高頻化。這個優勢主要是因為電子技術實現了集成化，這就大大提高了電子器件的工作速度；最后，高效率化。這個優勢主要體現在電子器件和變換技術上，這是因為電子器件在運行時，通過電子技術能夠降低導通壓降，從而就減少了導通消耗；電子技術的應用提高了電子器件開關上升與下降的速度，這樣又減少了開關的消耗；電子技術的應用使得電子器件的運行狀態更加平穩，這樣又提高了運行的效率；軟開關技術在變換器中的廣泛應用，對提高強電系統的運行效率也起著重要的作用。其次，電子技術在強電系統中有以下幾個方面應用的意義。第一，電子技術在強電系統中的廣泛應用，有效的提高了電力能源的應用效率。先進的電子技術可以提高強電系統運行的安全與穩定，并且實現了對電力資源的優化配置，這樣就降低了電力企業的投入成本，提高了電力企業的經濟效益。第二，對于我國社會主義現代化建設具有重要的推動作用。伴隨著高端科學技術的發展以及新型產業的研發與應用，越來越多的產業需要在投入使用前進行全面的電子技術處理與加工工作，并以此保障互聯網網絡下電力系統的運行安全與穩定。

2電子技術在強電系統中的應用

研究電子技術作為信息時展下的一項新技術，是強電技術與弱電技術結合的重大突破，其在生產生活中的廣泛應用有效的推動了我國經濟社會的快速發展。第一，在發電系統中的應用。電子技術在發電系統中的應用，主要是對發電系統所使用到的機械設備的運行特性進行改善，從而調節發電系統中的功率。如果對大型發電機的靜止勵磁進行控制時，水力和風力發電機的變速恒頻勵磁，從而對風機水泵的變頻進行調速，在結構較為簡單的靜止勵磁中，使用了晶閘管整流提高了靜止勵磁的可靠性，且需要花費的資金成本較低，在電力系統中以極快的速度發展。在控制水力和風力發電機時，對轉子中的勵磁電流產生的頻率進行調整，提高水力和風力發電的功率，可以有效地降低水力和風力的頻差。電力系統中的風機水泵的耗能極大，占了整個系統中的65%，且工作效率極低，只需要在系統中安裝變頻調速就可以解決這些問題，但是我國能夠運用高壓大容量的變頻器的實力的系統不多，更何談是能夠精確的控制。第二，電子技術在輸電環節的廣泛應用。直流輸電技術的研究與應用。高壓直流輸電，其送電端的整流和受電端的逆變裝置都是采用晶閘管變流裝置，它從根本上解決了長距離、大容量輸電系統無功損耗問題。直流輸電技術不僅具備了穩定性強、控制性強、操作性強、靈活度高、電容量大等特點，并且在不同地質地貌下遠程輸電工程中發揮著至關重要的作用。

3結語

機電系統論文范文第2篇

該技術主要是通過電子器件對工業中的大功率的電能進行控制和交換的技術。其主要的作用是通過器件的開關，實現對電能的控制。其中開光的狀態必須是可控的，并且是可以通過信號來進行控制。換句話說，就是通過為變換器中的開關器件提供信號，然后器件按照相關的指令，按照設定的規律與控制方式進行操作，從而實現對電能的控制。控制電路則主要包含時序控制、保護電路、電氣隔離和功率放大。

2電力電子技術的應用

2.1電力電子技術在電力系統中的應用

交流技術的典型應用以現在新型三相Z源逆變器為代表。三相Z源逆變器被廣泛的應用于風能發電，通過對電能的控制和調節，改善了風能系統運行的性能。而起主要的交流電路控制方式則分為兩類：1）不可控整流后接Z源逆變器控制方式傳統的不可控的整流逆變器控制方式主要包括兩種，一種是以電壓源型逆變器為主的控制方式，該控制方式在在風流發電中沒有考慮到風力比較小的時候，其整流后的電壓往往較小。面對這種情況，往往通過加強調制的深度來減小逆變部分的運行功率；另外一種是以直流側電壓穩定的逆變器為主要控制方式，但是該控制方式的缺點在于不能雙向控制，而只能進行簡單的升壓，同時在操縱中，受到死區時間的影響，導致控制受到限制。與傳統的逆變器控制技術相比，新型的風力發電中，在Z源逆變器增加的基礎上增加了一個Z源網絡，從而允許上下橋臂能夠同時道統，以此更好的防止因器件損壞而導致直通狀態改變的事故發生，從而更好的使得電路具備升降功能。具體的拓撲分析圖如圖1所示。通過計算可以得出Z源網絡輸出的直流母線電壓為：V’PN=2VC-VDC=1/(1-2d0)*VDC=BVDC(1)通過計算可以得出逆變器在交流側所輸出電壓的峰值：B‘VAC=M*1/2*VPN=M*1/2*VDC(2)通過上述的公式，我們可以得出，可以通過對公式中的升壓因子B和調制比M的調節，從而達到自動調節電壓的目的。因此，通過三相逆變器的調節作用，可以在風速比較小的時候，調節占空比，靈活進行升降壓，從而達到電力中的并網要求，高效的捕獲風能。2）Z源矩陣變換器控制方式傳統的矩陣變換器的作用是實現能量的雙向的流動，但是其最大的缺點在于其矩陣變換器的電壓傳輸比不高，從而導致可靠性降低。因此，在控制方式中加入Z源網絡，以此可很好的而解決上述的問題。具體如圖2和圖3所示。通過對電路進行拓撲分析，可得到圖3的拓撲結構。而要實現交-交變化，只需要對電路中的9個開關進行控制即可實現電壓的自動升降，從而最大限度的提高利用風能的效率。

2.2電力電子技術在交通運輸中的應用

電力電子技術在電氣化的鐵道中以DC/DC變換技術為代表，該變換技術被廣泛的應用在了地鐵、電動車中的無級變速等領域。如現代汽車中，隨著汽車中的用電的不同，其設備的種類也就不同，對電源的型號的要求也就不同。而這些電源都是采用的是由蓄電池所提供的+12VDC或+24VDC的直流電壓，在經過DC-DC變換器轉變成+220VDC或+240VDC，后再經過DC-AC變換器轉變成工頻交流電源或者是變頻調壓電源。如采用推挽逆變-高頻變壓器-全橋整流方案，設計了24VDC輸入-220VDC輸出、額定輸出功率600W的車載高頻推挽DC-DC變換器。該方案中最重要的是采用AP法設計推變變壓器。查看經過簡化后的變壓器主電路圖，在輸入24V的直流電源之后，經過大電容的濾波作用后，被接到了推挽變壓器的原邊的中間抽頭部位。而變壓器的另外的兩個抽頭則分別接全控型號的電力電子器件IGBT，并在這中間加入RC吸收電路，從而構成了推挽逆變電路。變壓器的輸出端在經過全橋整流之后，大電容的濾波便得到了220伏的直流電壓，并通過分值得到電壓的反饋信號為UOUT.而該主電路，主要是以CA3524芯片為核心，從而構成了整個控制電路。通過對圖中的6和7中的管腳間的電阻、電容的大小來調節開關的頻率。在12、13的管腳出輸出PWM的脈沖信號，從而驅動電路，分別對兩全控型開關進行交替控制。反饋信號經1管腳，通過P2對2管腳參考，并和9中的COM端、CA3524構成調節器，從而通過調節占空比，以此達到穩定電壓的目的。

3電力電子技術未來的發展趨勢

隨著科技的發展，材料的創新，未來電力電子技術的應艷紅將凸顯出高頻化（20kHz以上）、硬件結構集成模塊化（單片集成模塊、混合集成模塊）、軟件控制數字化和產品性能綠色化（無電磁干擾和對電網無污染）四大發展方向。

3.1電力電子器件的未來發展

電力電子器件的發展在未來的幾年中將凸顯出集成化、標準模塊化、高頻化以及智能化的特點。這主要因為以下四個原因：第一，隨著我國與世界的不斷融合，特別是和發到國家的不斷融合，同時在技術應用發展中，對電子器件的性能和指標的要求也越來越嚴。具體的說未來的電子器件將需要更大的散熱能力、更高的工作的溫度、更大的電流密度等，而對于航空和航天方面的來講，還注重更好的抗輻射和抗振動能力，特別是在軍事中的裝甲車、坦克、火箭等。第二，在未來的幾年發展中，管以硅為半導體材料的雙極功率器件和場控功率器件的研發也趨于成熟，同時各種不同的結構和新的生產工藝的加入，仍可有效的提升其性能，各種不同型號的期間仍然具有市場競爭力。第三，隨著信息化等方面的提高，智能化的研發和應用也在不斷地成果。在美國、以色列等國家已經相繼制造出了結構更簡單，功能更強大的IPM智能化功率模塊，有效的提高了運行的效率。

3.2電力電子設備與系統的未來發展

機電系統論文范文第3篇

關鍵詞：DSPFPGA3／3相雙繞組感應發電機

1系統簡介

3／3相雙繞組感應發電機帶有兩個繞組：勵磁補償繞組和功率繞組，如圖1所示。勵磁補償繞組上接一個電力電子變換裝置，用來提供感應發電機需要的無功功率，使功率繞組上輸出一個穩定的直流電壓。

圖1中各參數的含義如下：

isa,isb,isc——補償繞組中的勵磁電流；

usa,usb,usc——補償繞組相電壓；

ipa,ipb,ipc——功率繞組電流；

upa,upb,upc——功率繞組相電壓；

udc——二極管整流橋直流側輸出電壓；

uc——變流器直流側電容電壓。

電力電子變換裝置由功率器件及其驅動電路和控制電路兩部分組成。功率器件選用三菱公司的智能功率模塊（IPM）PM75CSA120（75A／1200V），驅動電路使用光耦HCPL4502。控制電路由DSP＋FPGA構成。

圖2控制電路的接口電路

2EPM7128與TMS320C32同外設之間的接口電路

圖2所示為控制電路的接口電路。控制電路使用的DSP是TMS320C32，它是TI公司生產的第三代高性能的CMOS32位數字信號處理器，其憑借強大的指令系統、高速數據處理能力及創新的結構，已經成為理想的工業控制用DSP器件。其主要特點是：單周期指令執行時間為50ns，具有每秒可執行2200萬條指令、進行4000萬次浮點運算的能力；提供了一個增強的外部存儲器配置接口，具備更加靈活的存儲器管理與數據處理方式。控制電路使用的FPGA器件為ALTERA公司的EPM7128，它屬于高密度、高性能的CMOSEPLD器件，與ALTERA公司的MAXPLUSII開發系統軟件配合，可以100％地模仿高密度的集成有各種邏輯函數和多種可編程邏輯的TTL器件。采用類似器件作為DSP的專用集成電路ASIC更為經濟靈活，可以進一步降低控制系統的成本。

電壓檢測使用三相變壓器，電流檢測使用HL電流傳感器。電平轉換電路用來將檢測到的信號轉換為0～5V的電平。A／D轉換器選用ADS7862。保護電路使用電壓比較器311得到過壓／過流故障信號。

DSP完成以下四項工作：數據的采集和處理、控制算法的完成、PWM脈沖值的計算和保護中斷的處理。

FPGA完成以下三項工作：管理DSP和各種外部設備的接口；脈沖的輸出和死區的產生；保護信號的處理。

圖3FPGA與A/D轉換器和DSP之間的接口

3使用FPGA實現DSP和ADS7862之間的高速接口

ADS7862是TI公司專為電機和電力系統控制而設計的A／D轉換器。它的主要特點是：4個全差分輸入接口，可分成兩組，兩個通道可同時轉換；12bits并行輸出；每通道的轉換速率為500kHz。控制方法為：由A0線的值決定哪兩個通道轉換；由Convst線上的脈寬大于250ns的低電平脈沖啟動轉換；由CS和RD線的低電平控制數據的讀出，連續兩次讀信號可以得到兩個通道的數據。

系統中使用了兩片ADS7862，它們的控制線使用同樣的接口，數據線則分別和DSP的高／低16位數據線中的低12位相連接。這樣DSP可以同時控制兩片A／D轉換器：4通道同時轉換；每次讀操作可以得到兩路數據。

如圖3所示，將A／D轉換器的控制信號映射為DSP的三個外部端口：A0、ADCS（和ADRD使用一個端口）和CONVST。在FPGA中使用邏輯譯碼器對端口譯碼。利用AHDL語言編寫的譯碼程序如下：

TABLE

A[23．．12],IS,RW＝＞A0,ADCS,CONVST,PWM1,PWM2,PWM3,PWM,PRO,CLEAR;

H″810″,0,0＝＞0,1,1,1,1,1,1,1,1;

H″811″,0,1＝＞1,0,1,1,1,1,1,1,1;

H″812″,0,0＝＞1,1,0,1,1,1,1,1,1;

H″813″,0,1＝＞1,1,1,0,1,1,1,1,1;

H″814″,0,0＝＞1,1,1,1,0,1,1,1,1;

H″815″,0,0＝＞1,1,1,1,1,0,1,1,1;

H″816″,0,0＝＞1,1,1,1,1,1,0,1,1;

H″817″,0,1＝＞1,1,1,1,1,1,1,0,1;

H″817″,0,0＝＞1,1,1,1,1,1,1,1,0;

ENDTABLE

其中，0表示低電平，1表示高電平。RW＝1表示讀，RW＝0表示寫。

DSP對這三個端口進行操作就可以控制A／D轉換器：寫CONVST端口可以啟動A／D轉換器；讀ADCS端口可以從A／D轉換器中讀到數據；寫數據到A0端口可以設置不同的通道。

使用上述方法可以實現DSP和A／D轉換器之間的無縫快速連接。

4使用FPGA實現PWM脈沖的產生和死區的注入

FPGA除了管理DSP和外設的接口外，還完成PWM脈沖的產生和死區的注入。將PWM芯片和死區發生器集成在FPGA中，就可以使DSP專注于復雜算法的實現，而將PWM處理交給FPGA系統，使系統運行于準并行處理狀態。

5使用FPGA實現系統保護

為了保護發電機和IGBT功率器件，勵磁控制系統提供了多種保護功能：變流器直流側過壓保護；變流器交流電流過流保護；變流器過溫保護；發電機輸出過壓保護；IPM錯誤保護。

圖5穩態時勵磁繞組電壓電流及系統直流電壓波形

機電系統論文范文第4篇

論文摘要隨著我國改革開放的不斷深化，全面進入小康社會的步伐越采越快，居民的居住環境有了很大的改善，與此同時對用電服務也提出了更高的要求。通過對集中抄表系統進行設計改進，使其實現信息交互，提高供電企業的電力營銷信息化程度。

1概述

集中抄表系統是一個結構化的開放式系統，采集器通過電能表的通信接口采集電量數據，并通過一定的網絡設備傳輸到供電企業數據庫中，做為電費結算的依據。目前大多數居民集中居住區都已經安裝了集中抄表系統，并投入使用，大大降低了抄表人員的勞動強度，和人為因素造成的抄表誤差。本文對集中抄表系統提出一些設計改進，使其能增加實時電壓監測、故障報修、信息、電費控制等功能，提高電力營銷信息化程度。

2集中抄表系統結構和工作原理

2.1系統結構圖

2.2系統的組成

從上面的結構圖可以看出集中抄表系統是一個結構化的開放式系統，主要有三個部分：分別是硬件部分、軟件平臺、數據傳輸。各個部分都具有較強的兼容性、移置性、升級性和可維護性，方便進行二次開發和性能改進。同時各個部分的升級換代和功能擴充都很方便，無需對整個系統做大的改動。

2.3硬件部分

原來的集中抄表系統硬件部分只有數據采集器和數據集中器，我擴充設計了電壓監測模塊、控電模塊和顯示模塊。

數據采集器：數據采集器能通過485總線與電能表建立數據通信連接，并針對不同的電能表型號，自動選擇合適的通訊規約，實時自動采集各個用戶的用電數據，并將采集到的信息發送到數據集中器。

數據集中器：數據集中器的主要功能就是將采集器采集到的電能信息數據，和其他硬件模塊采集的數據傳輸到數據庫，并對傳送的數據進行校驗，防止數據在傳輸中發生改變。

電壓監測模塊：電壓監測模塊通過傳感器和電壓采樣線對用戶電能表的電壓實施實時監鍘。并經模數電路轉換為數據信息，然后將采集的電壓數據發送到數據集中器內。可以監測相對地、相對相、相對零等電壓，以及電壓的異常波動。電壓采樣由于采用了光電隔離措施，能有效的避免強電串入弱電對人身安全帶來的威脅，和防止設備的損壞。

控電模塊：控電模塊是帶復式控制功能的開關組合模塊，主要功能是對用戶的電源實現遠程控制，能根據系統操作員的指令自動切斷或投入用戶的電源。要求切斷容量適合，并且帶失電自動復位功能。

顯示模塊：顯示模塊是能顯示點陣漢字的信息顯示屏，可以安裝在數據采集器上，它的主要功能是顯示各種用電信息，如電費金額、電壓信息、欠費信息、停電通知和故障信息等等。

2.4軟件平臺

軟件部分由應用軟件、數據庫、硬件支撐平臺組成。其中應用軟件負責對系統進行日常管理操作；數據庫負責采集數據的交換、引用、索引；支撐平臺負責硬件部分的運行、維護。我主要在應用軟件中增加了故障報警功能、信息功能、控電操作功能。

應用軟件：系統管理軟件已封裝成標準的ActiveX控件，可以方便的與供電公司電力營銷管理系統連接。

數據庫：通過采用CIGS中間層可以使應用系統結構清晰，維護簡單易行。CICS其全稱是CustomerInformationControlSystem，即客戶信息控制系統。CICS通過關系數據庫從主數據庫中獲得資源，建立在操作系統、1SO的分布式計算環境和Encina服務上。

硬件支撐平臺：硬件支撐平臺采用了固化核心和遠程程序下載技術，基于BIOS的硬件結構，使得軟件功能的升級擴充都無需進行現場維護，可以在遠程操作端自動完成。

2.5數據傳輸

數據傳輸部分主要負責建立硬件設備之間的數據鏈路，將采集到的數據傳輸、發送，并確保傳輸快速準確。原先的設計有PLC、485、以太網和手機無線網絡。根據技術發展，我對3G技術在集中抄表系統中的應用，做了簡單的介紹和預想。

電力載波：電力線載波PowerLineCarrier，簡稱PLC是電力系統特有的通信方式，它是利用現有電力線，通過載渡方式高速傳輸模擬或數字信號的技術。優點是使用電力線作為傳輸介質，不需要線路投資。但是缺點是由于配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用，所以PLC只能用在同一配變的供電區域內。

RS－485：RS－485是串行數據接口標準，具有接線簡單，傳輸距離長(最大傳輸距離約為1219米)的優點，但是傳輸速度低，只能用于抄表采集模塊之間的通信。

以太網：以太網采用拓撲總線結構，具有傳輸速度高，連接方便，通用性強的特點。缺點是在電纜供電的小區內只能在地下電纜管線內走線，施工難度大，日常維護困難。

無線方式：主要有GPRS、CDMA兩種技術，GPRS、CDMA都是無線通信網絡，利用移動手機的本站發射信號。所以在構建集中抄表系統時。不必重新建設機站，也不需要中繼器，組網簡單，建設費用低，可以適合各種施工地形，減少網絡設備的維護。

3G是英文3rdGeneration的縮寫，指第三代移動通信技術。相對1G和2G主要是提升了傳輸速度，3G技術在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節／每秒)、384kbps(千字節／每秒)以致144kbps的傳輸速度。目前3c技術蓬勃發展，將來極有可能代替GPRS和CDMA成為尤線數據傳輸的主力，所以現在也應當對網絡傳輸模塊預留3G升級接口，一旦技術成熟就可以立即向3G過渡。超級秘書網

3集中抄表系統在電力營銷管理的應用

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求已經不僅僅滿足于有電用，良好的供電質量和服務水平，成為社會對供電企業的新要求。在電力營銷的發展過程中，原來以用電管理為主的職能正逐漸向用電服務為主的方向過渡，供電企業為提高供電質量和服務水平，必需要有一套完善的電力營銷管理系統，對用戶的用電狀態進行實時監測，及時掌握低壓配電網的運行情況，發現異常供電和異常線損、定位電網故障，杜絕供電隱患。但是目前用電監控裝置只是以低壓電網中的配變和單位用戶專變為監測對象，對廣大的居民用電狀況沒有實時監測、控制的能力。

現階段集中抄表系統的建設相當于在居民用戶端與供電企業之間架設起一條信息高速公路，但這條信息高速公路設計是單向的，只能將數據信息從用戶端上傳至供電企業。但是通過對該系統進行設計改進，我們完全可以把它建設成雙向傳輸的信息高速公路，利用這條數據鏈路來實現雙向的信息交換，從而為居民用戶提供豐富的用電服務。對集中抄表系統的設計改進主要通過增加硬件組合模塊和軟件分析操作模塊，使其能實現以下幾種功能：

自動分辨故障類型，發生缺相、接地、缺零、電表燒壞等故障時。彈出報修信息，自動生成報修單。

自動控制用戶欠費，對欠費用戶遠程操作停電，發送欠費通知信息。

自動停電通知，告知用戶最新的用電信息。

其中故障報修功能、信息功能屬于電力用戶服務的增強，欠費信息通知、控電操作功能是電費管理的增強，從而實現對居民用電狀況進行實時管理，達到提高電力營銷管理信息化的目的。

機電系統論文范文第5篇

電力系統可靠性是指電力系統按可接受的質量標準和所需數量不間斷地向電力用戶供應電力和電能量的能力的量度。研究發電可靠性的主要目標是確定電力系統為保證有充足的電力供應所需的發電設備容量。其分析方法有確定性的和概率性的2種,國內目前通常采用的是確定性方法,而概率性方法能較好地綜合各種因素的影響,其評估技術在國際上已經成熟。現階段,我國發電系統可靠性指標標準還沒有統一的規定,處于一種研究探索階段。本文結合湖北電網“十一五”規劃,對其發電可靠性進行評估和分析。

1可靠性指標計算

預計2010年湖北省統調最大負荷為18200MW,用電量為93TW•h;統調主要電源裝機容量為20222.7MW(不含三峽電站和恩施州)。可靠性指標計算結果如下:2010年湖北電力系統電力不足期望值HLOLE為33.61h/a,電量不足期望值EENS為26332.8MW•h/a。

2敏感性分析

為分析各相關因素對發電可靠性指標的影響程度,特從以下幾方面進行敏感性分析計算。

2.1負荷變化在其它各條件不變的情況下,最大負荷上下浮動,2010年湖北電力系統HLOLE值與負荷大小關系見圖1所示。圖1負荷敏感性分析圖由圖1可見,負荷變化對發電可靠性指標有著明顯的作用,當最大負荷從推薦水平的120%減少時,HLOLE迅速降低,若負荷達到推薦負荷的105%,則HLOLE增加至基準負荷水平時的1.83倍;若負荷未達到推薦負荷水平(95%),則HLOLE僅為基準值的56.9%,HLOLE隨負荷變化趨勢減緩。由上可知,當負荷越處于高水平時,其變化對HLOLE的影響越大。由于負荷發展水平受多方面因素的影響,負荷預測不可能與實際一致。隨著社會的發展,負荷越來越高,其較小的變化相對值,也會導致較大的絕對值變化,而且電源建設存在一定的周期。因此,更應重視負荷的中長期預測,使之更接近實際水平,另一方面也說明在電源規劃中應確定合理的HLOLE的取值范圍,使之具有一定的適應能力。

2.2電源裝機由于電源建設項目受各方面因素影響較多,特別是在電力市場改革正在進行的今天,電源項目的投產期存在更多的不確定性。減少電源裝機對HLOLE有一定的影響,但略低于負荷變化的影響;而增加電源裝機對降低HLOLE的影響幅度小于因減少電源裝機導致電力不足期望值增加的幅度,即系統裝機容量越少,其變化對HLOLE的影響越大。從這一點也說明確定電力不足期望值的合理范圍的重要性。

2.3等效可用系數通過提高現有機組的等效可用系數,相當于增加系統的可用容量,經濟性方面優于新增機組方案。2005年湖北省火電機組的等效可用系數為91.90%,還具備一定的提高潛力。通過機組等效可用系數的浮動計算可知,隨著等效可用系數的提高,HLOLE不斷下降,在基準值上,可用系數平均降低4個百分點,相當于減少600MW的裝機容量,而增加1個百分點,其效果接近于增加300MW的裝機容量。因此加強技術水平和提高管理水平,提高機組的等效可用系數,在同樣裝機容量下,能有效地提高發電可靠性指標。

2.4強迫停運率2005年湖北省屬機組等效強迫停運率為2.18%。由于各機組的強迫停運率本身不高,因此其變化時對可靠性指標的影響相對要小些。機組強迫停運率在基準值基礎上,上下浮動30%對HLOLE的影響并不大,僅相差10%左右。即使機組強迫停運率增加一倍,對HLOLE的影響界于減少一臺300MW機組和減少一臺600MW機組之間;機組強迫停運率為零時,效果相當于增加一臺300MW機組和增加一臺600MW機組之間。

2.5電源結構湖北電力系統一個重要特點就是水電比重大,截止2005年底,湖北電力系統統調水電裝機比重高達65.8%,隨著三峽電站的建設投產以及水布埡等水電的開發建設,湖北電力系統水電比重仍將維持較高的比重。下面通過擬定不同的電源結構方案,其可靠性指標計算結果見表1。由表2可見,不同的電源構成對電力不足期望值HLOLE有影響,一般來看,相同裝機容量下,火電裝機容量比重高的系統其HLOLE要低一些,主要是因為水電存在受阻容量。從逐月計算結果看,火電裝機容量比重高的系統枯水期HLOLE明顯低于火電裝機容量比重少的系統,主要是因為水電枯水期空閑容量的增加,使其可用裝機減少。水火電的替代容量在0.875左右。當然,水電出力受各方面因素影響較多,計算結果與各個水電站有關,也與水電站的設計保證率有關。

2.6火電機組檢修湖北電力系統水電機組檢修一般安排在枯水季節,不影響電站出力。通過縮短火電機組的檢修時間,可提高發電可靠性指標。火電機組檢修周期提高30%,其效果相當于減少系統一臺300MW的裝機;而降低30%,其效果界于增加系統一臺300MW和600MW的裝機之間。

2.7與電力電量平衡程序計算結果對照現階段,電源規劃軟件常用的是華中科技大學編制的《聯合電力系統運行模擬軟件(WHPS2000)》,因此,特對該軟件計算結果與發電可靠性計算指標進行對照。注:表中備用系數不包含機組檢修備用。由表2可見,隨著備用系數的取值不斷下降,發電可靠性指標不斷增大,也就表明系統的發電可靠性變差,基本上是備用系數降低0.01,發電裝機可減少200MW,發電可靠性指標增加10%左右。由上述各計算結果可見,負荷水平和裝機容量的變化對可靠性指標影響最大。從電源構成看,相同裝機容量下,水電比重大的系統其可靠性要差些,2010年湖北省的水電替代容量在0.875左右,從這方面看,水電比重大的區域備用系數應高一些;從機組本身看,提高其等效可用系數比降低機組的強迫停運率的效果明顯;另外,在可靠性指標計算中,檢修是根據等備用原則安排,實際生產中,合理安排檢修計劃,提高機組的計劃檢修水平,逐步開展狀態檢修方法,也是提高發電可靠性的措施之一。

3技術經濟綜合比較

任何可靠性水平總是與經濟性密切相關,當電力系統越來越復雜、電力用戶對供電質量的要求不斷提高時,就需要用科學的可靠性理論來進行定量的研究。我國作為一個發展中國家,受到多種因素包括經濟以及政治、社會因素的影響,一般認為可靠性指標的取值宜在1～2d/a之間。

3.1停電損失與裝機成本計算與發電可靠性有關的指標是由電能價格來維持的,發電可靠性并非越高越好,需綜合考慮投資、停電損失及用戶的電價承受能力。發電可靠性成本就是電源建設的投資成本以及運行成本,而可靠性效益計算卻比較難,在進行成本-效益析時,一般將可靠性效益計算轉化為對用戶的缺電成本計算。缺電成本計算與國民經濟發展狀況、國情、電力系統發展水平等多種因素有關,目前采用的有以下幾種簡單的估算方法。(1)按GDP計算,即按每缺1kW•h電量而減少的國民生產總值計算平均缺電成本。(2)按電價倍數計算,根據對各類用戶進行缺電損失的調查和分析,用平均電價的倍數來估算缺電成本。如英國、法國、瑞典等。(3)按缺電功率、缺電量、缺電持續時間及缺電頻率計算,如美國等。以下分析僅考慮上述第一和第二種方法。2005年湖北省每kW•h電量對應的GDP為9.62元,預計2010年停電損失費可達到12.3～15.5元/(kW•h);另一方面,目前,湖北省綜合電價水平在0.4元/(kW•h)左右,按50倍電價水平計算得到停電損失費用約為20元/(kW•h)。根據國產2×600MW機組的造價水平,折算到每年的發電成本約為900元/kW•a-1。據此,我們可以算出裝機變化成本與停電損失費用,進行成本-效益分析。由表3可見,當停電損失費用取15元/(kW•h),裝機成本始終超過停電損失;當停電損失費用取20元/(kW•h),按成本-效益分析,可減少裝機容量在1800～2400MW之間;當停電損失費用取25元/(kW•h),可減少裝機容量在1200～1800MW之間;當停電損失費用取30元/(kW•h),可減少裝機容量在600～900MW之間;當停電損失費用取40元/(kW•h),可減少裝機容量在0～300MW之間。超級秘書網

4結論和建議

本文結合湖北電網的“十一五”規劃進行可靠性指標的計算以及敏感性分析,對電源裝機成本與效益進行了分析,主要有如下結論。

(1)“十一五”期間,湖北省的電源裝機進度與負荷水平是相適應的。