陜西西電智能電力設(shè)備工程有限公司

    當(dāng)前，我國74%以上的電力供應(yīng)來源火電。面對煤碳資源緊缺的形勢和價格的大幅度上漲，全國煤電企業(yè)的虧損面已經(jīng)達(dá)到45%左右，部分煤電廠資產(chǎn)負(fù)債率已經(jīng)超過100%。由于持續(xù)巨額虧損，煤電企業(yè)融資難度加大，資金鏈斷裂的風(fēng)險增加。
    火電企業(yè)經(jīng)營狀況如果不能得到改善，不僅損害火電企業(yè)本身，而且勢必殃及社會，給國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來嚴(yán)重的災(zāi)難。
    因無法搞清楚影響發(fā)電企業(yè)效益的真實(shí)原因，沒有切實(shí)有效的方法加以改善，僅依靠政府出臺相關(guān)政策和措施，帶領(lǐng)發(fā)電企業(yè)從經(jīng)營巨虧的沼澤地中突圍出來是不切實(shí)際的，也不可能長久的解決問題。
    對于火電企業(yè)的巨大虧損，筆者認(rèn)為是可以改善的。因?yàn)檎嬲绊懓l(fā)電運(yùn)行效率的主要原因不是供電企業(yè)存在能效管理或發(fā)電系統(tǒng)的缺陷，而是電力需求側(cè)電器的負(fù)載耗能特性引起的綜合性問題。
    根據(jù)世界各國發(fā)電行業(yè)的統(tǒng)計(jì)，長久以來電力能源在生產(chǎn)，輸送和使用中存在著能源浪費(fèi)和效率偏低的現(xiàn)狀，實(shí)際的能效與理論上的能效差距很大，不明損耗比例較高。這些問題不僅在國內(nèi)供電系統(tǒng)存在，在世界發(fā)達(dá)國家的供電網(wǎng)問題也同樣表現(xiàn)的比較。
    筆者認(rèn)為火電企業(yè)的效益不佳甚至嚴(yán)重虧損不僅反映燃煤發(fā)電廠的經(jīng)營現(xiàn)實(shí)，同樣反映整個電力行業(yè)的問題，包括核電，水電，天然氣等主要供電企業(yè)。因?yàn)榭刂瓢l(fā)電機(jī)運(yùn)行的直接動力大都是水（液態(tài)水與氣態(tài)水），而水的兩種型態(tài)的勢能區(qū)別不大，電力輸送和使用環(huán)境則相同。熱水發(fā)電的單位是明虧（有煤，天然氣，核燃料等費(fèi)用），水電則是“暗虧”，勢能利用率不高，實(shí)際發(fā)電機(jī)的力率低，效益受損。

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    通過研究和實(shí)驗(yàn)分析，無論是依靠各種技術(shù)提高鍋爐的燃煤效能，還是“抓大棄小”優(yōu)化發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)，以及實(shí)行現(xiàn)在的電力需求側(cè)的管理都難以化解電力能源的浪費(fèi)和利用率偏低的難題。因?yàn)樵谝粋€完整的供電與用電系統(tǒng)中在相同的時間完成能量轉(zhuǎn)換，特別講究供需平衡與電路的暢通。可是，近幾十年因世界上廣泛推廣節(jié)能產(chǎn)品接入電網(wǎng)，以及推行的電力需求側(cè)管理的優(yōu)化用電方式，表面看供電方與用電方是很好的雙贏結(jié)果，但對相關(guān)負(fù)載的電氣特性的研究之后，會發(fā)現(xiàn)所謂的高效節(jié)能的背后有其嚴(yán)重的缺陷，很多節(jié)電產(chǎn)品不但消耗了發(fā)電系統(tǒng)、變電系統(tǒng)新的節(jié)能技術(shù)所產(chǎn)生的效益，而且大幅增加了發(fā)電機(jī)，變壓器的內(nèi)耗和線損。造成供電系統(tǒng)燃料浪費(fèi)。這樣情況下，大面積的使用將危及供電網(wǎng)的運(yùn)行安全。
    以下通過兩種不同負(fù)載特性的用電器在工作時的主要電參數(shù)進(jìn)行分析：
    如圖1所示，100W的白熾燈的工作電流波形。通過電參數(shù)儀進(jìn)行實(shí)際測V=235,P=114W COS￠=1，S=129，Q=0，表現(xiàn)為電波干凈流暢能效好，與供電電壓的波相一致。電的使用效率。對供電企業(yè)來講可達(dá)85%左右的收益。
   

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    如圖2所示，是規(guī)格為36W電子鎮(zhèn)流器熒光燈的工作電流波形圖。通過電參數(shù)儀進(jìn)行實(shí)際測量，V=235,P=22，cos￠=0.61，S=27， Q=35，表現(xiàn)為脈沖式電流斷續(xù)波。由于有功功率與功率因數(shù)的平方成反比，電子鎮(zhèn)流器熒光燈的照明使供電系統(tǒng)有功損耗增加175%。
   

    如圖3所示，是示波器展現(xiàn)的脈沖的間隙時間，具體為0.06ms的瞬間電流波，停止0.14ms，周而復(fù)始。電子鎮(zhèn)流器熒光燈的工作原理是不間斷自動進(jìn)行接通與關(guān)斷的操作。在電路中形成嚴(yán)重的逆流波。由于是瞬間電流的不斷變化，將大幅增加發(fā)電機(jī)，變壓器的阻抗，內(nèi)耗增加。因?yàn)殡娮渔?zhèn)流器熒光燈照明時間的規(guī)律是30%-40%的時間工作使用電能，60%-70%的時間不消耗電，如果發(fā)電機(jī)保持的運(yùn)行是穩(wěn)定的，那么發(fā)電機(jī)所發(fā)的電量將有60%左右消耗在發(fā)電，變電環(huán)節(jié)以及線路上，對發(fā)電企業(yè)來講損失相當(dāng)大。
   

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    如圖4所示，是114W白熾燈與22W日光燈同時照明時的電流波形。 從示波器顯示的電流波形分析，電子鎮(zhèn)流器熒光燈的工作區(qū)間在電源的波峰的時間進(jìn)行閃電式的放電，電路的電流在供電電壓的峰值的時間開始0.06ms閃電式放電，隨即電流中斷0.14ms，在每個周波內(nèi)通斷電流各兩次。在電路上產(chǎn)生低頻震蕩電流波，使發(fā)電機(jī)的力率不穩(wěn)定。在用電側(cè)大面積使用電子鎮(zhèn)流器熒光燈，會形成非常強(qiáng)烈的雙向震蕩逆流波使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生異常振動和溫度上升，在一定條件下會引起發(fā)電機(jī)失步，發(fā)生停機(jī)故障。如果變壓器容量配置不足將可能引發(fā)振動,溫升起火，爆炸的事故。
   
    以上通過精密電參數(shù)測量儀，示波器同時進(jìn)行的能耗、波形分析，證明用電側(cè)的負(fù)載特性對發(fā)電機(jī)效能與安全運(yùn)行的影響起決定作用，因?yàn)楝F(xiàn)在的用電負(fù)載與電子鎮(zhèn)流器的工作原理相同的負(fù)載占有很大的比例。（它們的力率都低，以測量電子鎮(zhèn)流器熒光燈的功率因數(shù)為例，一般儀表測量為0.9左右，真有效值表測為0.6左右，示波器分析在0.3左右）。電力行業(yè)的不明損耗以及許多的大面積停電事故的發(fā)生都與此有關(guān)聯(lián)。
    所以，加強(qiáng)對電子鎮(zhèn)流器熒光燈同類電器使用量的有效控制、監(jiān)測，保證用電側(cè)的平均力率與發(fā)電機(jī)的力率基本匹配，結(jié)合出臺用電方污染源自治以及補(bǔ)償電力損耗的政策，才是發(fā)電企業(yè)獲得效益的有效方法。為保障發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行，應(yīng)在發(fā)動機(jī)的輸出端配備逆流波監(jiān)測系統(tǒng)(現(xiàn)有的采樣及顯示不正確)，及時提供電路運(yùn)行的真實(shí)情況，調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸出力率，雙管齊下就一定能從根本上解決電力行業(yè)的效益不佳問題。

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