第三節電力負荷的調整、控製與供電可靠性
一、年負荷的調整、控製是全麵性的調荷節電方法
1.電力係統的負荷與電量經常受到一些客觀因素的影響。例如:
高緯度地區采暖負荷很大,往往在冬季發生最大負荷;低緯度地區降溫負荷很大,一般在夏季發生最大負荷。
北半球的豐水期多發生在6—8月份,而南半球則發生在1~3月份,枯水期則相反,因而水力發電的出力大不相同。
重工業用電比重大的電網,由於工業企業停產檢修,用電負荷下降幅度較大;排灌用電比重大的電網,由於長期幹旱或突降暴雨,用電負荷變化迅速。
由於市場、燃料、原材料等原因,工業企業的用電負荷往往出現季(月)初低,季(月)末高。
如上所述,電力係統的年最大負荷曲線因網、因地、因時而異,必須充分考慮地理位置、氣候條件、用電構成、發電出力等因素,確定調整負荷的方法。
2.調整負荷有兩個含義:一是調峰,即調整電力係統中各發電廠的功率,以適應用戶在不同時間的用電需要;二是調荷,即調整用戶的用電負荷和時間,使電力係統盡可能保持功率和負荷的平衡。在缺電的情況下,必須既調峰,又調荷,才能保持暫時的平衡。
3.為了解決年最大、最小負荷相差懸殊的問題,可以采取以下措施:
在相鄰電力係統之間,簽訂交換功率的合同。例如,我國某電網火力發電約占總容量的90%,而另~電網水力發電比重較大。在這兩個電網之間,如果有足夠的發電容量交換功率,可以做到水火調節,互補餘缺。在夏秋季節,由後者向前者送水電,使水電廠在豐水期滿發;而在冬春季節的枯水期,則可從前者向後者送火電,並把後者的水電送給前者調峰,使水電廠在枯水期仍能在保證出力下運行。但是,在這個大前提下,調整用戶的用電負荷和時間加以配合,則是調荷問題。這就是說,調峰和調荷是一個問題的兩個方麵,必須配合進行。
在發電廠和大用戶之間,按照負荷的變化進行檢修,促使年度負荷盡量平衡。在我國北方,夏秋季負荷低於冬春季,形成一個低穀。為此,可以組織大型機組利用這個有利時機進行檢修。在冬季高峰負荷季節,如果缺電較多,應組織耗電量大的企業全部或部分停產檢修,或者減少產量。這部分受影響的產量移至夏秋季生產補足。
從發展上看,我國城市的市政生活負荷將會有較大的增長。夏季出現高峰負荷的電網有必要把降溫空調負荷納入調整負荷之列。
總之,年負荷的調整與國民經濟發展和工業生產安排有著密切的關係,必須與負荷預瀏、電網運行和電價政策等結合起來,才能取得較好的效果。
二、日負荷的調整、控製是基礎性調節電方法
1.在工農業生產中,適當調節生產工序,使一些非連續性生產和輔助生產設備避峰用電,是調整日負荷的主要方法。
機械工業
鑄造車間化鐵爐的修爐工作,電弧煉鋼爐(24小時連續運行)的出爐和裝料工作,三班製生產的第二班就餐和休息時間,金屬加工中更換工件、測量加工尺寸的工作,電焊機拚樣湊零件、使用點焊工藝的工作等,均可安排在電網高峰負荷期間進行,減少用電。
鑄造車間的清砂機,允許非連續煉鋼的電弧煉鋼爐,生產工藝過程允許間斷運行的熱處理爐(鹽浴爐、滲炭爐、高頻爐、電阻爐)等,均可避開電網高峰負荷期間用電。
製氧車間,空氣壓縮機站,貯水塔(池)等均可在電網高峰負荷期間停開水泵、機台或者僅開一台,以維持氣壓、風壓和水壓。
紡織工業
在電網高峰負荷期間,紗廠可少開或交錯開前紡工序中的一些設備,如清花車間;布廠可盡量少開或停開準備車間;印染廠可盡量安排精練、漂練、絲光、印花、幹燥等工序交錯生產;針織廠也可將準備工序適當錯開。
造紙工業
在電網高峰負荷期間,可以停開切料機、削片機和磨木機;蒸球機、打漿機可以盡量少開,提前蒸料或將紙漿儲滿;進行洗刷、更換抄紙機的毛布,洗刷鐦網機器等工作。
采掘工業
在電網高峰負荷到來以前,將井下水侖內的水全部排淨;在高峰時間內不排湧水,不進行水砂充填或少填;機修車間避峰用電。
石油工業
多安裝汽動設備,在電網高峰負荷期間啟動使用,以代替電動設備;充分利用油箱的儲備能力,在電網高峰負荷期間少開或不開油泵;間隙性生產設備避峰用電。
農業用電
除緊急排澇外,灌溉設備實行避峰用電,提倡深夜灌溉;鄉鎮工業、農副產品加工、脫穀打場等用電,不僅應躲開電網高峰負荷時間,而且要盡量與排灌時間錯開。
如上所述,各個行業都有可以避峰用電的設備,應當參照上述原則,調整負荷。
2.改變工業企業生產、生活的作業時間。這種方法隻有在缺電嚴重時期使用,才能取得人們的諒解,要盡可能與用戶協商,影響麵越小越好。
錯開上下班時間,即增加用電最大負荷的分散率,從而降低電力係統的高峰負荷。
錯開中午休息和就餐時間。這個方法可以與紡織、機械、輕工、電機、金屬加工、卷煙等行業協商,征求職工的同意。一般可以適當填補中午和下午的低穀負荷。
將一班製生產的工廠組織起來,實行輪流開早班和深夜班。這個辦法對老年職工和女職工占多數的工廠不宜采用,應給予適當照顧。如果職工宿舍在工廠附近的,可以適當提前上班並推遲下班,在電網高峰負荷期間1~2小時內停工休息。
將二班製生產的工廠組織起來,開早、夜兩班,至少要避開一個高峰用電。
要求三班製生產的工廠減少晚高峰用電,增加深夜用電。
二、周負荷的調整、控製是社會性的調荷節電方法
1.調整工業企業的周休日。這種方法是把一班製工廠組織起來,分別安排在星期日至星期六輪流周休,簡稱輪休。按供電區域實行輪休。這個方法便於與行政區域協調~致,有利於變電所設備和線路的計劃檢修。有的城市在輪休日的8—16點對供電線路停電;有時不停電,但不允許輪休工廠用電。
按行業用電實行輪休。這個方法難以普遍執行,可與上述方法結合起來。
2.調整~周內的生產班次。這個方法是對二班製和三班製工廠調整班次,以降低晚高峰負荷。
二班製工廠可開七個早班,五個中班。
三班製工廠可開六個早班,五個中班,七個夜班或者七個早班,四個中班,七個夜班。
上述開工班次的時間是:早班6時30分~14時30分,中班14時30分~22時30分,晚班22時30分一次日6時30分,減少中班的生產班次,就可以降低晚高峰負荷。如果開工班次時間改為0時~8時~16時~24時,則應增加早班和中班,減少晚班。
如上所述,周負荷的調整涉及到很多社會性問題,應在地方政府領導下慎重研究確定。
四、調整負荷的經濟效益與存在問題
1.調整負荷是實現計劃用電的主要措施,也是控製電力需求,改善電力供給,實現電力係統功率與電量平衡的重要手段。它不僅可以提高電力係統的負荷率,使有限的電力資源取得更大的經濟效益;而且可以開放更多的用戶用電,緩解城市公用事業的矛盾。
2.假設某電網代表日負椅曲線為:電網晚高峰期間的最大負荷為1000萬千瓦,在後夜低穀期間的最小負荷為600萬千瓦,日發電量為1.92億千瓦時,電力係統的日負荷率為80%。如果通過調整負荷,降低高峰負荷5%,即減少50萬千瓦,將這些用戶移至後夜用電,全日發電量不變,日負荷率上升為84。這就是說,如果把有條件的工業企業移到後夜生產,降低高峰負荷50萬千瓦,就可以給國家節省或延緩投資8—10億元;或者說,在不增加發、供電設備的情況下,可以增加高峰用電50萬千瓦。這是利國利民的大好事。
3.從法國的實例表明,提高日負荷率的經濟效益是顯著的。前麵介紹了法國電力係統代表日負荷率的情況:1973年1月9日最大負荷為2720萬千瓦,全日電量為5:56億千瓦時,日負荷率為85.17%。12年後,即1985年1月16日最大負荷為6000萬千瓦,全日電量為13.41億千瓦時,日負荷率為93.1250。由於負荷率提高了了.955%,可以少裝機560萬千瓦,按我國現行電力建設千瓦成本計算,節省投資達90—112億元。如果1985年的日負荷率與1973年相同,電量不變,最大負荷應為6560萬千瓦,即淨增560萬千瓦,如計及備用容量,必須多裝機672萬千瓦,才能滿足需要。這個事實說明,調整、控製負荷是可以做到的。