当前,我国74%以上的电力供应来源火电。面对煤碳资源紧缺的形势和价格的大幅度上涨,全国煤电企业的亏损面已经达到45%左右,部分煤电厂资产负债率已经超过100%。由于持续巨额亏损,煤电企业融资难度加大,资金链断裂的风险增加。
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火电企业经营状况如果不能得到改善,不仅损害火电企业本身,而且势必殃及社会,给国民经济发展带来严重的灾难。
因无法搞清楚影响发电企业效益的真实原因,没有切实有效的方法加以改善,仅依靠政府出台相关政策和措施,带领发电企业从经营巨亏的沼泽地中突围出来是不切实际的,也不可能长久的解决问题。
对于火电企业的巨大亏损,笔者认为是可以改善的。因为真正影响发电运行效率的主要原因不是供电企业存在能效管理或发电系统的缺陷,而是电力需求侧电器的负载耗能特性引起的综合性问题。
根据世界各国发电行业的统计,长久以来电力能源在生产,输送和使用中存在着能源浪费和效率偏低的现状,实际的能效与理论上的能效差距很大,不明损耗比例较高。这些问题不仅在国内供电系统存在,在世界发达国家的供电网问题也同样表现的比较。
笔者认为火电企业的效益不佳甚至严重亏损不仅反映燃煤发电厂的经营现实,同样反映整个电力行业的问题,包括核电,水电,天然气等主要供电企业。因为控制发电机运行的直接动力大都是水(液态水与气态水),而水的两种型态的势能区别不大,电力输送和使用环境则相同。热水发电的单位是明亏(有煤,天然气,核燃料等费用),水电则是“暗亏”,势能利用率不高,实际发电机的力率低,效益受损。
以下通过两种不同负载特性的用电器在工作时的主要电参数进行分析:
如图1所示,100W的白炽灯的工作电流波形。通过电参数仪进行实际测V=235,P=114W COS¢=1,S=129,Q=0,表现为电波干净流畅能效好,与供电电压的波相一致。电的使用效率。对供电企业来讲可达85%左右的收益。
如图2所示,是规格为36W电子镇流器荧光灯的工作电流波形图。通过电参数仪进行实际测量,V=235,P=22,cos¢=0.61,S=27, Q=35,表现为脉冲式电流断续波。由于有功功率与功率因数的平方成反比,电子镇流器荧光灯的照明使供电系统有功损耗增加175%。
如图3所示,是示波器展现的脉冲的间隙时间,具体为0.06ms的瞬间电流波,停止0.14ms,周而复始。电子镇流器荧光灯的工作原理是不间断自动进行接通与关断的操作。在电路中形成严重的逆流波。由于是瞬间电流的不断变化,将大幅增加发电机,变压器的阻抗,内耗增加。因为电子镇流器荧光灯照明时间的规律是30%-40%的时间工作使用电能,60%-70%的时间不消耗电,如果发电机保持的运行是稳定的,那么发电机所发的电量将有60%左右消耗在发电,变电环节以及线路上,对发电企业来讲损失相当大。
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如图4所示,是114W白炽灯与22W日光灯同时照明时的电流波形。 从示波器显示的电流波形分析,电子镇流器荧光灯的工作区间在电源的波峰的时间进行闪电式的放电,电路的电流在供电电压的峰值的时间开始0.06ms闪电式放电,随即电流中断0.14ms,在每个周波内通断电流各两次。在电路上产生低频震荡电流波,使发电机的力率不稳定。在用电侧大面积使用电子镇流器荧光灯,会形成非常强烈的双向震荡逆流波使发电机产生异常振动和温度上升,在一定条件下会引起发电机失步,发生停机故障。如果变压器容量配置不足将可能引发振动,温升起火,爆炸的事故。
以上通过精密电参数测量仪,示波器同时进行的能耗、波形分析,证明用电侧的负载特性对发电机效能与安全运行的影响起决定作用,因为现在的用电负载与电子镇流器的工作原理相同的负载占有很大的比例。(它们的力率都低,以测量电子镇流器荧光灯的功率因数为例,一般仪表测量为0.9左右,真有效值表测为0.6左右,示波器分析在0.3左右)。电力行业的不明损耗以及许多的大面积停电事故的发生都与此有关联。
所以,加强对电子镇流器荧光灯同类电器使用量的有效控制、监测,保证用电侧的平均力率与发电机的力率基本匹配,结合出台用电方污染源自治以及补偿电力损耗的政策,才是发电企业获得效益的有效方法。为保障发电机组的经济、安全运行,应在发动机的输出端配备逆流波监测系统(现有的采样及显示不正确),及时提供电路运行的真实情况,调整发电机的输出力率,双管齐下就一定能从根本上解决电力行业的效益不佳问题。
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