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一、電氣工程技術的發展史
電氣工程(Electrical Engineering)是現代科技領域核心學科之一,傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。21世紀的電氣工程概念已經遠遠超出這一范疇,如今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。電氣工程的發展程度直接體現了國家的科技進步水平,因此,電氣工程的教育和科研在發達國家大學中始終占據重要地位。
1.電磁學理論的建立及通訊技術的發展
大自然中的雷電使人類對電有了最早、最樸素的認識,天然磁石吸鐵是人類對磁現象的最早觀察,然而,人類對電磁現象的研究始于16世紀的英國,1663年德國科學家蓋利克發明了摩擦起電的儀器,1729年英國科學家發現電荷可以通過金屬傳導等等,這是人類對電的早期實驗,之后又出現了一系列具有里程碑意義的發現與發明。
(1)庫侖定律。1785年法國物理學家庫侖通過扭秤測量靜電力和磁力總結出:兩個電荷之間的作用力與它們間距離的平方成反比,與它們所帶電荷量的乘積成正比,這就是著名的庫侖定律。這一發現的歷史意義在于它標志著人類對電磁現象的研究從定性階段進入了定量階段。
(2)“伏打電池”。1799年意大利物理學家伏特經過反復實驗發現把任何潮濕物體放到兩個不同金屬之間都會產生電流,一年后伏特發明了世界上第一個電池,自此人類對電的研究由靜電擴大到了動電,開辟了電學研究的新領域。
(3)奧斯特發現電流的磁效應和安培右手定則。1820年奧斯特偶然發現通電鉑絲周圍的小磁針發生輕微晃動,之后他經過反復實驗證實了這一發現。其后安培進行了更深入的研究,提出了右手定則,發現了電流方向與磁針轉動方向之間的關系。安培還通過實驗發現了兩個通電導體和兩個通電線圈之間相互作用的規律,從而奠定了電動力學的基礎。
(4)法拉第發現電磁感應。英國科學家法拉第是第一個成功完成磁生電實驗的人,并歸納出產生感應電流的五種情況:一是變化著的電流;二是變化著的磁場;三是運動的穩定電流;四是運動的磁場;五是在磁場中運動的電線。法拉第把這一現象叫做“電磁感應”。電磁感應的發現使生產電成為可能,至今,發電機、電動機、變壓器都是運用電磁感應原理工作的。
(5)麥克斯韋建立電磁場理論。英國數學家、物理學家麥克斯韋總結了前人的一系列成果,用數學方程式表示電磁場,建立了完整的電磁理論體系,揭示了光、電、磁本質上的統一,并預言了電磁波的存在。1873年他出版的電磁場理論經典著作《電磁學通論》是里程碑式的自然科學理論巨著。
任何科學發明與發現都是許許多多的科學家不懈努力的成果,德國物理學家歐姆、高斯、赫茲,美國物理學家亨利,俄國物理學家楞次等等都為電磁理論的形成作出過貢獻,本文不在一一類舉。
電磁理論的建立為無線電通信揭示的發展奠定了基礎,19世紀通信技術取得了突破性成果,先后發明了有線電報、有線電話和無線通信。
2.電工技術的初期發展
人類社會發展歷程中經歷了三次工業革命,對人類的進步起到了巨大的作用。第一次工業革命從18世紀中葉到19世紀中葉,以瓦特發明的蒸汽機為標志,以機械化為特征,中心在英國;第二次工業革命從19世紀后半期到20世紀中葉,以工業生產電氣化為主要標志,其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術”與汽車、飛機和無線電通信“三大文明”,其中心在美國和德國;第三次工業革命從20世紀中葉到21世紀初,以社會生產、生活信息化為特點,又叫新技術革命。第二次工業革命就是從電工技術初創和應用開始的。
(1)直流發電機的誕生。1831年英國企業家研制出了史上第一臺發電機——蒸汽動力永磁發電機;1832年法國科學家匹克斯發明了世界上第一臺直流發動機;1866年西門子發明了自激式勵磁直流發電機;1870年格拉姆發明了實用自激直流發電機,結構可靠,電流穩定,輸出功率大,被各國廣泛采用作為照明燈電源。
(2)遠距離輸電和電力工業技術體系的初步建立。1875年法國巴黎火車站建成世界上最早的一座火力發電廠。愛迪生不僅發明了燈泡,他還在1882年建立了美國第一家直流發電廠,裝有6臺直流發電機,通過電纜輸送照明用電,不過當時的最大輸送距離只有1.6km。之后愛迪生還建立了一座水電站,形成了電力工業體系的雛形。
(3)交流發電機電荷電動機的誕生。1876~1878年俄國人亞布洛切科夫成功試驗了單相交流輸電技術。1885年,英國工程師菲爾安基設計的第一座交流單相發電站建成。同年,美國人威斯汀豪率領的團隊完成了交流發電、供電系統,并創建了交流配電網。1883年,美籍電氣工程師特斯拉發明了世界上第一臺感應電動機,5年后他又發明了兩相異步電動機和交流電傳輸系統。1888年,俄國工程師德布羅夫斯基和德爾伏發明了三相交流制。1891年,德國安裝了世界上第一臺三相交流發電機,并建成了第一條三相交流輸電線路。自此,三相異步電動機得到了廣泛應用,電能逐步取代了蒸汽成為動力源,電力工業得到了迅速發展。
3.電工理論的建立
(1)電路理論的建立。關于電路的早期研究有:1778年伏特提出了電容的概念,給出了導體上儲存電荷的計算方法Q=CU;1826年歐姆發表了歐姆定律;1831年法拉第提出了電磁感應定律;1832年亨利提出了磁通量計算公式。
1845年德國物理學家基爾霍夫提出了關于任意電路中電流、電壓關系的基本定律:電流定律(任意時刻電路中任何一個節點的各條支路電流的代數和為零);電壓定律(任何時刻電路中任意一個閉合回路的各元件電壓的代數和為零)。這兩個定律發展了歐姆定律,奠定了電路系統分析的基礎。
1853年英國物理學家湯姆遜推導出了電路震蕩方程,并得出了萊頓瓶發電過程中電流在反復震蕩且不斷衰減的結論,并計算出震蕩頻率與R、L、C參數之間的關系,奠定了動態電路分析的基礎。1855年,湯姆遜還建立了長距離電纜的等效電路模型。
1893年美籍電氣學家施泰因梅茨提出了計算交流電路的方法——“相量法”,其實用、易懂,至今在分析正弦交流電路時依然沿用此法。
其間,赫爾姆霍茲提出的等效發電機原理、基爾霍夫建立的長距離架空線路參數電路模型、亥維賽德找出的求解電路暫態過程運算法、傅立葉用數學方法建立的熱傳導定律等等都對電工理論的豐富和完善起到了重要作用。
(2)電網絡理論的建立。通信技術的興起推動了電網絡理論的發展。1924年,福斯特給出了電感和電容二端網絡的電抗定理,建立了由給定頻率特性設計電路的電網絡理論。
1945年美國科學家伯德總結出了分析線性電路和控制系統的頻域分析方法。1953年梅森創建了采用信號流圖分析復雜回饋系統的方法,并被廣泛應用。20世界50年代美國科學家達默制成了第一批集成電路,從此電路理論中增加了對含源器件的電路分析和綜合。20世紀70年代在L.O.Chua等科學家的努力下,器件建模理論逐漸日趨完善。20世紀中期計算機的出現使電網絡的計算機輔助分析和設計成為電路理論研究中的基本手段。
4.新技術革命對電氣工程技術的推動
20世紀中葉開始的第三次技術革命又稱為新技術革命,以核能、宇航和電子計算機這三大技術為主要標志。這個時期的主要理論是信息論、系統論和控制論,這三大理論的創立為通信工程技術和現代科學技術的研究提供了全新的科學方法。
(1)計算機的升級換代對電氣工程技術的推動。自19世紀第一臺計算機問世以來,經過幾十年的發展,計算機給人類社會帶來了翻天覆地的變化,人類社會從此走進了信息時代。1952年出世的第一代計算機使用的是真空電子管,不僅體積巨大,而且耗電量驚人。1959年~1963年生產的第二代計算機用晶體管替代了真空電子管,大大提高了運算速度,減少了耗電量,減小了體積,運用在了軍事和科研領域。1964年~1970年生產的第三代計算機用集成電路替代了晶體管,不僅極大地提高了運算速度而且降低了成本,計算機開始進入到了普及階段。1971年至今生產的第四代計算機使用了超大規模集成電路,實現了計算機網絡化,計算機普及到了個人。計算機的升級換代推動了控制技術的發展,形成了計算機管理生產系統,提高了生產效率和產品質量。
(2)電子信息技術的發展。電子信息技術是計算機技術和電信技術相結合而形成的技術手段。20世紀通信技術得到了迅猛發展,人類社會生活也由此發生了巨大變革,人類從此進入信息時代。
1920年人們發現電離層對無線電短波有反射作用。1935年人們發現了雷達并廣泛應用于軍事和民用通信領域。1964年美國發射了第一顆地球同步靜止軌道通信衛星,突破了大氣層對無線電波的屏蔽,實現了宇宙范圍的無線電通信。20世紀70年代計算機網絡系統的建立使人們開始通過互聯網獲取信息。20世紀80年代以后尋呼機和移動電話逐步得到廣泛使用,現今信息服務業已成為世界上發展最快的新興行業之一。
電氣工程技術發展史再次印證了這樣兩個真理:一是任何理論的創立和技術的進步都要靠眾多科學家甚至一代代人的不懈努力而實現,特別是在學科相互融合交叉的今天。二是科學技術的每一次重大突破都會導致生產力的跨越式發展和人類社會的巨大進步,科技是第一生產力,創新是社會發展的推動力。
二、電氣學科的形成與發展
按我國高等教育學科劃分,電氣信息學科類屬工學門類(門類編號08),其下設五個一級學科:電氣工程(一級學科編號0808)、電子科學與技術(0809)、信息與通信工程(0810)、控制科學與工程(0811)和計算機科學與技術(0812)。這五個學科有著相同的學科基礎,都是研究電磁現象及其應用的基礎學科與技術工程的綜合,電能的突出優點在于:它既是易于傳輸的工業動力,又是非常可靠的信息載體。電子科學與技術、信息與通信工程和計算機科學與技術都是從電類專業派生出來的弱電學科,在19世紀末電工科學技術已形成了電力與電信兩大分支。
我國電氣工程一級學科下設五個二級學科:電機與電器(二級學科編號080801)、電力系統及其自動化(080802)、高電壓與絕緣技術(080803)、電力電子與電力傳動(080804)、電工理論與新技術(080805),電氣工程包含的專業基礎理論有電路原理、模擬電子、數字電子、微機原理與接口技術、單片機原理、自動控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專業理論有電力系統及其暫態分析、電力電子、電機學、高電壓與絕緣、電力拖動、輸配電、工廠企業供電、電力市場等。
19世紀末歐美大學先后設立了電氣工程(Electrical Engineering)專業,100多年來,其名稱雖然沒變,但內涵已隨著科技的飛速發展有了非常大的變化。過去歐美的電氣工程專業是以電力工程為主,現在電子技術和計算機已成為該專業的核心,美國一些著名高校甚至已不開設電力工程研究方向。有些大學把計算機技術從電氣工程系分離了出去,單獨成立了計算機科學系。
我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學的電機電工學科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的歷史了。1917年該校的電機專科設立了電訊門,即我國最早的無線電專業,如今的電子信息及計算機專業群都是由此發展演化而來的。1932年,清華大學設置了電機系。建國后,我國建立了一大批以工科為主的多科性大學,其中大多設立了電機工程系。1977年以后,大部分高校的“電機工程系”陸續更名為“電氣工程系”,近幾年來,部分高校又把“電氣工程系”發展成為“電氣工程學院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同,但內涵有很大區別,我國大學一般都是強弱電分開,即電氣類與電信類分設在不同的學院。
100多年以來,電氣工程學科已發展成為覆蓋多門類交叉學科、應用領域廣闊的完善的學科,形成了強弱電結合、軟硬件結合、機電結合的學科特點。
國外發達國家電氣工程學科的發展呈現以下趨勢:
(1)在學科中融入大量信息技術知識。在全球信息化的當今,信息技術以指數速度進步,它曾對電氣工程學科的發展起到了巨大的推動作用,還將為電氣工程領域的技術創新提供工具與技術支持,對電氣學科的發展產生了決定性作用。國外發達國家的著名大學(如耶魯大學、麻省理工學院等)大都把電氣工程、通信工程、計算機工程放在同一學院,以利于在電氣工程學科中融入大量的信息技術知識。
(2)與其他學科不斷交叉融合,拓展了研究領域,大量的研究都是在跨學科領域開展的。
(3)與企業聯系密切,科技成果轉換能力強,引領產業技術更新。
三、電氣技術的發展趨勢
與電氣工程學科相關的產業主要有電力工業、電氣裝備制造業以及幾乎所有使用電力的行業,電氣技術的發展與應用也主要集中在這些行業。
1.可再生能源技術
1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%,預測到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世紀,光伏技術、風電技術、生物質發電技術等得到了快速發展。下面著重介紹人類的未來能源——氫能。科學家們一直致力于研究把氫能作為人類未來的能源,氫能有其他能源無與倫比的優勢:
(1)清潔。其反應后的生成物為水和氮化氫,對環境沒有污染。
(2)儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發電就夠人類用數億年。
(3)熱值高。單位重量的發熱量叫熱值,氫的熱值是汽油的3倍,煤炭的4倍。現在世界上很多國家正在斥巨資研究這一能源,但目前還處在實驗室階段,距工業應用還有一段距離。
2.輸電信技術
超導技術在電氣工程中的廣泛應用已成為發展趨勢。
(1)超導儲能系統。將電能轉換為電磁能,利用超導線圈儲存起來。超導儲能系統是除電池儲能系統之外的又一儲能系統,其使用將提高電網的安全性。
(2)超導故障限流器。利用超導體超導與正常狀態的轉變特性,快速限制電力系統故障短路電流,保障電網安全。
(3)超導大容量電纜。可大大降低輸電過程中的電耗,提高能源效率。
引言
在電力系統運行中,外界因素(如雷擊、鳥害呢)、內部因素(絕緣老化,損壞等)及操作等,都可能引起各種故障及不正常運行的狀態出現。電力系統非正常運行狀態有:過負荷,過電壓,非全相運行,振蕩,次同步諧振,同步發電機短時失磁異步運行等。
電力系統繼電保護和安全自動裝置是在電力系統發生故障和不正常運行情況時,用于快速切除故障,消除不正常狀況的重要自動化技術和設備。電力系統發生故障或危及其安全運行的事件時,他們能及時發出告警信號,或直接發出跳閘命令以終止事件。
1 繼電保護在電力系統的任務
1.1 當被保護的電力系統元件發生故障時,應該由該元件的繼電保護裝置迅速準確地給脫離故障元件最近的斷路器發出跳閘命令,使故障元件及時從電力系統中斷開,以最大限度地減少對電力系統元件本身的損壞,降低對電力系統安全供電的影響,并滿足電力系統的某些特定要求(如保持電力系統的暫態穩定性等)。
1.2 反應電氣設備的不正常工作情況,并根據不正常工作情況和設備運行維護條件的不同(例如有無經常值班人員)發出信號,以便值班人員進行處理,或由裝置自動地進行調整,或將那些繼續運行會引起事故的電氣設備予以切除。反應不正常工作情況的繼電保護裝置允許帶一定的延時動作。
2 電力系統對繼電保護的組成及基本要求
2.1 繼電保護裝置的組成
繼電保護一般由輸入部分、測量部分、邏輯判斷部分和輸出執行部分組成。現場信號輸入部分一般是要進行必要的前置處理,如隔離、電平轉換、低通濾波等,使繼電器能有效地檢查各現場物理量。測量信號要轉換為邏輯信號,根據測量部分各輸出量的大小、性質、邏輯狀態、輸出順序等信息,按照一定的邏輯關系組合運算最后確定執行動作,由輸出執行部分完成最終任務。
2.2 繼電保護裝置的要求
繼電保護裝置應滿足可行性、選擇性、靈敏性和速動性的要求:這四“性”之間緊密聯系,既矛盾又統一。
2.2.1 可行性是指保護該動體時應可行動作。不該動作時應不動作。可控性是對繼電保護裝置性能的最根本的要求。
2.2.2 選擇性是指首先由故障設備或線路本身的保護切除故障,當故障設備或線路本身的保護或斷路器拒動時,才允許由相鄰設備保護、線路保護或斷路器失靈保護切除故障。
2.2.3 靈敏性是指在設備或線路的被保護范圍內發生金屬性短路時,保護裝置應具有必要的靈敏系數,各類保護的最小靈敏系數在規程中有具體規定。
選擇性和靈敏性的要求,通過繼電保護的整定實現。
2.2.4 速動性是指保護裝置應盡快地切除短路故障,其目的是提高系統穩定性,減輕故障設備和線路的損壞程度,縮小故障波及范圍,提高自動重合閘和備用電源或備用設備自動投入的效果等。
3 繼電保護裝置的發展歷史
電力系統繼電保護的發展經歷了機電型、整流型、晶體管型和集成電路型幾個階段后,現在發展到了微機保護階段。微機繼電保護的發展史微機繼電保護指的是以數字式計算機(包括微型機)為基礎而構成的繼電保護。它起源于20世紀60年代中后期,是在英國、澳大利亞和美國
我國的微機保護研究起步于20世紀70年代末期、80年代初期,盡管起步晚,但是由于我國繼電保護工作者的努力,進展卻很快。經過10年左右的奮斗,到了80年代末,計算機繼電保護,特別是輸電線路微機保護已達到了大量實用的程度。我國對計算機繼電保護的研究過程中,高等院校和科研院所起著先導的作用。
在主設備保護方面,東南大學和華中理工大學研制的發電機失磁保護、發電機保護和發電機一變壓器組保護也相繼于1989年、1994年通過鑒定,投入運行。南京電力自動化研究院研制的微機線路保護裝置也于1991年通過鑒定。天津大學與南京電力自動化設備廠合作研制的微機相電壓補償式方向高頻保護,西安交通大學與許昌繼電器廠合作研制的正序故障分量方向高頻保護也相繼于1993年、1996年通過鑒定。至此,不同原理、不同機型的微機線路和主設備保護各具特色,為電力系統提供了一批新一代性能優良、功能齊全、工作可靠的繼電保護裝置。因此到了90年代,我國繼電保護進入了微機時代。隨著微機保護裝置的研究,在微機保護軟件、算法等方面也取得了很多理論成果,并且應用于實際之中。
4 繼電保護技術的發展趨勢
繼電保護技術未來趨勢是向計算機化,網絡化,智能化,保護、控制、測量和數據通信一體化發展。
4.1 計算機化
電力系統對微機保護的要求不斷提高,除了保護的基本功能外,還應具有大容量故障信息和數據的長期存放空間,快速的數據處理功能,強大的通信能力,與其它保護、控制裝置和調度聯網以共享全系統數據、信息和網絡資源的能力,高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當于一臺PC機的功能。
繼電保護裝置的微機化、計算機化是不可逆轉的發展趨勢。但對如何更好地滿足電力系統要求,如何進一步提高繼電保護的可靠性,如何取得更大的經濟效益和社會效益,尚須進行具體深入的研究。
4.2 網絡化
繼電保護的作用不只限于切除故障元件和限制事故影響范圍(這是首要任務),還要保證全系統的安全穩定運行。這就要求每個保護單元都能共享全系統的運行和故障信息的數據,各個保護單元與重合閘裝置在分析這些信息和數據的基礎上協調動作,確保系統的安全穩定運行。顯然,實現這種系統保護的基本條件是實現微機保護裝置的網絡化。微機保護裝置網絡化可大大提高保護性能和可靠性,這是微機保護發展的必然趨勢。
4.3 保護、控制、測量、數據通信一體化
在實現繼電保護的計算機化和網絡化的條件下,保護裝置實際上就是一臺高性能、多功能的計算機,是整個電力系統計算機網絡上的一個智能終端。
目前,為了測量、保護和控制的需要,室外變電站的所有設備,如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。所敷設的大量控制電纜不但要大量投資,而且使二次回路非常復雜。但是如果將上述的保護、控制、測量、數據通信一體化的計算機裝置,就地安裝在室外變電站的被保護設備旁,將被保護設備的電壓、電流量在此裝置內轉換成數字量后,通過計算機網絡送到主控室,則可免除大量的控制電纜。如果用光纖作為網絡的傳輸介質,還可免除電磁干擾。
(1)單一垂直壟斷型模式:全國發電、輸電、配售電業務全部由一家電力公司經營,多為國家所有制企業,由國家對電力公司經營實行管制,法國、意大利、葡萄牙、希臘等國屬于這種類型。
(2)多頭壟斷型模式:這種模式有兩種情況,第一種是多家垂直壟斷型,由多家電力公司分區經營,各區域電力供應相對獨立,發電、輸電、配電實行垂直一體化壟斷,各區電網是互聯的。日本是采用這種模式的典型,全國有10大電力公司,除沖繩電力公司外,其他9大電力公司都已互相聯網。第二種是多家發輸電壟斷經營,配電業務由其它多家公司經營,輸電網是互聯的。目前美國加州的電力工業采用這種模式。
(3)單一壟斷與多頭結合型模式:輸電業務由單一電力公司經營,并垂直經營發電和配電業務,發電和配電領域也允許其它企業進入,但由于電力公司壟斷輸電的優勢,為保證公平競爭,國家對電力公司實行管制,目前德國、美國的電力企業屬于這種管理模式。
(4)市場開放競爭模式:在發電、配售電領域實行完全競爭,輸電由一家公司經營,并實行政府監管。這種模式多為近10年各國電力工業改革后形成,以英國、澳大利亞、阿根廷、智利、挪威、新西蘭、新加坡、荷蘭等國為代表。
縱觀世界各國電力體制改革及電力市場建立的模式,全球電力行業改革的基本趨勢是打破壟斷,形成競爭機制的趨勢已成必然。但電力工業要求發、輸、供同時完成和為公眾服務的特征,打破壟斷的方法不是簡單的開放,也不是"放任自由"的市場。各國電力市場改革歸納起來有兩個鮮明的特征:第一,將壟斷限制在最小范圍內,即只保留真正意義上的壟斷環節。其基本作法是:對具有明顯公共性質的全國性(區域性)電力網,實行政府監管下的獨家經營,將電力行業的其它環節(發電和售電)放開競爭。第二,為達到競爭的目的,采取大規模的行業重組與資產出售政策。行業重組將電力企業按生產過程分為發電、輸電、供電三個環節,在可以按競爭運行的環節,將國有電力公司分拆成若干個并允許新的公司加入,形成競爭機制。電力行業重組應使股東價值、服務質量和價格水平達到最優平衡,實現三方總價值的最大化。
2國外電力改革特點
電力工業作為公用事業有其特殊性,因此,即使在市場經濟制度比較完善的國家,其電力工業的組織形式和運行機制也以區別于一般競爭行業的特殊性而長期存在。推動和使得這種改革取得成功的因素主要有兩個方面的原因:一是外部壓力,即社會對電力工業提高效率的要求,因為壟斷經營容易使企業管理與市場壓力脫節,造成高成本和低效率,結果導致電價升高,社會對電力工業提高效率的要求是推動改革的外部條件。二是改革和物質條件,即電網安全技術的發展,使電力在發、輸、配、售分開并開展競爭的條件下,仍然能夠保持生產與供應的穩定和安全。
國外電力改革的過程一般是由政府提出改革的要求,并成立一個權威機構進行改革的方案設計,同時起草有關政策法規,然后對傳統的一體化的電力公司進行分解,并成立機構對競爭進行監管。
始于80年代初的全球性電力改革結果各不相同。在認真研究世界范圍內的電力改革實踐后,可得出一個結論:電力行業重組沒有現成的模式可以照搬,一個國家的產業模式取決于該國電力行業特色以及政治、經濟和社會因素等等。全世界沒有一個完美的電力行業改革模式,電力行業改革要實事求是,應從實際情況出發。
中國核電站有4道安全屏障。第1道,核電站的燃料是二氧化鈾的陶瓷體芯塊,能把絕大部分的裂變產物自留在芯塊內;第2道,性能相當好的鋯合金包殼管把芯塊密封在管里;第3道,壓力容器及一回路壓力邊界;第4道,安全殼。只有4道屏障同時失效,放射性物質才有可能泄漏,但這個概率是極低的。
另一方面,自1984年中國建造第一座核電站開始,國家對核安全的重視就從未松懈過,制定了一套完整的核安全監督管理體系。
中國核安全局在中國的四個地區建有監督站,對所有運行或在建的核電站實行24小時現場監督。
20年來,國家投入了大量人力物力進行研發,從主管部門到電站業主,經過20年的發展,其設計、運行、維護的經驗不斷增加,這也是核安全得到保障的重要基礎。
二、雖然發生過幾次事故,歷史仍然證明,核電高安全的運行記錄,在能源發展史上,包括常規電廠、煤礦、油井、水壩等,都是絕無僅有的
歷史上看,每一次核電事故都會伴隨著核電發展的“低谷期”。1979年發生在美國三哩島核電站核事故和1986年發生在前蘇聯(現烏克蘭)切爾諾貝利核電站的核事故,是核電發展史上最嚴重的兩次事故,事故引發人們對于核電的憂慮,此前已經“狂飆突進”了將近20年的全球核電發展很快來了個急剎車。
就是這兩次事故,也只有一次有放射性物質逸出,造成污染和人員傷亡。這種高安全的運行記錄,在能源發展史上,包括常規電廠、煤礦、油井、水壩等,都是絕無僅有的。事實上,兩次事故后,安全便成為核電行業發展時考慮的第一要務,在那之后,全球也基本沒有再出現大的核泄漏事故。
三、不要過早對核電發展下結論
2011年3月11日,日本發生強烈地震并引發海嘯,繼而核電站發生爆炸。雖然各界對其消極的解讀較多,實際上,從積極方面考慮,面對如此強烈的地震,日本核電廠的應對和處理,至少到目前為止“沒有大家想象的那么壞”。
核電專家、廈門大學能源研究院院長李寧告訴記者,從3月12日日本核電站發生的爆炸來看,可以肯定不是核反應堆爆炸,否則現場檢測到的放射性物質不會僅限于銫和碘。
配電自動化是利用現代電子、計算機通信及網絡技術,將配電網在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成,構成完整的自動化系統,實現配電網及其設備正常運行以及事故狀態下的監測、保護、控制、用電和配電管理的現代化。從而改進供電質量,與用戶建立更密切更負責的關系,以合理的價格滿足用戶要求的多樣性,力求供電經濟性最好,企業管理更為有效。配電自動化包含以下幾個方面:
饋線自動化。饋線自動化完成饋電線路的監測、控制、故障診斷、故障隔離和網絡重構。其主要功能有:運行狀態監測、遠方控制和就地自主控制、故障區隔離、負荷轉移及恢復供電、無功補償和調壓等。
變電站自動化系統。變電站綜合自動化系統是利用微機技術,將變電站的控制測量、傳輸處理、繼電保護、故障錄波、遠動功能融為一體的多機共享系統。變電站綜合自動化系統所能完成的主要功能包括:數據采集、繼電保護、參數監測、運行控制、事件記錄、事故報警等。功能的綜合是區別于常規變電站的最大特點,它以計算機技術為基礎,以數據通訊為手段,以信息共享為目標,以便更好地實施無人值班。
配電管理系統。是指用現代計算機、信息處理及通信等技術和相關設備對配電網的運行進行監視、管理和控制。它是配電自動化系統的神經巾樞,整個配電自動化系統的監視、控制和管理中心。需求側管理。通過一系列經濟政策和技術措施,由供需雙方共同參與的供用電管理。包含負荷管理、用電管理及需方發電管理等。需求側管理的幾個內容涉及電力供需雙方,甚至與電力管理體制有關,必須通過立法和制訂相應的規則,并最終由電力市場來調節。
配電通信系統。是配電自動化系統的一個重要環節,由于配電網終端節點數量巨大,給通信方案的選擇帶來困難,配電系統可有有線、無線、光纖、載波等多種通信方式。對于通信方式的選擇應根據用戶的具體情況選擇一種性能價格比最高的方式。下面簡要分析各種通信方式的利弊:①有線方式有電話線和專線2種。電話線方式設備投資較低,可靠性和實時性也較低,由于電話線架設非常方便,廣泛適用于實時性要求不高的配電終端。專線方式可靠性和實時性都很好,適合實時性要求較高的配電終端設備,缺點是需要架設專用通信線。②無線方式有普通電臺和高速智能數傳電臺2種。普通電臺已廣泛應用于負荷控制系統中,優點是投資少,缺點是可靠性較低,控制較嚴。高速智能數傳電臺通信速率高,頻點可復用,支持x.25協議,有路由選擇功能和主動上報功能,適合配電自動化系統應用,缺點是價格較高。③光纖通信方式有光端機方式和光接口板方式2種。光纖通信的主要優點是通信容量大、抗干擾能力強、損耗小,缺點是價格較高。光端機方式適合容量大的站點,成本也較高。光接口板的方式將光電轉換器直接置入配電終端內,并可以利用編碼復用方式多個配電終端設備公用一對光纖,有效地降低了成本。
2配電自動化現狀
目前配電自動化大體有以下幾種方式:在10kV輻射線路或樹狀線路采用重合器、分段器的方式。由于該種方式不需配置通道和主站系統,依靠重合器和分段器自身的功能進行故障隔離和恢復供電,因而具備容易實施、節省投資等優點;在10kV環形電纜配電網絡中采用重合器,配合環網柜實現配電自動化:在10kV環形電纜配電網絡中采用環網柜加裝FTU,并設置配電網自動化系統,環網柜可以是戶外、戶內兩種方式;由于國內大多數城市內是沿城市街道敷設的架空絕緣導線構成10kV配電網絡。針對這種配電網絡,目前采用的配電自動化方式是首先進行網絡優化改造,形成多個環網或“手拉手”線路,使每一用戶有2個供電源等等。
3配電系統自動化發展趨勢
1)功能分層分布。配網自動化與通信系統是密切卡相關的,為了貫徹功能下放、分級分層、提高事故響應速度的原則,配網自動化系統一般分為3層:主站、子站、饋線。目前在3層之間通信一般采用光纖以太網、光纖環網、雙絞線、電力線載波和無線等多種方式。其中電力線載波是一種很理想的通信方式,最初的電力線載波是為傳輸高頻保護信號和話音信號設計的,其是基于線路兩端阻波器的點對點的通信。由于配電網節點眾多,這種點對點的通信方式不能滿足配電自動化的要求,因此配電載波不冉使用阻波器;第二代的載波技術基于擴頻原理,能夠在很低的信噪比情況下工作,具有很強的通信能力;最新一代的載波技術基于數字信號處理芯片(DPS),由于PDS具有強大的實時解碼功能,所以這種載波技術具有非常理想的通信能力,在以后的理論研究與試驗中會表明該技術是一項完全可行的、具有發展前途的新技術。
2)配電網系統保護。配電環節的保護集中在饋線的保護上,配電網不存在穩定問題,一般認為饋線故障的切除并不嚴格要求是快速的,但是,隨著經濟的發展,電力用廠用電的依賴性越來越強,供電可靠性和供電電能質量成為配電網的工作重點。配電網饋線保護的主要作用包括饋線故障切除、故障隔離和恢復供電,配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統。饋線自動化的核心是通信,以通信為基礎可以實現配電網全局性的數據采集與控制,從而實現配電SCADA、配電高級應用(PAS),同時以地理信息系統(GIS)為平臺實現配電網的設備管理等。
3)電能質量。隨著基于大功率電力電了開關設備的普及應用,它所帶來的各種電能質量問題已引起各閨電力工作者的高度重視提高電能質量的新技術已成為今年來電力系統領域中新的研究熱點。隨著數字信號處理器(DSP)為基礎的實時數字信號處理技術的迅速發展,并得到廣泛的應用,采用模擬量控制的電能質量控制裝置正被數字最代替。它具有以下優點:可以程序控制、改變控制方法或算法而不必改變控制電路、提高系統穩定性、可靠性和靈活性、系統不受溫度影響、可重復性好、易調試和批量生產、易實現并聯運行和職能控制。隨著DSP性能的不斷改善,用DSP來做實時信號處理已成為當今和未來的技術發展熱點。
系統進入混沌區的跡象
1.PSTN的式微。貝爾發明電話一百多年來,以交換技術為核心的PSTN固網電話一直是電信產業的核心。20世紀80年代移動技術崛起,PSTN在電信市場中的地位不再唯我獨尊,全球各地的市場紛紛出現固網的話務量或普及率被移動網路替代的現象。互聯網興起后,90年代末期部分PSTN的用戶接入電路(最后一里)被ADSL化,而PSTN的核心網路也因IP骨干網路的大量建置,開始邊緣化。不過,真正致命的打擊則是隨著用戶回路IP化所導致的VOIP的普及,特別是免費Skype等的快速成長,使PSTN的營收嚴重“蒸發”。今天已可看到如英國電信等國際大業者,開始執行從2006年起讓PSTN逐步除役的計劃。失掉了PSTN這根舊支柱后,未來的電信產業誰主浮沉?
2.移動語音服務的飽和。移動網路原本是最有機會接替PSTN地位的,但移動服務從一開始發展就過于著重傳統的語音服務,以致于普及率漸趨飽和時,制約于價格競爭,全球各地紛紛出現ARPU下降與增(話務)量卻不增(營)收的困境。要想維持移動營收的繼續成長,只有兩條出路:1)創造成功的增值服務產品,以增加ARPU;2)對外尋求尚有成長空間的他國移動市場,擁有其部分股權或參與經營,使總營收增長。但這兩條路都有相當的挑戰性。
3.無線技術的顛覆性潛能。WiMax技術來勢洶洶,一旦與其配套的用戶端AP開始商用化,由于它能以很低的成本提供充分的帶寬,對目前固網ADSL的接入服務以及移動的3G寬帶服務,都成為一種具有高度威脅的顛覆性技術。這類新無線技術的出現,將會迫使ADSL必須向光纖升級,而3G也會被迫加速它的建置時程。否則,螳螂捕蟬、黃雀在后,技術的演進非常可能使既有的龐大電信王國,一夜之間被顛覆耗散。
4.寬帶內容服務蓄勢待發。寬帶IP技術逐步滲入固網與移動的核心網路,再加上用戶端接入電路與終端設備的寬帶化,影訊(video)即將成為固網與移動服務在技術上的預設(default)規格。這時電信事業經營者的基本挑戰是:能否善用“先帶寬、后內容”的大形勢,開出一條從用戶書房到客廳的捷徑,為自己創造一個可收費的寬帶內容市場?在這條“捷徑”上所遭遇的短兵相接對手是:目前正在積極進行數位化工作的有線電視網路業者。
5.城鄉數位落差的擴大。開放競爭的電信市場,通常都會把資源與注意力集中在都會地區,于是“成本高、消費低、動力小”的鄉村地區,相對的建設落差日益擴大,導致城鄉發展嚴重傾斜。這時的問題是如何不使情況演變成積重難返,甚至影響社會的穩定。
系統解構與成核的自組織作用力
復雜系統理論告訴我們,當整體環境發生劇變,老系統(PSTN為核心)必將解體進入混沌狀態,然后經由跨臨界分岔(新系統的成核機制)形成新的有序結構。這種“解構-成核”過程是由內在的自組織作用力(不受人類意志影響的無形之手的力量)與決策者有形之手(政策或策略參數)交互作用下而完成。以下說明代表無形之手的幾股力量。
1.技術與市場因子。使既有市場解構的基本動力是功能更強、成本更低、品質更好,不斷推陳出新的電信新技術。在新技術的基礎上,具有創業精神的企業家,就會去發掘如哈佛大學教授克里斯丁森所稱的“破壞性創新的機會”,亦即:有無未被服務的市場、有無不滿足的顧客、有無好過頭的產品等──Skype以免費的VOIP打入網絡族,一兩年的時間內在全球創造幾千萬用戶群,就是一個典型的例子。
2.產業生態系統演化。復雜、系統、宏觀的質變是以微觀單元的質變為基礎的。在電信系統中,所謂的微觀單元主要是指用戶行為模式的轉變。例如從使用PSTN轉為在個人電腦上打電話;或如車載電腦的使用者通過同一顯示介面,接打電話、收發e-mail、查看股市行情并下單、查詢交通路況、收看電視新聞或熱門連續劇。這類微觀行為模式的改變,都將帶動宏觀價值鏈的重整,甚至導致產業結構的再造。目前已經看得出來的宏觀趨勢是:1)電信網絡必須走上多元融合,才能提供消費者所需的全方位服務(包括數位廣播);2)全球單一業務業者紛紛通過并購等手段,使自己轉化為更具有適應力的全服務業者;3)傳統垂直化(固網、移動分立)的監管架構必須轉型朝水平化發展,否則將成為產業繼續發展的主要障礙。
3.系統深層追求總體穩定與平衡的內驅力。電信服務只是整個社會生態系統的一環。電信服務如果出現嚴重的城鄉失衡現象,以致危及社會生態系統的穩定,那么任何復雜系統都具有的內在自我修正機制,就會起而反制,來尋求城鄉二元化矛盾的統一。當然所謂的統一不必是實體面(physical)的完全一致,但必須是服務功能面的相當。
跨臨界分岔的關鍵性控制因子
復雜系統在無形之手影響下的演化方向具有群龍無首的不穩定性與不可測性;但政策參數的有形之手如果能有效導引系統內在的自組織力量,使它們能一致(alignment)朝向符合政策目標的方向發展,那么產業轉型與價值鏈再造等都可以“因事之理,不勞而成”的方式完成。電信產業要有效走出混沌并開創新局,電信監管當局要扮演關鍵性的角色。當前全球電信監管機關共同面對的是如何設定以下幾項政策參數的問題。
公司從成立伊始,就處在比較激烈的市場競爭環境中,當初的技術裝備、管理水平都無法同競爭對手抗衡,而且職工隊伍也相對年輕,缺乏工作經驗,在這種內外部基礎都比較薄弱的現實情況下,公司就是從企業文化建設入手,構建有利于提升企業競爭力的企業文化,最大限度地調動職工的積極性和創造性,最終實現了企業的發展壯大。當初企業文化建設的一些設施和經驗做法,比如史卷、日晷等有形載體直到今天仍有極強的激勵作用和借鑒意義。隨著企業的發展和管理水平的提升,企業的管理也歷經了經驗管理、科學管理而步入了文化管理的新階段,相應地企業文化建設也步入了一個新的階段。在企業管理的初期,企業文化的建設處于啟動階段,企業的領導者成為企業文化的倡導者和培育者;科學管理是企業管理的中級階段,管理手段強調制度化、規范化,企業文化的建設側重于制度文化的建設;文化管理則是企業管理的高級階段,是人本管理的最高層次,通過形成企業內部的文化共識,進而形成一種實現企業可持續發展的推動力。現代企業管理中的企業文化就像一直看不見的手,左右著企業的發展,它既貫穿于企業戰略、組織機構等經營管理理念中,又寓于企業的日常經營管理中,現代企業的經營管理者要通過制度“硬管理”和文化“軟管理”的有機結合,鞏固企業發展的根基,實現企業可持續發展。因此,在新的發展時期,要把企業文化作為整合企業資源,全面提升企業整體素質,提高綜合競爭能力的重要手段來加以建設。
二、用文化建設解決好現實和長遠的問題
企業文化是企業的精神主宰,是在企業發展過程中形成的具有本企業特色的文化觀念、文化形式和行為模式以及與之相適應的制度和組織結構。廣義的企業文化指企業行為文化、制度文化、精神文化等,狹義的企業文化是指以企業價值觀為核心的企業意識形態。因此,企業文化不是現實的消費,而是一種有效的長期投資,企業文化的價值就體現在有效推廣和不斷提升的實用性上,否則,就淪為一種宣傳文化。在發展的歷程和變革的實踐中,企業萌發了一些新的價值理念,但這些理念還處于原生狀態,僅僅是一些表象文化,還不夠完整,還缺乏系統性和規范,職工的思想也在一定程度上缺乏創新意識和競爭精神,存在著一種小成即安,思想浮躁的意識,導致了企業內部的凝聚力下降,這時,迫切需要用企業文化來凝聚人心,發揮導向作用。企業文化建設的過程很重要,但它所要實現的目標更為重要,面對日趨激烈的市場競爭態勢,企業必須在傳承先進經驗的基礎上,不斷進行創新和發展。在這種情況下,企業就要依據企業的現狀,面臨的競爭環境,結合企業的發展戰略,確定企業文化建設的目標,并通過實現企業文化建設的目標,來促進企業的發展,當前公司企業文化建設的提升,主要是在企業文化建設的總體目標下,通過穩步推進,層層深入,通過實現階段性的目標來提高職工對企業的忠誠度,培育團隊精神,增強企業的內部凝聚力,從現實來看,企業文化要通過卓有成效的建設,使職工明確符合企業實際的企業文化應該是什么樣的,應該如何構建,以此實現職工對企業價值、理念、精神的認同,進而把企業文化融入到企業的經營活動之中,融入到企業的生產管理之中,形成大家謀發展,發展為大家的良好局面,推動職工價值和企業價值的共同實現。
三、用文化建設解決好提升核心競爭力的問題
公司的企業文化是在特定的競爭環境下成長和發展起來的,因此具有其自身的個性特色,與企業發展戰略、基本制度和政策密切相關。縱觀現代企業,只有創新才能生存,企業的創新發展,既要體現在企業經營管理的實踐方面,體現在管理理論方面,更要體現在企業文化理念的建設之中。要建設一個基業常青的企業,就應用文化的創新來推動企業核心競爭力的提升,用文化鍛造執行力。當企業的發展戰略一經確立,執行力就變得至關重要,企業文化與執行就好比理論與實踐的關系,理論給與實踐方向性指導,而實踐則用來檢驗和修正理論,一個具有競爭力的企業,一定是一個企業發展戰略與執行文化相長的企業。《道德經》里有一句話講萬物的根源是道,“道生一、一生二、二生三、三生萬物”,強調無形比有形更重要。其實作為一個企業,從成立之日起,就有了“文化,”重要的是要把這種文化轉化為推動企業創新發展的動力。海爾總裁張瑞敏曾經這樣說過:“我們的企業能從小到大,由弱到強,最重要的就是我們的企業文化,是《老子》幫助我們企業確立企業發展的大局觀;《論語》培育我們勇于進取、剛健有為的浩然正氣;《孫子》幫助我們形成具體的管理方法和企業發展戰略。”企業進行企業文化建設的目的,就是適應市場經濟的規律,通過培育優秀的符合企業實際的企業文化,將文化力變為核心競爭力,使企業上下同舟共濟,形成企業的凝聚力,并由此強化企業開拓創新的能力,促使企業沿著良性發展的軌道前進。
中圖分類號:F407.61 文獻標識碼:A 文章編號:
建國以來, 我國電力工業以編制和實施5年計劃為基本框架的中長期規劃體制已有50 多年的歷史, 這期間一系列中長期規劃的編制和實施, 對不同歷史時期電力工業的快速、健康和協調發展發揮了不同程度的作用。同時也應看到, 我國電力工業發展還存在著一些階段性或深層次的問題, 如電力主管部門重電力項目管理、輕電力發展規劃管理, 而對電力發展規劃管理存在重編制、輕實施、缺評估的問題。電力發展規劃管理存在的上述突出問題亟待解決, 新的國家能源局如何加強電力發展規劃管理工作, 值得深入探討。
一、我國電力存在的問題
1、電力供需矛盾難以根本緩解
按照統計分析、每個國家的人均GDP (國民生產總值) 與人均的能耗有十分密切的相關關系。我國要在二十一世紀中葉達到中等發達國家水平,人均用電水平的增長是不可避免的。人口增長和現代化進程使我國對電力需求不斷增加。按照規劃,2050 年我國發電裝機應超過15 億千瓦,比現有的裝機凈增13 億千瓦以上。按常規的發展摸式幾乎不可能達到這個目標。除非尋求新的發展途徑。
2、有限資源的制約日趨嚴重
我國去年已成為石油進口國,不能指望靠石油發電。水電可發容量不足3.7 億千瓦,在相當長的時期內煤炭仍是主要的一次能源。但燃煤生產的環境污染的治理是一個極為困難的問題。此外,煤炭基地資源短缺是我國發展火電的又一重要制約因素。
3、治理環境的任務艱巨
更為嚴峻的問題是環境保護。我國是煤炭生產和消費大國,電力的構成中約有80%是煤炭。一座240 千瓦的火電站,如不加以控制,每小時排放的SO2 達7~12 噸,灰達70~80 噸,渣為150 噸,各類廢水100 噸。數字相當客觀。中國許多城市的酸雨已成為關注的焦點。中國大氣SO2 的平均濃度為0.03ppm,比日本高3 倍,個別地區達到15ppm。酸雨引起森林和農作物破壞、水變質、土壤退化,已成為十分嚴重的問題。
4、對電網可靠性和電能質量要求不斷提高
20 世紀電力系統發展的特征常以“大機組、大電網、高電壓”來描述。近二十年的世界各國的經驗表明,在二十一世紀,這個趨勢不會再繼續下去。研究表明,機組的單機容量和交流輸電電壓等級的發展已出現飽和趨勢,單機容量120MW 和電壓等級800KV 已達到由電網可靠性決定的極限。盡管現代電網的設計運行技術近年取得了長足發展,但仍不能完全避免電網的瓦解事故發生。近幾年內,世界上的大電網事故仍有發生,有時還造成了災難性的后果。1996 年發生的美國西部大停電、馬來西亞全國大停電就是例子。另一方面,隨著生活現代化的進程,對電力供應的可靠性要求日益提高。因此,輸電和配電系統的可靠性已成為規劃、設計、運行應考慮的首要因素。
二、我國電力發展的趨勢
目前, 我國電力裝機容量居世界第三, 年發電量居世界第二, 但我國的人均電力占有量只居世界第80 位. 我國的國民經濟高速增長, 預計在21 世紀中葉達到中等發達國家的水平, 故人均用電水平的增加是不可避免的. 人口的不斷增長和現代化進程使我國對電力需求不斷增加. 按照人均1 kW 的目標, 2050 年我國發電裝機容量需達1 500 GW 左右, 比現在凈增1 300GW, 按常規的發展模式幾乎不可能達到這個目標, 因此需要尋求新的發展途徑. 到21 世紀, 可再生能源和新型發電技術將成為電力發展的主要潮流, 以彌補一次能源的不斷減少, 同時, 能源的高效利用技術、環保兼容的能源技術將廣泛利用, 發展新型的輸配電技術及電能質量控制技術也是必然趨勢。
1、火電方面
我國的能源資源特點決定了火電要繼續發展. 我國的石油和天然氣儲量有限, 探明程度低, 資源寶貴, 作為重要的工業原料不能用于發電, 故以煤為主的能源結構在相當長的時期內難以改變, 但由于我國的煤炭資源分布不均而造成了長期的北煤南運, 西煤東調的局面. 隨著我國火電的不斷增長, 所需煤炭亦不斷增加, 這就給全國的運輸系統帶來很大的壓力. 到21 世紀, 將實行輸煤與輸電并舉, 大力發展坑口電廠, 減輕運輸壓力及負荷中心地區的環境污染, 并以電力輸出為主, 帶動其他產業的發展, 促進當地經濟的繁榮, 在火電技術上, 火電機組向著大容量、低煤耗、低污染的方向發展. 隨著我國電網容量的不斷增大, 對600MW、1 000 MW 的大機組需求將日益增多.采用超臨界技術勢在必行. 鍋爐設計煤種應考慮劣質煤, 并降低煤耗, 以緩解電力高速發展帶來的煤炭供應緊張, 同時也要進一步降低發電成本. 大量的煤煙是我國空氣污染的主要污染源, 為了更好地減少火電廠對大氣所造成的污染, 潔凈煤技術( clean coal Technology) 是惟一的選擇, 并將會得到長足的發展.2000- 2010 年期間, 國家規劃每年新增火電機組15 GW 以上. 到2010 年, 火電裝機容量將達350~ 400 GW, 仍占全國裝機容量的65%左右. 隨著現代化技術的發展, 火電仍會繼續增加,但所占比重會逐漸降低.
2、水電方面
我國具有豐富的水能資源, 開發水電可作為緩解能源緊張, 優化能源結構, 解決缺電及實現電力可持續發展的基本戰略, 同時世界上電力發展水平較高的國家都是優先發展水電, 所以, 21 世紀我國的水電開發將出現新的曙光. 預計到2000 年底, 我國的水電裝機容量將達80 GW, 而到2010 年, 水電裝機容量應達150~ 160 GW 的水平, 使我國水電占全國裝機容量的比重達到30% [ 5] . 屆時我國將大力開發西部的水能資源, 建設西南、西北水電基地, 實現西電東送, 達到東西優勢互補, 縮小我國東西部的經濟差距, 其中西南部的紅水部、瀾滄江、烏江等水電基地向華南、華中送電; 中南的長江三峽, 金沙江水電基地向華東、華中送電; 西北的黃河上游和北干流水電基地向西北、華北送電. 此外, 從電網發展需要在東部的天荒坪、羊湖、張河灣等地將建設一批抽水蓄能電站. 可見, 到21 世紀我國的水電開發工程規模大, 技術難度高, 而且水電機組要向高水頭、大容量、多機型的方向發展.
3、核電方面
2000- 2010 年期間, 隨著核電技術的不斷發展、核電設備的國產化, 我國的核電將步入一個高速發展的時期, 成為電力供應的適當補充; 到2020 年, 核電將初具規模, 并與火電、水電共同成為我國發電構成中重要的組成部分. 據悉, 我國秦山核電二期工程預計在2003 年建成投產; 廣東嶺澳2 × 100 MW 壓水堆核電站和遼寧2 ×1 000 MW 壓水堆核電站, 以及秦山三期2 × 600 MW 重水堆核電站將在2010 年前后建成投產. 預計到2010 年, 我國的核電裝機容量將達20 GW, 其中, 整個大亞灣核電站的發電能力將為3 600 MW. 到2020 年, 高速發展的核電將占全國總發電能力的5%.
未來10 年,我國能源流規模和距離將顯著擴大,發電能源矩成倍增長,特高壓技術的成熟和推廣應用為發電能源矩的結構調整提供了技術可行、經濟合理的選擇。加快發展輸電、提高電力輸送在能源輸送中的比重,將有利于緩解煤電運緊張、提高電力供應的穩定性和經濟性、改善中東部地區環境質量、促進可再生能源的大規模開發利用,其綜合效益十分可觀。按照這種發展方式,符合能源發展“安全、經濟、清潔、高效”的原則,代表了未來我國能源輸送格局優化發展的正確方向。
參考文獻:
[1] 黃艷. 21世紀初我國電力發展趨勢及分析[J]. 海南大學學報(自然科學版), 2000,(04) .
[2] 江哲生. 我國電力發展的未來[J]. 發電設備, 2006,(01) .
本世紀前20年是我國建設全面小康社會的時期,經濟總量將以年均7%以上的速度遞增,對能源特別是對電力的需求會更加旺盛。由于我國人均能源資源占有量很低,能源結構以煤炭為主,能源和環境資源不足將是我國經濟發展中兩個長期的制約因素。在經濟,能源和環境協調發展的過程中,電力工業必然要走高效、潔凈和廉價的發展道路。然而,我國電力工業在獲得巨大發展空間的同時,也面臨著十分嚴峻的挑戰:一方面,電力工業的發展愈來愈受到資源和環保的制約,另一方面電網負荷率的下降,致使系統發供電成本逐步上升,企業經濟效益下降。
目前中國正處在經濟高速增長的時期,CDP的年增長率持續保持在8%以上,2003年CDP己達14000億美元,但人均CDPR為1000美元,中國仍然是一個發展中國家,經濟的持續增長是必然的趨勢,國民經濟的增長必然伴隨著對能源電力需求的增長,2003年底全國電力總裝機己達3.91億KW,年電量為19000億Kwh旭由于經濟的快速增長,仍然出現了部分地區電力供應不足,拉閘限電頻繁。由此可以預計的電力增長前景為:2004年將突破4億KW,2010年達到6億kW,2020年將達到9.5億KW以上,這是一個可觀的增速。
隨著我國經濟的迅速發展和人民生活水平的不斷提高,對能源的需求越來越大,特別是現代化程度的提高,使得國民經濟以及關系國計民生的各個方面都離不開電這一能源。我們也注意到,全國電力供需形勢發生了微妙的變化,有十幾個省市自治區出現程度不同的電力短缺現象。曾經消失多年的缺電警報在許多地區又重新拉響,并且還有逐漸蔓延的趨勢。這極可能意味著電力供求的拐點已經出現,有關專家更是預言:“十五”后三年電力短缺已成定局。因此如何解決高速的經濟增長和對能源需求的矛盾,是值得我們探索的一個迫在眉睫的問題。
2市場經濟條件下我國電力發展對策
從我國實際情況看,由于各地區電力系統運行的差異,以及當地社會,經濟狀況的差異,使得建立電力市場的規則不盡相同。從電力市場中不同成員需要的技術支持系統的功能上來看,主要有以下幾類:用于電力市場交易管理機構或調度中心的電力市場運營技術支持系統,用于發電企業報價決策的支持系統;用于輸(配)電企業的輸電方案決策支持系統,用于供電企業的市場綜合技術支持系統,用電售電企業的購電決策支持系統等。
電力市場作為一門新型的理論,其始終處于不斷探索與發展中,即使在發達國家電力市場也處于發展完善之中。由于我國電網自動化水平與世界先進國家相比有一定的差距。為了全面推進電力資源的管理工作,我們認為需要重點解決一些影響發展的問題。初步考慮有以下幾個方面:
(1)重新確立各參與主題的地位和作用
一是政府:在市場經濟條件下,政府在電力發展中始終處于戰略主導地位,需要政府不斷完善各行各業的用電法規環境、政策環境和監督管理環境,運用多種調控手段,克服電力資源的不合理使用的宏觀障礙,最大限度地實現全社會的資源優化配置和環境保護,使政府、電力企業和用戶等參與者同時受益。
二是電網公司:與終端用戶密切接觸的電網公司不可回避地將成為電力資源的使用主體。在政府的領導下,電網公司應積極協助政府制定電力資源應用的激勵政策和法規,在實現政府節能增效規劃目標的同時,不斷提高供電服務質量和降低系統建設和運行的成本,
三是發電企業:發電企業是電力資源的產生源頭,需要相應的電力資源調控政策。
四是設備制造企業:在電力資源發展過程中,設備制造業處于技術裝備保障主體的戰略地位。其任務是在不斷滿足市場對廉價高質量節能產品需求的同時,及時生產滿足市場需求的節能節電產品。
五是能源服務公司,在電力發展中,其處于節能實施中介的地位,在國家法規和政策的范圍內,調動資金和技術的力量幫助各類用戶進行節能改造,在幫助企業取得節能改造效益的同時,實現自身利益的最大化。
六是電力終端用戶:在電力發展中,電力終端用戶處于節電調荷主體和受益者的地位,電力終端用戶具有遵守國家用能法規的義務,并應主動的利用已有的節能增效的激勵政策、技術和服務等資源來進行節電調荷,優化用能方式,降低用能成本,提升企業自身的市場競爭力。
(2)重點研究解決市場經濟條件下的激勵與利益分配機制問題
在全面貫徹落實各項責任制的前提下,解決體制與機制問題。當前要解決的問題是:如何制定合理的分時電價,如何理順電網公司實施投資回收機制,如何落實企業推進節能受益機制等。
(3)統一部署,整體規劃,分步實施
要盡快對未來十年甚至是二十年電力發展進行整體規劃,確定我國發展電力的各階段任務,投資安排和相應的政策措施,以有效推進電力發展,使電力發展成為全面建設小康社會的一個重要方面。
(4)環境保護
一、我國數字有線電視的發展背景
目前,我國傳統廣播電視面臨著巨大的生存壓力。目前,全國有廣播電視播出機構1971座,播出1787套廣播節目和2334套電視節目。由于發展空間小、服務方式單一、盈利模式單一,過分依賴廣告收入,缺少新的增長點,節目雷同,影響了系統優勢和整體力量的發揮。以廣告為主要收入來源的廣播電視發展空間在縮小,另外,城市有線電視普及率已達90%以上,發展空間也在縮小。上述問題直接影響到廣電系統今后的生存和發展。而數字化為解決這些問題提供了重要的途徑和手段。但數字電視畢竟是一項新技術、一個新事物,沒有現成的經驗可以借鑒,因此在發展過程中遇到了各種各樣的問題和困難。能否找到一種切實可行的運營模式將直接影響到有線數字電視的推廣進度。
有線數字電視是相對于模擬電視而言的,傳統的模擬系統是使用模擬技術對信號進行處理,產生的是模擬的電信號。而數字電視節目的采集、制作、編輯、播出、傳輸、接收的全過程都采用數字技術,產生的是由0和1組成的數字信號。從技術角度解釋,數字電視節目可以是以數字方式拍攝、制作和存儲的電影和電視,也可以是庫存的資料片經數字化處理所制成的電影和電視。
電視數字化是廣播電視發展的必然趨勢,是繼黑白電視到彩色電視后的又一次革命。20世紀80年代末,為應對信息社會的快速發展,從根本上滿足人們對高質量視聽享受的要求,歐美科學家們提出了數字電視的概念。然而,數字電視的意義超出了數字電視本身,它有可能引發一場信息技術的革命,推動產業換代,創造新的商業機會和就業機會,甚至導致資源和財富的重新分配。推進廣播電視數字化,可以帶動設備硬件市場和節目服務市場的發展,形成新的消費熱點和經濟增長點,拉動內需,增加就業崗位,促進文化產業、信息產業和民族工業的發展。
2003年,國家發改委召開數字電視產業化領導小組會議,同意廣電總局發展有線數字電視,推進廣播電視數字化進程。信息產業部與廣電總局成立了有線數字電視聯合工作組,以加快有線數字電視設備產業的規模化。由于數字電視投入使用時間較短,國外從1998年開始,中國則2002年才開始,再加上這是一個實踐性較強的項目目前還不夠成熟。
二、我國數字電視的發展策略
機頂盒的發放費用、消費習慣和內容提供商提供的付費電視內容貧乏,這三點是制約數字付費電視的發展關鍵因素。
內容對電視數字化絕對必不可少,而國內制作的電視節目品種單一,吸引力不強。如果數字電視節目源問題在今后幾年的開播中得不到解決,就有可能導致用戶對于數字電視的興趣消失。政府有關部門應該研究借鑒國外數字電視運營的商業經驗,將豐富的有線頻道資源進行重新分配,在加強頻道經營許可管理制度的前提下,實行有償頻道租賃服務,讓更多的專業頻道服務者參與數字電視產業中來。
中國大陸數字電視同時面臨機遇與挑戰,中國絕大多數有線電視公司缺乏資金對系統進行改造,消費者購買力相對比較低,高昂的數字電視機價格影響了數字電視的普及。單靠原來手中的頻道資源來提高價格或加快數字電視用戶的增加率,效果并不顯著。從目前情形來看,單純靠市場力量推廣數字電視難以達到預期目的,難以在預期時間內關閉模擬電視系統。原因可以歸結為6方面:消費者對于數字電視了解不夠、消費者的技術疲勞、數字電視接收機價格比較高、數字電視技術標準的不確定性、數字電視表現與期望相差甚遠導致的普遍懷疑、投資高風險和資本短缺。
單一業務不可能推動數字電視,推動數字電視的四大動力是交互電視、高清晰度電視、數據廣播和有線上網。我國電視市場基數大,送機頂盒的手段只能是短期行為,不可能長久。付費電視運營商要實現贏利,就必須構建一個可提供大量專業化頻道的平臺,以便吸引更多的家庭用戶。