时间：2023-10-11 10:10:43
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关键词：购电风险；电力市场环境；供电公司；对策
前言
与其他商品不同，供电公司参与市场竞争是以电力作为竞争对象的，由于电力无法储存，这就导致了电力供求关系与电价之间是相互影响的，任何一方波动变化都会给另一方造成影响，从而增加供电公司购电风险发生可能性。所以为了减少电价波动，稳定电力供求关系，采取有效的风险防控措施必不可少。
1电力市场环境下供电公司购电风险类型
1.1不确定性风险
负荷预测是供电公司购电活动中的一个重要环节，是合理确定购电量多少的重要参考依据。在电力市场环境中，由负荷预测给供电公司所带来的购电风险主要体现在不确定性方面。电网公司和发电企业是我国电力市场中的两大主体，电网公司是发电企业的主要买家，甚至可以说是唯一的客户对象，因为在我国电力市场体制和相关法律要求下，发电企业是不能随意将电力卖给一般用户的，两者之间不能直接进行电力交易。这就使得电网公司对电力负荷的预测难度大大增加，因为不同时期电力需求、电力用户数量不是固定不变的，因而负荷预测具有不确定性风险。
1.2价格波动风险
在电力市场环境下，供电公司购电主要是通过在电力金融市场中交易衍生品来实现的，这样的电力市场，交易环境使得电价的波动，电价的不确定性成为供电公司购电风险主要来源之一。电价的波动，尤其是大幅波动，将会给电力市场运行安全性与稳定性带来巨大影响，增大电力市场的不确定性风险。若在电价波动期间供电公司进行购电交易，由于电价不稳定，将可能会发生购电成本增加、购电购买力不足或供过于求等不良现象，降低电力市场运行健康性。
1.3市场分配风险
供电公司对于电力的购买可以有多种不同的购买方式，而为了实现利润的最大化，供电公司在购买前往往会制定一定的购电量市场分配策略。但电力市场环境下，激烈竞争的不断进行产生了许多不确定性因素，带来了各种不确定性风险，使得供电公司对于购电量市场分配策略的制定也面临着不确定性风险。若购电量供需不平衡，就会在实时市场与远期市场产生电价差，增加供电公司运营成本。
2加强供电公司购电风险管理的有效对策
2.1提高电力负荷预测准确性
降低负荷预测不确定性风险的最有效方法就是提高对电力负荷预测的准确性。而要想实现这一目标，供电公司需要做的是重视并加强电力市场需求分析，电力市场环境分析以及未来电力市场环境发展方向与发展态势的预测分析，实时掌握电力市场需求、电力市场环境及其变化，根据变化灵活调整购电方式，购电策略，改革电力负荷预测方法，运用科学、先进预测工具，提高电力负荷预测的准确性。在准确预测电力负荷前提下，合理确定购电量，而后进行购电交易，以尽可能缩小购买电量与实际需求电量之间的差距，保持购电功率平衡。电力负荷预测准确性的提高，不仅可以降低负荷预测不确定性风险，而且对购电量市场分配风险的控制也具有较好的积极效应。
2.2准确分析与评估购电风险
针对电价波动风险，供电公司首先应加强对电力市场的调研，了解电力市场发展动态与总体趋势，掌握电力用户需求变化和用电峰谷时段，适应电力市场环境。然后根据最近几年市场电价波动情况，结合自身购电需求，制定一套购电风险评估体系，建设一套完善的风险管理系统。对于风险评估体系要合理设定评估指标，结合定性定量评估方法对购电风险进行系统分析与科学预测，进行科学客观的评估，将风险评估结果融入到风险管理体系当中开展风险管控工作，加强对电价波动风险的预防和规避，保障供电公司购电活动正常进行，保障电力市场稳定健康发展。此外，为了避免因电价强烈波动而带来电力销售价格波动风险，供电公司还应建立销售价格联动机制，将用户侧电价引入其中，强化对用户用电量、电价的预测和管理。
2.3制定灵活、有效的购电分配策略
根据上文分析了解到供电公司所面临的购电量分配风险主要是由电力市场激烈的竞争及其所带来的不确定性因素所引起的。基于这一分析，供电公司应在提高电力负荷预测准确性，提升风险分析与评估能力基础上，针对动态变化的电力市场环境，制定灵活有效的购电量市场分配策略，选择恰当合理的购电方式。当电力市场电价出现波动，电力供求关系有所变化时，启动销售价格联动机制，及时调整购电量分配策略与购买方式，以适应电力市场电价的波动、电力需求的变化，降低购电风险发生概率。
3总结
在我国电力市场改革的不断推进下，电力市场环境和电力供求关系已发生了巨大的变化，电力市场逐渐由垄断式转向市场化，由卖方市场逐渐转向买方市场，电力竞争愈演愈烈，这样的市场环境要求供电公司必须要全面做好购电风险分析工作，做好风险预防措施，针对不同风险采取不同的控制策略，推动电力市场稳健发展。
参考文献
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[2]刘春辉,刘敏.电力市场环境下考虑大用户直购电的电网公司风险管理研究[J].电力系统保护与控制,2011,12:94-101.
[3]王绵斌.市场环境下供电公司的电价风险控制优化模型[D].华北电力大学（北京）,2009.
[4]陈彦州.电力市场下供电公司的风险管理及交易风险控制软件研究与开发[D].华南理工大学,2011.
关键词：电力市场；发电企业；风险管理；市场体制；市场风险
1T公司在电力市场中面临的主要风险和采取的措施
1.1市场政策风险
新加坡能源市场管理局（EMA）作为电力市场监管部门，在电力市场中拥有非常强势的地位，其出台的政策对发电商经营将造成深远影响。近年来，新加坡经济增速减缓，经济发展压力较大，为降低潜在投资者的投资成本，提高新加坡制造业的市场竞争力和投资吸引力，能源市场管理局推出了一系列的政策，最终目的都是要加强市场竞争，打压市场电价。近年来快速降低的固定合同比例，以及固定合同招标的政策，损害了发电商的利益。面对不利政策可能带来的影响，T公司积极与能源市场管理局沟通，通过各种渠道进行反映，同时进一步开拓零售市场，提高零售合同量，以应对逐渐降低的固定合同比例，锁定发电利润。
1.2市场竞争加剧
电力作为同质化商品，价格是最主要的竞争因素。所以对于零售市场（retail）和现货市场（Pool），激烈的价格竞争是其最大风险。当市场中出现激进的发电商低价竞争或者新发电商进入挤占市场份额时，市场整体价格将被压低，影响发电商的毛利水平。而且随着固定合同比例的降低、零售市场的扩大和市场竞争的加剧，零售市场价格与现货市场价格的关联性日渐提高，维持较高的现货市场价格成为零售合同取得高毛利的基础。面对竞争日益加剧的市场，T公司客观分析各发电商竞争力，根据自身具有竞争力的机组所占市场份额，制定与之相匹配的电量市场占有率目标，收集、分析其他发电商的市场信息，并通过对不同零售客户的取舍、电子竞标报价等市场行为向其他发电商释放市场信号，尽量达成共识，避免陷入恶性竞争。
1.3现货市场风险
现货市场出清电价和机组间电量分配由市场清算系统（MCE）根据各发电商每时段（半小时）报价计算得出，由市场供需关系和各发电商市场报价行为决定，事前无法准确预测。为降低现货市场价格波动带来的风险，T公司在与政府公营的零售商（MSSL）签订固定合同（vesting）的基础上，积极开拓零售业务，通过增大合同电量比例，抵消部分市场风险。
1.4零售合同风险
固定定价产品（fixed）根据当前燃料价格情况确定一个固定的电价，并与客户签订一定期限的合同，一般合同期为1～3年。合同确认后，根据合同预测电量对燃料、汇率做套期保值。商业客户一般用电量比较稳定，而中小企业客户由于客户分散，一般总用电量也比较稳定，所以风险较小。但是对于大工业客户，用电量随生产情况波动，且单个客户用电量大，如果油价上涨，同时客户用电量高于预测或者油价下跌，同时客户用电量低于预测，T公司的毛利就会低于预期。为应对该风险，T公司与大工业客户的固定价格零售合同中签订了客户每月的用电量，要求客户每月用电量在合同电量的±10%内，尽量降低固定价格合同的风险。
1.5客户信用风险
面对电改，我们要认真研读现有电改政策，积极参与电力市场政策制定，向对公司有利方向引导。尽量避免电网企业参与售电市场竞争，电网的参与将增加发电企业发展零售新客户的难度和成本。提高调度和交易机构的相对独立性，减少电网企业对市场交易的影响和干预，以利于信息公开、公平交易和市场监管。争取发电企业容量电价，以弥补部分固定成本，避免因发电企业以短期边际成本制定电价参与竞争而造成利益损失。
2国内电力市场化过程中可能面临的风险及建议
2.1市场政策风险
目前电力体制改革走向不明朗，电力市场建设、交易体制改革、发用电计划改革、输配电价改革和售电侧体制改革等相关配套文件尚未落地。售电市场开放程度、电力市场交易形式、电网公司是否参与售电、调度及交易机构独立程度等问题都将影响公司的竞争力。
2.2市场竞争风险
在目前电力供需总体供大于求的局面下，电力市场放开后，电价可能有较大幅度变动。发电成本高的机组市场竞争力将下降，各类型机组之间利用小时差距将进一步扩大。目前，国内部分区域在大用户直供和替电方面已呈现恶性竞争态势，若市场放开，竞争可能进一步加剧。同时特高压的建设进一步扩大了市场竞争的范围，使西南水电直接参与了上海、浙江、江苏、广东等公司传统利润中心区域的竞争。公司作为全球最大的发电企业，总装机容量在全国电力市场占有优势，但是在各省装机分布比较平均，在部分省市，地方发电企业在省内装机占比高，具有较强的市场力。为应对市场竞争，需要进一步加强电厂生产队伍建设，提高机组效率，降低边际成本，使机组在电能市场具有竞争力；提高设备可调性，使机组在辅助服务市场具有竞争力，尤其是燃气机组，要发挥性能优势，通过辅助服务市场赚取利润。同时，做好设备维护，提升设备稳定性和可靠性，降低非计划停运及降出力次数，尽量避免跳机引起的损失。同时，积极拓展供热、供汽等业务，最大化利用现有资产，通过多元化应对市场风险。在地方发电公司具有市场力的省份，建议政府制定限制市场力的政策。同时特高压输电容量一般较大，对电网安全性影响大，建议政府合理设计备用费用。
2.3现货市场风险
电价根据市场供需情况和各发电商的报价，各时间段发生变化，电价水平很难预测。交易人员需要根据市场情况快速做出判断，任何操作失误都有可能使公司利益受到重大损失。而且现货市场对机组的稳定运行要求很高，非计划停运可能造成无法预测的损失。为应对现货市场可能带来的风险，建议成立风险管理相关组织机构，对交易部门和交易人员合理授权，并做好IT系统权限设置，在保证交易人员能及时应对市场变化的前提下，控制交易人员不理性操作或操作失误引发的风险。加强信息化建设，开发相关市场数据分析系统，通过IT系统对现货市场历史数据进行记录、管理和分析，为交易人员快速、准确地预测市场变化提供条件。同时，开拓电力零售市场，通过与客户签订售电合同，将合同电量提高到一定水平，降低电力现货市场价格变动带来的风险，保证稳定的收益。加快交易人员和市场人员的培养，适时引进市场营销方面的人才。
2.4燃料市场风险
目前公司装机容量煤机占比90%左右，而燃料成本是煤机发电成本中最大的部分。国内煤炭价格根据市场情况剧烈波动，燃料成本无法精确预测，给公司实现利润目标带来较大的风险。为应对燃料市场风险，建议公司签订根据指数结算的煤炭供应合约，研究国内动力煤期货市场，对冲燃料价格波动风险。
2.5客户信用风险
公司参与售电市场后，将直接与电力用户发生合同关系，与原来面对电网这个单一稳定客户不同，零售业务客户数量众多、行业广泛、参差不齐，客户信用风险将从电网公司转移到零售公司。部分企业和个人信用意识较差，可能会发生欠费、坏账等问题。对于零售客户，零售公司需要建立电费保证金制度，要求客户按照电费结算周期缴纳保证金，规避客户信用风险，也可以通过给予预付电费客户一定折扣的方式，引导客户预付电费。建议零售公司引入客户信用管理，事先收集客户信息，在此基础上进行整理和分析，对客户的财务状况、信用记录等各个方面进行了解。通过对零售客户的信用评估和信用分级，建立客户信用档案。
2.6思想转变风险
长期以来，电网是发电企业的唯一买方，发电企业不与电力终端用户直接接触。电力市场开放后，各发电企业的竞争除了价格竞争外就是服务的竞争，企业员工可能难以快速适应市场形势的需要，所以需要在公司内部加强电力市场化改革方面的宣传，使员工逐步了解电力体制改革的形势，强化员工市场意识。
作者:万常洪 单位:华能江西分公司市场营销部
参考文献：
[1]马国庆，李伟．电力企业信息安全风险评估模型研究[J]．价值工程，2008，（8）．
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[4]王玎，韩易娜．移动互联网在电力企业应用面临的问题和解决办法的探讨[J]．电子世界，2016，（22）．
随着国家经济的飞速发展与群众生活质量的不断提升，电力市场也步入了发展的快车道，随着十三五规划的出台，电力市场未来也有着良好的发展趋势。在电力市场发展的过程中难免会遇到各方面的风险，其中金融风险就是其中最为显著的，如何规避电力市场中的金融风险便成为电力行业发展最核心的内容。
关键词:
电力市场；发展趋势；金融风险；防范
一、电力市场现状
现代科技的进步与市场经济的完善推动了电力市场的不断革新和发展，自从上世纪末我国启动电力体制改革以来已经形成了初步的市场格局。然而当前我国电力市场依旧存在着电力企业过于垄断、资源优化不足、电力市场供需不平衡、交易形式过于单调、竞价体系有所缺失等方面的问题。为了解决这些问题，在“十三五”中主要从以下几方面提出了解决方案：一是确立电力在能源系统当中的全新定位；二是有效解决电力相对过剩以及“三弃”（弃风、弃光、弃水）问题；三是处理好治煤电、气电发展与环境治理的矛盾；四是智能电网、能源互联网要有效与电力市场完成对接；五是低碳与电力相结合的发展战略。
二、电力市场发展趋势
(一)火电
火电也称之为火力发电，它主要指的是借助煤炭、石油、天然气等固体、液体燃料燃烧所产生的热能转换为动能以生产电能的方式。火力发电有着悠久的历史，当前仍旧是我国的主力电源，在电力工业中它也有着无可争议的主导地位。然而随着环保技术的进步、发电成本的降低，未来火力发电的清洁高效发展是必经之路，当前火电发展将面临十分严峻的形势。为此“十三五”要求未来火电发展应该更加注重合理调控煤电装机，控制新增火电装机的规模和数量，在不断满足未来新增电力需求的前提下优先发展非化石能源，这也是火电未来发展的主要趋势。
(二)水电
水电是可再生、无污染、花费少的清洁能源，它能有效实施电力调峰，并能解决当前我国传统能源资源日益紧张的局面。我国水能资源有着世界最大的蕴藏量，发展水电对我国能源发展有着十分重要的作用，也是可持续发展的基本要求。在“十三五”规划中，大型水电基地建设是水电发展的重中之重，依照十三大水电基地来划分，在2015年和2020年它们总体开发程度要分别达到55%和70%的水平，这意味着未来的水电建设任务将会异常繁重。
(三)风电
风电是把风的动能转为电能的一种发电方式，它也是一种清洁的可再生能源，有着巨大的蕴量。我国有着丰富的风能资源，随着技术的不断进步及风电运营经验的丰富，我国风电市场发展逐渐呈现出风电大型化、海上风电以及风电技术的进步三大特征。在“十三五”期间，风电将淡化装机目标，着重调整政策，解决补贴资金、弃风限电等方面的问题。“十三五”风电将进一步推动风电技术的进步，不断降低风电成本，简化风电市场的准入门槛。
(四)其他新能源
此外我国在太阳能、生物质能、新型核能等方面新能源开发利用方面也取得了重大进展，但是我国新能源发展也面临着规划建设不同步、建立消纳困难以及补贴资金到位难等问题。“十三五”对于新能源发展也做出了全新的规划：新能源汽车要更加注重产业化的发展，核电要逐步在内陆实现破冰发展，光伏要注重降补贴、降成本的双降标准，节能环保则应该更加注重约束性指标的强化。此外大力发展绿色金融、绿色信贷、绿色保险则等则是未来新能源未来发展的趋势之一，对于我国电力市场发展起到了关键的作用。
三、电力市场中的金融风险
(一)贷款风险
在电力市场发展中难免会遇到各方面的金融风险，当中贷款风险是最为显著的，特别是新建项目的项目贷款或已经建成项目的营运期贷款更是常见的贷款风险。我国电力企业为了完成相关的电力项目指标不惜向银行贷款融资，但由于电力企业主要领导者对贷款风险和有效商账管理认识不足，高销售额往往是电力企业项目运营的主要追求目标。由于我国信用评级体制的缺失和对客户资信评估的不重视导致电力企业在收款环节面临较大的困难，这让它们面临着沉重的债务风险。因此如何规避贷款风险已经成为我国电力企业的核心问题之一，以便能够更好解决电力企业的融资问题。
(二)发债风险
电力市场发展过程中大型电力集团公开发债是另一种常见的融资方式，随着规模扩大、设备维护以及技术改造等方面资金的需要，不少大型电力企业都需要借助加大债务融资力度来完成相关项目的建设，但是这些企业内控功能与内部审计功能的弱化使得其面临着显著的发债风险。随着电力体制改革的深化和“十三五”规划的出台，未来相关监管政策的变化将会是电力企业公开发展主要面临的风险。
四、电力市场中的金融风险防范
(一)发展电力期货市场，规避电力市场风险
电力市场化运作是我国电力体制改革的主要目标，发展电力期货市场以规避规避电力市场风险则是完成这一目标的主要措施。通过电力期货交易能够规避电力市场的风险，电子现货与期货的结合不仅能够平抑电力价格的波动，也能促使电力企业不断提升生产效率。电力期货市场可以使得市场参与者不断调整策略，促使电力企业对电力的供应趋于稳定。
(二)合理控制电价，严格控制电力市场中的市场力
要让电力市场更好规避金融风险，合理控制电价是必不可少的措施，严格控制电力市场中的市场力能够防范电力市场出现电价波动风险以及电力短缺风险。借助发电商和供电商之间的合同协议来确立电价，电力企业得到事先出售相关产品的同时也减少了其操纵现货市场电价的可能性和积极性。保证电价的稳定既能够很好规避金融风险，还能够让电力企业的融资能力和还债能力维持在稳定的水平，从而使得电力企业的负债压力得到进一步的降低。
五、结束语
综上所述，随着电力市场发展趋势的进一步明确，我国电力企业在应对金融风险方面需要采取更加有效的措施和方案，在加强金融风险管理意识和不断完善相关金融风险管理工具的同时，还应该借助发展电力期货市场和合理控制电价的方法来有效规避电力企业的金融风险。
参考文献:
[1]盖兆军.基于低碳经济的我国电力行业可持续发展研究[D].吉林大学,2015
[2]郭兴磊.电力市场风险规避及对市场力影响研究[D].重庆大学,2011
关键词：海上风电场；并网模式；高压交流输电；高压直流输电
Abstract: the research reference to domestic and international experience in the development of offshore wind power technology, respectively, according to the Tianjin offshore wind farm planning and layout of the development of offshore wind power technology, the total installed capacity of wind farms, wind farms and network mode, the wind farm grid voltage level analysis, combined with the topographical features of the of Tianjin coastal and offshore, Hanau the waters and Dagan waters six wind farms comprehensive comparative analysis and network programs, proposed space requirements grid lines and facilities, set aside for the future, Tianjin offshore wind energy resource development and utilization space conditions.Keywords: offshore wind farms; grid mode; high voltage AC transmission; HVDC
中图分类号：P319.1+1 文献标识码： A 文章编码：
1 引言
近海地区风电场建设与传统风电场建设主要区别之一就是受地理条件影响，风机不能就近接入邻近电网且并网线路需要穿越部分近海海域，对风电并网造成一定困难，而风电场并网发电又是风能资源利用的重点，没有并网的风电无法提供稳定可靠的电力供应，因此探索研究适合我市的海上风电场并网模式对我市开发利用风能资源有着极其深远的意义。
2 海上风电场并网模式研究
2.1风电场接入系统电压等级的选择
海上风电场的装机容量一般都在100MW以上。风电场接入系统的电压等级一般根据风电场的规模、地理位置、周边地区电网的现状、发展规划等因素综合考虑选择。
容量在100MW左右的海上风电场，其电力电量主要考虑就地平衡、消纳，在满足并网技术条件的前提下，可选择以110kV或220kV电压等级直接接入地区220kV变电站。一定规模的海上风电场(例如容量在500MW左右)，可根据中心升压站位置，以220kV电压等级接入500kV或220kV枢纽变电站。大规模集中开发的海上风电场(例如容量在1000MW以上)，可考虑采用500kV电压等级直接接入主干电网。
2.2风电场升压变压器
目前国际市场上的风电机组出口电压大部分是0.69kV或0.4kV，为减少输电系统的电力损耗，一般一台风电机组配备一台变压器，先升压至35kV，再根据海上风电场的规划考虑设置不同规模的海上升压站。
2.3海上风电场的主要并网方式
2.3.1交流输电并网方式
当海上风电场的规模相对较小且风场离海岸离较近时，风电机组一般采用交流电缆的输电方式接入陆上电网。采用交流输电并网的特点主要是电力传输系统结构简单，成本低，但传输容量和传输距离受到限制。
2.3.2基于LCC技术的传统HVDC（直流）并网方式
随着海上风电场规模和风电场离岸距离的增大，有必要采用HVDC技术连接风电场和陆上电网，尤其是风电场额定容量为500MW以上的系统。虽然采用直流传输线路时，线路两端换流站的建造费用比较昂贵，但考虑到直流电缆成本比交流电缆低等各种因素，与交流传输方式相比，采用这种输电方式所增加的费用并不那么突出。
2.3.3基于VSC技术的HVDC（直流）并网方式
基于VSC的HVDC输电技术是20世纪90年展起来的新型HVDC输电技术，与基于LCC的HVDC输电技术不同，它解决了基于LCC的传统HVDC输电需要吸收大量无功功率和换相失败等问题。基于VSC技术的HVDC输电特别适用于风电场与交流主网的接入系统。即使在发电和负荷变化极快的情况下，也能给交流电网增加很大的稳定裕度，还可以消除湍流风和塔影引起的电压闪变[1]。
2.3.4 海上风电场的主要并网方式比较
选择何种方式进行海上风电场并网，需要考虑各种风电并网方式的特点。总的来讲，交流传输并网方式结构简单，成本低，但是传输距离和容量受限，适合小容量、近距离的海上风电场并网；LCC-HVDC的传输并网方式不受传输距离的限制，但换流站成本较高，一般用于特大型海上风电场并网；VSC-HVDC的传输并网方式优点最多，非常适合于海上风力发电场与岸上电网的并网连接，但VSC-HVDC输电系统的最大传输容量目前只能达到几百兆瓦，且换流站成本较高，因此比较适合于中大型海上风电场的并网[2]。
三种并网方式的经济选择范围如图1所示。一般风电场额定容量在180MW以内，离岸距离在120km之内，采用交流并网比较合适；当额定容量在350MW以内时，采用基于VSC技术的HVDC输电系统并网比较合适；更大容量的风电场则需要采用基于LCC技术的传统HVDC输电技术。
图1 并网经济方式中装机规模与距岸距离的关系
2.4海上风电场输电线路的经济比较
换流站的造价和系统设计的电压等级、电流水平等关系并不明显，基本和传输容量有关，价格一般在900元/kW 左右。对于柔性直流工程，由于它刚刚起步，并且仅仅在欧美少数国家投产，因此，目前还很难为其做出适合中国国情的报价预测，但不会低于900元/kW 的水平。对于交流输电系统， 其变电站建设和其他设备费用成本基本为 300 元/kW[3]。轻型直流输电系统的工程造价约为交流系统的2.35倍，但是系统损耗仅为交流系统的2/3。从长远看，随着轻型直流输电技术的成熟，系统及电气设备造价的进一步降低，轻型直流输电系统运营经济性将会更好，综合优势更加明显，更具有推广应用价值[4]。
关键词：风力发电电能质量控制试验
1 风力发电场电能质量问题
随着我国能源战略的调整，清洁能源已成为社会广泛讨论的话题。作为典型的清洁型发电模式，风力发电已经得到了长足的发展，占发电容量的比重越来越大。但是，大规模风电机组的并网势必带来一些新问题，如电能质量问题，由于风电机组内设置有非线性电气设备，且控制技术较为复杂，将会带来诸如电压波动、谐波等问题，影响着电网的正常运行。风力发电场电能质量的控制与研究工作已经成为一项重要的课题。
本文以电能质量问题为切入点，介绍几种能够应用风力发电场的电能质量控制与试验装置，通过论述，可以为风力发电场电能质量问题研究扩展思路。
2 电能质量控制
近年来，电力系统中的电能质量问题得到了越来越广泛的关注。大量非线性装置的应用是产生电能质量问题的重要原因之一[1]。其中包括调速驱动装置、开关型电源、电弧炉、电子镇流器等等。此外，系统的正常投切操作与故障切除产生的扰动也会影响供电质量。电能质量问题可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差。其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变以及电压暂降与短时间中断等。
电能质量的监测、分析与治理已成为电能供应与利用领域的重要课题。电能质量问题之所以日益引起国内外专家学者的研究兴趣，主要归结于以下几点原因：
①计量问题：劣质的电能质量可能会影响电力计量的精度。
②继电保护：劣质的电能质量可能会引起继电保护装置保护功能的失灵。
③设备的停运：劣质的电能质量可能会引起设备（特别是异步电动机）停机或损坏，导致生产率下降，损害电力用户的经济利益。
④电磁兼容性：劣质的电能质量可能引起电磁兼容性问题和噪声问题。
目前，已有不少高校或科研机构建立了电能质量实验室。电能质量实验室的建立具体服务于三个目的：
①测试设备在电力扰动下的运行状况。
②测试电能质量校正设备对扰动的补偿能力。
③通过与电网连接的装置来判定电力扰动的类型和幅度。总之，电能质量实验室主要侧重于电能质量事件检测与补偿装置的研发。电能质量问题研究依托于电力电子技术的高速发展，随着电力电子变流器控制技术的日益成熟，可以为电能质量问题研究提供宽广的平台。
3 电能质量控制与试验装置
3.1 VSC型电力扰动发生装置（VSC-IG）
为了改善电力系统电能质量，大量电能质量补偿控制装置已接入电网。电压源型变流器（VSC）型电力扰动发生装置是针对于对电能质量补偿控制装置的测试而提出的，该装置简称VSC-IG。通俗地讲，VSC-IG就是一个高精度可控大功率电压扰动发生装置。它能够模拟各种电力扰动波形，便于对电能质量补偿控制装置的测试。在风电场中，VSC-IG还可以应用于风电机组低电压穿越能力的测试。
文献2详细介绍了VSC-IG装置的研制方法，对于该装置，通常需要研究以下几点内容：
①装置的建模。
②装置主电路参数的选择方法。
③装置控制器设计。
④基于仿真软件平台的装置仿真。
⑤装置物理样机的研发与实验。
目前，VSC-IG装置主要应用于电能质量实验，研究电能质量检测与分析方法。
3.2 三相电压型整流器（VSR）
三相电压型整流器是将交流电压转换为直流电压的重要装置，在永磁直驱型风力发电机组中得到了广泛的应用。装置结构如图1所示。
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目前工业中使用三相电压型整流器通常是以半控型功率器件晶闸管作为开关器件的，采用的是相位控制方式。这种类型的整流装置虽然功率因数较高（工业上甚至可达0.99），但是网侧谐波是不可避免。解决该问题的办法通常是在网侧安置电容进行滤波，这样做简单易行，工程上广泛应用，但是同时会带来LC谐振问题。
采用全控型器件IGBT可以有效地解决上述问题。全控器件采用PWM控制技术，PWM的最大优点是其谐波分布在开关频率附近，一般为几千赫到几十千赫，较为容易滤除。通过整流器的闭环控制算法，可以实现网侧电流的正弦化，消除对电网的谐波污染，减少谐波带来的能量损耗。整流器的闭环控制算法涉及较多的自动控制理论与电力电子技术的内容，目前较为流行的是前馈解耦控制算法和反馈线性化控制算法。文献3对相关控制算法作了较深入的研究与分析。
3.3 有源电力滤波器（APFC）
在风电产生和传输过程中，谐波是产生能耗的主要原因之一。供电电压波形的畸变而产生的谐波分量不能被电力用户所用，但是却消耗在线路中，造成了能源的浪费，同时也损害了电力用户的经济利益。
目前使用有源电力滤波器用于谐波治理，通常并联至待治理点，以补偿系统中的谐波电流。谐波的产生工作原理图如下：
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有源电力滤波器检测负载电流的谐波分量，通过控制变流器输入一个与之相反的电流分量来达到补偿的目的。实际上，有源电力滤波器就是一个高功率可控电流源，可以灵活地发出指定的电流值。
3.4 静止无功功率补偿器（STATCOM）
大量无功电流在电网中会导致线路损耗增大，变压器利用率降低，用户电压跌落。无功补偿是利用技术措施降低线损、实现节能的重要措施之一，电网规划，在有功功率合理分配的同时，也必须做到无功功率的合理分布。
无功优化的目的是通过调整无功潮流的分布降低网络的有功功率损耗，并保持最好的电压水平。无功优化补偿一般有变电所无功负荷的最优补偿、配电线路最优补偿以及配电变压器低压侧最优补偿。由电能损耗公式可知，当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。因此，在受电端安装无功补偿装置，可减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，提高电气设备的有功出力。
无功功率补偿装置（STATCOM）的投入一方面改善了投入点的功率因数，同时也可提高接入点的电压水平，是改善风电场电能质量的重要手段之一，工作原理如图3所示。其结构与三相电压型整流器基本一致。理论核心是八十年代日本学者赤木泰文提出的瞬时功率控制理论，通过该理论可以达到灵活控制网侧无功功率的目的。
3.5 统一潮流控制器（UPFC）
统一潮流控制器(UPFC)是柔流输电系统(FACTS)中的一种新兴的、功能最完善控制装置，作为FACTS中最具代表性的一种，UPFC具有非常灵活的控制功能，集调节线路潮流、节电电压、阻抗、相角和无功补偿等众多功能于一体，通过统一控制系统可对电力系统进行实时、有效、快速地控制，其强大的综合控制功能是其它FACTS及传统的补偿装置所无法比拟的。此外，UPFC还能抑制电力系统的低频振荡，改善系统的暂态稳定性，提高线路的传输极限等。UPFC应用于输电网，装置容量较高。这个研究方向具备广泛的前景，目前风电场发电应用于直流输电这一方向正在兴起。
4 结语
本文介绍了几种以电能质量控制为目的的装置，综述了风力发电发展情况，对目前电能质量问题研究进行了阐述。结合国家的相关政策，可以预见，本文所论述的电力扰动发生装置、三相电压型整流器、有源电力滤波器、静止无功功率补偿器和统一潮流控制器在今后风力发电电能质量问题研究中会有很大的应用空间。
参考文献：
[1]韩立.电力节能中的科学方法和政策[C].2007年中国科学技术协会年会论文集.
[2]严干贵，齐磊，李军徽等.可控VSC-IG的研究与实现[J].电工电能新技术，2010，29（4）.
[3]陈涛，严干贵，齐磊等.基于三相电压型变流器的无功功率补偿控制[J].东北电力大学学报，2009，29（4）.
[4]严干贵，齐磊，李军徽等.三相电压型整流器反馈线性化解耦系统的PI控制器参数整定[J].南方电网技术，2009，3（5）.
[5]Alexander Kusko,Marc T.Thompson著.电力系统电能质量[M].科学出版社，2009.
关键词：除盐水箱；密封方式；膜式
Abstract：This paper introduced the current domestic and international relevant tank sealing method, for some commonly used methods, disadvantages are discussed, and directed to a technologically advanced new tank sealing film type flexible floating roof technology, its technical performance and installation, operation, maintenance and other characteristics are summarized . Tuoketuo Power Company Limited through a lot of investigation and evidence collection, decided finally desalting tank isolated air seal is adopted for film type flexible floating roof seal technology.
Key words: Demineralized water tank；Sealing mode；Film type
1、概述
内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司（以下简称托电）化学补给水系统共有4台2200立方米除盐水箱，肩负着全厂8台机组正常运行补给水作用，同时每台机组有一台凝结水补充水箱，为每台机组运行中补水。如此多的水箱，如何保证这些水箱密封良好，不会因二氧化碳、灰尘等污染造成水质劣化进而产生机组汽水系统结垢、腐蚀等问题，是一项非常艰巨的任务。结合国内外的一些成功经验和我厂实际情况，最终确定单层膜式柔性浮顶是一种比较适合我厂的一种水箱密封方式。
2、除盐水箱密封的必要性
为保证机组的安全运行，除盐水箱和凝结水补充水箱内必须储存一定的水量，除盐水平均要在除盐水箱内储存16-24小时，在凝结水补充水箱内储存10-14小时。除盐水在水箱储存过程中，极易受到二氧化碳、氧和灰尘污染。除盐水一旦污染就会使其品质急剧下降，进而造成热力设备的结垢腐蚀。空气中的CO2进入除盐水后立即形成各种含碳化合物（H2CO3、HCO3-、CO32-）除盐水中的这些含碳化合物非常难以清除，即使是向水中加入氨等碱性物质将PH提高，也只是将CO2转化成（NH4）2CO3等含碳酸根化合物，并没有清除CO2，当除盐水进入热力系统后，一旦碳酸分解仍会使热力设备腐蚀，使水中Fe、Cu等含量居高不下。因此对除盐水箱实施密封是十分必要的。
3、除盐水箱密封方法
目前国内外密封方式很多，本文对一些常用的方法的优缺点进行分析探讨。
3.1、缓冲水隔离法
将水箱进、出水连接在水箱底部的一个接口上，用水时优先使用新水，上层陈水起到隔离缓冲作用。
水箱是不断进水和出水的，液体扰动无可避免，缓冲水区无法保持稳定，密封效果无法保证。
优点：无运行成本。
缺点：作用有限，不能解决根本问题。
3.2、密封液密封法
将比重小于1的密封液倒入水箱中，密封液浮于水面上，将水和空气隔离开，以达到密封保持水质的效果。因密封液也会被灰尘等污染，因此应定期更换。
优点：工艺简单，密封效果良好，而且不受容器形状限制。
缺点：该法对密封液的要求很高，它应该有良好的化学稳定性且不能溶于水。降低密封液的成本是该工艺主要问题，国内外市场比较少见。
3.3、氮气方法
将水箱顶部的空气置换为干净的氮气，使水箱内水不与外界接触，从而达到保持水质的目的。因为水箱液位是不断变化的，需要不断补充和排出氮气，对安全设施的可靠性要求很高，一旦安全设施失灵会造成压力过高或真空，从而造成设备损坏。
优点：密封效果良好，在西方国家的设计中常见到这种密封方式。
缺点：对安全设施的可靠性要求很高，消耗大量氮气，运行费用较高。
3.4、碱液吸收方法
在水箱通气管上连接一个容器，内置碱性物质，主要原理是通过碱性物质吸收空气中的二氧化碳，使其不能进入水箱。常用的碱性物质有碱石棉和液体工业碱，碱性物质需要定期更换，冬季要考虑防冻问题。
优点：密封效果较好。
缺点：碱性物质更换不及时会造成水质波动，维护工作量大，冬季要防冻，水箱运行状态要求严格。
3.5、塑料小球密封法
将大量特制空心塑料小球放在水面上，隔绝了水与空气的接触，以达到保持水质的目的。
该工艺20实际80年代引入我国，国内大多数电厂都采用该技术。该产品设计上解决了球与球之间空隙的问题，理论覆盖率95%以上，但在实际运行中不可能达到最佳排列，另外液面波动也会引起球运动，所以密封效果不够理想。
优点：工艺简单，便于清扫。
缺点：密封效果不够理想。
3.6、硬浮顶密封法
水箱内加一套浮顶，使水箱水面与空气隔开浮顶像活塞一样随着水箱下降或上升而浮动。浮顶有软浮顶和硬浮顶之分，硬浮顶有金属浮顶和钢架发泡EPS浮顶。安装浮顶的水箱必须是下进水，水箱结构必须是直筒式。硬浮顶最大的缺点是安装和检修不便，发生故障后检修很困难。
优点：密封效果较好。
缺点：安装和检修不便。
3.7、气囊式软浮顶密封法
软浮顶和硬浮顶一样像活塞一样漂浮在水面。软浮顶没有硬支架所以检修比硬浮顶方便的多。软浮顶有浮块式、
气囊式、单层膜式等。气囊式浮顶最大的问题是气囊漏气，一旦气囊漏气则浮顶下沉，密封破坏。而且气囊漏气后很难检修。
优点：密封效果较好。
缺点：易损坏，难检修。
3.8、单层膜式柔性软浮顶密封法
近年国内市场出现的单层膜式柔性浮顶是一种高分子材料，柔软而有弹性，密度比水小，不需要浮块、气囊等附件就能自然漂浮在水面上，结构非常简单。因为单层膜式柔性浮顶的弹性很好，所以能够和水箱侧壁紧密结合，密封效果优良。在托电进行的密封效果对比试验结果中，我们发现单层膜式柔性浮顶的密封效果明显优于塑料小球密封法，也略优于硬浮顶密封法。而从设备成本上看，单层膜式柔性浮顶的价格还要低于塑料小球。
高分子材料的化学稳定性好，耐酸碱，理论上可使用20年以上。水箱检修时可将浮顶卷起，非常方便。更换一套全新的浮顶也只需要48小时，安装检修都十分方便。
使用单层膜式柔性浮顶的水箱运行过程中水箱水位不可过低，低水位运行时进水水流冲击可能造成浮顶打卷失去密封能力，严重低液位时可能将浮顶吸入出水管造成浮顶损坏和断水。
优点：密封效果较好，成本低，检修方便。
缺点：水位不可过低。
4、结论
综上，除盐水箱的各种密封方式中，以我国近年研制的单层膜式柔性浮顶性价比最高。该密封方式隔绝空气效果好，成本低，运行维护工作量极小，使用寿命长，适用范围广，适合在除盐水箱密封中应用及推广。结合托电的制水情况和水箱特点，单层膜式柔性浮顶可作化学除盐水箱的首选密封方法。
参考文献
【1】DL/T5068-96，火力发电厂化学设计技术规程
