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硕士毕业论文:电站110千伏线路工程的电力需求及环境可行性分析

来源:985论文网 添加时间:2020-08-10 13:59
摘 要

    本文在梳理已有文献成果和可行性研究相关理论的基础上,结合项目概况和常州电力系统现状,对常州未来八年的用电负荷进行预测,总结概括出项目建设的必要性;从项目技术可行性、经济可行性和社会环境可行性的角度出发,论证该线路工程项目的可行性;利用专家意见法、层次分析法和模糊综合评价法并考虑项目的技术风险、管理风险和环境风险对项目进行综合评价。研究发现,项目具有充分的建设必要性;技术方案的线路设计、沿线水文地质条件、铁塔与基础施工方案、电气工程方案均具有较高的技术可行性;项目的净现值大于零,内部收益率大于行业基准收益率,且静态和动态投资回收期满足要求,具有较高的经济可行性;项目具有重大的行业示范意义,对当地经济有重要的推动作用,同时项目建设符合环境审查的要求,具有较高的社会环境可行性;项目综合评价结果显示,有 43%的专家认为该线路工程项目综合评价为“优”,33%的专家认为该线路工程综合评价为“良”。因此,本项目综合可行。
   
    关键词
:盐穴压缩空气储能电站;110 千伏线路工程项目;可行性研究;层次分析法;模糊综合评价

第 1 章 绪论
 
    1.1 研究背景及意义
   
    1.1.1 研究背景

   
    电力行业关系国计民生,是支撑科技进步和社会繁荣的关键行业。国家能源局发布数据显示,2018 年全国全社会用电量为 68449 亿千瓦时,同比增长 8.5%,增速创近七年来新高。为了满足日益增长的电力消费需求,我国注入了大量资金进行电力基础设施建设,电力行业的投资规模迅速扩大。在国家能源战略的背景下,我国“十二五”期间投建了较多的可再生能源发电项目,然而相关项目容易因可再生能源固有的间歇性而出现消纳困难、严重弃风弃光等问题,项目投资效率低,无法有效调节我国电网峰谷差。由国外先进经验可知,大规模储能技术可以平滑新能源的波动性,调节能量供求在强度、空间、时间和形态上的不匹配性,显着提升光、风等可再生能源的消纳水平。因此,大力发展储能产业,成为我国能源结构转型和电网削峰填谷的重要选择。为促进储能产业发展,中央与地方颁布了许多文件,如国家发改委等五部委颁布的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》、国网江苏发布的《用户侧储能并网管理规定(试行)》等,储能产业正迎来蓬勃发展。
   
    目前主要有三种较为成熟的大规模储能技术,分别为蓄电池储能、抽水蓄能和压缩空气储能。蓄电池储能转换效率高且响应迅速,但造价较高、寿命较短、存在环保问题,无法大规模应用。抽水蓄能技术效率高、成本低、技术成熟,但其建设需要丰富的水资源,同时受到严苛的地理、生态条件限制,同样无法大规模推广。压缩空气储能技术可靠、储能容量大、运行寿命长、成本较低,在三种技术中最具发展和应用前景,也是我国正在进行技术攻坚的重要领域,已建成和在建的项目共计数十个。
   
    为进一步落实电力发展“十三五”规划,试验示范电力系统储能新技术,国家能源局批复立项了我国首个压缩空气储能领域的国家示范项目——中盐金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目,这一项目既意味着巨大的机遇,也意味着巨大的挑战,如何设计出更科学合理的技术和方案、确保项目各项指标均实际可行成为项目管理人员的关键任务。因此,在这样的现实背景下,为确保盐穴压缩空气储能国家试验示范项目的成功落地,最大化项目的投资效率,本文以常州盐穴压缩空气储能电站 110 千伏线路工程项目(下文简称常州盐穴电站 110 千伏线路工程项目)为研究对象,针对这一项目进行科学、严谨、细致的研究。依照可行性研究的主要内容,深入分析项目方案的技术可行性、经济可行性、社会环境可行性以及可能存在的风险因素,并在此基础上构建该线路工程项目的模糊综合评价体系,以论证该项目的科学性和可行性。
   
    1.1.2 研究意义
  
    本文以常州盐穴电站 110 千伏线路工程项目为研究对象,深入分析项目方案的技术可行性、经济可行性和社会环境可行性,并在此基础上对项目进行综合评价。
   
    (1)有助于项目的成功落地、最大化项目的投资效率。这一项目作为国家试验示范项目,具有重大的社会、经济价值。项目可行性研究有助于项目管理人员深入分析项目方案的各种可行性,进而选出最优的投资建设方案,确保项目的成功落地,同时最大化项目的投资效率,也为后续相关项目的开展提供可参考的实践经验。
   
    (2)丰富了输变电工程项目可行性研究的研究成果。本文以常州盐穴电站110 千伏线路工程项目为例,深入分析项目方案的技术可行性、经济可行性和社会环境可行性,并运用层次分析法和模糊综合评价对项目进行综合评价。本文为其他同类型项目的可行性研究提供了可参考的思路及研究框架,丰富了输变电工程项目可行性研究的研究成果,有助于推动输变电工程项目管理的进一步研究。
   
    1.2 国内外研究现状
   
    1.2.1 国外研究现状

   
    项目可行性研究(Feasibility Study)由美国学者于 1930s 初期提出,这一方法最初被应用于田纳西河流域的开发,帮助项目取得了非常好的经济效益。随后,可行性研究不断被推广与应用于不同的领域,并逐步成为项目管理的重要环节之一。随着社会经济的发展和学科的不断完善,原本作为边缘学科的可行性研究不断得到推广和完善,形成了完整的体系。20 世纪 80 年代之后,可行性研究已渗透到各个领域,成为重要的项目管理手段。学者们围绕可行性研究形成了丰硕的研究成果,主要集中风险分析、不确定性分析和项目评价等方面。研究成果包括Robert 的《相关事物的风险决策分析》、Muiliolland 的《项目建设期的风险评估》、George 的《不确定因素下非线性权值的决策》、James Esmith 的《对经济指标的使用分析》等等。Myer 于 1987 年编写出版的《实物期权法》提出了重要的决策分析方法——层次分析法(AHP),这一方法后来成为重要的可行性研究分析方法,标志着可行性研究的进一步完善。
   
    国外学者对于输变电工程的可行性研究主要从两个角度入手:新技术应用研究和现有技术改进研究。其中,新技术应用研究主要聚焦理论层面,关注输变电工程实践过程中新技术的引进和完善,而现有技术改进研究则从实际的输变电工程项目出发,注重分析现有技术的改进方案和实际效果。
   
    在新技术的应用方面,Rodriguez 等(2017)的研究表明,随着电力电子设备在电力系统的广泛应用,电能的传输和转换效率显着提升,电力系统的灵活性与调控能力也得到进一步增强,这一结论也得到了 Maza-Ortega(2017)的证实。Ariff 等(2016)研究发现,继电保护系统自适应能力的提升得益于人工智能技术的应用,自适应能力提升后的系统可承受较大范围的运行方式改变。
   
    Shafiq(2015)的研究表明,随着在线监测技术的不断完善和传感器的不断精密化,在线监测技术正逐步发展为一个高可靠、高智能的技术体系。Yang 等(2018)指出,最低成本的电网安全运行方案需由调度人员求解电网优化运行方案得到,但当前用电负荷不断增长,电网运行逐步逼近极限,如何运用新技术进一步扩大电网的运行安全域成为亟待解决的问题。Liu 等(2015)提出了基于线路故障短时增容安全约束的多阶段调整经济调度办法,提升了电网运行的安全性与经济性。Chen 等(2014)以多区域风火的协调优化调度问题为例,改进了联络线的传输极限容量约束,并取得了预期的效果。Liu 等(2016)分析了非同步采样和谐波干扰对电抗器功角测量可能产生的影响,并运用实例进行了验证。
   
    在现有技术的改进方面,在建立稳固的“系统保护”体系思想的基础上,有学者提出了广域保护系统(WAPS,即 WideArea Protection System)和特殊保护系统(SPS,即 Special Protection System)。也有学者从气象因素出发基于输电线路时间相依构建了故障率模型,用以评估电网元件故障给电网运行带来的风险,进而达到灾害天气下的故障预警效果。为了避免电力电子元件出现过压、过流、过热等情况,有学者提出采取限流等安全措施以防止击穿情况的发生。也有学者基于电网安全管理与监测的考虑,不断推广应用同步相量测量装置技术,已获得丰富的实际运行经验。也有学者从解决干式空心电抗器的稳定运行问题出发,基于 IEC 61850 标准建立了干抗匝间短路故障在线监测系统,监测系统分为站控层、过程层和间隔层。
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