分布式林電在林區(qū)電力工業(yè)中的應(yīng)用

張越

傳統(tǒng)發(fā)電能源存在一定的缺陷，原料構(gòu)成以及存在都可對其進行集中體現(xiàn)，這一可進一步明確可再生生物能源的整體優(yōu)勢。在現(xiàn)代能源工業(yè)中，可再生生物能源以及林業(yè)能源占據(jù)的地位相當重要，這也是分布式林電技術(shù)形成的基礎(chǔ)與前提。在此基礎(chǔ)上，我國傳統(tǒng)的能源工業(yè)結(jié)構(gòu)可得到較為明顯的優(yōu)化，林業(yè)能源工業(yè)落后的局面可得到有效改善。在利用林電技術(shù)的基礎(chǔ)上，能源開發(fā)最大價值可得到充分發(fā)揮，其發(fā)展前景與空間相當廣闊。

受到傳統(tǒng)經(jīng)營思想以及經(jīng)濟體制的影響，我國天然林資源覆蓋面積大面積減少，這是導(dǎo)致領(lǐng)取企業(yè)經(jīng)濟出現(xiàn)危困問題的主要原因。為在真正意義上實現(xiàn)對上述現(xiàn)象的解決，我國開始進行大力度的天然林保護工程。這對林區(qū)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)來說是一個相當重要的調(diào)整，需要在大力發(fā)展替代產(chǎn)業(yè)的同時實現(xiàn)對新經(jīng)濟增長點的科學(xué)尋找。林電技術(shù)是指再次利用木材以及木材剩余物，通過相應(yīng)的設(shè)備以及輔助技術(shù)，將其轉(zhuǎn)換為煤氣以及電能等資源。將更多能源提供給人們。

一、林業(yè)能源在現(xiàn)代能源工業(yè)中的重要地位

首先，木材是生物質(zhì)能源的一種，是四大基礎(chǔ)材料中唯一可以再生的資源，又是生物質(zhì)能源中燃燒值最高的材料（約為12000kJ/kg），運輸和儲存都遠遠優(yōu)于農(nóng)業(yè)秸稈，而且沒有季節(jié)性生產(chǎn)的問題。自英國和瑞典科學(xué)家提出利用清育林產(chǎn)生的剩余物發(fā)電產(chǎn)生經(jīng)濟效益進而促進清育林和森林生態(tài)恢復(fù)的理論以來，北歐和英國一直在進行大規(guī)模的林電普及工作。美國科學(xué)家也對木材發(fā)電投以關(guān)注的目光，近年來為發(fā)展此項技術(shù)已投資上百億美元。

其次，從環(huán)保方面考慮是木材能源被重視的主要原因。木材發(fā)電廠在作業(yè)過程當中一樣會排出煙霧，但是淺灰色的煙主要是由水和草木灰組成，并沒有硫化物存在，不會對環(huán)境造成較為嚴重的影響，尤其是燃燒后的灰分還可以作為原料進行使用，鉀肥一般都是利用燃燒后的灰分制作。在經(jīng)濟發(fā)展的大力推動之下，人們生活水平在原有基礎(chǔ)上得到較大幅度的提升，人們對環(huán)境質(zhì)量提出越來越高的要求，在利用開發(fā)林間剩余物的同時，森林更新以及美化環(huán)境的目標得以逐步實現(xiàn)。天然、無毒以及環(huán)保是林電技術(shù)的明顯優(yōu)勢與特征，不僅實現(xiàn)對能源工業(yè)需求的符合，同時也可利用自身的高性能優(yōu)勢，實現(xiàn)對可再生能源原料發(fā)展的進一步推動。

最后，由于林業(yè)能源開發(fā)適合天然林保護林區(qū)、商品林和能源林林區(qū)、高山?jīng)]電的林區(qū)等地區(qū)，林電能源市場附加值大、綜合效益高，避免了傳統(tǒng)發(fā)電原料可再生利用率低、能源資源浪費大、遠距離輸送效益低的弊病。新型林業(yè)能源的開發(fā)具有極為廣闊的發(fā)展前景，在現(xiàn)代能源工業(yè)中將占據(jù)重要地位口]，甚至可以說是一個國家能源工業(yè)是否和諧發(fā)展的重要標志，也是國家能源工業(yè)國際競爭力的體現(xiàn)。

二、分布式林電技術(shù)的應(yīng)用

1.分布式林電技術(shù)定義和特點

（1）偏遠的山區(qū)以及林區(qū)是分布式林電電源建設(shè)的主要位置，與主變電站之間距離較遠。主變電站在控制電壓時面臨一定阻礙，甚至?xí)霈F(xiàn)不能實現(xiàn)的問題。為在真正意義上實現(xiàn)對就近供電目標的滿足，需要對DFGS進行使用。外電網(wǎng)向林區(qū)送變電過程當中會出現(xiàn)一定程度的損失，這部分損失都可得到較為明顯的改善，將線損控制在最低范圍之內(nèi)。

（2）如果接于饋電線的DFGS容量額定值大于饋電回路的總負荷量，通過降壓變壓器的潮流將反向，致使變壓器低壓側(cè)成為電源，能實現(xiàn)向林區(qū)外的反向供電。電網(wǎng)的損耗主要取決于系統(tǒng)的潮流，DFGS可能增大也可能減小系統(tǒng)損耗，取決于DFGS的位置、DFGS容量與負荷量的相對大小以及網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)等因素。

（3）可將DFGS視為備用電源，在輻射狀電網(wǎng)中，通過機械或電力電子轉(zhuǎn)換開關(guān)將DFGS作為備用電源投入，對大電網(wǎng)起到調(diào)峰作用。

（4）DFGS聯(lián)網(wǎng)運行可能引起系統(tǒng)電壓和頻率的偏差、電壓波動和閃變等問題。綜合考慮系統(tǒng)峰荷特性和用戶消費電力的斷續(xù)頻率，分析電網(wǎng)的故障水平、DFGS供電能力不同而導(dǎo)致的穩(wěn)態(tài)電壓偏移、暫態(tài)電壓閃變、電壓波形畸變、相電壓不平衡以及并網(wǎng)點短路容量等因素，提高分布式林電電能質(zhì)量是分布式林電技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。

2.林電技術(shù)對我國林區(qū)能源結(jié)構(gòu)影響的定性分析

目前，我國已成為世界第二大能源生產(chǎn)國和能源消費國。2005年全國能源消費總量為22.2億t標準煤，其中煤炭消費量占到68.9%。石油進口量大幅度增長，2005年進口原油1.3億t，石油的對外依賴度達到了42.9%?？梢钥隙ǎS著我國全面建設(shè)小康社會及現(xiàn)代化目標的實現(xiàn)，能源需求必將持續(xù)增長。利用林電技術(shù)提高我國森林資源中未利用的80%-90%的生物質(zhì)能源利用率，是我國后備能源基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。向偏遠林區(qū)送電存在效益低、遠距離電壓穩(wěn)定性不好、沿程損失大等問題。而分布式林電技術(shù)可以有效地解決這些問題，作為一種新興的、具有競爭力的發(fā)電方式，分布式林電必將在我國現(xiàn)代林區(qū)能源系統(tǒng)中占有越來越重要的地位?？梢灶A(yù)見，林電技術(shù)將是21世紀林區(qū)能源工業(yè)發(fā)展的主要方向。

3.分布式林電技術(shù)推動林區(qū)電力工業(yè)發(fā)展的展望

我國林業(yè)科技的投資不足，使得中國林業(yè)生產(chǎn)綜合能力只相當于發(fā)達國家的20%。而林業(yè)科技進步是當今林業(yè)變革中最重要的因素之一。在國家天然林保護工程的促進下，我國森林覆蓋率持續(xù)增長，大批天然林和人工商品林進入清林、育林和間伐輪伐期。用清育林和間伐剩余物開發(fā)林電的最主要用途將是替代傳統(tǒng)化石類液體能源和輸送給林區(qū)的能源。通過開發(fā)分布式林電網(wǎng)絡(luò)，能夠充分利用林區(qū)的資源，可以為天然林保護地區(qū)的林場職工提供就業(yè)和生存的機遇，有助于社會安定，符合國家的產(chǎn)業(yè)政策。利用林電效益可以加快我國森林資源恢復(fù)，通過高效間伐和全面清林促進林區(qū)的生態(tài)循環(huán)，降低林業(yè)可再生能源開發(fā)的原料成本，大幅度提高我國森林的全樹綜合利用率。隨著林電環(huán)保和綠色消費理念的增強，分布式林電技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。

綜上所述，現(xiàn)階段我國工業(yè)化以及城市化速度相當迅猛，能源需求量呈現(xiàn)出逐年增加的狀態(tài)，資源與環(huán)境對社會經(jīng)濟發(fā)展提出越來越高的要求。實現(xiàn)對可再生能源的開發(fā)與利用，是順利開展資源節(jié)約型以及環(huán)境友好型社會建設(shè)的重要前提，不僅可從根本上實現(xiàn)對能源問題的逐步解決，也可進一步推動經(jīng)濟與社會的可持續(xù)發(fā)展。在改變傳統(tǒng)能源工業(yè)結(jié)構(gòu)方面，林電技術(shù)起著相當重要的作用?？赏ㄟ^扭轉(zhuǎn)落后工業(yè)局面的方式，實現(xiàn)對能源最優(yōu)價值的充分發(fā)揮。

（作者單位：157100黑龍江省大海林林業(yè)局）