越南焦化余热发电项目孤网稳定运行方案研讨[越南语论文]
资料分类免费越南语论文 责任编辑:Nguyễn Thị
更新时间:2017-06-17
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【摘 要】本文通过工程实践，为提高某钢厂用电的可靠性，提出将电网作为孤网的备用电源，在电厂检修或出现停电的情况时能及时切换至电网供电的解决方案。
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【关键词】孤网运行；低压低周减载；负荷调节；稳定性
1 概述
本工程为越南某集团钢铁项目的2期建设，其用电负荷合计约为80MW，主要依靠越南电网和自身余热发电厂供电。由于越南电网目前容量较小，可靠性差，经常停电；而焦化余热电厂目前只有1台15MW汽轮机配18MW发电机，不能满足钢铁项目的用电需求，即使2期项目投运增加22MW发电能力，总发电量也不足40kW。由于集团自身发电能力的不足，使得当越南电网出现停电时，余热电站也会因为难以承担钢厂的负荷而跳机，造成整个钢厂的停电，对钢铁项目的运行造成很大的作用。因此，提出孤网方案，解决其钢铁项目的供电可靠性，减少停电时间。
2 联网解决方案
2.1 总体思路
通过对业主目前面临问题的略论，我们认为停电的原因并不是由于联网造成的，而是缺乏电网出现停电后，改变运行方式的方法和手段。联网的目的恰恰是要提高供电的可靠性，减少电源波动和负荷波动给电网带来的作用。
电网停电后，钢厂的80MW负荷显然不是余热发电（40MW）能够保证供电的，因此钢厂和电厂的运行方式都必须跟着改变。要保证发电量与负荷的动态平衡，只有这样，余热发电才不会因为“小马拉大车”导致电厂汽轮发电机组因失步而停机。所以解决问题的关键在于如何在电网断电的情况下，改变钢厂和电厂的运行方式？
结合相关孤网运行的经验，推荐采用下面的调节方案：保持原有钢厂和电厂的联网运行的模式不变；即在正常工况下，焦化余热电厂以最优方式运行，提供部分钢厂用电，供电缺口由电网补充供电，电厂处于并网运行模式；故障状态下，当电网110KV侧出现供电中断时，整个电厂将立即转入孤网运行模式，以保证电厂机组的平稳运行，以确保钢厂I类负荷的供电。
2.2 运行方案
2.2.1 负荷平衡
当越南电网侧跳闸或越南电网频率降低造成电厂解列，钢厂在失去电网电源后，应立即联锁跳闸钢厂所有非重要负荷，基本满足负荷平衡。
当110kV电网侧出现跳闸时，钢厂变电站110kV联络线侧的三相电流值为零（可以以110kV联络线线路侧电压信号作为辅助判据），变电站电网断电信号动作；该信号应启动所有的非重要负荷的跳闸回路，即所有非重要负荷将在变电站110kV侧母线失电后无条件瞬时跳闸。据业主统计钢厂共有约80MW的用电负荷，而焦化余热发电机组的发电量共计40MW，除去厂用电与焦化段用电，预计能够向钢厂提供33MW电量；因此，为了保持有功功率平衡，在失去电网电源后，必须切除所有一般负荷和部分次要负荷（总计50MW），保留重要负荷和部分次要负荷（总计30MW）。此时电厂输送电量和钢厂依然维持运转的负荷基本接近，可以保证电厂在第一时间与钢厂能够构造一个功率基本平衡的区域，电厂机组运行不会由于负荷的严重的不平衡，而被迫停机。
2.2.2 切换汽轮机的控制模式
并网运行与孤网运行区别较大，为了适应孤网运行的的特点，汽轮发电机组的调节方式必须由负荷调节转变为频率调节，要求汽轮机的调速系统具有符合要求的静态特性、良好的稳定性和动态响应特性，以保证在用户负荷变化的情况下自动保持电网频率的稳定。运行人员关注的问题不再是负荷调整，而是保持孤网频率稳定，使之维持在额定频率的附近。
孤网运行是否稳定，主要在于如何减少孤网内不平衡负荷发生的频次以及不平衡量，这种控制和调整将在汽轮发电机组的外部进行，由低周低频减载装置和负荷调节装置来完成；从汽轮机自身的角度出发，是要加强汽轮机调速系统的适应能力和汽轮机本身的抗干扰能力。
对汽轮机调速系统的优化措施主要有：
（1）引入孤网运行信号，优化DEH（数字电液控制系统）控制逻辑；
（2）在DEH中将与一次调频相关的转速采样、转速三值优选、一次调频计算、调速指令输出都设置为快速运行方式；
（3）增加快速二次调频功能（动态调频），当出现孤网运行或快速减负荷（FCB）时，能迅速稳定电网频率；
（4）提高OPC的动作值，提高系统承受负荷不平衡量的能力，使孤网运行的稳定性增强。
在对汽轮机调速系统进行优化的同时，也要调整汽轮发电机组的输出功率，受电网负荷和发电容量的限制，发电机组不能处于满发状态，最好运行在90%的运行工况下；即在形成孤网的瞬间，向重要负荷供电的电量加上厂用电量不能超过机组额定容量的90%，当负荷发生波动后，发电机组可以增加出力，从而达到孤网内功率负荷平衡的目的。
2.2.3 投入低压低周减载装置与负荷调节装置
孤网运行时，当汽轮发电机组最大出力不能满足用电负荷要求时，仅仅依靠发电机组的调节能力，是无法让孤网稳定运行的；我们建议在电厂联络线端装设低压低周减载装置，当孤网频率低于动作值时，切除部分次要负荷，以稳定整个孤网的运行。
低压低周减载装置具备如下功能：
（1）测量装置安装处两段母线电压、频率及它们的变化率；
（2）在孤网由于发电机组有功输出不足引起频率下降时，装置自动根据频率降低值切除部分次要负荷，使发电机组的发电量与负荷重新达到平衡；
（3）当发电机组功率缺额较大时，该装置具有根据df/dt判据加速切负荷的功能，在切第一轮时可加速切第二轮或二、三两轮，及时阻止频率的下降，防止出现频率崩溃；
（4）在孤网运行时由于无功不足引起电压下降时，装置自动根据电压降低值切除部分电力用户负荷，确保系统内无功的平衡，使电网的电压恢复正常；
（5）当孤网运行电压下降太快时，可根据dU/dt判据加速切负荷，及时防止系统电压的继续下降，避免发生电压崩溃，并使电压恢复到允许的运行范围内； （6）该装置还设有df/dt、du/dt闭锁功能，以防止由于短路故障、负荷反馈、频率或电压的异常情况可能引起的误动作。
孤网运行时，低压低周减载装置可以解决电厂发电量不足时的电量平衡问题，但关于钢厂甩负荷的情况，就只能依靠汽轮机的调速系统的调节能力。孤网内负荷不平衡量影响于汽轮机的转子，强迫改变转子转速，进而使孤网频率发生变化。孤网稳定时，如果频率波动设定不超过±0.5Hz，孤网内汽轮机可以调节最大负荷不平衡量不超过11.5%。如果出现钢厂大容量负荷（如高炉风机约5MW）停机，越南语毕业论文，则汽轮机的调节能力显然不能满足要求；建议考虑采用孤网负荷调节综合控制系统。该系统是专门针对公司的自备电厂，在不并网的状况下，因电力负荷的波动冲击使发电机组不能稳定运行的问题，成功实现公司自备电厂孤网运行。 由于电能是不易储存的，尤其是大容量的电能的储存就目前的科技水平而言，还不能够实现，现在国外一种新技术能将小功率电能转化为磁能进行储存，但对大容量电能是无能为力的。因此要求在孤立电网中，发电量要始终保持与负荷平衡，但由于钢厂的负荷是波动的，有些场合波动幅度还很大，而锅炉、汽轮发电机组对负荷波动的反应并不是瞬时的，而是存在一定的延迟，因此如何在负荷的波动过程中，将不平衡电量产生的能量消耗掉，是孤网运行必须要考虑的问题；这样就产生了可长期稳定运行的负荷调节装置。
负荷调节装置的原理在于，由于单机运行或孤网运行时，电源频率随负荷变动而变动，导致负荷变动时，孤网频率波动量大，机组不能正常稳定工作。当负荷波动量为△W时，越南语毕业论文，如果有一个能够存储和释放△W电功率的装置，并联在孤网运行的电网中，实时调整△W使其与负荷波动量△W相当，即可使汽轮发电机组按原先设置的等功率发电量运行，孤网频率就不会受或较少受负荷波动的作用，这样就解决了网频随负荷变化而变化的问题。
该技术采用能量循环综合利用办法进行调节负荷，即将电厂由于负荷波动产生的不平衡的电能转换成电厂发电所需要的热能（如锅炉给水），减少电厂的燃料消耗，达到循环利用能源的目的；这样既不浪费能源，又可以解决负荷频繁、大范围波动时发电机组稳定运行问题，一举多得，做到无网支撑、无忧运行、能量循环、经济保障。
3 总结
孤网运行的重点是保证重要负荷的供电可靠性，孤网运行的关键问题就在于保持机组的转速和电压的稳定，而保持机组的转速和电压稳定的关键就是负荷平衡。本方案融合国内当前孤网运行最新的技术发展，结合我司在国内及印尼多个项目的实践经验提出的，希望能帮助解决其他钢厂及电厂运行中存在的问题。 |
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