国家电力法规规定,,任何发电厂不得私自销售非同一企业法人单位用电。而对用电单位和发电单位是同一法人代表或同属一集团公司的情况则鼓励企业自备电厂自给自足。电网公司同属企业,而不是政府机构,无权对自备电厂进行制裁。由于长期以来没有孤网运行技术,在电厂建成之后不得不与电网相接才能可靠运行,形成了自建电厂而受制于电网公司的定势。详见《中华人民共和国电力法》第十三章,第二十二章。随着电力改革的进行,越来越多的企业自办电厂自足自用,随时着孤网运行技术的成熟和推广也使得很自备电厂采取孤网运行方式或者是具备事故状态下与外网断开能孤网运行。
一、自备电厂孤网运行的重要性
二、孤网简介
1、 孤立运行的小网,称为孤网,孤网可以分为下列几种情况:
中有几台并列运行,单机与电网容量比超过8%,称为小网。
中只有一台机组供电,称为单机带负荷。
甩负荷带厂用电,称为孤岛运行工况,是单机带负荷的一种特例。
2、孤网运行的特点
发电机组的总发电量略大于或等于企业用电量。
3、孤网运行的适用范围:孤网运行主要是为了解决高耗能矿热炉冶炼企业负荷波动大、运行 不稳定、三相电流不平衡的问题,因此适用于硅铁、电解铜、电解铝、电石、 黄磷、烧碱、焦化、锌冶炼等企业的自备电厂。
三、孤网运行具备的条件
1、发电机出口开关、外网联络开关保护和定值合理。
2、电气保护具备低周减载、外线跳闸减载功能。
3、用电系统中产生的高次谐波造成保护系统灵敏度降低因而有高次谐波吸收装置。
4、励磁系统具备强励功能。
5、低压用电系统有应对欠压脱扣的措施,防止低压控制系统停电。
6、DEH具备良好的一次调频能力并投用,孤网运行一般转速不等率在5%。
7、转速从103%提高到105%OPC动作,以利于一次调频及时控制转速,使机组减少振荡,快速恢复平稳运行。
8、DEH具备机组甩负荷能快速稳定控制汽轮机转速功能
9、热工电源、保护电源、UPS电源工作正常,切换正常,DCS系统冗余切换正常。
10、控制室设重要设备启、停按钮使用正常可靠。
11、机组基础自动在事故状态下尽可能具备良好控制品质:风烟系统、给水、燃料、减温水、除氧器液位、凝汽器液位等。
12、热工保护定值合理动作正常。
13、机组运行正常无设备系统缺陷。
14、燃料、除盐水供给正常。
15、事故照明、消防器材随时可投用。
16、做好《事故预想和处理预案》以及《“黑启动”应急预案》。
四、孤网运行改造优化的方向和新技术
1、机组自动化程度提高,随时控制技术的发展和设备可靠及精度的提高,很多75t/h锅炉及以上实现了风烟、给水、减温水、燃料的自动。无论是单元机组的孤网运行还是母管制下的主汽压力控制都有一个很好的水平。在甩负荷的孤岛运行工况下实现快速降锅炉负荷比如跳磨煤机、给煤机、给粉机、投油枪,远比运行人员操作可靠安全稳定。可以将一些大机组的FCB、RB的理念植入。
2、DEH功能拓展和增强,具备机组甩负荷可以快速稳定的控制汽轮机转速。这里涉及到了DEH控制系统软件的优化,汽轮机油系统,调速系统,各方面的优化改造以适应孤岛运行要求。
五、孤网运行良好可靠运行的验证过程
1、按照孤网运行设计要求进行改造和优化后的静态试验和参数预设。
2、汽轮机启动过程中调整转速控制PID参数使达到DEH设计控制精度。
3、机组正常运行一次调频投用后的试验和参数调整。
4、机组80%额定负荷下5%-50%不同负荷用电用户做负荷快速变动,根据一次调整和机组整体 的负荷响应能力进行参数调整和控制策略优化。
5、机组50%额定负荷下甩负荷孤网运行试验。
6、机组100%额定负荷下甩负荷孤网运行试验。
下面是某厂的孤网运行的试验过程仅供参考:
第一步:控制精度试验
机组孤网稳态运行状态下,转速控制精度由原来的±3rpm降到±1.5rpm,达到了DEH控制系统设计要求。
第二步:一次调频特性试验
在机组孤网稳态运行状态下,低负荷时采用大负荷扰动方式,当机组电负荷4.6MW时,增开一台循环水泵,机组在瞬间增加600KW的情况下,汽机转速上下波动的最大幅度小于20r/min,且能迅速稳定,表明控制系统的一次调频能力较好。
第三步:实际验证外电网失电后机组的孤网运行能力。
六、孤网运行的注意事项
1、孤网运行时发电机的相关操作
单机孤网运行时可以采用零起升压或单侧无压两种方式送电;
2、孤网运行时厂用自备电源及用电设备的启动、停止操作
厂用自备电源。a.一般企业大都采用备用柴油发电机作为启动电 源或应急电源。b.就近和其他企业取得联系, 在应急情况下,由其他电源做为厂用自备电源。
3、孤网运行注意事项
当有几台发电机组并列运行时,要尽量使小容量机组抱持负荷稳定,让单机容量较大的机组担任调整任务。
启动、停止大容量用电设备要事先取得联系,做好准备,防止出现事故。
通过对企业自备电厂孤网运行的概念、重要性、具备的条件、改造和优化的新技术及运行注意事项全面分析总结来看,中小企业的自备电厂实行电厂孤网运行优化改造是非常可行的,有利保障企业安全稳定经济运行。