●規(guī)劃與設計生物質發(fā)電廠接入系統(tǒng)的研究與設計Studying and Design of Connecting to Power System for Biology Material Power Plant東南大學電氣工程學院時斌The Electric Power College of esu Shi Bin摘要:根據地區(qū)負荷分布和電廠合理供電范圍,研究最佳接入系統(tǒng)方式,并提出系統(tǒng)運行對電廠的技術要求,完成對秸稈電廠接入系統(tǒng)的設計。Abstract: Based on area load distribution and reasonable power supply range for power plant, study out the bestconnected into power system, and provide technical operating requirement for power plant, in which the straw is fired,completed the power plant design for connecting into power system.關鍵詞:秸稈電廠接入系統(tǒng)負荷預測潮流計算暫態(tài)穩(wěn)定Key words: Straw fired power plant Connected into power system Load forecast Power flow calculation Transientstability中圖分類號:TM732文獻標識碼:B1緒論濟條件使用秸稈、煤炭、石油液化氣和少量的沼積極推進生物質能源的開發(fā)和利用,對于調氣。近年來,隨著農村居民生活水平的提高,麥整優(yōu)化我國能源結構,緩解常規(guī)化燃料資源短缺收后大量秸稈殘留在田間,為趕季節(jié)不得不在田帶來的能源供應不足具有非常重大的意義。利用間直接焚燒,不僅嚴重地污染當地環(huán)境,又產生秸桿發(fā)電,是大力發(fā)展循環(huán)經濟,利用可再生資了資源浪費。規(guī)模化秸稈發(fā)電作為一項新技術源來轉變經濟增長方式,從根本上緩解資源短缺是我國開發(fā)生物質秸稈發(fā)電技術的一個主要課和環(huán)境壓力的重要戰(zhàn)略舉措,是生物質可再生能題,也是我國能否有效利用生物質能源的關鍵。源規(guī)模化發(fā)展的示范項目,是綠色能源項目,并2電廠接入系統(tǒng)方案的提出且符合國家既定的“調整優(yōu)化能源結構,推進可為了合理地充分發(fā)揮各級電壓網絡地傳輸效再生能源發(fā)電,降低對煤的依賴”方針政策。同益,一般來說,不同容量的電廠(負荷)應當分別時,由于江蘇電網電源結構單一,以火電為主,接到相適應的電壓網絡上。電廠接入系統(tǒng)設計的可開發(fā)的煤炭資源比較匱乏,并且缺乏水力資任務是根據負荷分布和電廠合理供電范圍,研究源,一次能源主要靠外省供給,火電用煤需大量電廠最佳接入系統(tǒng)方式(包括電壓等級及出線回路從外省運入,而且常規(guī)火電廠的建設不僅受到電數)、電廠送出工程相關網絡方案、建設規(guī)模及無煤運力的限制,還受到較大的環(huán)保壓力,因此建功補償配置,并提出系統(tǒng)運行對設計電廠的技術設一定規(guī)模的新能源電廠有利于整體資源的優(yōu)要求(如穩(wěn)定措施、調峰、調頻、調壓設備的規(guī)范化,符合電源結構的優(yōu)化配置。及發(fā)電機的進相及調相能力等)。本文以江蘇省某地區(qū)為例,該地區(qū)的燃料結根據《江蘇省04-220kV電網建設技術導構存在著工業(yè)以煤炭為主,而居民則按不同的經則》,中、小電源接入10kV系統(tǒng)的方式及安全(上接第66頁量系統(tǒng)的準確性,充分體現(xiàn)出在安全性能、維護信,便于后期工程的擴容改造。整個變電站電纜成本方面的優(yōu)勢。溝幾乎沒有控制電纜和模擬量傳輸電纜,取而代A站按數字化變電站來設計,其目的是將其之的是光纖。同時,電子式互感器取代了傳統(tǒng)的電磁式互感器,從根本上解決了互感器在電流作結凵中國煤化工累各種經驗,總CNMHG、運行、維護和電壓信號傳輸到二次設備時和處理過程中所產生管理的各秤規(guī)池,為揭陽電網數字化變電站的推的附加誤差,大大提高保護系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、計廣和應用做好準備。生物質發(fā)電廠接入系統(tǒng)的研究與設計措施為:表2電廠周邊0k變電所負荷預測單位:MW1)地方發(fā)電廠裝機總容量為25MW100MW時宜采用110kV電壓接入系統(tǒng)方式;35kV側l10kV一號變2)電廠接入系統(tǒng)一般應為雙回路線接入同一10側314638個220kV變電站的110kV母線,如距離較遠,亦可110kV二號變就近接入條件適合的110kV變電站110kV三號變0kv側1783)接入系統(tǒng)應進行穩(wěn)定計算,考慮配置必要些電源裝機,但這些電源裝機不足以滿足地區(qū)的繼電保護和安全自動裝置,并選擇合適低周低用電需要,即使考慮本電廠所發(fā)電力,該地區(qū)仍壓解列點;然需要從220kV電網受進較多的電力。因此,本4)接入系統(tǒng)線路應考慮全線快速保護對于生物質能電廠接入系統(tǒng)方案的設計,首項目的電力完全可以在該地區(qū)10V及以下電網就地消化。此外,根據對該地區(qū)某地周邊三個先應進行負荷發(fā)展預測,從已知的地區(qū)用電需求10kV變電所的負荷預測可見,本項目的電力可出發(fā),結合各種相關因素,對未來需求量(功以就近供電廠附近地區(qū)的負荷率)和未來用電量(能量進行預測。然后,進行地根據電廠廠址位置及電網狀況,電廠周邊的區(qū)電力電量平衡,確定新能源的開發(fā)建設以適應三個l10kV變電所均可供接入,其中一號變的主地區(qū)資源開發(fā)時電力的要求。最后根據該電廠周邊電網狀況,提出了該秸稈電廠接入系統(tǒng)的方變容量為2×31.5MVA,電壓等級為11035/10kV,案,包括送出電壓等級,出線回路數,電站電氣110k母線為單母線結線,35kV為雙母線帶旁主接線等。路,10kV為單母線分段帶旁路結線。它的條件最本文采用指數平滑法進行負荷預測。該方法優(yōu),因此考慮1k一號變?yōu)殡姀S接入系統(tǒng)點,不但可以平滑隨機性和修正傾向性,而且還包括鑒于電廠只有1臺發(fā)電機組,且無遠景規(guī)劃,因此了一個處理季節(jié)性的附加參數,因此它能用于對考慮電廠采用發(fā)-變一線組接線形式,即電廠升既有傾向性變動趨勢又有季節(jié)性變動趨勢的時間壓至0kV(35kV)電壓,以1回110kV(3kv)線路序列進行預測。接入1l0kV一號變10kV3kV)母線(以下簡稱表1該地區(qū)電網電力平衡單位:MW110kV3kV電廠線),新建10kV(35kV)線路約l10kV(3kv)線路備用間隔1個,可供電廠接入。裝機2713潮流和短路電流計算風電廠100210210結合常用潮流計算數學模型在 PSASP潮流計某熱電廠3636秸稈電廠算程序中的應用,進行潮流計算以便對方案1和方發(fā)電出力133122656226562案2進行比較,并依據比較兩個方案在短路電流水電力盈虧183181044835448平上的差別校核電網現(xiàn)有設備5電力盈引風電停)42831843148564本文采用 PSASP作為后續(xù)計算的主要工具。主:秸稈發(fā)電廠考慮廠用電率為10%。某熱電廠考慮廠用電率8%。PSASP首先確定潮流計算的基礎方案,即定義待風電廠不考慮廠用電。計算電網的規(guī)模、結構和運行方式,以便從已建根據江蘇某縣的電力發(fā)展情況及電網建設情立的電網基礎數據庫中抽取數據,建立潮流計算況,對該縣l10kV及以下電網進行了電力負荷預的基礎電網模型。潮流計算的基礎方案給出了待測及電力平衡,見表1。在某鎮(zhèn)周邊有三個計算電網的網絡結構、參數和各節(jié)點發(fā)電、負荷中國煤化工控制信息(包括發(fā)1y變電所,一號變、二號變和三號變,這三電個變電所負荷發(fā)展情況如表2所示。CNMHG得到不同的潮流計算F業(yè)。剛流口里時們成如圖所示從上表可以看出該地區(qū)110kV及以下電網有計算時針對整個地區(qū)網絡,并選擇該地區(qū)某●規(guī)劃與設計69表3電壓計算結果表單位:kV、kW220kV號變10號變1V二號新能源電廠序號「2010V3V103kV變6V「6oVa3s網損母線電壓母線電壓母線電壓母線電壓母線電壓0ⅴ母線側功率/s母線電壓母線電壓(w1141[217614573634143736072250906071146839381-2226.1716.593699116424622.5/011620.5712121413335921253546122822509059812829612_22581_1583364m15536081509225098597211213914633636145437082256090623378839.632-1-2653361135370622509860837542084212.1613359512593649123621509061437339.8722578115773672115.173669115012250371620.91500ⅴV變電所為平衡點,根據《國家電網公司電和電廠各級母線電壓都滿足規(guī)定要求,其中方案力系統(tǒng)電壓質量和無功電力管理規(guī)定》四第六條2較方案網損略大選擇電壓控制允許偏差范圍。此外,在發(fā)電廠、變電所以及整個電力系統(tǒng)的設計和運行工作中,都必須事先進行短路計潮流作業(yè)計算方法算,以此作為合理選擇電氣接線、選用有足夠熱迭代次數上限穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度的電氣設備及載流導體、確定限值短路電流的措施以及在電力系統(tǒng)中合理配置計算控制信息選代誤差母線電壓上,下限各種繼電保護并整定其參數等的重要依據。短路變電站主接線開電流的基礎方案參見潮流基礎方案,短路計算的基礎方案給出了待計算電網的網絡結構、參數和基礎方案發(fā)電和負荷按7比例修改控制各節(jié)點發(fā)電、負荷等基本數據,配以不同的計算區(qū)域功率控制控制信息(計算功能、計算方式、故障類型、故數據組1……數據組K-自定義功能控制障地點等),即可得到不同的短路計算作業(yè)。為比較2個方案在短路電流水平上的差別并校核電網圖1潮流計算作業(yè)的構成圖現(xiàn)有設備,進行了遠景年系統(tǒng)三相短路電流計選擇兩種接入方案(方案1:3k和方案2:算。計算結果(表4表明,電廠及各接入點短路電10V)以下述兩種供電方式:方式1,110V-號流水平不高,設備均能滿足要求。變由220k一號變主供,kV二號變由220kV二4系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算分析號變主供;方式2,10kV一號變由220kV一號變表4短路電流計算結果單位:主供,110kV二號變至220kV二號變的110kV線路方案2發(fā)生故障時,110kV二號變由220kV一號變經短路點「三相短單相短「三相短單相短路電流路電流路電流路電流10y一號變轉供,對應于以上兩種方式,計算「新建L山04s446了兩種方案接入系統(tǒng)高峰、低谷負荷時八種潮流電廠35kV5014.9(均考慮電廠滿發(fā)):0kv50352184834.65潮流1-1-1方案1,方式1,高峰負荷;潮流110kv一號變35Xy3865631-1-2方案1,方式1,低谷負荷;潮流1-2-1方10kV9011149案1,方式2,高峰負荷;潮流1-2-2方案1,方式20kv107871710.717031lk7.637567457262,低谷負荷;潮流2-1-1方案2,方式2,高峰負中國煤化工_1147荷;潮流2-1-2方案2,方式2,低谷負荷;潮流CNMH2-2-1方案2,方式2,高峰負荷;潮流2-2-2方二號變案2,方式2,低谷負荷。計算結果(表3)表明系統(tǒng)35kV5.55555生物質發(fā)電廠接入系統(tǒng)的研究與設計表5穩(wěn)定計算結果表時間單位:秒序號故障現(xiàn)象時間過程結論1-1-1方案1,方式1,110kV一號變35kV母線出口K30-3.0穩(wěn)1-1-2方案1,方式1,110kV一號變10kV母線出口K30-3.0穩(wěn)定1-2-1方案!,方式2,1y號變3V母線出口K30-3.01-2-2方案1,方式2,110kV一號變10kV母線出口K穩(wěn)定方案1,方式2,1kV一號變11kV出線出口K3,重合失敗0015-15-127穩(wěn)定1-2-4方案1,方式2,110kV一號變110kV出線46km處K3,重合失敗003-13-1.35穩(wěn)定2-1-1方案2,方式1,110kV一號變3kV出線出口K3,重合失敗0-0.2-12-1.4穩(wěn)定2-1-2方案2方式1,10號變3出線4和m處K3,重合失敗0081820穩(wěn)定2-1-3方案2,方式1,10kV一號變10kV母線出口K30-3.0穩(wěn)定2-2-1方案2,方式2,110kV一號變35kV出線出口K3,重合失敗0-02-1.2-14穩(wěn)定方案2,方式2,10kV一號變35kV出線45km處K3,重合失敗0-08-l.8-2.02-2-3方案2,方式2,110kV一號變10kV母線出口K30-3.0穩(wěn)定2-2-4方案2,方式2,10-號變1V出線出口K,重合失收0151512穩(wěn)定2-2-5方案2,方式2,10kV一號變110kV出線46km處K3,重合失敗0-0.3-13-1.35穩(wěn)定電力系統(tǒng)正常運行的必要條件是所有發(fā)電機本文以農業(yè)發(fā)達地區(qū)所適用的新型能源秸稈保持同步,因此,電力系統(tǒng)在大干擾下的穩(wěn)定分發(fā)電為切入點,運用電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和繼電析,就是分析遭受大干擾后系統(tǒng)中各發(fā)電機維持保護的相關知識,結合電力系統(tǒng)設計中廣泛應用同步運行的能力。當穩(wěn)定性不滿足規(guī)劃要求,或的PSAP仿真軟件,選取某秸稈電廠采樣實際數者需要進一步提高系統(tǒng)的傳輸能力時,需要硏究據進行了潮流、短路、暫態(tài)等計算,并對給出的和采取相應的提高穩(wěn)定措施。另外,在系統(tǒng)發(fā)生兩種方案進行了技術比較。依據電力部門相關的穩(wěn)定性破壞事故以后,往往需要通過暫態(tài)穩(wěn)定計設計規(guī)程,對秸稈電廠接入系統(tǒng)設計進行了初步算進行事故分析,找出穩(wěn)定破壞的原因,并研究的嘗試和研究,并得出了秸稈電廠接入系統(tǒng)設計相應的對策。方案。本文在對該電力系統(tǒng)進行暫態(tài)穩(wěn)定分析時,參考文獻采用的是數值積分方法,又稱間接法,其基本思[陳怡,蔣平等電力系統(tǒng)分析[M]北京中國電力出想是用數值積分方法求出描述受擾運動微分方程版社2005組的時間解,然后用各發(fā)電機轉子之間相對角度[2]張偉電力系統(tǒng)分析[M]北京水利水電出版社1999的變化判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文基于以下模型進[3]康重慶夏清等電力系統(tǒng)負荷預測的綜合模型[門清華大學學報(自然科學版),199391)8-11行計算:1)發(fā)電機用電動勢E代表,并假設[4]姜勇電力系統(tǒng)中短期負荷預測方法簡介[東北電Eq為常數;2)負荷用恒定阻抗占40%、恒定功力技術,2002894952率占60%模擬。在滿足以下條件前提下,通過穩(wěn)[S]顧潔電力系統(tǒng)中長期負荷的可變權綜合預測模型定計算(表5得出結論:2個方案電廠機組均能保電力系統(tǒng)及其自動化學報,200,150:5660[6]吳熳紅,楊繼旺.幾種電力負荷預測方法及其比較持暫態(tài)穩(wěn)定。[廣東電力,2004,17(1):17-21此外,為了盡快地發(fā)現(xiàn)不正常運行情況和故門劉晨暉電力系統(tǒng)負荷預測理論與方法[M]哈爾障,并迅速切除產生故障的電力元件,保證發(fā)電濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社987廠和變電所的安全運行,在發(fā)電廠和變電所內都曹柑華趙磊由力魚荷預測技術及其應裝有繼電保護裝置。本文提出相關繼電保護配置中國煤化工102方案(略)。CNMHG軟件綜述電氣電子教學學報5結論