余熱發(fā)電機組并網(wǎng)運行的探討

張雅菊 高巧娜

(河南天壕電力建設(shè)有限公司，河南 鄭州 450000)

一 余熱發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)

所謂并網(wǎng)運行指的實現(xiàn)電網(wǎng)內(nèi)部與外部配電網(wǎng)在主回路上的電氣連接，以進一步以連接并行的方式進一步運作。并網(wǎng)運行方式包括允許向外部進行功率輸送的普通并網(wǎng)以及嚴(yán)禁電能功率外送的并網(wǎng)不上網(wǎng)兩種類型。余熱發(fā)電機組之間的并網(wǎng)運行實際上就是在發(fā)電機與電力系統(tǒng)之間建立連接。余熱發(fā)電機組并網(wǎng)模式中包含復(fù)雜的供電線網(wǎng)結(jié)構(gòu)與并網(wǎng)技術(shù)，并網(wǎng)技術(shù)操作不合理勢必會影響電網(wǎng)的運行，可以說發(fā)電機組并網(wǎng)運行對電力供應(yīng)的安全與可靠性要求更高。

余熱發(fā)電機組并網(wǎng)運行是需要一定條件的，要實現(xiàn)發(fā)電機與電力系統(tǒng)之間的并網(wǎng)需要具備三個條件，分別是：一是發(fā)電機相序與電網(wǎng)相序大小相等;二是發(fā)電機的電壓應(yīng)該與電力系統(tǒng)內(nèi)的電壓一致，而且二者相協(xié)調(diào);三是發(fā)電機的頻率應(yīng)該與電力系統(tǒng)內(nèi)的電網(wǎng)頻率相一致。其中第一個條件是必要條件。一般而言，并網(wǎng)運行前，內(nèi)部電力系統(tǒng)與外部的配電網(wǎng)各自獨立運作，作為兩個個體，內(nèi)外部的電壓、電位、頻率等會存在一定的差異，那么在實現(xiàn)并網(wǎng)運行之后機組連接發(fā)電時會形成一定的相位差與電壓差，這些差值會影響電網(wǎng)的安全運行，因此要實現(xiàn)并網(wǎng)需要差值保持一致作為前提。

并網(wǎng)運行還有一定的電壓規(guī)格，即外部電力系統(tǒng)中的配電系統(tǒng)電壓規(guī)格在110KV及以下余熱發(fā)電系統(tǒng)，其中常用的電壓有35KV、110KV等幾種。發(fā)電機組實現(xiàn)并網(wǎng)運行后，并網(wǎng)的電壓與電流之間是反比例關(guān)系，可見并網(wǎng)的電壓是可以調(diào)整的。現(xiàn)階段，電網(wǎng)運行都將電壓設(shè)置在一定的范圍內(nèi)，以降低線路及設(shè)備的耗用，進而提高電網(wǎng)的安全可靠性。

余熱發(fā)電機組的并網(wǎng)運行還要進行一定的發(fā)電機組容量設(shè)置。并網(wǎng)運行的模式會增加發(fā)電機組的故障發(fā)生率，這樣并網(wǎng)運行狀態(tài)下，發(fā)電機組容量較大的化會直接造成電力用戶的電力使用安全。此外，并網(wǎng)運行狀況下發(fā)電機組的容量過高還會增加無功的吸收，進而影響無功電流與無功損耗。國外的余熱發(fā)電機組的總?cè)萘恳话愣荚O(shè)置在低于最大負(fù)荷的25%范圍內(nèi)。

余熱電網(wǎng)機組并網(wǎng)運行有兩種并網(wǎng)方法，一種是準(zhǔn)同步方法，另一種是自同步方法，所謂同步是指并網(wǎng)的一系列操作步驟。當(dāng)前，國內(nèi)余熱發(fā)電機組并網(wǎng)運行的方法多采用準(zhǔn)同步方法，準(zhǔn)同步方法主要是進行并網(wǎng)運行時，調(diào)節(jié)電壓、頻率等，實現(xiàn)外部電力配電系統(tǒng)與內(nèi)部的發(fā)電機組各項數(shù)值一致，這是一種近乎同步的理想化操作，需要輔以一些先進的同步裝置。

二 余熱發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

余熱發(fā)電作為一項節(jié)能減排工程，國家對其做了一系列政策傾斜，并完善了并網(wǎng)運行模式的相關(guān)法律法規(guī)，但是余熱電網(wǎng)機組并網(wǎng)發(fā)電仍然存在一些問題。

余熱發(fā)電機組并網(wǎng)運行模式因為會改變原電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定狀態(tài)，所以需要將電網(wǎng)的安全可靠性之于首位，還需要簡化裝置，并安裝電網(wǎng)保護裝置。現(xiàn)在的問題是有許多余熱電網(wǎng)在進行并網(wǎng)運行時并未有效進行電網(wǎng)安全相關(guān)措施的預(yù)制。電網(wǎng)并網(wǎng)機制運行的高風(fēng)險性也增加用電客戶的用電安全，事故發(fā)生時不僅會影響電網(wǎng)的發(fā)電機設(shè)備效益，還會增加客戶用電的風(fēng)險。此外并網(wǎng)運行因為發(fā)電機組的容量設(shè)置精確化水平不高，運行過程中不可避免的會有一定的設(shè)備及線路損耗，進而影響電網(wǎng)的節(jié)能原則落實。

余熱發(fā)電機組并網(wǎng)運行中會有一定的諧波污染，諧波污染會增加設(shè)備及線路的損耗，引發(fā)機組的發(fā)熱故障，進而降低電網(wǎng)的發(fā)電功率。余熱發(fā)電機組的諧波污染多是源于電網(wǎng)內(nèi)部的電子裝置，具有不可避免性，只能進行一定的污染輕度化。

現(xiàn)階段，余熱發(fā)電技術(shù)受到來自普通電力電網(wǎng)領(lǐng)域的沖擊，同時在余熱電網(wǎng)發(fā)電機組并網(wǎng)運行中相關(guān)的指標(biāo)并未進行各種應(yīng)急情況的預(yù)制，而且現(xiàn)存的一些指標(biāo)存在偏差，而且余熱發(fā)電機組并網(wǎng)運行技術(shù)把關(guān)不夠嚴(yán)格，以致在大容量的機組并網(wǎng)運行時會增加運行的風(fēng)險指數(shù)。

三 優(yōu)化并網(wǎng)技術(shù)運行的幾點建議

1.發(fā)電機并網(wǎng)運行模式的優(yōu)化建議

發(fā)電機并網(wǎng)運行要結(jié)合供電系統(tǒng)、配電裝置、用電量負(fù)荷及發(fā)電負(fù)荷進行全程優(yōu)化，尤其是一些特殊的像25MW發(fā)電機的優(yōu)化。對于25MW發(fā)電機機組優(yōu)化需要將發(fā)電機發(fā)出的電力短期存于鼓風(fēng)機站以助于用戶負(fù)荷消化，而其它的發(fā)電負(fù)荷則是選擇發(fā)電機聯(lián)絡(luò)電纜進行電力輸送至變電站，以保證進一步用戶負(fù)荷消化工作的進行。

發(fā)電機并網(wǎng)不上網(wǎng)并網(wǎng)運行模式中要進一步加強節(jié)電效果。并網(wǎng)不上網(wǎng)的并網(wǎng)運行方式中需要繼電保護具有高可靠性與靈敏性，這一步優(yōu)化措施可以有效加強并網(wǎng)運行中的風(fēng)險防控，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟效益。

2.發(fā)電機并網(wǎng)運行中繼電保護方案的優(yōu)化

一般的繼電保護方案主要運用了故障發(fā)生時進行的故障隔離的原理，這種保護方案具有一定的風(fēng)險性。繼電保護方案應(yīng)該以保證電力用戶的用電安全為準(zhǔn)則，應(yīng)該最大程度上保證用戶不停電，還要保證電網(wǎng)電壓狀況的穩(wěn)定性。

優(yōu)化繼電保護方案要做到在發(fā)生電網(wǎng)與系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)故障時保證繼電保護裝置自行切斷聯(lián)向故障之處的線路，以保護繼電裝置。

3.促進余熱發(fā)電機組并網(wǎng)運行模式的發(fā)展

促進余熱發(fā)電機組并網(wǎng)運行方式的發(fā)展需要進行定時的發(fā)電機組檢測，發(fā)電機組的狀況是整個電網(wǎng)運行的核心，其一旦出現(xiàn)狀況便會威脅到整個電網(wǎng)的安全。發(fā)電機組的檢測需要參考并網(wǎng)運行的相關(guān)規(guī)格，并加強裝置的試運作，以及時進行問題檢修保證電網(wǎng)運營狀況安全。

還要制定并完善發(fā)電機組并網(wǎng)運行的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)電機組的技術(shù)要點操作會影響到電力資源的質(zhì)量，而且發(fā)電機組發(fā)出的電力質(zhì)量不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的化還會影響到電網(wǎng)設(shè)備的運作，為電網(wǎng)安全帶來安全隱患。國家對并網(wǎng)運行的技術(shù)相關(guān)規(guī)范應(yīng)該涵蓋最關(guān)鍵的電場與電力系統(tǒng)的安全運行規(guī)格，還要對在規(guī)范中對并網(wǎng)運行技術(shù)做好相關(guān)的方向指導(dǎo)，為并網(wǎng)運行相關(guān)問題的改進提供參考。

四 結(jié)語

余熱發(fā)電作為一項新的節(jié)能發(fā)電應(yīng)用，其在并網(wǎng)運行方式的落實中應(yīng)該參照并嚴(yán)格落實并網(wǎng)運行的技術(shù)及相關(guān)的規(guī)格要求。發(fā)電機組的并網(wǎng)運行會不同程度的增加電網(wǎng)的運行風(fēng)險，在技術(shù)落實中應(yīng)該注重相關(guān)的風(fēng)險規(guī)避措施的預(yù)制，以提高電網(wǎng)的發(fā)電水平，真正實現(xiàn)節(jié)能減排的工程目標(biāo)。