鋼鐵企業電力微網智能化技術應用

李增光

摘要：隨著信息化時代的到來，信息技術與智能化技術在各個領域中都得到廣泛應用，在鋼鐵企業的電力供應中，利用智能化技術建立微網，對于鋼鐵生產中的電力微網智能故障問題進行診斷分析，應用電力系統的負荷預測軟件對電網運行進行科學規劃，并對當前電網中存在的問題進行智能化控制與解決，從而促進鋼鐵企業的電力供應安全，提高電能質量。

關鍵詞：鋼鐵企業；電力微網；智能化技術；應用

通常大型鋼鐵企業的電網結構較為復雜，且操作頻繁，沖擊性負荷較多，在生產作業中容易出現多種電網故障問題，電網在日常運行中面臨著較大的挑戰。以往在電力系統中發現故障后反應速度較慢，而生產工藝系統與發電系統之間不能緊密配合，從而不能有效控制電網的運行參數，增加了鋼鐵企業的用電成本[1]。除此之外，在鋼鐵企業生產過程中，大型軋線和大型電弧爐等會產生高次諧波，對電網造成沖擊，使電力系統設備頻頻出現故障問題。為保障電網運行的安全性、高效性，加強對電力系統的信息化管理和調度，降低企業的運行成本，減少電力系統工作人員勞動強度，促使電力專業相互融合等，在企業電網中充分利用智能化技術，實現對電網進行智能故障檢測和對電力能源進行優化調度。

一.鋼鐵企業對于電力供應訴求分析

（一）對降低綜合購電電價訴求

國家政策積極鼓勵大用戶直供電作為電力交易模式，也是對電力市場配置效率進行有效考慮的方案，主要是有發電企業與用電企業雙方進行協商，基于自愿的基礎上進行購電交易，電網企業根據相關規定向用電企業提供輸電服務。對于鋼鐵企業來說，采用直供電的電力交易模式可以有效促進企業通過企電聯營方式或是通過自建電廠的方式來體現出直供電優勢，有助于提高電力企業效能[2]。在大用戶直供電這種交易模式中，發電企業可以不用通過公用輸電網來對用戶實行直接供應，或是并網，但這兩種模式的實現都需要由電網公司發揮其媒介作用，在各項電能劑量器具配備齊全的情況下，按照直供電價接入電網公司的電力計量裝置，向發電企業對購電費進行結算，并向電網公司對輸配電費和營業管理費進行結算。

（二）自發電脫硫電價補貼訴求

根據國家相關規定，燃煤發電機組應按照規定安裝脫硫設施和除塵設施，并在現行電價基礎上繳納脫硫和除塵電價。在鋼鐵企業中部分技術是從電力行業轉移的，如脫硫和高爐煤粉噴吹，由于發電量的劑量精準，電力行業的脫硫補貼是根據發電量的多少進行補貼，在鋼鐵企業中就應以脫硫量為基數，對脫硫量進行合理計算。但鋼鐵產品的計量不能得到詳細的記錄，在自發電脫硫補貼中和發電廠不能通過公用輸電網來實現對用戶進行直供，需由電網公司作為媒介實現兩種基本模式[3]。為此，在已知鋼鐵企業的用電總量和外購電量的情況下，可以推斷出鋼鐵企業的自發電量，即用企業的總用電量減去外購總電量，即可得出。

二.鋼鐵企業電力微網的智能化技術應用

（一）自備發電機組優化調度

當鋼鐵企業的自發電量不足的情況下，就需要從外部電網進行電能采購，而這時電價計費與峰平谷分時具有緊密的聯系，當峰平谷的時段不同情況下電能采購價格差異較大，鋼鐵企業可以通過優化外購電峰谷平時間短與自備發電機組負荷，從而對外購電峰平谷比例進行調整，進而降低鋼鐵企業所需能源成本的大小，對企業用電成本的計算公式為鋼鐵企業的總用電成本等于外購電的成本加上自發電的成本。如自發電的有功電量增加時，外購的有功電量則會相應減少，在自發電的負荷大小滿足自用情況下，企業自發電量則是充足的，此時需向外部電網送電[4]。如鋼鐵企業的各個生產線在生產過程中，用電是不規律的，根據用電系統曲線來看，呈快速非線性運動，當自發電量有功負荷在增加情況下，同時呈線性規律時，自發電量和上網電量都會呈非線性增長，由此發現，在自發電增加量提高的同時，外購量會逐步減小，而上網外送電量則會相應增加。

（二）故障智能診斷與安全分析

由于鋼鐵企業在日常生產中頻頻出現各種故障問題，如電網短路故障等。在電網短路時附近電網與短路點的電流會增加，而短路電流電流值會超過正常電網運行電流的，在選擇電網設備時，應確保電網在發生短路故障時，可以承受短路電流。另外，在電網短路故障發生時還要考慮到保護裝置設定保護定值的合理性，以及保護裝置的動作是否正確。在電力微網系統中，短路電流的計算模型需要建立在電力系統的模型上，和鋼鐵企業的實際運行情況相同，可以在任意潮流下計算短路電流的大小，通過對各種故障條件下電力系統行為進行模擬，從而對任意運行方式下該系統短路電流進行計算，從而實現對短路電流計算的智能化[5]。

（三）電能質量的優化調控

在聯立系統諧波治理和自動電壓無功控制中均采用分區處理和分層控制的方式，由于鋼鐵企業用電網絡的電壓設計等級大小不同，常見的有220kv、110kv、35kv和10kv電壓等級，而電壓等級大小不同網絡傳輸能力也有一定差異，根據不同的電壓等級及負荷關系，可以將電力系統分為多個區域，以220kv變電站為核心，采用110kv電壓對周邊下級客戶與負荷相連接，即110kv變電站，并將其作為一個子系統，構成輻射式電網分布結構，通過對各個子系統電能質量進行調整，從而實現對整個電網系統電能質量進行優化[6]。在110kv系統中需要對電力電纜充電功率的影響進行充分考慮，并通過發電機組對無功出力進行調整，從而使電網功率因數提高，降低線路的損害，從而使電壓質量得到改善。

結語：

綜上所述，根據鋼鐵企業的實際生產情況以及電力需求，通過模擬與理論開發出適應鋼鐵企業電網運行的智能化技術，充分滿足大用戶對于電力供應需求，并對各項資源配置進行優化調整，同時可以在同一時間下對事故故障進行分析，對電網運行情況進行監控，通過開關動作來對事故發生原因及過程進行分析，確保系統安全運行，保障鋼鐵企業用電、變電與發電安全與可靠性，改善鋼鐵企業的電能質量，提高電力系統整體運行水平。

參考文獻：

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