余熱發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)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(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

所謂并網(wǎng)運(yùn)行指的實(shí)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(jìn)一步以連接并行的方式進(jìn)一步運(yùn)作。并網(wǎng)運(yùn)行方式包括允許向外部進(jìn)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(lèi)型。余熱發(fā)電機(jī)組之間的并網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際上就是在發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)之間建立連接。余熱發(fā)電機(jī)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(shì)必會(huì)影響電網(wǎng)的運(yùn)行，可以說(shuō)發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電力供應(yīng)的安全與可靠性要求更高。

余熱發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行是需要一定條件的，要實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)之間的并網(wǎng)需要具備三個(gè)條件，分別是：一是發(fā)電機(jī)相序與電網(wǎng)相序大小相等;二是發(fā)電機(jī)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(jī)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(gè)條件是必要條件。一般而言，并網(wǎng)運(yùn)行前，內(nèi)部電力系統(tǒng)與外部的配電網(wǎng)各自獨(dú)立運(yùn)作，作為兩個(gè)個(gè)體，內(nèi)外部的電壓、電位、頻率等會(huì)存在一定的差異，那么在實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行之后機(jī)組連接發(fā)電時(shí)會(huì)形成一定的相位差與電壓差，這些差值會(huì)影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行，因此要實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)需要差值保持一致作為前提。

并網(wǎng)運(yùn)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(jī)組實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行后，并網(wǎng)的電壓與電流之間是反比例關(guān)系，可見(jiàn)并網(wǎng)的電壓是可以調(diào)整的?，F(xiàn)階段，電網(wǎng)運(yùn)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(jìn)而提高電網(wǎng)的安全可靠性。

余熱發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行還要進(jìn)行一定的發(fā)電機(jī)組容量設(shè)置。并網(wǎng)運(yùn)行的模式會(huì)增加發(fā)電機(jī)組的故障發(fā)生率，這樣并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下，發(fā)電機(jī)組容量較大的化會(huì)直接造成電力用戶的電力使用安全。此外，并網(wǎng)運(yùn)行狀況下發(fā)電機(jī)組的容量過(guò)高還會(huì)增加無(wú)功的吸收，進(jìn)而影響無(wú)功電流與無(wú)功損耗。國(guó)外的余熱發(fā)電機(jī)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(jī)組并網(wǎng)運(yùn)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(guó)內(nèi)余熱發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行的方法多采用準(zhǔn)同步方法，準(zhǔn)同步方法主要是進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)電壓、頻率等，實(shí)現(xiàn)外部電力配電系統(tǒng)與內(nèi)部的發(fā)電機(jī)組各項(xiàng)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(jìn)的同步裝置。

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

余熱發(fā)電作為一項(xiàng)節(jié)能減排工程，國(guó)家對(duì)其做了一系列政策傾斜，并完善了并網(wǎng)運(yùn)行模式的相關(guān)法律法規(guī)，但是余熱電網(wǎng)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電仍然存在一些問(wèn)題。

余熱發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行模式因?yàn)闀?huì)改變?cè)娋W(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(jiǎn)化裝置，并安裝電網(wǎng)保護(hù)裝置?，F(xiàn)在的問(wèn)題是有許多余熱電網(wǎng)在進(jìn)行并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)并未有效進(jìn)行電網(wǎng)安全相關(guān)措施的預(yù)制。電網(wǎng)并網(wǎng)機(jī)制運(yùn)行的高風(fēng)險(xiǎn)性也增加用電客戶的用電安全，事故發(fā)生時(shí)不僅會(huì)影響電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)設(shè)備效益，還會(huì)增加客戶用電的風(fēng)險(xiǎn)。此外并網(wǎng)運(yùn)行因?yàn)榘l(fā)電機(jī)組的容量設(shè)置精確化水平不高，運(yùn)行過(guò)程中不可避免的會(huì)有一定的設(shè)備及線路損耗，進(jìn)而影響電網(wǎng)的節(jié)能原則落實(shí)。

余熱發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行中會(huì)有一定的諧波污染，諧波污染會(huì)增加設(shè)備及線路的損耗，引發(fā)機(jī)組的發(fā)熱故障，進(jìn)而降低電網(wǎng)的發(fā)電功率。余熱發(fā)電機(jī)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(jìn)行一定的污染輕度化。

現(xiàn)階段，余熱發(fā)電技術(shù)受到來(lái)自普通電力電網(wǎng)領(lǐng)域的沖擊，同時(shí)在余熱電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行中相關(guān)的指標(biāo)并未進(jìn)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(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)把關(guān)不夠嚴(yán)格，以致在大容量的機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)會(huì)增加運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。

三 優(yōu)化并網(wǎng)技術(shù)運(yùn)行的幾點(diǎn)建議

1.發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行模式的優(yōu)化建議

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)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(jìn)行全程優(yōu)化，尤其是一些特殊的像25MW發(fā)電機(jī)的優(yōu)化。對(duì)于25MW發(fā)電機(jī)機(jī)組優(yōu)化需要將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電力短期存于鼓風(fēng)機(jī)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(jī)聯(lián)絡(luò)電纜進(jìn)行電力輸送至變電站，以保證進(jìn)一步用戶負(fù)荷消化工作的進(jìn)行。

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)不上網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行模式中要進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)電效果。并網(wǎng)不上網(wǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行方式中需要繼電保護(hù)具有高可靠性與靈敏性，這一步優(yōu)化措施可以有效加強(qiáng)并網(wǎng)運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)防控，提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行中繼電保護(hù)方案的優(yōu)化

一般的繼電保護(hù)方案主要運(yùn)用了故障發(fā)生時(shí)進(jìn)行的故障隔離的原理，這種保護(hù)方案具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。繼電保護(hù)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(hù)方案要做到在發(fā)生電網(wǎng)與系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)故障時(shí)保證繼電保護(hù)裝置自行切斷聯(lián)向故障之處的線路，以保護(hù)繼電裝置。

3.促進(jìn)余熱發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行模式的發(fā)展

促進(jìn)余熱發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行方式的發(fā)展需要進(jìn)行定時(shí)的發(fā)電機(jī)組檢測(cè)，發(fā)電機(jī)組的狀況是整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的核心，其一旦出現(xiàn)狀況便會(huì)威脅到整個(gè)電網(wǎng)的安全。發(fā)電機(jī)組的檢測(cè)需要參考并網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)規(guī)格，并加強(qiáng)裝置的試運(yùn)作，以及時(shí)進(jìn)行問(wèn)題檢修保證電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀況安全。

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

四 結(jié)語(yǔ)

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