煤礦電網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)的研究與應(yīng)用

王斌

摘 要：電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行離不開科學(xué)規(guī)劃，好的優(yōu)化方案既能簡化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高供電質(zhì)量，又能節(jié)省投資費(fèi)用、提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益，因而電網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)研究對電網(wǎng)企業(yè)具有十分重要的意義。以公司中部電網(wǎng)為研究對象，從優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)入手，對企業(yè)電網(wǎng)運(yùn)行的現(xiàn)狀和影響電網(wǎng)正常運(yùn)行的因素進(jìn)行了分析，運(yùn)用電網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)改造，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu);改造;安全可靠性

一、項(xiàng)目研究的目的與意義

優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全可持續(xù)發(fā)展的重要保障。隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，國有煤炭企業(yè)形成了自供電網(wǎng)。對供電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃是保障自供電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)，要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)考慮改善電網(wǎng)的布局和結(jié)構(gòu)，從源頭上保障電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)合理性。優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是煤礦企業(yè)降低成本、增強(qiáng)市場競爭力的有效手段。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，煤炭企業(yè)用電成本占生產(chǎn)總成本的15-20%，加強(qiáng)用電管理是煤炭企業(yè)降低成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在競爭日趨激烈的市場中站穩(wěn)腳跟，煤礦企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的同時(shí)，必須內(nèi)部挖潛，提升單位能源利用率、電網(wǎng)優(yōu)化是企業(yè)降低生產(chǎn)經(jīng)營成本的必由之路。

二、中部電網(wǎng)管理的現(xiàn)狀與問題

中部電網(wǎng)以中心站為樞紐站，分別向礦區(qū)、灣子、燕溝、耿村、西風(fēng)井、楊村等變電站供電。躍進(jìn)2×12MW電廠處于中部供電區(qū)，作為中部電網(wǎng)的電源之一，在礦區(qū)站上網(wǎng)。中部電網(wǎng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)性缺陷造成供電能力不足，對主力礦井的生產(chǎn)造成影響;高耿線運(yùn)行可靠性較低，中心變電站的負(fù)荷較低，造成躍進(jìn)一電機(jī)組不能實(shí)現(xiàn)滿發(fā)，自備電廠的經(jīng)濟(jì)效益無法得到有效發(fā)揮;中部電網(wǎng)結(jié)構(gòu)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較差。綜合分析中部電網(wǎng)中存在的問題，并對未來負(fù)荷進(jìn)行了預(yù)測，決定對西風(fēng)井變電站母線區(qū)進(jìn)行改造。改造后，調(diào)整中心站的運(yùn)行方式，其中兩臺63MVA主變主供中部區(qū)域供電，一臺31.5MVA主變主供金裕鑄金廠負(fù)荷，I心千西安全供電容量為27MVA，II心千西安全供電容量為36MVA，II心千西可實(shí)現(xiàn)煤礦一用一備的要求。由I、II心千西線路為主供線路，高耿作為備用供電線路，將全部負(fù)荷轉(zhuǎn)移至中心站的供電方式，以滿足各礦的供電需求，充分滿足中部電網(wǎng)負(fù)荷增長的需要，且能縮短供電半徑，減少電能損耗，提高可靠性，符合設(shè)計(jì)導(dǎo)則規(guī)定，是中部供電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化較為合理的方案。

三、中部優(yōu)化改造關(guān)鍵技術(shù)

1、中部電網(wǎng)電磁環(huán)網(wǎng)相位角一致問題：通過該項(xiàng)目對西風(fēng)井母線區(qū)進(jìn)行改造，中部供電區(qū)內(nèi)有可能形成與35KV環(huán)網(wǎng)（短時(shí)合環(huán)）的情況，根據(jù)調(diào)度規(guī)程，電網(wǎng)進(jìn)行合環(huán)操作時(shí)，需要滿足的條件是：同一系統(tǒng)，相位相同，電壓差在20%以內(nèi)，同時(shí)也應(yīng)考慮設(shè)備容量限制和繼電保護(hù)的要求。從220KV系統(tǒng)至35KV楊村母線未發(fā)生電壓相位角度的變化（忽略線路及變壓器阻抗的移相作用）。對各站35KV母線合環(huán)電流進(jìn)行理論計(jì)算，通過近似計(jì)算的方法，取各站35KV母線最小方式下系統(tǒng)電抗計(jì)算，按并列運(yùn)行，得到Xxt.min為最小時(shí)的最大合環(huán)電流，并校驗(yàn)沖擊電流滿足繼電保護(hù)要求，滿足以上合環(huán)條件。

2、供電半徑分析：項(xiàng)目實(shí)施后，35KVI心千西線按6%電壓損失限制的最大輸送容量，運(yùn)行方式帶耿村、西風(fēng)井、楊村，按平均負(fù)荷為19200KW時(shí)，I心千西長度為5.3KM， I西村長度為3.5KM. I、II耿楊長度為6KM，計(jì)算電壓損失，經(jīng)查表35KV LGJ-150單位負(fù)荷矩電壓損失百分?jǐn)?shù) 為0.0330%MW-KW，35KV LGJ-120單位負(fù)荷矩電壓損失百分?jǐn)?shù) 為0.0427%MW-KW，I心千西帶西風(fēng)井、耿村、楊村全部負(fù)荷時(shí)，至西風(fēng)井站母線電壓損失為：3.35%，I西村線帶耿村、楊村全部負(fù)荷時(shí)，至耿村站母線電壓損失為1.6%，合計(jì)為4.95%，耿楊線帶楊村站全部負(fù)荷時(shí)，電壓損失為1.5%，楊村以電壓35KV為基準(zhǔn)，按6%電壓損失限制推算至耿村電壓應(yīng)為37.2KV，中心站至耿村站35KV母線電壓降為△U%=4.5%，電壓損失百分?jǐn)?shù)按4.5%計(jì)算（cos=0.9），耿村、楊村負(fù)荷總和不超過15.4MW，可以滿足要求。

3、短路電流計(jì)算分析：通過短路計(jì)算結(jié)果可以看出，改造后中部電網(wǎng)主供電源為110KV中心站，除中心站母線短路電流較高外，但也在合理范圍之內(nèi)，中部各站35KV母線側(cè)短路電流較改造之前有所降低，均符合限值要求。

結(jié)論：在新的形勢下，煤炭企業(yè)應(yīng)主動適應(yīng)國家政策以及市場變化的要求，充分認(rèn)識到電網(wǎng)優(yōu)化技術(shù)在煤炭企業(yè)生產(chǎn)管理中的重要性，從優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、調(diào)整運(yùn)行方式、強(qiáng)化目標(biāo)考核等方面，推動電力資源的合理利用，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全發(fā)展、科學(xué)發(fā)展、綠色發(fā)展提供強(qiáng)大的能源支撐，更好地履行好國有大型企業(yè)應(yīng)盡的歷史使命和社會責(zé)任。