f1449c-x01-01 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目工程 初步设计 电力系统部分--2012.12.18 提交设总版

F1449C-X01-01 神 华 福 建 罗 源 湾 储 煤 发 电 一 体 化 项 目 发 电 厂 工 程 初步设计阶段 第二卷 电力系统部分 说明书 中 国 电 力 工 程 顾 问 集 团 华 北 电 力 设 计 院 工 程 有 限 公 司 2012 年 12 月 北京 批 准： 张道农 李 军 审 核： 冯艳虹 罗克宇 唐振宁 金志民 编 写： 余 丹 纪峰磊 金 叶 杨素云 初步设计总目录 卷册名称 卷册号 第一卷 总的部分 F1449C-A01 第二卷 电力系统部分 F1449C-X01 第三卷 总图运输部分 F1449C-Z01 第四卷 热机部分 F1449C-J01 第五卷 运煤部分 F1449C-M01 第六卷 除灰渣部分 F1449C-C01 第七卷 电厂化学部分 F1449C-H01 第八卷 烟气脱硫、脱硝部分 F1449C-J02 第九卷 电气部分 F1449C-D01 第十卷 仪表与控制部分 F1449C-K01 第十一卷 信息系统及安全防护部分 F1449C-K02 第十二卷 建筑结构部分 F1449C-T01 第十三卷 采暖通风及空气调节部分 F1449C-N01 第十四卷 水工部分 F1449C-S01 第十五卷 环境保护部分 F1449C-P01 第十六卷 水土保持部分 F1449C-P02 第十七卷 消防部分 F1449C-S02 第十八卷 劳动安全部分 F1449C-P03 第十九卷 职业卫生部分 F1449C-P04 第二十卷 节约资源部分 F1449C-A02 第二十一卷 施工组织大纲部分 F1449C-Z02 第二十二卷 运行组织及电厂设计定员部分 F1449C-A03 第二十三卷 工程概算 F1449C-E01 目 录 1 电力系统 1 1.1 电力系统现状 .1 1.2 电力市场需求预测及分析 .1 1.3 工程建设必要性 .9 1.4 电厂接入系统方案设想 10 1.5 系 统对电厂的要求 14 2 系统继电保护及安全自动装置 .17 2.1 一次系统概况 17 2.2 系统继电保护配置原则 17 2.3 系统继电保护配置方案 18 2.4 安全自动装置 22 2.5 系统保护与相关专业的配合 22 2.6 系统继电保护设备表 23 3 调度自动化 .24 3.1 工程概况 24 3.2 调度关系 24 3.3 远动信息内容 24 3.4 远动装置 25 3.5 自动发电控制(AGC) .25 3.6 自动电压控制(AVC)方式 .26 3.7 功角测量装置(PMU) .27 3.8 远方电量计量装置 28 3.9 发电报价系统 29 3.10 电网调度管理信息系统(DMIS) .29 3.11 电力调度数据网接入设备 .29 3.12 二次系统安全防护设备 .29 3.13 自动化信息传输通道 .29 3.14 调度端设备 .29 3.15 设备清单 .30 4 通信部分 .30 4.1 系统通信 30 4.2 厂内通信 32 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目发电厂工程初步设计阶段 第二卷 电力系统部分说明书 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 第 1 页 1 电力系统 1.1 电力系统现状 1.1.1 福建电网现状 福建电网目前最高电压等级为 500kV，500kV 电网已成为省内南北电力交换及 福建与省外联络的主通道，形成了全省 500kV 大环网和南北双环网的骨干网架，并 通过宁德变至浙江双龙变的 2 回 500kV 线路并入华东主网。2011 年福建电网已投运 500kV 变电站 14 座，500kV 降压变总容量达 19550MVA，已投运 500kV 线路 2900.8km(含与华东联网福建段)，接入 500kV 电网的电源共 12664MW。 2011 年福建全社会最高负荷约 24435MW，较上年增长约 10.5%；全社会用电量 约 1516 亿 kWh、较上年增长 15.3%。2011 年底全省总装机容量 37172MW，其中：水 电装机 11252MW、火电装机 25098MW、风电及生物质能装机 821MW，水电、火电、风 电装机比重为 30.3：67.5：2.2(生物质能发电的装机容量并入火电装机中)。 2011 年福建 500kV 电网现状接线见附图一。 1.1.2 福州电网现状 福州市是福建省沿海主要负荷中心之一，2011 年福州全社会用电量与最高负荷 分别达 294.6 亿 kWh、5146MW，分别较上年增长 11.5%、11.0%。目前福州电网主要 依靠省网供电，区内除省网主力电源华能一二期电厂(1400MW)、水口水电站 (1400MW)、可门电厂(4600MW)、江阴电厂(2600MW)、华能电厂三期(1320MW)外， 另有地方中小电源装机 728MW。 至2011年底，福州电网已有福州、东台、洋中3座500kV降压变，变电总容量 4500MVA；220kV变电站25座，总容量912MVA。区域500kV电网已形成莆田水口 福州东台莆田的环网结构。220kV电网已形成以西部水口水电站、东部华能福 州电厂、北部福州500kV变电站、南部东台500kV变电站为主电源，沿闽江下游两岸， 以福州市区为中心的环网结构，连江、罗源电网形成以500kV洋中变为中心的辐射 结构。 根据福州市地理特点，福州电网以闽江为界分成南、北两片电网。北部电网包 括市区(除仓山区外)、连江、罗源、闽侯闽江以北的负荷，其余为南部电网负荷。 2011年南、北部电网最高负荷分别约2730MW、2410MW。 2011 年福州 220kV 电网现状地理接线见附图二。 1.2 电力市场需求预测及分析 1.2.1 负荷预测 1.2.1.1 福建省电网负荷预测 自二十世纪九十年代来福建电力市场发展进入快速增长阶段，其中“八五”、 “九五”、“十五”全社会用电量年均增长分别为 13.9%、9%、13.5%。“十一五” 期间全社会用电量、最高负荷年均增长 12.3%、10.7%。根据福建省国民经济及社会 发展目标，福建省将于 2017 年前全面实现小康，届时全省城镇化水平超 60%，占全 省人口总量 68%的广大农村地区用电水平大幅提高。尤其是随着中央支持海峡西岸 经济区建设力度的加大，两岸关系大环境的突破性改善，使地处对台前沿的福建省 面临前所未有的加快发展机遇。随着福建省“两个先行区”建设的加快，“十一五” 大规模基础设施建设项目的全面投运后将逐步发挥效益，“十二五”及以后福建省 仍将具备高速发展条件和竞争优势，延伸两翼、对接两洲功能将大幅提升，对电力 需求将提出更高要求。 根据福建省国民经济发展规划、发展潜力、经济结构调整和工业化进程，并结 合 2010 年以来电力市场快速反弹的发展形势，在综合分析多种电力需求预测结果 和负荷特性变化趋势的基础上，提出福建省三个电力市场需求预测方案，见表 1.2- 1。 “十二五”期间随着全省工业化、城镇化进程的加速，平潭综合实验区等一批 新兴发展区域和产业集聚区加快形成，经济、社会的快速发展将推动福建电力需求 持续快速增长。本报告以中方案作为推荐方案。 表1.2-1 福建省电力市场需求预测 单位：MW、亿kWh、% 年均增长率年份 方案 2011 实际 2012 2013 2014 2015 2016 2020 十二五 十三五 负荷 24435 27800 31300 34700 38400 41240 53800 11.6 7.0 高方案 电量 1516 1687 1870 2065 2270 2438 3160 11.5 6.9 负荷 24435 27860 31100 34300 37000 40000 52000 10.8 7.0 中方案 电量 1516 1651 1843 2032 2212 2388 3083 11.0 6.9 负荷 24435 26410 28990 31450 34200 35858 42490 9.0 4.4 低方案 电量 1516 1523 1643 1765 1905 2012 2442 7.7 5.1 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目发电厂工程初步设计阶段 第二卷 电力系统部分说明书 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 第 3 页 1.2.1.2 福州电网负荷预测 福州市是全国较早对外开放的省会城市之一，通过二十多年的社会经济发展， 已逐步崛起现代化的新兴开放城市风貌。2010 年全市常驻人口约 691 万人，实现国 内生产总值 3068 亿元，比增 14.0%。 福州作为祖国大陆离台湾最近的省会城市，将在海峡西岸经济区建设中迎来新 的发展机遇。根据福州市政府颁布的福州市贯彻落实国务院和省委、省政府加快 建设海峡西岸经济区决策部署的实施意见，规划到 2020 年地区生产总值力争突 破万亿元大关，其中到 2014 年实现人均地区生产总值比 2000 年翻两番，比全国提 前六年、比全省提前三年实现全面建设小康社会的目标。 综合分析福州市电力需求发展历史与现状，结合区域社会经济发展总体规划， 在全省负荷预测推荐方案的基础上，根据福建电网近期滚动规划，提出福州市及其 它各分区电力市场需求预测推荐方案见表 1.2-2。 表 1.2-2 福建分区电力市场需求预测方案 单位：MW，亿 kWh 年均增长(%)年份 方案 2011 实际 2014 2015 2016 2020 十二五 十三五 负荷 5146 6970 7660 8230 10500 10.6 6.5 福州 电量 295 379 419 453 618 10.2 8.1 负荷 10188 14274 15385 16478 20959 10.8 6.4 福建北部(福州三明南平宁德) 电量 609 811 885 950 1246 11.5 7.1 负荷 7204 9609 10303 11145 14166 9.8 6.6 福建中部(莆田泉州) 电量 428 581 631 682 866 10.0 6.5 负荷 7044 10417 11312 12377 16875 11.7 8.3 福建南部(厦门漳州龙岩) 电量 401 558 613 670 908 12.0 8.2 1.2.2 福建省大型电源建设规划 根据福建省“十二五”能源发展专项规划，“十二五”期间福建省将加快 骨干电源建设，优化煤电布局，建设鸿山二期等负荷中心支撑电源。加快推进电源 结构调整和布局优化，积极稳妥发展核电、加快推进抽水蓄能等调峰电源的建设， 大力发展风电等可再生清洁能源，构建以核、火、水、风为主的科学合理的海西电 源保障体系。 根据福建省“十二五”能源、电力等专项规划项目安排，福建省 20122020 年大型电源建设项目见表 1.2-3。 表 1.2-3 福建省 20122020 年大型电源建设项目表 单位：MW 序号 电厂 2012 2013 2014 2015 20162020 已核准及已有路条电源项目 2 仙游抽水蓄能 300 300 600 3 宁德核电 1000 1000 1000 1000 4 福清核电 1000 1000 1000 3000 7 PX 自备电厂 300 8 厦门抽蓄 1400 合计 1600 2300 2600 2000 4400 列入福建省“十一五”能源专项规划的已开工的其他电源项目 1 南埔二期 1200 合计 1200 列入福建省“十一五”及“十二五”能源专项规划的其他电源项目 1 罗源一期 1200 列入福建省“十二五”能源专项规划的其它待选电源项目 1 鸿山二期 2000 2 惠安一期 2000 3 永安煤矸石 600 4 邵武电厂扩建 1200 5 莆田火电厂 2000 6 古雷一期 1200 7 江阴二期 2000 8 周宁抽水蓄能电站 1200 9 永泰抽水蓄能电站 1200 10 陆上风电项目 1300 11 海上风电项目 500 12 太阳能发电项目 100 合计 15300 注：此表未包括神华罗源湾电厂 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目发电厂工程初步设计阶段 第二卷 电力系统部分说明书 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 第 5 页 另外，根据国家电网公司规划，“十二五”期间福建电网将通过与华东主网的 联网线以及规划的特高压线路接受一定比例的西部水电，初步规划 2013 年2015 年受电规模约为 25003000MW。结合工程开展情况，由于福建至浙江联网 II 通道 2015 年前投产可能性低，受稳定限制，现有联网线路最大受入电力仅 1500MW。所 以，本报告 2015 年前考虑最大受入电力 1500MW，2015 年最大受入电力约 3000MW(考虑 2015 年投产联网通道)。 1.2.3 福建省电网电力平衡 (1) 计算水文年：平水年、枯水年。 (2) 系统备用和机组检修安排根据有关规定，并考虑到负荷及装机规模的扩 大，计算中备用率取 16%(包含负荷备用、事故备用、检修备用)。 (3) 核电机组利用小时数取 7000h。 (4) 机组调峰能力：非统调水电和统调径流水电不参与调峰；抽水蓄能电站 调峰能力按装机 200%考虑；燃机调峰能力取 100%；现有火电中 300MW 级燃煤机组 调峰能力取 50%，125MW、135MW 机组取 30%，自备机组不参与调峰；投产较早的华 能福州电厂一二期、湄洲湾一厂、后石电厂按 50%；100MW 级及以下机组按 20%；新 投运的龙岩坑口二期、永安技改及漳平技改 300MW 级及 600MW 级、1000MW 级机组调 峰能力取 60%。 (5) 上半年投产的发电机组，参加当年电力平衡；下半年投产的机组，参加 次年电力平衡。 (6) “十二五”期间将逐步退役含邵武电厂在内的 370MW 小火电机组。 全省电力平衡结果见表 1.2-4。由表可见： 在推荐的中负荷方案下，仅计及现有、已核准及已经国家发改委同意开展前期 工作的电源项目，则 2012 年起出现约 2300MW 电力缺额，至 2015 年枯水年存在约 6200MW 的电力缺口；若计入其它已建、在建的“十一五”规划电源，2012 年缺额 约 1100MW，2015 年、2016 年缺额分别约 5000MW、6500MW。即使考虑鸿山二期 21000MW 机组 20132014 年参加平衡，福建电网 2015 年、2016 年电力缺额仍将 分别达约 3000MW、4500MW。 需要说明的是，若同时计入鸿山二期和区外来电，“十二五”末福建电网将基 本平衡，至 2016 年存在约 1500MW 电力缺额。 表 1.2-4 福建电网枯水年电力平衡表(推荐负荷方案) 单位：MW 年 份 2012 2013 2014 2015 2016 2020 一、系统需要容量 32318 36076 39788 42920 46400 60320 1.年最高负荷 27860 31100 34300 37000 40000 52000 2.控制月最高发电负荷(8 月) 27860 31100 34300 37000 40000 52000 3.备用容量(含负荷事故检修备用) 4458 4976 5488 5920 6400 8320 二、仅考虑现有、已核准、已同意开展前期工作的电源，平衡情况 (一)省内参与平衡电源容量 30012 31334 33918 36671 38671 42130 1.水电(为利用容量，含风电) 4566 4600 4634 4667 4667 4726 2.抽水蓄能 300 600 1200 1200 1200 2600 3.火电(含气电、煤电) 25146 25134 25084 24804 24804 24804 4.核电 0 1000 3000 6000 8000 10000 (二)电力盈(+)亏(-) -2306 -4742 -5870 -6249 -7729 -18190 三、现有、已核准、已同意开展前期工作的电源基础上，再考虑其它“十一五”规划在建电源 后平衡情况 (一)省内参与平衡电源容量 31212 32534 35118 37871 39871 43330 1.水电(为利用容量，含风电) 4566 4600 4634 4667 4667 4726 2.抽水蓄能 300 600 1200 1200 1200 2600 3.火电(含气电、煤电) 26346 26334 26284 26004 26004 26004 4.核电 0 1000 3000 6000 8000 10000 (二)电力盈(+)亏(-) -1106 -3542 -4670 -5049 -6529 -16990 四、现有、已核准、已同意开展前期工作及在建电源基础上，鸿山二期 20132014 年参加平衡 (一)省内参与平衡电源容量 31212 33534 37118 39871 41871 45330 1.水电(为利用容量，含风电) 4566 4600 4634 4667 4667 4726 2.抽水蓄能 300 600 1200 1200 1200 2600 3.火电(含气电、煤电) 26346 27334 28284 28004 28004 28004 4.核电 0 1000 3000 6000 8000 10000 (二)电力盈(+)亏(-) -1106 -2542 -2670 -3049 -4529 -14990 五、现有、已核准、已同意开展前期工作及在建电源基础上，鸿山二期 20132014 年参加平衡， 考虑区外受电 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目发电厂工程初步设计阶段 第二卷 电力系统部分说明书 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 第 7 页 年 份 2012 2013 2014 2015 2016 2020 (一)省内参与平衡电源容量 31902 35034 38618 42871 44871 56948 1.水电(为利用容量，含风电) 4566 4600 4634 4667 4667 4726 2.抽水蓄能 300 600 1200 1200 1200 2600 3.火电(含气电、煤电) 26346 27334 28284 28004 28004 28004 4.核电 0 1000 3000 6000 8000 10000 5.区外来电(根据国网相关规划) 690 1500 1500 3000 3000 11618 (二)电力盈(+)亏(-) -416 -1042 -1170 -49 -1529 -3372 考虑福建省“十二五”能源发展专项规划中的备选火电电源参加平衡，电 力缺额均由备选火电补充，电量平衡见表 1.2-5。可见，推荐电力市场需求预测方 案下，“十二五”福建电网火电装机平水年、枯水年利用小时数在 46125155h、50725689h 之间；“十三五”分别在 43814574h、46855018h 之间。 表 1.2-5 福建电网 20122020 年电量平衡结果(推荐负荷方案) 单位：亿 kWh 年份 项目 2012 2013 2014 2015 2016 2020 枯水年 一、系统需要电量 1651 1843 2032 2212 2388 3083 二、抽水蓄能损耗 1.5 3 6 6 6 13 三、水电发电(含风电) 279 286 294 302 302 314 四、核电电量 0 70 210 385 525 700 五、燃气电量 154 154 154 154 154 154 六、需要火电电量 1219 1336 1380 1377 1412 1928 七、火电发电利用小时数 5421 5689 5426 5072 5018 4685 平水年 一、系统需要电量 1651 1843 2032 2212 2388 3083 二、抽水蓄能损耗 1.5 3 6 6 6 13 三、水电发电(含风电) 404 411 419 427 427 439 四、核电电量 0 70 210 385 525 700 五、燃气电量 154 154 154 154 154 154 六、需要火电电量 1095 1210 1254 1252 1287 1803 七、火电发电利用小时数 4867 5155 4933 4612 4574 4381 1.2.4 福州电网电力平衡 根据推荐的分区电力需求预测方案及电源规划情况(考虑现有、已核准、已同 意开展前期工作及在建电源基础上，再考虑鸿山二期 20132014 年参加平衡)，进 行分区电力平衡，见表 1.2-6。可见： (1) 20122020 年福州电网盈余 200MW2080MW。 (2) 福建北部福州、三明、南平、宁德等电网 2015 年、2016 年盈余分别约 14302170MW，2020 年缺额约 1000MW，区内电源主要分布于福州、宁德地区，闽 西北三明、南平电网属电源缺乏地区。 (3) 从莆田、泉州电网来看，2015 年起电力缺额逐步增大，对于推荐的负荷 预测方案，2015 年、2016 年、2020 年的电力缺额分别约 320MW、1280MW、4750MW。 (4) 从福建南部厦门、漳州、龙岩电网来看，2015 年、2016 年、2020 年的电 力缺额分别约 4330MW、5550MW、9350MW。 表 1.2-6 20122020 年福建省分区电网 8 月大方式电力平衡分析 单位：MW 年 份 项 目 2012 2013 2014 2015 2016 2020 一、福州电网 1.最大负荷 5750 6370 6970 7660 8230 10500 2.备用容量 920 1019 1115 1226 1317 1680 3.电源出力 7587 7593 8593 9623 11623 13656 (1)110kV 及以下电源出力 387 393 393 423 423 456 (2)220kV 及以上电源装机 7720 7720 8720 9720 11720 13720 4.福州地区电力盈亏(盈+亏-) 917 204 508 737 2076 1476 二、北部福州、三明、南平、宁德电网 1.最大负荷 11745 13045 14274 15385 16478 20959 2.备用容量 1879 2087 2284 2462 2637 3354 3.电源出力 13340 14351 16351 19281 21281 23314 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目发电厂工程初步设计阶段 第二卷 电力系统部分说明书 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 第 9 页 年 份 项 目 2012 2013 2014 2015 2016 2020 (1)110kV 及以下电源出力 2132 2143 2143 2173 2173 2206 (2)220kV 及以上电源装机 12516 13516 15516 18416 20416 22416 4.福州、三明、南平、宁德地区电力盈亏(盈+亏-) -284 -781 -206 1434 2166 -999 三、莆田、泉州电网 1.最大负荷 7911 8794 9609 10303 11145 14166 2.备用容量 1266 1407 1537 1649 1783 2267 3.电源出力 8565 9979 11600 11634 11650 11682 (1)110kV 及以下电源出力 807 921 942 976 992 1024 (2)220kV 及以上电源装机 7758 9058 10658 10658 10658 10658 4.莆田、泉州地区电力盈亏(盈+亏-) -612 -222 453 -318 -1278 -4750 四、南部厦门、漳州、龙岩电网 1.最大负荷 8204 9261 10417 11312 12377 16875 2.备用容量 1313 1482 1667 1810 1980 2700 3.电源出力 8586 8687 8777 8797 8809 10223 (1)110kV 及以下电源出力 810 911 1001 1021 1033 1047 (2)220kV 及以上电源装机 7926 7926 7926 7926 7926 9326 4.厦门、漳州、龙岩地区电力盈亏(盈+亏-) -931 -2056 -3307 -4325 -5549 -9352 1.3 工程建设必要性 (1) 满足福建电力市场发展的需要，确保福建电网可靠供电 根据电力平衡测算，按推荐方案负荷，电源规划立足省内平衡时，即使考虑鸿 山二期，2015 年、2016 年福建电网仍存在约 3000MW、4500MW 的电力缺额。因此， 从电力市场空间上看，结合福建近期负荷发展情况和电厂建设进度，为满足负荷快 速发展的需要、保障省内能源供应安全神华罗源湾电厂一期 2015 年开始投产是必 要的。 (2) 进一步改善福建电源结构，提高能源利用效率 福建电网电源装机容量中水电比重大，电源结构不尽合理，水电特别是径流水 电所占比例较高，大型火电机组较少，煤耗高的机组比重仍较大。神华罗源湾电厂 一期工程 2 台 1000MW 超超临界机组的建设，将有利于提高火电比重，进一步改善 电源结构，提高福建电力系统能源利用效率。 (3) 提高煤电机组整体调峰能力，缓解福建电网调峰压力 福建电网“十二五”期间将陆续投产宁德、福清核电，同时也在大力发展风电， 预计 2015 年核电、风电装机规模将分别达 60007000MW、2400MW，这两类电源大 规模投运将导致福建电网调峰困难加大。调峰平衡研究表明，“十二五”后期起福 建电网将出现调峰缺额。目前福建水电已基本开发完毕，常规煤电的调峰潜力也多 已挖掘，迫切需要新增抽水蓄能电站或燃气电厂等调峰电源。但抽水蓄能电站前期 工作及建设周期较长，一般都在六年以上，除在建的仙游蓄能电站外，其余站址尚 未开展较为深入的前期工作；燃气电厂也容易受气源供应等因素影响其参与调峰运 行。神华罗源湾电厂如能在“十二五”后期投产，由于其采用的是百万级机组，爬 坡率及调峰经济性都较常规机组有较大提升，具有较好的调峰能力，将能提高煤电 机组的整体调峰能力，有利于缓解福建电网的调峰压力。 (4) 煤电一体化电厂可以增强福建的能源安全保障 福建省属于缺能省份，一次能源多为外供。能源结构多元，水电、风电受到天 气影响，属于“靠天吃饭”，不确定性大；火电用煤主要依靠海运，台风多发季节 又恰逢在迎峰度夏时期，火电厂燃煤安全供应受到考验，所以煤炭基地的建设对福 建省的能源供应安全意义重大。而建设煤炭基地的同时，应规划建设配套燃煤电厂， 因为煤炭不能长期储存，煤炭长期储存不用，其热值会降低，对于某些煤种，也易 自燃。大型煤炭基地的建设，需要同时配套新建大型电厂。 所以福建省需要有稳定燃煤供应的大型煤炭基地和配套的大型电厂以确保能源 安全。本工程为煤电一体化电厂，可以增强福建的能源安全保障。 (5) 促进福州地区尤其是连江县的经济社会发展 根据福州市城市总体规划，福州整体发展的经济结构将由单纯的轻工业为主逐 渐向轻重工业并重迈进，充分利用港口资源条件，发展港口工业及其它临海重工业， 建设成为海峡西岸经济区先进制造业基地、产业集聚中心。神华罗源湾火电厂的建 设可满足福州等福建北部地区经济发展需求，也有利于带动福州地区特别是连江县 的开发建设，进一步促进区域国民经济发展，提高人民生活水平。 1.4 电厂接入系统方案设想 神华罗源湾储煤一体化电厂一期建设规模为21000MW机组，终期41000MW。 电厂位于福州市北翼连江县，考虑到电厂单机容量较大，本电厂接入系统主要考虑 以500kV及以上电压接入的方案。考虑到电厂终期总容量仅4000MW，采用1000kV送 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目发电厂工程初步设计阶段 第二卷 电力系统部分说明书 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 第 11 页 出投资大，经济性差，所以本报告主要考虑500kV接入系统方案。 电厂机组终期额定出力 41000MW，额定功率因数 0.9，厂用电率 3.99%(含脱 硫)，发电利用小时数按 5000h 计，经济电流密度取 0.9。终期送出线路按经济电流 密度截面需选择 5446mm2，以 2 回 4800mm2或 3 回 4630mm2截面的导线可满足电 力送出。 根据福建电网的现状和发展规划，结合电厂所处地理位置和可能的供电方向， 本工程的接入系统方案考虑如下： 方案 一 ： 新建 2 回 4800mm2线路接入洋中变，单回线路长约 50km，本期一次 建成。 方案二：一期新建 2 回 4630mm2线路接入洋中变，单回线路长约 50km，电厂 二期投产时，再新建一回电厂至洋中的 4630mm2线路，同洋中笠里一回线路在 洋中变外短接，形成 2 回至洋中，1 回至笠里的终期接入系统方案。 两个方案接入系统方案图分别见图 1.4-1 和 1.4-2。 具体接入系统方案还有待于接入系统设计完成并审查后确定。 图 1.4-1 方案一接线 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目发电厂工程初步设计阶段 第二卷 电力系统部分说明书 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 第 13 页 图 1.4-2 方案二接线 1.5 系统对电厂的要求 1.5.1 电气主接线 系统对电厂主接线没有特殊要求。电厂 500kV 电气主接线型式可考虑采用 3/2 断路器接线。 1.5.2 短路电流水平 电厂 500kV 电气设备的短路水平暂按 63kA 考虑。 1.5.3 机组功率因数 电厂机组应具备满负荷时功率因数在 0.85(滞相)0.95(进相)运行的能力。 1.5.4 系统调峰对电厂的影响 建议神华罗源湾2台1000MW机组调峰深度按不低于机组容量的65%考虑。 1.5.5 母线通流 建议电厂500kV母线通流容量按不小于3200MVA考虑。 1.5.6 主变短路阻抗 为降低系统短路电流，建议电厂机组升压变选用高阻抗变压器(18%及以上)考 虑。 *最终的电厂接入系统方案以及系统对电厂的主要技术要求等以电厂接入系统 设计审查意见为准。 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目发电厂工程初步设计阶段 第二卷 电力系统部分说明书 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 第 15 页 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目发电厂工程初步设计阶段 第二卷 电力系统部分说明书 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 第 17 页 2 系统继电保护及安全自动装置 2.1 一次系统概况 根据系统一次提供的系统方案，神华罗源湾储煤一体化电厂一期建设规模为 21000MW 机组，终期 41000MW。以 500kV 电压等级接入系统，发 电 厂 母 线 采 用 一 个 半 断 路 器 主 接 线 型 式 ， 500kV 出 线 2 回 ， 至 洋中变 电 站 。 2.2 系统继电保护配置原则 2.2.1 500kV 线路保护 每回 500kV 线路应按近后备原则配置双套完整的、独立的能反映各种类型故障、 具有选相功能全线速动保护。配置双套完整的后备保护，完整的后备保护包括三段 相间距离、三段接地距离和至少两段零序电流保护。两套主保护分别使用独立的通 道传输保护信号。 2.2.2 远方跳闸就地判别装置 对端是一个半断路器接线或发变线组单元接线时，线路本侧应装设远方跳闸就 地判别装置，远方跳闸命令需要经故障判别元件动作才能出口跳闸。每套远跳就地 判别装置均采用“一取一”加就地判别方式跳闸，分别安装在线路主保护柜上。 2.2.3 过电压保护 根据系统工频过电压的要求，对可能产生过电压的每回线路配置两套独立的过 电压保护。当过电压保护装置与远方跳闸就地判别装置一体化时，使用远跳保护装 置中的过电压保护。 2.2.4 断路器保护 一个半断路器接线方式下，500kV 断路器保护按断路器单元配置，每台断路器 配置一面断路器保护柜。断路器保护柜包括断路器失灵保护、重合闸、充电保护、 双跳闸分相操作箱。若线路装设出线刀闸，则两组断路器之间的引线区段装设短引 线保护，当线路停运，线路刀闸拉开，投入此保护；短引线保护装置按双重化配置， 单独按串组屏。 2.2.5 母线保护 220kV 及以上电压等级的变电站，如采用一个半断路器接线形式，则每条母线 装设两套独立的微机型母线差动保护，均不设复合电压闭锁回路。 2.2.6 故障录波 为便于迅速、准确及时的分析电力系统短路故障和各种异常运行状态以及各种 继电保护装置在事故过程中的动作情况，应配置专用故障录波装置。故障录波装置 应按照小型、多台化原则配置。500kV 采用 3/2 接线方式时，原则上按串配置，即 每串配置 1 面故障录波器柜；当发变组单独配置故障录波器时，两个线变串配置一 台故障录波器。 2.2.7 故障测距 为了能迅速定位线路故障位置，500kV 线路两侧应配置故障测距装置。测距装 置以双端行波测距为主，辅助以单端行波测距，两端数据交换宜采用 2M 通道，线 路两侧测距装置应为同一厂家。行波测距装置应能通过电力数据网、专线通道或拨 号方式向调度中心传送测距数据。 2.2.8 保护及故障录波信息远传子站 为了便于保护设备的管理、故障分析、故障信息综合处理，采集保护和故障信 息，每个变电站需配置一套保护和故障信息管理子站，同时负责向调度传送站内各 保护动作信息及故录信息。保护和故障信息管理子站应配备必要的分析软件，应能 方便地与各保护装置及故障录波器进行数据通信，信息子站通过通讯接口统一接入 调度数据网，调度部门能及时通过该系统查询站内各保护装置的故障及跳闸信息、 保护运行状态及保护定值，并能远方修改保护定值。 2.2.9 仪器仪表 配置保护专用仪器仪表以及相配套的试验电源设备。 2.3 系统继电保护配置方案 由于福建罗源湾储煤一体化电厂的接入系统设计未审查，根据电气主接线方式， 系统继电保护配置方案如下，最终配置方案以接入系统设计审查意见为准。 2.3.1 500kV 线路保护 对罗源湾储煤一体化电厂洋中变电站的双回线路：每回 500kV 线路配置双套 分相电流差动保护，保护能反映各种类型故障、具有选相功能。保护利用 OPGW 光 纤通道构成全线速动，双重化的两套纵联保护的信号传输通道不应采用同一根光缆。 保护装置采用快速动作、功耗小、性能完善、具有成熟运行经验的微机保护。 每套主保护装置内还应包含完整的后备保护功能。后备保护均采用多段式的相间距 离保护和接地距离保护；为反映高阻接地故障，每套保护装置内还应配置一套反时 限或定时限的零序电流方向保护。快速动作的主保护应具有选相功能，保护采用分 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目发电厂工程初步设计阶段 第二卷 电力系统部分说明书 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 第 19 页 相跳闸方式，且仅作用于断路器的一组跳闸线圈。每套微机保护应具有故障测距、 录波及事件记录功能。 每回线的两套保护分别独立成柜，对需配置过电压保护的线路，所配置的 2 套 过电压保护分别与相应的 2 套线路保护一道组屏，过电压保护功能含在相应的远方 跳闸就地判别保护装置内。对于远方跳闸就地判别保护装置，断路器失灵保护、过 电压保护动作、线变组的变压器保护动作等均应启动远跳。 每回线路的两套线路保护，应分别由不同的直流蓄电池组供电。双重化配置的 线路主保护、后备保护、过电压保护的交流回路、直流电源、开关量输入、跳闸回 路、启动远跳和远方信号传输通道均应彼此完全独立没有电气联系。 2.3.2 500kV 断路器保护 每面断路器配置一套断路器保护，含断路器失灵保护、重合闸、断路器分相操 作箱，共配置 7 面断路器保护柜。 断路器保护中的自动重合闸功能配置，主要按单相重合闸方式进行考虑，但能 实现三相重合闸、禁止重合闸、重合闸停用几种重合闸方式。 对一个半断路器主接线型式的一回线路相连的两台断路器，应能方便地整定为 一台断路器先重合，另一台断路器待第一台断路器重合成功后再重合。如先重合的 一台合于故障三相跳闸，则后合的不再进行重合，即两台均三跳。重合闸装置起动 后应能延时自动复归，在此时间内应沟通本断路器的三跳回路，重合闸停用或被闭 锁时(断路器低气压、重合闸装置故障、重合闸被其他保护闭锁、断路器多相跳闸 等)，断路器屏上的保护应准备好三跳回路，在线路保护发出单跳令时，本断路器 三跳，而另一台断路器仍能单跳单重。 断路器保护中还应配置断路器失灵保护。断路器失灵保护仅考虑断路器单相拒 动的情况，并可检测死区范围的故障。失灵保护起动回路采用相电流判别，由保护 单跳出口接点与分相电流元件相串联的方式。需考虑在线路末端故障时，相电流元 件有足够的灵敏度。在失灵保护启动后，再瞬时重跳一次本断路器，然后再经一延 时进行失灵出口，三跳本断路器三相及相邻断路器，同时，对线路断路器失灵出口， 还通过传送远方跳闸信号，跳线路对侧的断路器。对母线侧断路器失灵出口还通过 母差保护出口跳失灵断路器所在母线上的相关断路器。 断路器压力闭锁回路、防跳回路及非全相保护均由就地机构实现。 短引线保护装置按双重化配置，单独按串组屏，本期共配置 2 面短引线保护柜。 2.3.3 500kV 母线保护 本期工程中的每段母线均配置两套完整、独立的微机型母线保护装置，并安装 在各自的柜内。 对一个半断路器主接线方式，均按照单母线的母线保护配置方案考虑。其差动 测量元件应为分相式。母线保护应对 C.T 特性无特殊要求，动作正确性应不受 C.T 饱和影响，应尽量保持接入保护装置的各个元件使用相同变比的 C.T。 双重化配置的母线保护的交流电流回路、直流电源、开关量输入、跳闸回路均 应彼此完全独立没有电气联系，每套母线保护独立组成一面柜，每套母差只作用断 路器的一组线圈。失灵保护需跳母线侧开关时，通过启动母差保护实现，启动母差 需要两付接点同时开入，为防止外来干扰导致误启动母差出口，启动接点必须经大 功率继电器插件重动后方可开入。 2.3.4 故障录波器 结合国网公司对于故障录波器的配置指导原则和本工程的电气一次主接线型式， 本期工程 500kV 部分共配置 2 台故障录波器。 故障录波器采集的信息包括线路、主变、断路器的电流、电压以及直流母线电 压等各种模拟量，各种保护装置的动作信息、装置告警信号、操作箱的跳闸出口信 号以及断路器的分相辅助接点等各种开关量。 故障录波装置应单独组网，并具备完善的分析和通信管理功能，通过以太网口 与保护和故障信息管理子站系统通信，录波信息可经子站远传至各级调度部门进行 事故分析处理。 故障录波器有独立的起动元件,并具有将其记录的信息就地输出并向远方传送 的功能。故障录波器既可内部独立起动，也可由外部接点起动。故障文件的记录格 式应能转化为 COMTRADE 格式。 故障录波系统能接受站内统一 GPS 系统的时钟同步信号。 2.3.5 500kV 故障测距 本期配置 1 面行波测距装置。 测距装置应采用数字式，有独立的起动元件,并具有将其记录的信息就地输出 并向远方传送的功能。测距装置应采用高速采集技术、GPS 同步技术、计算机仿真 技术、匹配滤波技术和小波技术实现以双端行波测距为主，辅助以单端行波测距。 神华福建罗源湾储煤发电一体化项目发电厂工程初步设计阶段 第二卷 电力系统部分说明书 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 第 21 页 行波测距装置应能通过电力数据网、专线通道或拨号方式与调度中心通信，两 端数据交换宜采用 2M 通道。行波测距装置通过以太网接口接入站内调度数据网进 行两端直接通信。 行波测距装置能接受站内统一 GPS 系统的时钟同步信号。 2.3.6 继电保护及故障信息管理子站系统 全站配置一套保护及故障信息管理系统子站，收集本站的保护及故障录波信息， 进行保护规约转换、信息过滤，然后向远方调度站传送信息。 功能要求： a 保护及故障信息管理子站系统应能与各继电保护装置和故障录波装置进行 数据通信，收集各继电保护装置及故障录波装置的动作信号、运行状态信号，通过 必要的分析软件，在站内对事故进行分析。 b 保护及故障信息管理子站应能连接各种保护装置，与各继电保护装置、故 障录波装置的接口采用以太网口，当有多种通信规约存在时，能实现规约转换，统 一到 IEC60870-5-103 规约。管理子站通过下达网络对时信息，可实现厂内保护与 故障录波器的时钟同步。 c 保护及故障信息管理子站系统对保护装置应具有调取查询保护定值、投/退 软压板及复归功能；对故障录波装置应具有定值修改和系统参数配置、定值区查看、 启动、复归功能。调度中心应能查询站内各继电保护装置和故障录波装置的动作信 号、运行状态信号。 保护故障信息远传系统组成一个单独的以太网，在网控楼设置 1 面管理柜，用 于数据通信、存储、分析，设置 1 面采集柜，用于网控楼保护、录波设备的数据采 集，在电子间设置 1 面采集柜，用于发变组保护设备的数据采集。其中管理柜、采 集柜、能提供以太网接口的故障录波器和保护装置直接接入该以太网，不能提供光 纤以太网接口的保护装置通过 RS-485 串口(103 规约)采用屏蔽双绞线接入采集柜， 不能提供光纤以太网接口和 RS-485 串口的保护装置将接点量接入采集柜，由采集 柜转换后接入该以太网。单控室采集柜与网控楼管理柜间采用光缆连接。 子站的管理柜通过调度数据网通道(10/100M 以太网方式)向主站传送保护故障 信息和故障录波器的有关信息。本期工程自动化专业已具备调度数据网接入设备， 保护故障信息远传系统的信息传送采用 10BASE-T 接口接入调度数据网接入设备， 通过屏蔽网线相联，数据网接入设备由自动化专业开列，接入数据网络的安全管理 由自动化专业考虑。如子站设备经数据网接入设备接入电力数据网时如调度端的主 站系统尚未建成开通，则可暂时以 2M 专线方式通信。 2.3.7 仪器仪表 配置一套保护专用仪器仪表和一面试验电源柜。 2.4 安全自动装置 由于福建罗源湾储煤一体化电厂接入系统设计还未审查，本报告暂列安全自动 装置费用，最终配置方案以接入系统设计审查意见为准。 2.5 系统保护与相关专业的配合 2.5.1 对通道的要求 A 每回 500kV 线路需要传送 2 个主保护信号、2 个远方跳闸信号。 B 故障测距装置需要 1 个信息传输通道，对应洋中变电站线路出线方向。 C 安全自动装置暂按双重化配置，每套分别对应洋中变电站线路方向各需要 1 个信息传输通道。 D 传输信息的通道设备应满足传输时间、可靠性的要求： 1)、每回线的 2 个主保护信号分别使用独立的通道和远方信号传输设备，且通 道及加工设备的电源也应互相独立。 2)、传输线路纵联保护信息的数字式通道信号传输时间应不大于 10ms。 E、保护用的光电转换接口安装在保护厂家提供的专用光电转换柜上，采用同 轴电缆经通信室专用配线架与通讯设备相连，光电转换柜需安装在通讯设备 20m 以 内的范围内。 F本期在通信机房安装 2 面保护专用光电转换柜的屏位。每面光电转换柜需 提