垃圾填埋沼气发电项目投资并网发电调研报告.doc

沈阳市老虎冲垃圾填埋沼气发电项目10千伏接网1概述1.1沈阳市老虎冲垃圾填埋沼气发电项目简介1.1.1项目背景及必要性沈阳市老虎冲生活垃圾卫生处理厂位于苏家屯区奉集堡老虎冲塔山高牧场内，该生活垃圾卫生处理场是沈阳市政府建设的大型环保工程，属于沈阳市重要基本设施和环保公益项目。填埋场总面积约为1455亩，分3个填埋区，总填埋生活垃圾为810万吨，设计使用年限28年（20032031），平均日填埋垃圾1000吨。地理位置详见附图1。生活垃圾含有大量的有机物，这些有机物填埋后在适宜的温度和湿度下，经过微生物的发酵作用产生填埋气体（俗称沼气），填埋气体包括甲烷、二氧化碳、氮气和氧气及微量元素气体。填埋气体无控制的释放和逸散，不但使周围地区臭气熏天，还存在发生火灾和爆炸的危险，对填埋场作业及周边环境造成隐患。填埋气体中的二氧化碳、甲烷等气体还是引发产生地球温室效应的重要组成成分。同时，占填埋气体4565%的成分是甲烷，甲烷是一种理想的气体燃料，1m3沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7kg无烟煤提供的热量。为充分利用这些宝贵的能源，做到化害为利，在垃圾填埋场中设置特殊的沼气收集装置，抽出和收集这些气体作为燃料进行利用，在老虎冲生活垃圾填埋场建设实施沈阳市老虎冲垃圾填埋沼气发电项目，以垃圾填埋气体为燃料进行发电，电力上网后供周边地区的工农业生产和居民生活使用，是非常及时和必要的。1.1.2建设规模本项目根据老虎冲生活垃圾填埋场的日处理能力及总的填埋规模，预测产生的填埋沼气量最大可能满足3mw装机的发电量要求，根据填埋沼气产出的速率，确定燃气机组的投运安排如下：2007年度建设1.5mw装机的发电机组（3台机组）；2009年度增设0.5mw装机的发电机组（1台机组）；2011年度增设0.5mw装机的发电机组（1台机组）；2014年度增设0.5mw装机的发电机组（1台机组）。届时达到总装机3mw的发电能力。尔后，依据沼气出量的衰减，逐步减少投运的机组数量。1.2可研依据1.2.1沈阳市老虎冲垃圾填埋沼气发电项目10千伏接网方案咨询合同；1.2.2沈阳市发展和改革委员会关于协助做好沈阳老虎冲垃圾填埋沼气发电项目前期工作的函；1.2.3 沈阳铝镁设计研究院编制的利用沈阳老虎冲垃圾场产生的沼气发电和申请cdm项目可行性研究报告；1.2.4 相关的国家、地方、行业有关法律、法规、标准及规范等的要求。1.3可研范围1.3.1对沈阳市老虎冲垃圾填埋沼气发电10kv接网方案论证，并提出接网推荐方案。1.3.2由于沈阳市老虎冲垃圾填埋沼气发电10kv接网所引起的系统继电保护、系统通讯和远动的可研。1.3.3对本期工程进行投资估算。1.3.4本可研包括沈阳市老虎冲垃圾填埋沼气发电厂升压变电所。2.电网现状2.1苏家屯区66千伏电网现状苏家屯区现有66千伏变电所7座，变压器总容量14.4万千伏安。全部由220千伏文成变电所供电。图2-1 苏家屯地区66千伏现状图2.2 老虎冲垃圾填埋沼气发电项目10kv接网地区电网现状老虎冲垃圾填埋沼气发电厂位于苏家屯区奉集堡老虎冲塔山高牧场内，属66千伏陈相变电所供电区域，变电所主变两台容量均为16000千伏安，10千伏馈线8条分别为柳匠线、农药线、铁塔线、塔山线、小卜线、军政线、水泥线、吴家线。陈相变电所2005年运行数据详见表2-1。表2-1 陈相变电所2005年运行数据月份变压器最大电流发生时间有功电量配线柳匠线农药线铁塔线塔山线小卜线军政线水泥线吴家线一月1#65010日15时601400040055020020060502#二月1#68027日11时794200050055519023080602#三月1#72030日09时845600080056021021090902#四月1#44029日11时16080001200565300240150802#40029日11时4224000五月1#42022日11时340800013005503002201401502#38022日11时3096000六月1#50014日09时360000014005502202302901402#46012日09时3288000七月1#48009日09时397200015005452602302801402#44009日09时3456000八月1#44020日10时374400012005402602302601052#40020日10时3384000九月1#48002日09时40320001000540250220260802#44002日09时3672000十月1#44015日11时3600000600535180220140702#38015日11时3000000十一月1#34001日14时307200060055018020050502#30001日14时2520000十二月1#30056519023045502#62028日10时5376000合计8146400066千伏陈相变电所主接线图详见附图2-2 图2-2 66千伏陈相变电所现状系统图10千伏小卜线为老虎冲垃圾填埋沼气发电项目所处地区供电。3.接入系统方案3.1 陈相变电所现有主变两台，容量均为16000千伏安。由陈相变电所2005年运行数据可知,2005年小卜线最大负荷电流出现在四月，为300a，最大负荷为4858kw；最小负荷电流在夜间为55a，最小负荷为891kw；变电所最大负荷出现在六月，总电流为960a，总负荷为15546kw；全所最小负荷在夜间一般电流为200a，总负荷为3239kw。从以上分析可知，陈相变电所在最小负荷时也可以将电厂本期2台机组发出的电量全部消化掉。按照负荷年递增率8%计算，2019年小卜线最大负荷电流应为881a，最大负荷为14267kw；最小负荷电流应为162a，最小负荷为2623kw；变电所最大负荷时负荷电流应为2820a，总负荷为45668kw；变电所最小负荷时负荷电流应为587a，总负荷为11184kw。通过以上分析可以看出，发电厂终期全部机组发出的电量也可以被陈相变电所全部消化掉。图3-1 老虎冲垃圾发电厂接网方案系统图3.2、根据电网现状确定由66千伏陈相变电所10千伏小卜线126号杆t接，新建10千伏配电线路1.5千米（jkly-240）至升压变电所10千伏母线。4.升压站部分发电机出口电压为400伏，需建设升压变电所1座。图4-1 老虎冲垃圾发电升压变电所系统结线图（方案一）图4-2 老虎冲垃圾发电升压变电所系统结线图（方案二）方案一：如图4-1所示，一台发电机配置一台630千伏安的0.4/10千伏升压变压器。升压变电所电气主接线为：升压站10千伏侧采用单母结线方式，变压器10千伏侧接于10千伏母线，10千伏母线馈出一条10千伏配线经小卜线至陈相变电所，变压器0.4千伏侧设电网并、解列点。依据整个电厂建设规划，本期升压主变的容量为630千伏安（400v/10kv）3台，终期为630千伏安6台。方案二：如图4-2所示，两台发电机配置一台1250千伏安的0.4/10千伏升压变压器。升压变电所电气主接线为：升压站10千伏侧采用单母结线方式，变压器10千伏侧接于10千伏母线，10千伏母线馈出一条10千伏配线经小卜线至陈相变电所，变压器0.4千伏侧设电网并、解列点。依据整个电厂建设规划，本期升压主变的容量为1250kva（400v/10kv）2台，终期为1250千伏安3台。方案一运行方式比较灵活，设备故障对系统影响较小，但投资较大。第二种方案投资较少，可靠性较方案一低；综合考虑各方面因素来看，方案一更适于本工程的建设。以下叙述均以方案一为准。5.短路电流计算图5-1 短路电流计算阻抗图系统按照电厂全部发电机组对陈相变电所并网发电的情况下进行计算。陈相变电所66kv母线系统阻抗标幺值为0.2872（0.2627），两台主变阻抗标幺值分别为0.5831和0.5625；老虎冲垃圾发电厂以终期总容量达到3mw时考虑，每台发电机阻抗百分值为14.5%，升压变器短路电压百分值按4%考虑，折算到10kv侧进行计算：表5-1 陈相变电所短路电流计算表短路位置陈相变电所10千伏母线电源系统电源老虎冲垃圾发电运行方式（文成系统）最大最小最大最小短路容量（mva）182.1469114.902911.95752.9719短路电流周期分量有效值(ka)9.56056.03100.62760.1560短路全电流最大有效值(ka)14.34089.04650.94140.2340三相短路电流冲击值(ka)24.379315.37911.60040.3978最大运行方式：按66kv系统最大，陈相变电所两台主变并列运行；老虎冲垃圾发电厂6台机组同时运行，六台升压变压器并列运行；陈相变电所10kv母线短路总电流为11.1881ka。最小运行方式：按66kv系统最小，陈相变电所阻抗标幺值较大的主变单台运行；老虎冲垃圾发电厂一台机组运行，一台升压变压器运行；陈相变电所10kv母线短路总电流为6.1870ka。6.系统继电保护配置及设备选择6.1继电保护配置的依据和原则根据沈阳市老虎冲垃圾填埋沼气发电10kv接网方案及继电保护和安全自动装置技术规程和电力装置的继电保护和自动装置设计规范的要求，做出系统继电保护配置方案。现有陈相小卜线的继电保护能满足接网要求。6.2设备选择6.2.1升压站变压器的选择：选用10kv/0.4kv配电变压器，容量为630kva,接线组别为y/yn0；6.2.2升压站10千伏开关柜选用gzs型中置式手车开关柜；6.2.3根据最大运行方式下短路电流对设备进行校验和选择。陈相变电所现有设备均满足要求。7.系统运行方式系统正常运行时，老虎冲垃圾填埋沼气发电厂通过小卜线与陈相变电所并网发电；当陈相变电所无法消化掉电厂发出的电量时，通过陈相变电所主变向系统输送电量；当陈相变电所66千伏侧停电时，应将电厂与系统脱离。8.计量方式图8-1 计量点配置图如图8-1所示：8.1、在升压变电所10kv线路出口分别设计量盘，装设双向全电子式电度表对双方向电量进行计量，做为计费结算点。8.2、在陈相变电所主变二次设计量点，装设双向全电子式电度表，计量电厂向系统输送电量的情况。8.3、在陈相变电所小卜线出口设计量点，装设双向全电子式电度表， 计量电厂向农电系统送电电量用。8.4、计量电量信息部分直传至辽宁省电力公司调度。9.系统通信及调度自动化部分9.1调度关系沈阳市老虎冲垃圾填埋沼气发电厂调度关系由辽宁省供电公司调度委托沈阳供电公司调度室调度指挥。9.2通信现状新建沈阳市老虎冲垃圾填埋沼气发电厂距66千伏陈相变电所10公里。陈相变距苏家屯农电局调度室25公里，陈相变至苏家屯农电局调度室现无光纤线路，苏家屯农电局至沈阳供电公司已有12芯光纤线路。9.3通讯方案9.3.1 在发电厂侧装设通讯装置一套；9.3.2 建设8芯adss光缆线路10公里，联接陈相变电所与电厂sdh155光端设备；建设8芯adss光缆线路25公里，联接苏家屯农电局调度室与陈相变电所sdh155光端设备；电厂后台监控数据通过光缆线路传输到苏家屯农电局调度室；9.3.3 通过苏家屯农电局调度室与现有通信网络连接。9.4通道组织根据电力工业技术管理法规和电力系统技术导则确定的原则要求，组织两条到苏家屯农电局调度室的调度通信通道。9.4.1通道一：由老虎冲垃圾填埋沼气发电厂利用新建的10千伏线路及原有的10千伏线路，架设adss光缆线路35千米经陈相变电所至苏家屯农电局调度室。9.4.2通道二：由老虎冲垃圾填埋沼气发电厂到苏家屯局调度室，安装一路市话，与当地有关部门联络用。同时在老虎冲垃圾填埋沼气发电厂配备一部移动电话作为备用通道。通道组织详见附图7。在老虎冲垃圾填埋沼气发电厂配置相应光传输设备及通信电源设备。9.5远动化范围老虎冲垃圾填埋沼气发电厂10千伏升压站主变一、二次侧电流、电压、有功功率、无功功率；10千伏线路电流、电压、有功功率、无功功率；母线电压；断路器位置信号、反映运行状态的隔离开关位置信号；保护动作信号；调度端需要的其它运行信号。10.投资估算10.1编制原则及依据10.1.1概算定额a）中华人民共和国国家经贸易委员会2002第15号文，关于发布电力工程建设概算定额（2001年修订本）等三项定额标准。b) 中国电力企业联合会，中电联计经200248号文，关于发布电力建设工程预算定额第六册调试（2002年修订本的通知）。c)中国电力企业联合会，中电联计经200213号文关于发布电力建设工程预算定额第四册送电线路部分（2001年修订本的通知）。10.1.2工资a)建筑工程19.5元/工日，安装工程21.00元/工日，送电工程23.5元/工日。并执行中电联计经200274号文，关于调整电力工程建设火电送变电工程定额人工工日单价的通知。安装工程增加4元/工日，送电、建筑工程3元/工日。只记取税金。b)工资性津贴按东北电力集团公司电建定字（1996）17号文沈阳地区1.36元/工日计列。c)定额材机调整执行东电定额（2003）05号文“关于发布东北地区火电、送变电工程材料与机械调整办法的通知。10.1.3材料价格a)建筑材料按辽宁省工程造价信息2004年四季度价格计列。b)安装材料按东电定额200207号文，关于