发电项目系统接入专题报告.doc

粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 目目 录录 第一章第一章 设计依据设计依据 1 1 1 设计依据 1 1 2 设计采用的规程规范 1 1 3 设计原则 1 第二章第二章 电力系统现况电力系统现况 2 2 1 湛江市电力系统现况 2 2 2 遂溪县电力系统现况 2 第三章第三章 电力系统规划电力系统规划 3 3 1 电力需求预测 3 3 2 湛江市电源发展与电力平衡 5 第四章第四章 接入系统方案研究接入系统方案研究 8 4 1 工程投产前湛江电网概况 8 4 2 电厂送电方向分析 9 4 3 接入电压等级及出线回路数 10 4 4 接入点分析 10 4 5 接入系统方案 10 4 6 电气计算 12 4 7 经济性比较 16 4 8 推荐方案 20 4 9 电厂二期接入系统展望 21 第五章第五章 推荐方案电气计算推荐方案电气计算 22 5 1 电气计算主要原则 22 5 2 计算条件 22 5 3 潮流计算 23 5 4 稳定计算 23 5 5 短路电流计算 24 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 第六章第六章 电厂送出工程及投资估算电厂送出工程及投资估算 25 第七章第七章 系统运行对生物质发电厂主要电气设备的要求系统运行对生物质发电厂主要电气设备的要求 26 第八章第八章 系统继电保护系统继电保护 29 8 1 设计范围 29 8 2 220KV 线路保护配置 29 8 3 220KV 母线保护及母联保护配置 29 8 4 220KV 故障录波器配置 30 8 5 保护及故障信息管理系统配置 30 8 6 安全稳定控制系统配置 30 8 7 220KV 遂溪站保护说明 30 8 8 设备清册及投资估算 31 第九章第九章 系统调度自动化系统调度自动化 32 第十章第十章 系统通信部分系统通信部分 38 第十一章第十一章 结论结论 53 附件附件 1 1 系统接入专题报告编制委托书 系统接入专题报告编制委托书 附件附件 2 2 营业执照营业执照 附件附件 3 3 资质证书资质证书 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 0 第一章第一章 设计依据设计依据 1 1 设计依据 1 广东粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告编制委托书 2 关于调整湛江生物质发电项目规划容量及分期实施时间的函 编 号 2008 09 205 1 2 设计采用的规程规范 设计中采用的技术规程规范包括 1 电力系统设计技术规程 SDJ161 85 2 电力系统安全稳定导则 DL 755 2001 3 电力系统技术导则 SD131 84 4 电力系统电压和无功电力技术导则 SD325 89 1 3 设计原则 1 3 1 工程建设进度及规模 为落实国家产业政策 促进湛江市发展循环经济 构建和谐社会 广东 省粤电集团有限公司拟在遂溪县白泥坡工业集聚地投资建设广东粤电湛江生 物质发电项目 湛江农林作物废弃物综合利用热电联产项目 根据业主计划 项目首期建设2 50MW 纯燃烧农林作物废弃物发电机组 2010 年 6 月投产第一台 9 月投产第二台 二期规划建设容量为100MW 预 计 十二五 后期建成投产 1 3 2 设计范围 本研究重点对项目首期 2 50MW 纯燃烧农林作物废弃物发电机组开展接 入系统设计工作 对二期工程接入系统方案进行展望 1 3 3 设计使用系统基础条件 本研究报告系统规划方面数据 是根据广东电网 十一五 规划及湛江 市 十一五 电网规划报告中的有关内容进行的 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 1 第二章第二章 电力系统现况电力系统现况 2 1 湛江市电力系统现况 湛江市位于我国大陆的最南端 南隔琼州海峡与海南省相望 全市国土 面积 12687km2 是粤西地区最大地级市 1983 年湛江市成立 现管辖赤坎 霞山 坡头和麻章 4 区 遂溪 徐闻 2 县 并代管廉江 雷州和吴川 3 个县 级市 截至 2007 年底 湛江电网有 500kV 变电站 1 座 即港城站 主变容量 750MVA 500kV 线路总长 218km 220kV 变电站 8 座 主变容量 1710MVA 湛 江电网通过港城 茂名双回 500kV 线路和榭赤线 湛泥线 吴泥线 坡天线 四回 220kV 线路与茂名电网相联 根据初步统计 截至 2007 年底 湛江市总装机容量 2649 4MW 含湛江 电厂装机 4 300MW 奥里油电厂装机 2 600MW 年发电量 101 18 亿 kWh 其中火电装机 2641 1MW 年发电量 101 11 亿 kWh 水电装机仅 8 3MW 2007 年湛江市全社会用电量 62 3 亿 kWh 比 2006 年增长 13 4 全社 会用电最高负荷 1199MW 比 2006 年增长 13 5 全市供电量 51 42 亿 kWh 比 2006 年增长 10 7 供电最高负荷 957MW 比 2006 年增长 16 5 2 2 遂溪县电力系统现况 截至 2007 年底 遂溪电网 220kV 变电站 1 座 主变容量 180MVA 主要 通过遂溪 港城双回 220kV 线路和城雷线 城国线 新赤三回 110kV 线路与 湛江主网连接 根据初步统计 截至 2007 年 遂溪县总装机容量约 119MW 主要电源 包括浩洋电厂 新桥电厂 广丰糖厂和城月糖厂 2007 年遂溪县全社会用电量 6 02 亿 kWh 比 2006 年增长 14 8 全社 会用电最高负荷 114MW 比 2006 年增长 16 3 2007 年湛江 110kV 及以上电网地理接线图见附图 1 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 2 第三章第三章 电力系统规划电力系统规划 3 1 电力需求预测 3 1 1 湛江市电力需求预测 湛江市位于粤 桂 琼中枢点 拥有铁路 公路 水运 航空 管道等 立体交通网络 全市有专业运输港 21 个 年吞吐能力 3000 万吨 湛江的炼 油工业 油品化工 制糖和民用工业有基础 海洋资源和南亚热带作物丰富 第一产业有雄厚的基础 以交通运输业和旅游业为龙头的第三产业蒸蒸日上 十五 期间 湛江市委 市政府带领全市人民 全面落实科学发展观 以 建设现代化新兴港口工业城市和美丽的南方海滨城市 为总目标 深入 实施 工业立市 以港兴市 发展战略 在创新中求发展 全市经济保持了 平稳 较快的增长态势 2005 年全年实现生产总值 GDP 657 81 亿元 按可 比价格计算 比上年增长 12 1 增速创近十年来的新高 十五 期间 湛江市全社会用电量平均增长 15 2 全社会用电最高 负荷平均增长 13 3 十一五 期间湛江市电力需求呈快速增长的态势 截至 2007 年底 湛江全社会用电量为 62 3 亿 kWh 比上一年增长 13 4 全社会用电最高负荷为 1199MW 比上一年增长 13 5 根据湛江市历史用电的增长情况和湛江市国民经济规划 参照 湛江 十一五 电网规划 审定版 结合近几年湛江电力负荷发展情况 对湛 江市的电力需求进行预测 见表 3 1 1 预测 2010 年全社会用电量为 85 亿 kwh 全社会用电最高负荷为 1600MW 十一五 后三年年均增长率分别为 10 9 和 10 0 2015 年全社 会用电量为 136 9 亿 kwh 全社会用电最高负荷为 2630MW 十二五 年均 增长率分别为 10 和 10 5 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 3 表 3 1 1 湛江市电力需求预测表 2007 年 实绩 2008 年 预测 2009 年 预测 2010 年 预 测 2015 年 预测 一 湛江市一 湛江市 全社会用电量 亿全社会用电量 亿 kWhkWh 62 362 369 069 076 676 685 085 0137137 增长率 13 413 410 910 910 910 910 910 910 010 0 全社会用电最高负荷 全社会用电最高负荷 MWMW 1199119913201320145214521600160026302630 增长率 13 513 510 010 010 010 010 010 010 510 5 注 2015 年增长率为 十二五 年平均增长率 3 1 2 遂溪县电力需求预测 根据遂溪县历史用电的增长情况 参照 湛江 十一五 电网规划 审定版 结合近几年遂溪县电力负荷发展情况 对遂溪县电力需求进行预 测 见表 3 1 2 预测 2010 年全社会用电量为 8 2 亿 kwh 全社会用电最高负荷为 157MW 十一五 后三年年均增长率分别为 10 9 和 11 4 2015 年全社会 用电量为 15 7 亿 kwh 全社会用电最高负荷为 301MW 十二五 年均增长 率分别为 13 8 和 13 9 表 3 1 2 遂溪县电力需求预测表 2007 年 预测 2008 年 预测 2009 年 预测 2010 年 预 测 2015 年 预测 一 遂溪县一 遂溪县 全社会用电量 亿全社会用电量 亿 kWhkWh 6 06 06 76 77 47 48 28 215 715 7 增长率 14 814 810 910 910 910 910 910 913 813 8 全社会用电最高负荷 全社会用电最高负荷 MWMW 114114127127141141157157301301 增长率 16 316 311 411 411 411 411 411 413 913 9 注 2015 年增长率为 十二五 年平均增长率 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 4 3 2 湛江市电源发展与电力平衡 3 2 1 电源规划 2006 2015 年期间 湛江市投产的 220kV 及以上电源主要有 湛江奥 里油电厂 2 600MW 机组 以 500kV 电压等级接入规划建设的港城变电站 计划 2007 年上半年前投产 湛江生物质发电厂 2 50MW 机组 计划于 2010 年投产 小火电退役方面 根据全省对小火电退役计划的调整 2007 年夏季高 峰负荷前 湛江市暂不关停需淘汰的柴油机发电机组 燃油汽轮发电机组和 运行时间长 效率低的小型燃机 推迟到 2007 年后退役 2005 2015 年湛 江市退役机组合计共 171MW 其中 十一五 退役 117MW 十二五 退役 54MW 湛江市地方电源规划详见表 3 2 1 表 3 2 1 湛江市地方电源规划汇总表 单位 MW 2006 2015 年合计 十一五 十二五 一 湛江市 电源净增容量10291083 54 1 退役电源容量 171 117 54 2 新增电源容量12001200 1 湛江奥里油电厂12001200 3 2 2 电力平衡 1 分别对湛江市和遂溪电网夏季大方式作电力平衡 2 大方式时大型机组利用容量按电厂装机容量扣除厂用电计算 火电 厂用电率取电厂装机容量的 6 3 地方小火电 小水电利用容量按如下考虑 地方小火电按实际出力 考虑 小水电取装机容量的 80 参与平衡 一 湛江电网电力平衡 根据上述原则及电源投产进度 湛江电网电力平衡结果见表 3 2 2 1 对电力平衡的分析看出 在计及 500kV 电源 湛江奥里油电厂 情况下 到 2015 年前各计算水平年湛江电网均存在电力盈余 表现在 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 5 2007 年湛江电网盈余电力 1230MW 夏大 下同 到 2010 年仍存在 848MW 电力需外送 十二五 随着湛江电力负荷的进一步增长 电力盈余逐年减 少 到 2015 年尚需省网提供电力 78MW 若不计 500kV 电源的电力平衡结果 湛江电网在 2008 年达到电源与电力平衡 之后随着负荷的快速增长 电力 出现缺额 2010 年湛江需省网提供电力 280MW 十二五 随着湛江市电力 需求的进一步增长 电力缺额逐年增大 到 2015 年电力缺额达 1253MW 表 3 2 2 1 湛江电网电力平衡表 夏季大方式 单位 MW 2007 年2008 年2009 年2010 年2015 年 一一 全社会用电最高负荷全社会用电最高负荷 1199119913201320145214521600160026302630 二 电源装机容量合计 26462637259526392685 1 500kV 电源合计 12001200120012001200 1 湛江奥里油电厂 12001200120012001200 2 220kV 及以下电源合计 14461437139514391485 1 湛江电厂 12001200120012001200 2 湛江生物质电厂 100200 3 地方小水电 88888 4 地方小火电 23822918713177 三 电源利用容量合计 24292423239324482505 1 500kV 电源合计 11281128112811281128 1 湛江奥里油电厂 11281128112811281128 2 220kV 及以下电源合计 13011295126513201377 1 湛江电厂 11281128112811281128 2 湛江生物质电厂 94188 3 地方小水电 77777 4 地方小火电 1661601309154 四四 电力盈 电力盈 亏 亏 1230123011031103941941848848 125 125 五五 电力盈亏 不计电力盈亏 不计 500kV500kV 电源 电源 102102 25 25 187 187 280 280 1253 1253 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 6 二 遂溪电网电力平衡 遂溪电网电力平衡结果见表 3 2 2 2 对电力平衡的分析看出 在 计及湛江生物质电厂情况下 2010 年前 遂溪电网仍存在电力缺额 到 2010 年 电力缺额达 43MW 十二五 湛江市电力需求的进一步增长 电力缺额逐年增大 到 2015 年电力缺额达 113MW 表 3 2 2 2 遂溪电网电力平衡表 夏季大方式 单位 MW 2007 年2008 年2009 年2010 年2015 年 一一 全社会用电最高负荷全社会用电最高负荷 114114127127141141157157301301 二 电源装机容量合计 119119119219200 1 湛江生物质电厂 100200 2 地方小火电 1191191191190 三 电源利用容量合计 202020114188 1 湛江生物质电厂 94188 2 地方小火电 202020200 四四 电力盈 电力盈 亏 亏 94 94 107 107 121 121 43 43 113 113 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 7 第四章第四章 接入系统方案研究接入系统方案研究 4 1 工程投产前湛江电网概况 根据业主计划 电厂将于 2010 年 6 月投产 工程投产前湛江电网概况 如下 4 1 1 电力需求发展 预测到 2010 年 湛江市全社会用电量 85 亿 kWh 全社会用电最高负荷 1600MW 十一五 年平均增长率分别为 11 6 和 11 0 4 1 2 电源发展 至 2010 年 湛江市地方电源总装机容量将达到 2639MW 其中 500kV 电 源有湛江奥里油电厂 1200MW 220kV 及以下电源装机为 1395MW 其中 220kV 有湛江电厂装机 1200MW 湛江生物质发电厂 100MW 其中水电 火电装机 分别为 8MW 和 1387MW 4 1 3 电网建设 参考广东省及湛江 十一五 电网规划 到 2010 年 湛江电网已建成 投产 1 座 500kV 变电站 港城站 变电站首期投产 1 台 750MVA 变压器 500kV 出线为 2 回至茂名变电站 2 回至湛江奥里油电厂 500kV 港城站首 期 220kV 出线 5 回 分别为 2 回至遂溪站 2 回至椹北站 1 回至雷州站 2010 年湛江 220kV 变电站将达到 11 座 其中 十一五 期间投产的是 220kV 椹北站 遂溪站 东山站 徐闻站 湛江生物质发电厂投产前湛江市电网地理接线图见图 4 1 3 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 8 图 4 1 3 湛江生物质发电厂投产前湛江市电网地理接线图 4 2 电厂送电方向分析 从电厂所在的湛江电网电力平衡结果可知 在考虑 500kV 线路平衡后 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 9 湛江电源在 十一五 期间有一定盈余 2010 年在不考虑生物质发电厂 2 50MW 机组电力情况下 湛江全网夏大方式盈余电力 848MW 但 十二五 期间 随着负荷增长 电力盈余逐渐减低 需要外部电力送入 在不考虑 500kV 电源情况下 十一五 至 十二五 期间 电力不足 2010 年在不考虑生物质发电厂 2 50MW 机组电力情况下 湛江全网夏大方 式电力缺额为 280MW 遂溪电网夏大方式电力缺额为 43MW 综上可知 湛江生物质发电厂建成后 电力主要以就近消纳为主 4 3 接入电压等级及出线回路数 根据电厂技术规程要求 综合考虑电厂规模 电厂在系统中的地位和作 用 建设进度 电厂电力送出方向 生物质发电厂 2 50MW 可考虑采用 220kV 或 110kV 电压等级接入系统 4 4 接入点分析 生物质发电厂紧邻 220kV 遂溪变电站 可考虑采用 220kV 或 110kV 接 入该系统 此外 生物质发电厂紧邻 220kV 遂溪 港城线 110kV 新城 遂溪线 可以考虑解口接入这两条线路 4 5 接入系统方案 综合上述接入系统电压等级 出线回路数以及接入点的分析情况 电 厂接入系统拟定如下 4 个方案 方案 A 220kV 1 生物质发电厂采用 220kV 电压等级与湛江电网联 接 220kV 出线 2 回 接入遂溪站 线路长约 2 3 5km 方案 A 220kV 2 生物质发电厂采用 220kV 电压等级与湛江电网联 接 220kV 出线 2 回 解口接入 220kV 遂溪站 港城线 双回线路长约 2 2 5km 方案 B 110kV 1 生物质发电厂采用 110kV 电压等级与湛江电网联 接 110kV 出线 2 回 接入遂溪站 线路长约 2 3 5km 方案 B 110kV 2 生物质发电厂采用 220kV 电压等级与湛江电网联 接 110kV 出线 2 回 解口接入接入 110kV 遂溪站 新城线 双回线路长约 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 10 2 2 5km 结合电厂近远期装机规模 以上各方案电厂出线截面暂按 400 mm2考虑 生物质发电厂接入系统方案示意图见图 4 5 图 4 5 湛江生物质发电厂与广东电网联接方案示意图 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 11 4 6 电气计算 4 6 1 计算原则 1 计算水平年 生物质发电厂 2 50MW 机组分别于 2010 年 6 月和 9 月 各投产一台 以 2010 年为设计水平年进行潮流和稳定计算 2 运行方式 选取夏季大方式 湛江地区电源大发方式进行计算 3 计算网络 计算网络包括广东 香港 广西 云南 贵州 四川 重庆和华中 220kV 及以上电网 4 计算网络 包括贵州 云南 广西 华中 四川 重庆 500kV 电网 广东 500kV 220kV 电网和香港 400kV 电网 5 稳定计算中发电机采用 Eq Ed 电势变化的模型 采用 30 恒定阻抗 40 恒定电流 30 恒定功率负荷模型 6 故障类型与故障切除时间 故障类型 三相短路故障 故障切除时间 220kV 线路发生三相故障 0 12s 切除故障线路 不重 合 110kV 线路发生三相故障 0 10s 切除故障线路 不重合 4 6 2 潮流计算 湛江地区 220kV 及以下电网存在电力缺额 湛江生物质发电厂建成后可 缓解该 220kV 及以下电网电力不足的情况 潮流计算主要分析比较各个接入 方案中电力的流向 及是否满足湛江的供电需求 2010 年生物质发电厂 2 50MW 机组投产后 扣除厂用电后 电厂实际 外送约 94MW 各方案正常运行方式以及 N 1 运行方式潮流计算结果见附 图 4 6 2 14 6 2 4 方案 A 220kV 1 电厂 2 50MW 机组以 2 回 220kV 线路接入 220kV 遂溪站 电厂电力少部分通过遂溪站就近供给 110kV 遂溪县电网 大部分通 过 220kV 线路供给 220kV 廉江站负荷 近区电网经 N 1 校核 也无元件过载 或重载 方案 A 220kV 2 电厂 2 50MW 机组以 2 回 220kV 线路解口接入 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 12 220kV 遂溪港城线 电厂电力少部分通过遂溪站就近供给 110kV 遂溪县电网 大部分通过 220kV 线路供给 220kV 廉江站负荷 近区电网经 N 1 校核 无元 件过载或重载 方案 B 110kV 1 电厂 2 50MW 机组以 2 回 110kV 线路接入遂溪站 110kV 母线 电厂电力大部分通过 110kV 网络就近供给遂溪县电网 少部分 通过 220kV 电网供给廉江站 近区电网经 N 1 校核 也无元件过载或重载 方案 B 110kV 2 电厂 2 50MW 机组以 2 回解口接入 110kV 遂溪新 桥线路 电厂电力仍然是大部分通过 110kV 网络就近供给遂溪县电网 少部 分通过 220kV 电网供给廉江站 近区电网经 N 1 校核 也无元件过载或重载 综合上述方案 当生物质发电厂接入湛江电网后 所发电力将就近消纳 降低了从 500kV 港城站获取电能的规模 生物质发电厂的接入对湛江电网 220kV 电网潮流分布的影响较小 从潮流计算情况可以看出 正常运行方式 下电厂各接入方案正常运行方式均能满足电厂电力全部送入电网的需要 各 送电通道无过载情况 在 N 1 运行方式下能满足供电需求 kV MW MVar 附图PF10 3 2010年广东220kV电网夏大方式潮流图 分区供电方式 236 2 237 1 235 1 235 8 25 6 j12 3 236 3 2X14 4 j 6 9 236 8 2X102 6 j 4 2 2X137 4 j32 1 2X107 9 j17 0 236 8 2X60 6 j14 7 2X37 9 j13 3 237 2 2X10 1 j23 7 235 6 77 4 j18 3 12 8 j15 7 111 9 6 9 j 4 3 4 9 j 0 8 8 2 j 5 4 8 5 j 3 0 2X14 3 j 4 1 112 1 1 5 j 3 1 2X10 8 j 0 6 94 0 j71 0 图 4 6 1 1 2010 年夏大方式方案 1 湛江地区 220kV 电网潮流分布图 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 13 单位 kV MW MVar kV MW MVar 2010年方案2潮流图 236 2 237 1 235 1 235 8 26 1 j12 6 236 3 2X13 5 j 7 4 236 8 2X102 3 j 4 1 2X138 2 j32 5 2X107 3 j16 7 236 9 2X61 5 j15 2 2X38 1 j13 2 237 1 26 2 j14 5 235 5 75 1 j17 1 15 1 j14 6 111 8 6 7 j 4 2 5 2 j 1 0 8 1 j 5 3 8 7 j 3 1 2X14 4 j 4 2 112 0 1 3 j 3 0 2X10 7 j 0 5 85 0 j39 2 9 0 j31 8 图 4 6 1 2 2010 年夏大方式方案 2 湛江地区 220kV 电网潮流分布图 单位 kV MW MVar kV MW MVar 2010年方案2潮流图 236 4 236 9 235 1 235 8 21 5 j10 1 236 3 2X26 6 j 0 6 236 9 2X104 6 j 5 4 2X140 6 j33 9 2X102 4 j12 6 236 6 2X48 5 j 7 1 2X35 8 j14 5 236 7 2X26 6 j12 9 235 4 71 1 j14 6 19 0 j12 2 115 6 17 3 j11 7 17 8 j14 2 20 7 j14 3 6 0 j 4 6 2X 7 0 j 0 1 116 1 16 1 j11 2 2X18 1 j 4 6 2X47 0 j35 5 图 4 6 1 3 2010 年夏大方式方案 3 湛江地区 220kV 电网潮流分布图 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 14 单位 kV MW MVar kV MW MVar 2010年方案2潮流图 236 4 236 9 235 1 235 8 21 5 j10 1 236 3 2X26 6 j 0 6 236 9 2X104 6 j 5 4 2X140 6 j33 9 2X102 4 j12 6 236 6 2X48 5 j 7 1 2X35 8 j14 5 236 7 2X26 6 j12 9 235 4 71 1 j14 6 19 0 j12 2 115 6 17 3 j11 7 17 8 j14 2 6 0 j 4 6 2X 7 0 j 0 1 116 1 16 1 j11 2 2X18 1 j 4 6 0 0 j 0 0 47 0 j35 5 图 4 6 1 4 2010 年夏大方式方案 4 湛江地区 220kV 电网潮流分布图 单位 kV MW MVar 4 6 3 稳定计算 2010 年各个方案三相故障稳定计算结果见表 4 6 3 稳定曲线图见附图 10SW01 10SW05 1 电厂出线稳定情况 方案 A 220kV 1 电厂 1 回 220kV 出线发生三相故障 规定时间切 除故障线路 系统能够保持安全稳定运行 方案 A 220kV 2 电厂 1 回 220kV 出线发生三相故障 规定时间切 除故障线路后 系统能够保持稳定运行 方案 B 110kV 1 电厂 1 回 110kV 出线发生三相故障 规定时间切 除故障线路后 系统能够保持稳定运行 方案 B 110kV 2 电厂 1 回 110kV 出线发生三相故障 规定时间切 除故障线路后 系统能够保持稳定运行 2 近区 220kV 通道稳定情况 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 15 2010 年湛江电网夏大运行方式电源大发的情况下 各方案 220kV 线路 发生三相故障 规定时间切除故障后 系统可以保持稳定运行 表 4 6 3 各方案稳定计算结果 方案故障控制线路故障侧稳定情况 电厂 遂溪线三永故障电厂侧稳定 遂溪 廉江线路三永故障遂溪侧稳定 方案 A 220kV 1 遂溪 港城线三永故障遂溪侧稳定 电厂 遂溪线三永故障电厂侧稳定 电厂 港城线三永故障电厂侧稳定 遂溪 港城线三永故障遂溪侧稳定 方案 A 220kV 2 遂溪 廉江线路三永故障遂溪侧稳定 电厂 遂溪 I 线三永故障电厂侧稳定 遂溪 廉江线路三永故障遂溪侧稳定 方案 B 110kV 1 遂溪 港城线三永故障遂溪侧稳定 电厂 遂溪线三永故障电厂侧稳定 电厂 新桥线三永故障电厂侧稳定 遂溪 廉江线路三永故障遂溪侧稳定 方案 B 110kV 2 遂溪 港城线三永故障遂溪侧稳定 4 7 经济性比较 对所提 4 个方案进行经济性比较 经济性比较采用常用的 年费用比较 法 即将参加比较的方案计算期的全部支出费用折算成等额年费用后进行 比较 年费用低的方案为经济性较优方案 年费用采用如下公式进行计算 uZ u r rr ZNF n n 094 0 1 1 1 0 00 其中 设计方案的年费用 NF 方案总投资 Z 方案年运行费 分为运行维护费和电能损耗费 其中运行维 u 护费按工程总投资的2 计算 电能损耗小时数取4600 小时 生物质发 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 16 电电价 0 764 元 度电 按 2008 年目前广东省煤电脱硫标杆电价0 504 元 度电 广东省再生能源基金0 01 元 度电 再生能源补贴0 25 元度电 0 764 元 度电 电力工业投资回收率 按8 考虑 0 r 工程经济使用年限 输变电设备按25 年进行计算 n 经济性比较详见表 4 7 经济比较结果 总投资方面 方案 4 即采用 110kV 遂溪 新桥解口进 生物质发电厂最省 其次是方案 2 比方案 4 增加投资 150 万元 方案 1 方案 3 投资较大 分别比方案 4 增加 850 万元 260 万元 年运行费比较综合了运行维护费和电能损耗费的比较结果 运行维护费仍以方案 4 最少 分别比方案 1 方案 2 方案 3 省 17 万 元 年 4 万元 年 5 2 万元 年 电能损耗费以方案1 最低 比方案2 方 案 3 方案 4 分别节省 105 万元 年 844 万元 年 352 万元 年 综合起来 为年运行费 以方案 1 最低 分别比方案 2 方案 3 方案 4 节省 92 万元 年 832 万元 年 335 万元 年 综合起来的年费用 以方案 1 最低 为 137 万元 年 其次是方案 2 为 163 万元 年 再次为方案 4 为 391 万元 年 方案 3 经济性最差 为 913 万元 年 比方案 1 增加 776 万元 年 上述经济性比较总结得出 拟定的各接入系统方案 方案 1 经济性优 于其它方案 其次为方案 2 方案 3 经济性最差 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 17 表 4 7 生物质发电厂接入系统方案经济比较 单位 万元 方案 1方案 2方案 3方案 4 投资规模投资规模投资规模投资规模 一 投资合计一 投资合计 1200 550 610 350 1 线路部分投资 700 550 350 350 1 新建 220kV 生物质发电 厂 遂溪线 7002x3 5km 2 220kV 遂溪 港城解口 进生物质发电厂新增线路 5502 2 5km 3 新建 110kV 生物质发电 厂 遂溪线 3502 3 5km 4 110kV 遂溪 新桥解口 进生物质发电厂新增线路 3502 2 5km 2 变电部分投资 500 0 260 0 1 遂溪站扩建 220kV 间隔 500 2 个 2 遂溪站扩建 110kV 间隔 260 2 个 二 年运行费二 年运行费 24 116 856 359 1 年运行维护费 24 11 12 2 7 线路 14 11 7 7 变电 10 0 5 2 0 2 年电能损失费 0 105 844 352 功率损失差值 MW 0 0 3 2 4 1 损耗小时数 4600 4600 4600 4600 电价 0 764 0 764 0 764 0 764 全网网损 2483 4 2483 7 2485 8 2484 4 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 18 三 年费用 万元 三 年费用 万元 137 163 913 391 1 输变电投资部分 113 47 57 33 2 年运行费 24 116 856 359 四 差值四 差值 1 投资差 万元 850 150 260 0 2 年运行费差 万元 0 92 832 335 3 年费用差 万元 0 27 776 255 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 19 4 8 推荐方案 综合上述技术 经济比较结果 拟定的 4 个电厂接入方案 在稳态潮 流分析和暂态 N 1 故障分析方面 均满足要求 对方案 1 采用电网结构清晰 潮流分布合理 网损较小 能适应电厂 扩建的需要 适应性较好 该方案 一次投资较大 但年费用低 对方案 2 经济上和方案 1 基本相当 但解口接入遂溪 港城线 在新 新建线路时需要停电 影响用户供电 对方案 3 采用 110kV 双回接入遂溪站 虽然技术上能满足电厂电力送 出需要 但由于网损最大 年费用最高 在 4 个方案中经济性最差 对方案 4 即解口接入 110kV 新桥 遂溪线 该方案投资最省 但网损 也较大 采用年费用法比较 其经济性较差 综合上述分析 生物质发电厂采用 220kV 电压等级接入湛江电网 其 年费用最低 经济性最好 考虑到湛江电网地区负荷及生物质发电厂的远景 发展需要 采用方案 A 220kV 1 接入湛江电网 2010 年生物质发电厂接入系统后的地理接线图如图 4 8 所示 图 4 8 推荐方案地理接线图 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 20 4 9 电厂二期接入系统展望 根据电厂规划装机容量 单机容量 结合近区电网结构 电源装机及 负荷分布情况 对电厂二期接入系统进行初步展望 十一五 后期 电厂 二期工程 2x50MW 机组投产后 机组电力利用一期工程电厂送出线路送入系 统 不需新增电厂出线 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 21 第五章第五章 推荐方案电气计算推荐方案电气计算 5 1 电气计算主要原则 1 计算水平年 生物质发电厂 2 台机组投产后的 2010 年的潮流情况 2 运行方式 对夏季大方式进行计算 3 计算网络 包括贵州 云南 广西 华中 四川 重庆 500kV 电网 广东 500kV 220kV 电网和香港 400kV 电网 4 稳定计算中发电机采用 Eq Ed 电势变化的模型 采用 30 恒定阻抗 40 恒定电流 30 恒定功率负荷模型 5 稳定计算故障类型与故障切除时间 选取电厂出线电厂侧 0s 发生 三相短路故障 0 12s 6 周波 切除该故障线路 计算时间 10s 500 周波 6 短路电流计算年限选取 2015 年 届时广东 500kV 内环网开环运行 5 2 计算条件 5 2 1 计算负荷 计算负荷是指电气计算时挂在 220kV 变电站 220kV 母线上的负荷 在 确定的电力需求预测结果下 计算负荷的大小取决于系统中接入 110kV 及以 下电网电源的工作容量 预测 2010 年湛江全社会用电最高负荷为 1600MW 接入 110kV 及以下电网的电源装机容量为 139MW 扣除这部分电源出力及备 用后 夏季大方式湛江电网计算负荷分别是 1520MW 表 5 2 1 湛江 220kV 电网计算负荷表 单位 MW 全社会用电 最高负荷 110kV 电源利用容 量 110kV 电源备用 容量 计算负荷 2010 年湛江市 160098181520 注 1 计算负荷 全社会用电最高负荷 110kV 利用容量 110kV 备用 2 110kV 电源备用容量 110kV 利用容量 备用率 备用率为 18 5 2 2 220kV 电源装机 开机及出力 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 22 2010 年接入湛江 220kV 及以上电网的电源均为 湛江电厂 1200MW 湛 江奥里油电厂 1200MW 生物质发电厂 100MW 2010 年夏季大方式湛江 220kV 及以上电源装机 开机及利用容量明细详见表 5 2 2 表 5 2 2 2010 年 220kV 及以上电源装机 开机及利用容量明细表 单位 MW 2010 年 电厂名称 装机容量开机利用容量 1 湛江奥里油电 厂 12001200944 2 湛江电厂 12001200944 3 生物质发电厂 10010078 5 3 潮流计算 5 3 1 2010 年潮流计算结果分析 推荐方案 2010 年湛江 220kV 电网夏大正常方式潮流图见 5 3 1 生物质发电厂建成之后 湛江地区电源得到加强 生物质发电厂电力将 就近送给湛江遂溪地区电网 计算结果表明 推荐方案能够满足电厂送出要 求 满足电网正常及 N 1 运行方式要求 kV MW MVar 附图PF10 3 2010年广东220kV电网夏大方式潮流图 分区供电方式 236 2 237 1 235 1 235 8 25 6 j12 3 236 3 2X14 4 j 6 9 236 8 2X102 6 j 4 2 2X137 4 j32 1 2X107 9 j17 0 236 8 2X60 6 j14 7 2X37 9 j13 3 237 2 2X10 1 j23 7 235 6 77 4 j18 3 12 8 j15 7 111 9 6 9 j 4 3 4 9 j 0 8 8 2 j 5 4 8 5 j 3 0 2X14 3 j 4 1 112 1 1 5 j 3 1 2X10 8 j 0 6 94 0 j71 0 图 5 3 1 2010 年夏大方式推荐方案湛江地区 220kV 及 110kV 电网潮流分布图 5 4 稳定计算 2010 年推荐方案三相短路故障稳定计算曲线见附图 10SW01 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 23 计算结果表明 生物质发电厂近区任一 220kV 线路发生三相接地短路故 障 保护正常动作 故障线路切除后 系统可以保持稳定 推荐的电厂接入 方案能满足电力系统安全稳定导则对系统稳定性的要求 5 5 短路电流计算 2015 年 考虑湛江 500kV 港城变电站装设 3 750MVA 主变 生物质发 电厂与广东电网联接点母线短路电流值如下 三相短路电流 单相短路电流 生物质发电厂 220kV 母线 28 18kA 31 98kA 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 24 第六章第六章 电厂送出工程及投资估算电厂送出工程及投资估算 根据研究报告推荐的生物质发电厂接入系统方案 需建设如下输变电 工程 建设 2 回 220kV 生物质发电厂至遂溪 220kV 线路 线路长约 2 3 5km 工程配套需在 220kV 遂溪站扩建 2 个至生物质发电厂 220kV 出线 间隔 电厂送出工程总投资 1200 万元 其中线路工程投资 700 万元 变电工 程投资 500 万元 投资估算表详见表 6 1 表 6 1 生物质发电厂送出工程投资估算表 投资 万元 规 模备 注 总投资总投资 12001200 一 线路工程投资 700 1 新建 220kV 生物质发电厂 遂溪双回 线路 7002 3 5km 二 变电工程投资 500 1 遂溪站扩间隔投资 500 2 个 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 25 第七章第七章 系统运行对生物质发电厂主要电气设备的要求系统运行对生物质发电厂主要电气设备的要求 7 1 对电厂电气主接线的要求 生物质发电厂电气主接线 以不影响电网电厂电力送出为原则 系统 专业对电气主接线无特殊要求 7 2 对机组功率因数及调峰能力的要求 1 参考 电力系统电压和无功电力技术导则 规定和国家标准 GB7064 86 汽轮发电机通用技术条件 的规定以及国内外 50MW 等级发电机 组技术特性 建议电厂机组的额定功率因数按 0 80 考虑 并要求机组应具 备在有功功率为额定时 功率因数进相 0 95 运行的能力 2 要求电厂机组最小技术出力按不高于额定容量的 70 考虑 7 3 对电厂升压变压器的要求 对发电机升压变压器参数的选择 系统方面不做特殊要求 建议发电机 升压变压器采用无载调压变压器 本期工程发电机组升压变参用如下参数 容量比 240 240MVA 电压比 242 2 2 5 机端电压 电压阻抗 高 低 14 16 接线组别 YN d11 变压器中性点考虑直接接地 同时也要保留不接地运行的方式 7 4 对开关开断电流的要求 建议生物质发电厂工程 220kV 开关选用开断电流为 50kA 的设备 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 26 附图 10SW01 10SW04 电厂发电机功角摇摆曲线 附图 10SW01 电厂发电机功角摇摆曲线 方案 A 220kV 1 2010 年夏 大方式 遂溪 生物质发电厂电厂侧发生三相接地短路故障 0 12s 切除故障线路 1 位 位 位 位 位 位 XINGN2G3 18 0 MEIX 2G5 13 8 X BAOLH5G3 18 0Y BAOLH2G1 13 8 6004803602401200 633915 9 33 57 X X X X X Y Y Y Y Y 附图 10SW02 电厂发电机功角摇摆曲线 方案 A 220kV 2 2010 年夏 大方式 遂溪 生物质发电厂电厂侧发生三相接地短路故障 0 12s 切除故障线路 1 位 位 位 位 位 位 XINGN2G3 18 0 MEIX 2G5 13 8 X BAOLH5G3 18 0Y BAOLH2G1 13 8 6004803602401200 9765331 31 63 X X X X X Y Y Y Y Y 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 27 附图 10SW03 电厂发电机功角摇摆曲线 方案 B 1 2010 年夏大方式 遂溪 生物质发电厂电厂侧发生三相接地短路故障 0 12s 切除故障线路 1 位 位 位 位 位 位 XINGN2G3 18 0 MEIX 2G5 13 8 X BAOLH5G3 18 0Y BAOLH2G1 13 8 6004803602401200 573513 9 31 53 X X X X X Y Y Y Y Y 附图 10SW04 电厂发电机功角摇摆曲线 方案 B 2 2010 年夏大方式 遂溪 生物质发电厂电厂侧发生三相接地短路故障 0 12s 切除故障线路 1 位 位 位 位 位 位 XINGN2G3 18 0 XINGN2G1 13 8 X MEIX 2G5 13 8Y BAOLH5G3 18 0 6004803602401200 613917 5 27 49 X X X X X Y Y Y Y Y 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 28 第八章第八章 系统继电保护系统继电保护 8 1 设计范围 设计范围包括电厂内以及系统侧的线路保护 母线及失灵保护 线路故 障录波器 保护信息管理系统及安全稳定控制装置的配置 8 2 220kV 线路保护配置 电厂本期 2 回 220kV 出线至 220kV 遂溪站 为电厂唯一送出通道 为了 提高保护动作可靠性并结合通信通道现状 建议每回线路保护配置方案如下 主 I 保护配置一套微机光纤电流差动保护 采用专用光纤通道 主 II 保护配置一套微机光纤电流差动保护 采用专用光纤通道 考虑组屏如下 主 I 保护屏 含微机光纤电流差动保护 1 套 断路器操作箱 1 套 电 压切换装置 1 套 主 II 保护屏 含微机光纤电流差动保护 1 套电压切换装置 1 套 每套保护装置具备 3 个以太网口接入站内监控系统和保护及故障信息管 理系统 8 3 220kV 母线保护及母联保护配置 电厂本期 220 千伏母线采用双母线接线形式 母线保护按双重化配置的 原则 建议配置 2 套微机母差保护 母线保护均采用独立的 CT 绕组输入 每套母差保护兼有断路器失灵保护功能 并且失灵启动功能在母线保护内 线路保护不用设置失灵启动箱 同时配置1面母联保护屏 含母联非全相保护 母联死区保护 母联充 电保护 母联失灵启动和母联操作箱等 每套保护装置具备 3 个以太网口接入站内监控系统和保护及故障信息管 理系统 粤电湛江生物质发电项目系统接入专题报告 29 8 4 220kV 故障录波器配置 本期工程电厂侧配置 1 台微机故障录波器 要求可录取 64 路模拟量 128 个开关量 以录入 220kV 出线的