余热发电系统并网运行的技术特点、政策落实及存在问题

1、- 1 -余热发电系统并网运行的技术特点余热发电系统并网运行的技术特点、政策落政策落实及存在问题实及存在问题一、余热发电系统并网运行的技术特点目前，我国水泥工业纯低温余热发电技术的核心内容是热力循环系统，热力循环方式主要有单压系统、闪蒸系统、双压系统三种基本模式，以及由此衍生的复合系统构成。理论和实践表明，以上三种热力系统的选择，应依据企业的详细状况来选择合适的系统，采用哪种热力循环方式最合理，应依据热平衡计算、生产线规模、企业管理水平、投资凹凸等实际状况，进行综合比较分析论证。而且无论何种模式的余热利用发电系统，相对于外部常规供配电网绝大多数采取“并网不上网”的并网运行方式，主要有下列技术特

2、点和技术要求：1.并网及上网含义所谓并网运行是指发电机组在正常运行状态下，与外部常规配电网在主回路上存在电气连接，连接点般称为“公共连接点”(简称 PCC)。电气连接包括电缆直接连接、经过变压器连接、经过逆变器连接等方式。并网运行根据电能功率交换方式可分为平凡并网和并网不上网 2 种。前者发电机组可以向外部电网输送多余电能功率，而后者则严格禁止发电机组的电能功率外送，即 PCC 处功率流向只能是从外部电网流向电力用户，因此，水泥余热利用发电系统的“并网不上网”的含义是指水泥余热利用发电系统虽然与外部常规供- 2 -配电网并网但其所发电量由水泥工厂全部自用，即所发电能并不传输到外部电网使用，纯粹

3、技术上的并网连接点也都在水泥企业的内部供配电网线路上通过电缆直接连接。通俗一点讲，并网也可理解为技术方面，一般指的是“设备” ，是发电机及发电设备与电力系统间存在物理连接。上网则是市场交易方面，一般指的是“电” ，是电熊，电量要通过电力系统向用户传送及销售。2.并网的条件水泥余热利用发电系统的汽轮发电机一般选用的是同步发电机，同步发电机要投入电网并联运行(并网运行)。必需满意几个条件：发电机的电压应与电网电压大小相等、相位相同；发电机的频率应和电网频率相同；发电机的相序应和电网相序全都。但前两个条件是允许稍有出入的，第三个条件必需肯定满意，因为发电机并网时，客观上同相之间的电压差和相位差是不可

4、避免的，发电机没并网前自己是一个电网系统，外部常规配电网算一个，两个电网并列运行前需要投同期，同期考虑三个问题，电压差，相位差，频率差，理论上三者差为 0，即为最佳同期点，实际上这是几乎不存在的，所以只需要电压差、相位差和频率差在一个允许的范围内即可发并网信号，使发电机组安全牢靠并网。差越小，冲击电流越小，需要系统无功功率也最小，对外部常规配电网的影响亦越小。3.并网的方法并网的一系列操作步骤称为同步，俗称并车。实际的同- 3 -步方法有两种，一种称为准同步法(准同期)，另一种称为自同步法。目前水泥余热利用发电系统的汽轮发电机并网的方法均采用准同步法，所谓准同步法是指同步汽轮发电机与外部电网并

5、网时，调整其电压、频率及相位角，使待并网发电机的电状态尽可能与对方(外部电网)全都，即完全合乎上述并联运行投入的条件。这样的同步过程，亦称为抱负同步。一般采用技术先进、安全牢靠、精度高的现代同步指示装置和自动化并联装置，水泥工业配套余热发电系统在这方面设计的已经特别先进牢靠与完美了。4.并网电压我国的水泥工厂其总进线电压一般有 10kV、35kV 和110kV，也就是说其配套余热利用发电系统的发电机组一般都是与 110kV 电压等级以下的外部常规配电系统并网，我们知道，依据并网发电机组容量的不同，要选择不同的并网电压，设发电机组容量为 S，电压为 U，电流为 I，则三者满意S=UI，I=S/U

6、，可见在发电机组容量一定的状况下，为了尽量降低电流，就要相应提高发电机组的电压，因此，选择适当的并网电压也是为了将在 PCC 点的注入电流掌握在合适的范围之内，同时降低线路损耗。依据我国各个地方的电网特点及水泥工厂内部配电电压等级，为了使机组运行在一个安全合理的电压水平上，水泥工业配套余热利用发电系统的发电机组并网电压一般在 6.3kV 和 10.5kV 居多。5.接入容量依据国外分布式发电装置(DistributedGeneration 简- 4 -称 DG)的运行经验，常规 DG 发电机组并网后，会引起系统内潮流的变化，为了使这种变化处于可控的范围内，一般要对DG 发电机组的容量进行合理限

7、制。另外，由于 DG 机组的启、停机不受电力系统调度部门的掌握，所以假如单台机组容量过大，启、停机时就会对四周的用户用电造成较大的影响。例如感应发电机需要从电力系统中获得无功支持才能正常运行，当它启动时会造成电压突然下降，而它运行时汲取大量无功，使得线路上的无功电流和无功损耗都会增加。在美国德州的 DG 并网规定中为了减小机组启、停机时的冲击和保证其他用户的安全用电，限制 DG 机组的总容量不能超过最大负荷的 25%。而在水泥行业，一般地处城市偏远地区，其配套余热利用发电系统的发电机组又都布置在水泥工厂内部，发电机组容量占水泥工厂全厂总变压器容量的比例一般也不超过 25%，说明其对外部电网的影

8、响是很小的，理论上和实践上也都充分证明白这一点，因此借鉴国外经验，我们认为余热发电机组的启、停机不受电力系统调度部门的掌握也是可以的。二、余热利用发电系统并网运行政策落实上存在的问题水泥余热发电是一项特别有效的节能减排途径，应当说国家已经赐予政策上的大力支持， 20XX 年也已被列入我国十大节能工程之一。1.主要相关法律条文引述(1)中华人民共和国节省能源法(20XX 年 10 月 28 日- 5 -修订通过，自 20XX 年 4 月 1 日起施行)：“三十一条 国家鼓舞工业企业采用高效、 节能的电动机、锅炉、窑炉、风机、泵类等设备，采用热电联产、余热余压利用、干净煤以及先进的用能监测和掌握等

9、技术。第三十二条 电网企业应当根据国务院有关部门制定的节能发电调度管理的规定，支配清洁、高效和符合规定的热电联产、利用余热余压发电的机组以及其他符合资源综合利用规定的发电机组与电网并网运行，上网电价执行国家有关规定。第七十八条 电网企业未根据本法规定支配符合规定的热电联产和利用余热余压发电的机组与电网并网运行，或者未执行国家有关上网电价规定的，由国家电力监管机构责令改正；造成发电企业经济损失的，依法担当赔偿责任。 ”(2)中华人民共和国循环经济促进法(20XX 年 8 月29 日第十一届全国人民代表大会常务委员会第四次会议通过，自 20XX 年 1 月 1 日起施行)：“第三十条企业应当根据国家规定，对生产过程中产生的粉煤灰、煤矸石、尾矿、废石、废料、废气等工业废物进行综合利用。第三十二条企业应当采用先进或者适用的回收技术、工艺和设备， 对生产过