CN106208087A - 一种工业企业自发电功率平衡控制方法 - Google Patents

一种工业企业自发电功率平衡控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种工业企业自发电功率平衡控制方法，利用分布式IO单元采集企业与电网间联络线潮流信息，自备电厂机组运行信息以及企业二次能源缓冲单元及输送单元信息，并将上述信息传输给负荷优化控制装置和电子负荷控制装置。负荷优化控制装置与电子负荷控制装置协同作用，通过调节自备电厂机组负荷以及控制负载的投退，保证工业企业自备电厂在满足企业生产负荷的情况下避免倒送电现象，从而减轻运行人员工作量，减少对电网的影响，提高了企业的能源利用率。

Description

一种工业企业自发电功率平衡控制方法
技术领域
本发明属于工业企业电网控制领域，主要涉及一种工业企业自发电功率平衡控制方法。
背景技术
钢铁、化工、水泥等大型工业企业生产用电量大，同时生产中会伴随产生大量的富余煤气、余热等二次能源，为回收利用二次能源，同时降低外购电量，企业一般都会建立自备电厂，利用生产余热或富余煤气进行发电。自备电厂在为企业生产运营提供动力、降低生产成本的同时，还可兼顾周边企业、居民的供热需求，为区域能源结构优化发挥了一定作用。
为保障企业电网安全，自备电厂一般会通过同期装置并入外部电网，因此当企业生产异常，用电负荷降低时，可能会出现倒送电现象。由于自备电厂机组容量小，煤耗高，如果往电网送电，会影响电网大容量低能耗机组的发电量，造成能源的浪费，同时一定程度上影响电网的安全稳定运行，因此各地电网一般都会跟企业签订不同形式的合约条件，如：当企业向外网供电时，倒送的电量必须是无偿的，有些地方甚至规定，倒送电量超过一定数值后，将强制企业电网与外部电网分开。因此不论从何种角度出发，企业自备电厂都需避免倒送电现象。
目前企业自备电厂机组负荷一般由运行人员人工调节，存在一定的滞后性，经常出现由于生产异常，运行人员无法快速对机组负荷进行调节，导致企业逆功率上网现象。有些企业为了避免此类现象的发生，甚至刻意降低自备电厂负荷，加大外网供电量，即提高下网功率，从而加大了企业的购电成本，造成了煤气、余热等二次能源的浪费。因此需要一种企业自发电功率平衡控制系统自动对全厂发电系统进行控制，在避免倒送电的同时，提高企业二次能源的利用率，降低生产成本，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种工业企业自发电功率平衡控制方法，通过对企业自备电厂机组的合理调节以及电子负荷的及时投退，解决工业企业逆功率上网问题，降低企业能源浪费，保障企业电网的安全稳定。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：一种工业企业自发电功率平衡控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)采用分布式IO单元采集企业与外部电网间联络线潮流信息，企业自备电厂发电机组运行信息以及企业二次能源缓冲单元及输送单元信息，并将上述信息传输给负荷优化控制装置和电子负荷控制装置；
(2)负荷优化控制装置根据企业与电网间的联络线潮流信息，动态调整自备电厂机组负荷，使得企业下网功率大于设定阈值；
(3)电子负荷控制装置根据企业与电网间的联络线潮流信息，进行负载的投退，从而快速调节电子负荷从企业内部电网消耗的负荷。
上述方案中：所述步骤(2)中，负荷优化控制装置检测到企业下网功率小于设定阈值时，向自备电厂自动控制系统发出减负荷指令，降低机组负荷，直至下网功率大于设定的阈值。
上述方案中：所述步骤(2)中，企业下网功率阈值按照设定值离线配置，或者，经过在线动态识别后配置。
上述方案中：所述步骤(2)中负荷优化控制装置根据二次能源缓冲单元及输送单元信息，优化调整自备电厂机组出力，减少二次能源输送单元的压力波动以及缓冲单元的放散量。
上述方案中：所述步骤(3)中当企业内部大量设备跳闸、产生逆功率上网现象时，电子负荷控制装置在电网要求的时间范围之内，将负载投入，吸收企业内部电网产生的逆功率。
上述方案中：所述步骤(3)电子负荷的投退基于企业与电网联络线零功率的约束条件，实现与负荷优化控制装置控制策略的解耦。
本发明的有益效果为：采用上述方案后，通过负荷优化控制装置与电子负荷控制装置的协同作用，可避免企业正常及异常情况下的自发电逆功率上网现象，减轻运行人员的工作量，同时最大化利用企业的二次能源，提高企业的能源利用率，降低企业运营成本。
附图说明
图1是应用本发明系统的架构图；图中，1为负荷优化控制装置，2为电子负荷控制装置，3为IO装置，图2是应用本发明判断机组快速减出力的逻辑。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明可基于如图1所示的工业企业自发电功率平衡控制系统来实现，具体内容如下：
以钢铁企业为例，煤气为钢铁生产中产生的重要二次能源，一般通过发电的形式进行回收利用，为合理利用煤气资源，同时避免自发电上网，可在自备电厂升压站、机组控制系统电子间、煤气柜监控室布置分布式IO单元，采集企业与电网间联络线潮流信息，自备电厂发电机组运行信息以及煤气柜等能源缓冲单元容量信息，并将上述信息传输给负荷优化控制装置和电子负荷控制装置。
负荷优化控制装置实时跟踪企业与外部电网联络线功率，通过调节机组负荷，将企业从外部电网的受电功率，即下网功率控制为设定阈值之外。其中，阈值为当前时刻厂内运行的最大功耗单体设备的实时功率1.05倍～1.20倍，阈值可离线设置，也可在线从电气综保系统中读取并动态辨识所有单体设备的实时功率最大值后配置。正常情况下自备电厂机组输出功率小于厂内负荷，电子负荷处于热备用状态。为保证二次能源输送单元的压力以及缓冲单元的容量限制，在保证下网功率裕度时，负荷优化控制装置会动态调整机组的负荷，以钢铁企业为例，当煤气柜位压力高于安全柜位高限值，同时下网功率高于设定裕度时，向机组发出加负荷指令信号，避免煤气系统的放散，当煤气柜位低于安全柜位低限时，向机组发出减负荷指令信号，保证煤气系统的压力。
当企业内部发生单个设备跳闸时，由于其功率小于设定阈值，电网输入功率变小，但不会出现逆功率现象，此时负荷优化控制装置发出机组减负荷指令，降低企业自发电量，使企业下网功率重新大于设定阈值。
当企业内部发生大量负荷跳闸时，厂内负荷的功率损失大于设定阈值，此时会出现逆功率情况，电子负荷控制装置检测到逆功率后会立即解锁，从企业内部电网吸收功率，消除逆功率现象。
为快速判断设备跳闸，同时躲避生产波动、机组正常调节升负荷情况下出现的下网功率下降现象，采用图2所示的逻辑进行判断。在设备跳闸条件成立，同时电网下网功率小于设定阈值时，立即发出机组快速减出力信号，当未出现设备跳闸条件而仅仅出现下网功率小于设定阈值时，经过一定延时触发机组快速减出力信号。
其中设备跳闸判断逻辑如下：
式中：pk-Δt为Δt时刻之前的下网功率，pk为当前时刻下网功率，VSET(dp/dt)为下网功率变化率定值，Δpset为下网功率变化量定值。当下网功率变化率与变化量均大于定值时，即可判断企业内部出现了设备跳闸，其中VSET(dp/dt)的设定需大于机组的最大变负荷速率。
当企业内部发生大量负荷跳闸，电子负荷控制装置解锁投入后，由于下网功率小于设定阈值，负荷优化控制装置调节自备电厂机组负荷，使下网功率逐渐增大，与此同时，电子负荷控制装置根据下网功率的增量，基于企业与电网联络线零功率的约束条件，同步减少从企业电网吸收的功率，直至为0，进而闭锁，从而实现与负荷优化控制装置控制策略的解耦。在电子负荷闭锁后，负荷优化控制装置会进一步减小自备电厂机组负荷，最终使电网下网功率达到设定阈值，达到一个新的平衡。此后，如果厂内负荷变大，使电网下网功率超过设定阈值，运行人员可以手动增加机组负荷，使电网下网功率恢复至设定阈值附近。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种工业企业自发电功率平衡控制方法，其特征在于：
(1)采用分布式IO单元采集企业与外部电网间联络线潮流信息，企业自备电厂机组运行信息以及二次能源缓冲单元及输送单元信息，并将上述信息传输给负荷优化控制装置和电子负荷控制装置；
(2)负荷优化控制装置根据企业与电网间的联络线潮流信息，动态调整自备电厂机组负荷，使得企业下网功率大于设定阈值；
(3)电子负荷控制装置根据企业与电网间的联络线潮流信息，进行负载的投退，从而快速调节电子负荷从企业内部电网消耗的负荷。
2.如权利要求1所述的一种工业企业自发电功率平衡控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中，负荷优化控制装置检测到企业下网功率小于设定阈值时，向自备电厂机组自动控制系统发出减负荷指令，降低机组负荷，直至下网功率大于设定的阈值。
3.如权利要求1所述的一种工业企业自发电功率平衡控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中，企业下网功率阈值按照设定值离线配置，或者，经过在线动态辨识后配置。
4.如权利要求1所述的一种工业企业自发电功率平衡控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中负荷优化控制装置根据二次能源缓冲单元及输送单元信息，优化调整自备电厂机组出力，减少二次能源输送单元的压力波动以及缓冲单元的放散量。
5.如权利要求1所述的一种工业企业自发电功率平衡控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中当企业内部大量设备跳闸、产生倒送电现象时，电子负荷控制装置在电网要求的时间范围之内，将负载投入，吸收企业内部电网产生的逆功率。
6.如权利要求1所述的一种工业企业自发电功率平衡控制方法，其特征在于：所述步骤(3)电子负荷的投退基于企业与电网联络线零功率的约束条件，实现与负荷优化控制装置控制策略的解耦。
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