CN106786621A - 一种电蓄热装置配置系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种相对安全可靠、运行灵活并对电厂建设条件无过多限制的电蓄热调峰装置的配置系统，包括调峰系统、变压装置和电网，在整个电厂或单台机组作为一个整体中，所述调峰系统设置多套固体电蓄热装置作为调峰主体，同时设置一套或多套液体电蓄热装置，所述固体电蓄热装置和所述液体电蓄热装置通过电网连接。本发明实现电网智能平滑深度调峰，减少对电网的冲击，既满足供热民生保障又满足电网调峰需求。
Description
技术领域
本发明涉及电力深度调峰设计领域，尤其涉及热电联产电厂电蓄热调峰装置的方案配置设计领域。
背景技术
热电联产机组“以热定电”方式运行，调峰能力仅为10%左右。调峰困难已经成为电网运行中最为突出的问题。电网调峰与火电机组供热之间的矛盾处理不好，可能影响居民冬季供暖安全，关系民生。现阶段热电联产电厂主要为2×300MW级机组，为适应电网深度调峰要求，可配置多组总容量240~320MW不等的固体电蓄热装置来完成机组调峰。固体电蓄热调峰装置具有高电压、大功率、可蓄热的特点，但功率不可调节。大功率电极热水炉装置本身不具备蓄热功能，但功率可无级调节。由于电网调峰负荷不断实时变化，因此需要能够连续平滑、稳定的调整发电厂送出负荷。若单纯的采用固体电蓄热装置，由于功率范围不可调节，不能深度挖掘发电厂的机组调峰能力，影响调峰整体经济性；单纯采用电极热水炉装置虽然运行灵活，方便深度调峰，但由于不具备蓄热功能，不能适应居民冬季连续供暖的需求，虽然某些项目配置热水罐储，但由于热水罐储热能力有限，很难适应大区域供暖需求。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提出一种相对安全可靠、运行灵活并对电厂建设条件无过多限制的电蓄热调峰装置的配置系统，实现电网智能平滑深度调峰，减少对电网的冲击，既满足供热民生保障又满足电网调峰需求。
本发明解决前述技术问题所采用的技术方案是：一种电蓄热装置配置系统，包括调峰系统、变压装置和电网，所述调峰系统设置多套固体电蓄热装置，同时设置一套或多套液体电蓄热装置，所述固体电蓄热装置和所述液体电蓄热装置通过电网连接。
优选的是，以整个电厂作为单元整体，在电厂原有母线上新增一个进线间隔，与降压变压器连接，降压变压器另一端与调峰系统母线连接，固体电蓄热装置和液体电蓄热装置连接在调峰系统母线上。
上述任一方案优选的是，所述液体电蓄热装置与调峰系统母线之间可按照实际需要设置与液体电蓄热装置电源电压相匹配的降压变压器。
上述任一方案优选的是，以每台机组作为单元整体，调峰系统母线经出口断路器T接在发电机出线主封闭母线上。
上述任一方案优选的是，调峰系统母线包括离相母线。
上述任一方案优选的是，各馈线柜到固体、液体电蓄热装置之间经电缆连接。
上述任一方案优选的是，所述固体电蓄热装置依实际工程需要配套设置GIS开关设备或母线开关设备。
上述任一方案优选的是，新增进线间隔、变压器、GIS设备、固体电蓄热装置、液体电蓄热装置之间依实际工程需要采用钢芯铝绞线或电缆连接。
上述任一方案优选的是，所述固体电蓄热装置电压等级范围10~66kV。
上述任一方案优选的是，所述固体电蓄热装置功率范围10~100MW。
上述任一方案优选的是，所述液体电蓄热装置包括大功率电极热水炉。
上述任一方案优选的是，所述液体电蓄热装置电压等级范围6~20kV。
上述任一方案优选的是，所述液体电蓄热装置功率范围0~50MW。
上述任一方案优选的是，所述液体电蓄热装置功率可在0%~100%范围内无级调节。
本发明的电蓄热装置配置系统，配置多套固体电蓄热装置作为调峰主体，同时配置一套或多套功率范围可无级调节的液体电蓄热装置作为可无级调节的补充手段，在没有增加太多占地面积的前提下，提高了热电厂深度调峰能力，增加了热电厂智能平滑深度调峰的灵活性。
本发明中的固体、液体电蓄热装置具有多种电压等级的可选择，使热电厂调峰设备电源多种具有多种引接方案，对电厂建设条件无过多限制，有利于更加充分利用现有条件进行调峰建设。
目前每套固体电蓄热装置内部是由多组电阻丝采用串并联方式组成电加热组，该电加热组作为一个启停单元同时启同停，启停容量最大可达到100MW，对电网造成很大的冲击，影响电网的安全运行。鉴于此种情况，本发明中采用如下几种方式解决此问题。
1、采用斜坡升压软起动器。该软起动器的主要构成是串接于电源与电蓄热装置之间的三相反并联高压晶闸管及其电子控制电路。通过控制软起动器控制其内部晶闸管的导通角，使电蓄热装置输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至升高到额定电压后起动结束。通过软启动器的逐步调压来降低电蓄热装置接入电网的冲击。
2、采用串接可变电阻降压启动方式。在电源与固体电蓄热装置之间串接一套可变电阻启动柜，该可变电阻柜可以是热变电阻或液体电阻。在固体电蓄热装置接入电网时，按预定设置阻值，无级平滑调节可变电阻的阻值，直至阻值接近为0后起动结束，从而使固体电蓄热装置的输入电压不断增加，直至达到额定电压，从而避免全压启动对电网的冲击。
附图说明
图1 为以整个电厂作为单元整体的本发明的电蓄热装置配置系统的一优选实施例的示意图。
图2 为以整个电厂作为单元整体的本发明的电蓄热装置配置系统的另一优选实施例的示意图。
图3 为以每台机组作为单元整体的本发明的电蓄热装置配置系统的一优选实施例的示意图。
图4 为以每台机组作为单元整体的本发明的电蓄热装置配置系统的另一优选实施例的示意图。
图5为按照本发明的电蓄热装置配置系统的斜坡升压软起动器主回路的一优选实施例的结构图。
图6为按照本发明的电蓄热装置配置系统的可变电阻启动柜主回路的一优选实施例的结构图。
图示：
1-220/66kV降压变压器，2-66kV母线，3-固体电蓄热装置，4-液体电蓄热装置，5-66/20kV降压变压器，6-220KV母线，7-220/20kV降压变压器，8-20KV母线，9-主变压器，10-发电机，11-第二发电机，12-第一发电机，13-第一出线，14-第二出线，15-A相，16-B相，17-C相，18-斜坡升压软起动器，19-可变电阻启动柜。
具体实施方式
为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例对本发明作更为详细的描述，实施例只对本发明具有示例性作用，而不具有任何限制性的作用；任何本领域技术人员在本发明的基础上作出的非实质性修改，都应属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种电蓄热装置配置系统，包括调峰系统、变压装置和电网，所述调峰系统设置多套固体电蓄热装置3，同时设置一套液体电蓄热装置4，所述固体电蓄热装置3和所述液体电蓄热装置4通过电网并联连接。
本实施例以整个电厂作为单元整体，电蓄热装置电源电压选取66kV等级，液体电蓄热装置4选用大功率电极热水炉。在电厂原有220kV母线6上新增一个进线间隔，并经一台220/66kV降压变压器1调压至66kV后供固体电蓄热装置3使用，电蓄热装置就地配套设置66kV GIS开关设备，作为电蓄热装置正常启停控制开关。另设置一台66/20kV降压变压器5调压至20kV后供电极热水炉装置使用。220kV新增进线间隔、降压变压器、66kV GIS设备和电蓄热装置之间视工程具体情况可以采取钢芯铝绞线或电缆连接。
本实施例中，热电联产电厂装机容量为2×350MW，根据工艺要求设置电蓄热装置容量为320MW。根据配置方案，设置一套50MW的液体电蓄热装置4，四套容量分别为50MW、50MW、85MW、85MW的固体电蓄热装置3。如电网调峰负荷在不大于50MW范围内变化时，仅需调整电极热水锅炉输出功率即可；如电网调峰负荷大于50MW范围内变化时，可以选择性的切掉一套或多套总容量不大于调峰容量的固体电蓄热装置3，然后再调整液体电蓄热装置4输出功率来满足调峰负荷变化的要求。
本实施例的电蓄热装置配置系统，配置多套固体电蓄热装置3作为调峰主体，同时配置一套功率范围可无级调节的液体电蓄热装置4作为可无级调节的补充手段，在没有增加太多占地面积的前提下，提高了热电厂深度调峰能力，增加了热电厂智能平滑深度调峰的灵活性。同时固体、液体电蓄热装置具有多种电压等级的可选择，使热电厂调峰设备电源多种具有多种引接方案，对电厂建设条件无过多限制，有利于更加充分利用现有条件进行调峰建设。
实施例2
如图2所示，一种电蓄热装置配置系统，包括调峰系统、变压装置和电网，所述调峰系统设置多套固体电蓄热装置3，同时设置一套液体电蓄热装置4，所述固体电蓄热装置3和所述液体电蓄热装置4通过电网并联连接。
本实施例以整个电厂作为单元整体，液体电蓄热装置4选用大功率电极热水炉，固体电蓄热装置3和电极热水炉装置电源电压均选取20kV等级。在电厂原有220kV母线6上新增一个进线间隔，并经一台220/20kV降压变压器7调压至20kV后连接到20kV母线8，为电蓄热装置供电，电蓄热装置就地配套设置20kV母线开关设备，作为电蓄热装置正常启停控制开关。220kV新增进线间隔、降压变压器、母线开关设备和电蓄热装置之间视工程具体情况可以采取钢芯铝绞线或电缆连接。
本实施例中，热电联产电厂装机容量为2×350MW，根据工艺要求设置电蓄热装置容量为320MW。根据配置方案，设置一套50MW的液体电蓄热装置4，四套容量分别为50MW、50MW、85MW、85MW的固体电蓄热装置3。如电网调峰负荷在不大于50MW范围内变化时，仅需调整电极热水锅炉输出功率即可；如电网调峰负荷大于50MW范围内变化时，可以选择性的切掉一套或多套总容量不大于调峰容量的固体电蓄热装置3，然后再调整液体电蓄热装置4输出功率来满足调峰负荷变化的要求。
本实施例的电蓄热装置配置系统，配置多套固体电蓄热装置3作为调峰主体，同时配置一套功率范围可无级调节的液体电蓄热装置4作为可无级调节的补充手段，在没有增加太多占地面积的前提下，提高了热电厂深度调峰能力，增加了热电厂智能平滑深度调峰的灵活性。同时固体、液体电蓄热装置具有多种电压等级的可选择，使热电厂调峰设备电源多种具有多种引接方案，对电厂建设条件无过多限制，有利于更加充分利用现有条件进行调峰建设。
实施例3
如图3所示，一种电蓄热装置配置系统，包括调峰系统、变压装置和电网，所述调峰系统设置多套固体电蓄热装置3，同时设置一套液体电蓄热装置4，所述固体电蓄热装置3和所述液体电蓄热装置4通过电网并联连接。
本实施例以每台机组作为单元整体，电蓄热装置电压选取20kV等级，由20kV母线8供电。电蓄热装置就地配套设置20kV母线开关设备，作为电蓄热装置正常启停控制开关。其20kV母线8总电源可采用离相母线并经出口断路器直接T接在发电机10出线20kV主封闭母线上，电流经主变压器9输出到电厂电网，各馈线柜到电蓄热装置之间可经电缆连接。
本实施例的电蓄热装置配置系统，配置多套固体电蓄热装置3作为调峰主体，同时配置一套功率范围可无级调节的液体电蓄热装置4作为可无级调节的补充手段，在没有增加太多占地面积的前提下，提高了热电厂深度调峰能力，增加了热电厂智能平滑深度调峰的灵活性。同时固体、液体电蓄热装置具有多种电压等级的可选择，使热电厂调峰设备电源多种具有多种引接方案，对电厂建设条件无过多限制，有利于更加充分利用现有条件进行调峰建设。
实施例4
如图4所示，一种电蓄热装置配置系统，包括调峰系统、变压装置和电网，所述调峰系统设置多套固体电蓄热装置3，同时设置两套液体电蓄热装置4，所述固体电蓄热装置3和所述液体电蓄热装置4通过电网连接。
本实施例以每台机组作为单元整体，液体电蓄热装置4选用大功率电极热水炉，固体电蓄热装置设置电源电压66kV等级，电极热水炉装置电压20kV等级。全厂的固体电蓄热装置就地配套设置66kV GIS开关设备，组成一个66kV母线2段，电源经220/66kV降压变压器2取自电厂升压站母线；220kV母线6、降压变压器、66kV GIS开关设备和固体电蓄热装置3之间视工程具体情况可以采取钢芯铝绞线或电缆连接。其中一个电极热水炉装置电源采用离相母线并经出口断路器直接T接在第一发电机12第一出线13的20kV主封闭母线上，另一电极热水炉装置电源采用离相母线并经出口断路器T接在第二发电机11第二出线14的20kV主封闭母线上.
本实施例中设置两套50MW的电极热水炉装置，四套容量分别为50MW、50MW、70MW、70MW的固体电蓄热装置3。如电网调峰负荷在不大于100MW范围内变化时，仅需调整两套电极热水锅炉输出功率即可；如电网调峰负荷大于100MW范围内变化时，可以选择性的切掉一套或多套总容量不大于调峰容量的固体电蓄热装置3，然后再调整一套或者两套液体电蓄热装置4输出功率来满足调峰负荷变化的要求。
本实施例的电蓄热装置配置系统，配置多套固体电蓄热装置3作为调峰主体，同时配置多套功率范围可无级调节的液体电蓄热装置4作为可无级调节的补充手段，在没有增加太多占地面积的前提下，提高了热电厂深度调峰能力，增加了热电厂智能平滑深度调峰的灵活性。同时固体、液体电蓄热装置具有多种电压等级的可选择，使热电厂调峰设备电源多种具有多种引接方案，对电厂建设条件无过多限制，有利于更加充分利用现有条件进行调峰建设。
实施例5
本实施例中电蓄热装置配置系统与实施例2相同，所不同的是，如图5所示，设置了斜坡升压软起动器18。该软起动器的主要构成是串接于电源与电蓄热装置之间的三相反并联高压晶闸管及其电子控制电路。通过控制软起动器控制其内部晶闸管的导通角，使电蓄热装置输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至升高到额定电压后起动结束。通过软启动器的逐步调压来降低电蓄热装置接入电网的冲击。
实施例6
本实施例中电蓄热装置配置系统与实施例4相同，所不同的是，如图6所示，采用串接可变电阻降压启动方式。在电源与固体电蓄热装置之间串接一套可变电阻启动柜，该可变电阻柜可以是热变电阻或液体电阻。在固体电蓄热装置接入电网时，按预定设置阻值，无级平滑调节可变电阻的阻值，直至阻值接近为0后起动结束，从而使固体电蓄热装置的输入电压不断增加，直至达到额定电压，从而避免全压启动对电网的冲击。
尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本发明，但本领域的技术人员可以理解，可以作出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本发明的范围。以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电蓄热装置配置系统，包括调峰系统、变压装置和电网，其特征在于：所述调峰系统设置一套或多套固体电蓄热装置（3），同时设置一套或多套液体电蓄热装置，所述固体电蓄热装置（3）和所述液体电蓄热装置（4）通过电网连接。
2.根据权利要求1所述的电蓄热装置配置系统，其特征在于：以整个电厂作为单元整体，在电厂原有母线上新增一个进线间隔，与降压变压器连接，降压变压器另一端与调峰系统母线连接，固体电蓄热装置（3）和液体电蓄热装置（4）连接在调峰系统母线上。
3.根据权利要求2所述的电蓄热装置配置系统，其特征在于：所述液体电蓄热装置（4）与调峰系统母线之间可按照实际需要设置降压变压器。
4.根据权利要求1所述的电蓄热装置配置系统，其特征在于：以每台机组作为单元整体，调峰系统母线经出口断路器T接在发电机（10）出线主封闭母线上。
5.根据权利要求4所述的电蓄热装置配置系统，其特征在于：调峰系统母线包括离相母线。
6.根据权利要求4所述的电蓄热装置配置系统，其特征在于：各馈线柜到固体电蓄热装置（3）、液体电蓄热装置（4）之间经电缆连接。
7.根据权利要求2或4所述的电蓄热装置配置系统，其特征在于：所述固体电蓄热装置（3）依实际工程需要配套设置GIS开关设备或母线开关设备。
8.根据权利要求2或4所述的电蓄热装置配置系统，其特征在于：新增进线间隔、变压器、GIS设备、固体电蓄热装置（3）、液体电蓄热装置（4）之间依实际工程需要采用钢芯铝绞线或电缆连接。
9.根据权利要求1所述的电蓄热装置配置系统，其特征在于：所述固体电蓄热装置（3）电压等级范围10~66kV。
10.根据权利要求1所述的电蓄热装置配置系统，其特征在于：所述固体电蓄热装置（3）功率范围10~100MW。
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