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摘要:傳(chuan) 統火電機組采用基於(yu) 儲(chu) 能技術的靈活性改造以應對電網負荷的日內(nei) 波動和削峰填穀等需求,促進火電機組的健康發展,以及在節能環保方麵都具有積極作用。由於(yu) 可再生能源的波動性和間歇性的特點以及大規模引入對電網造成的影響,對現有的火電機組靈活運行提出了更高要求,在傳(chuan) 統的“鍋爐-汽機”熱力係統中引入儲(chu) 能係統,實現電廠熱出力解耦,提高火電機組深度調峰和靈活運行能力。
關(guan) 鍵詞:儲(chu) 能;解耦;深度調峰;靈活運行
0 引言
近年來我國新能源市場規模發展迅速,新能源發電負荷也逐年增長,新能源的增長一方麵可以在一定程度上緩解能源短缺問題,另一方麵在實現“碳達峰與(yu) 碳中和”目標方麵發揮重要作用。但新能源的增長也給電網的穩定性帶來了一定影響,由於(yu) 新能源負荷的日內(nei) 波動性,對整個(ge) 電力係統的負荷消納分配調節造成很大的影響,傳(chuan) 統電力係急需實施火電靈活性提升工程和推動新型儲(chu) 能技術發展及應用,緩解係統調峰壓力,解決(jue) 新能源電力消納問題。
1 機組儲(chu) 能方案簡介
火電廠鍋爐產(chan) 生的高參數熱量利用儲(chu) 能係統儲(chu) 存起來循環再利用,可以對“機爐耦合”起到良好的削弱作用。根據電廠實際情況采取“鍋爐—汽機”熱力係統中嵌入一套外置的高溫熔鹽儲(chu) 熱係統方法,這樣可以解決(jue) 鍋爐低負荷運行的瓶頸,提升了鍋爐運行的安全性並增強了汽輪機調節的靈活性。目前火電機組鍋爐出口蒸汽溫度在540~560℃,高溫熔鹽儲(chu) 熱技術既能很好匹配這一溫度參數,又能實現大規模儲(chu) 能(熱),非常適合應用於(yu) 火電機組儲(chu) 能(熱)[1]。火力發電機組可以利用儲(chu) 能(熱)技術增加深度調峰深度、負荷快速響應能力、提高機組降出力上限值,增加供熱能力以及在電力輔助服務市場發揮更大的作用。機組儲(chu) 能(熱)技術優(you) 勢明顯,適合大規模推廣應用,其市場規模也在逐年增長。
2機組儲(chu) 能方案設計
(1)機組儲(chu) 能(係統)基於(yu) 高溫熔鹽儲(chu) 熱技術,因此,整個(ge) 係統是包括蒸汽加熱模塊、儲(chu) 熱模塊、放熱模塊以及相應的機組儲(chu) 能聯合控製調度係統等在內(nei) 的發電係統。係統架構圖如圖1。
機組儲(chu) 能係統由加熱功率模塊、儲(chu) 熱能量模塊和放熱功率模塊組成,其中儲(chu) 熱能量模塊由高、低溫熔鹽罐組成,水儲(chu) 能係統的核心設備,起到能量(熱量)集中儲(chu) 存和釋放作用。
(2)當機組降負荷減少出力時,機組鍋爐產(chan) 生的部分熱量通過加熱功率模塊對冷熔鹽加熱,冷熔鹽相變吸熱轉變成高溫液態熔鹽,輸送至高溫熔鹽罐儲(chu) 存。
(3)當機組升負荷增加出力時,高溫熔鹽輸送至放熱功率模塊釋放熱量加熱鍋爐給水產(chan) 生高參數過熱蒸汽,用於(yu) 機組發電;高溫熔鹽相變放熱後轉變為(wei) 低溫熔鹽,輸送至低溫熔鹽罐儲(chu) 存。
(4)在儲(chu) 能係統整個(ge) 儲(chu) 放熱過程中機爐循環工質和熔鹽相對獨立,通過加熱功率模塊和放熱功率模塊交換熱量,工質間管式換熱不混合,構成各自獨立的閉式循環係統,機組循環工質的量沒有變化,增強了機組係統運行的靈活性。
(5)可參與(yu) 采暖季供熱,有效提高供熱能力。由於(yu) 機組儲(chu) 能(熱)係統高參數高大容量的特點,能夠產(chan) 生更多高品質蒸汽,可以實現直接對外供熱,作為(wei) 機組抽汽供熱的補充,解決(jue) 機組由於(yu) 供熱能力有限,限製電負荷出力的問題,提高機組機組降出力上限,從(cong) 而獲取更多的電負荷市場容量補償(chang) 和輔助服務收益,提升其經濟效益。
(6)機組儲(chu) 能(熱)係統的能量耦合作用,在一定程度上提高了機組參與(yu) 深度調峰的能力,在蒸汽換熱基礎上增加高功率電加熱係統,甚至能夠實現機組零功率上網。
圖1機組儲(chu) 能係統架構圖
3 機組儲(chu) 能係統的協調控製設計
機組儲(chu) 能係統包括加熱、儲(chu) 熱、放熱三部分,這三部分是相互聯係的統一體(ti) ,利用功率平衡分析通過協調控製使係統膏效穩定運行。
(1)功率平衡關(guan) 係
一般情況下機組儲(chu) 能係統中,機組換熱子係統的功率、加熱模塊功率、儲(chu) 熱模塊吸收功率以及係統消耗的功率滿足功率平衡關(guan) 係。功率平衡關(guan) 係根據能量交換方式不同達到工況平衡態,這樣才能保證整個(ge) 機組儲(chu) 能係統的連續穩定經濟運行。在機組儲(chu) 能係統中,當係統工作時整個(ge) 係統的功率平衡關(guan) 係以下幾種情況:
1)上網電價(jia) 小於(yu) 機組發電邊際成本且機組負荷小於(yu) 80%額定負荷時,加熱功率模塊和儲(chu) 能模塊開始工作進行儲(chu) 熱。功率關(guan) 係為(wei) :機組換熱子係統的輸出功率>加熱模塊功率>儲(chu) 熱模塊吸收功率。這種情況下可根據機組負荷適當增加鍋爐燃燒熱量充分利用儲(chu) 能係統儲(chu) 存熱量,並且儲(chu) 能係統能量上限為(wei) 100%額定容量。
2)上網電價(jia) 大於(yu) 機組發電邊際成本且機組負荷小於(yu) 80%額定負荷時,放熱模塊開始工作進行釋放熱量。
功率關(guan) 係為(wei) :儲(chu) 能模塊功率>放熱功率模塊功率>機組換熱子係統的吸收功率。這種情況下可根據機組負荷適當減少鍋爐燃燒熱量充分利用儲(chu) 能係統熱量,並且儲(chu) 能係統釋放能量下限為(wei) 10%額定容量。
3)機組參與(yu) 深度調峰階段,加熱功率模塊和儲(chu) 能模塊開始工作進行儲(chu) 熱。功率關(guan) 係為(wei) :機組供熱子係統的輸出功率>加熱模塊功率>儲(chu) 熱模塊吸收功率。這種情況下增加鍋爐燃燒熱量,使鍋爐工況脫離不經濟區域,充分利用儲(chu) 能係統儲(chu) 存熱量,並且儲(chu) 能係統能量上限為(wei) 100%額定容量。
4)機組負荷快速爬坡階段,放熱模塊開始工作進行釋放熱量。功率關(guan) 係為(wei) :儲(chu) 能模塊功率>放熱功率模塊功率>機組換熱子係統的吸收功率。這種情況下充分利用儲(chu) 能係統快速釋放熱量作為(wei) 輔助汽輪機做功熱源,並且儲(chu) 能係統釋放能量下限為(wei) 10%額定容量。
(2)係統協調控製策略
機組儲(chu) 能係統協調控製策略的設計主要是基於(yu) 指標對係統的影響,各能量供應係統的功能得到合理有效的分配。機組鍋爐熱量輸送給汽輪機發電機組有剩餘(yu) 熱量,多餘(yu) 的熱量送至機組儲(chu) 能係統,如果其沒有達到儲(chu) 能上限,則儲(chu) 能係統充熱儲(chu) 能,當機組鍋爐熱量無法滿足汽輪機額定輸入熱量的需求時,這時將儲(chu) 能係統調整到放熱的狀態,進而可以補充機組熱力係統能量以滿足汽輪發電機組輸入熱量的需求。由於(yu) 儲(chu) 能係統都需要經過熱交換的才能達到吸熱和放熱過程,其在熱交換過程中會(hui) 有能量損失,所以在考慮選擇吸放熱時還要根據上網電價(jia) 和發電邊際成本已經機組調峰情況,達到節能和經濟的目的。
4 機組儲(chu) 能技術方案擴展(機組延壽改造)
當前在減碳和環保的背景下,火電小機組麵臨(lin) 被淘汰關(guan) 停的局麵,一方麵嚴(yan) 格控製新增煤電機組,另一方麵大力發展新能源。新能源裝機容量的增長難免對電力係統的穩定性造成一定的影響,這就使火電機組運行方式要有足夠的靈活性適應電網的要求。小容量火電機組可以通過增加儲(chu) 能(熱)係統進行延壽改造,由大機組提供熱源,成為(wei) 大機組的備用調峰機組,可以有效提高大機組的深度調峰能力並促進於(yu) 新能源機組電量消納。這一改造方案在沒有增加總的煤炭消耗量的情況下,增加了電力係統調峰能力和新能源發電的消納能力。
延壽老機組儲(chu) 能(熱)改造可以通過增加高壓大功率電加熱器,利用電網穀電和新能源棄電儲(chu) 能(熱),電網缺電時段發電,減少機組燃煤,保證電力係統尖峰發電出力。上述改造方案既為(wei) 電力係統提供靈活調峰手段又使老機組延壽,增加了社會(hui) 綜合效益。
圖2機組儲(chu) 能機組延壽方案結構圖
5 機組儲(chu) 能係統綜合效率分析
整個(ge) 儲(chu) 熱係統的綜合效率取決(jue) 於(yu) 各模塊的效率,即綜合效率為(wei) 各模塊的效率乘積。其中,儲(chu) 熱功率模塊涉及管道和設備熱損失率為(wei) η1,根據《大中型火力發電廠設計規範》(GB50660—2011)的規定[4],管道效率可取0.99,因此可以取熱損失率η1=1%。儲(chu) 放熱過程熔鹽泵電能消耗率為(wei) η2,按照熔鹽儲(chu) 熱密300kJ/kg,熱電轉換效率40%估算的電泵廠用電率為(wei) 0.81%;按照再熱蒸汽壓縮功130kJ/kg、再熱蒸汽熱密460kJ/kg、再熱蒸汽熱量占總熱量比例20%,熱電效率40%估算的再熱蒸汽增壓泵廠用電13.22%;因此運行電耗率η2=14.03%。儲(chu) 放熱模塊涉及管道和設備熱損失率分別為(wei) η3和η4,參照上述η1的取值原則,取熱損失率η3=η4=1%。因為(wei) 熔鹽的溫度上限導致放熱蒸汽和主蒸汽溫度差約90℃,理論做功㶲損失率η5=8.03%。
係統綜合效率η可以按如下方式進行計算:
Η=(1–η1)×(1–η2)×(1–η3)×(1–η4)×(1–η5)
儲(chu) 能(熱)係統估算的理論綜合效率約為(wei) 76.7%,已和抽水蓄能機組效率相當,優(you) 於(yu) 熱電聯產(chan) 機組電鍋爐調峰供熱方案。
6 Acrel-2000MG微電網能量管理係統
6.1概述
Acrel-2000MG微電網能量管理係統,是我司根據新型電力係統下微電網監控係統與(yu) 微電網能量管理係統的要求,總結國內(nei) 外的研究和生產(chan) 的經驗,專(zhuan) 門研製出的企業(ye) 微電網能量管理係統。本係統滿足光伏係統、風力發電、儲(chu) 能係統以及充電樁的接入,銓天候進行數據采集分析,直接監視光伏、風能、儲(chu) 能係統、充電樁運行狀態及健康狀況,是一個(ge) 集監控係統、能量管理為(wei) 一體(ti) 的管理係統。該係統在安全穩定的基礎上以經濟優(you) 化運行為(wei) 目標,促進可再生能源應用,提高電網運行穩定性、補償(chang) 負荷波動;有效實現用戶側(ce) 的需求管理、消除晝夜峰穀差、平滑負荷,提高電力設備運行效率、降低供電成本。為(wei) 企業(ye) 微電網能量管理提供安全、可靠、經濟運行提供了全新的解決(jue) 方案。
微電網能量管理係統應采用分層分布式結構,整個(ge) 能量管理係統在物理上分為(wei) 三個(ge) 層:設備層、網絡通信層和站控層。站級通信網絡采用標準以太網及TCP/IP通信協議,物理媒介可以為(wei) 光纖、網線、屏蔽雙絞線等。係統支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。
6.2技術標準
本方案遵循的標準有:
本技術規範書(shu) 提供的設備應滿足以下規定、法規和行業(ye) 標準:
GB/T26802.1-2011工業(ye) 控製計算機係統通用規範1部分:通用要求
GB/T26806.2-2011工業(ye) 控製計算機係統工業(ye) 控製計算機基本平台2部分:性能評定方法
GB/T26802.5-2011工業(ye) 控製計算機係統通用規範5部分:場地安全要求
GB/T26802.6-2011工業(ye) 控製計算機係統通用規範6部分:驗收大綱
GB/T2887-2011計算機場地通用規範
GB/T20270-2006信息安全技術網絡基礎安全技術要求
GB50174-2018電子信息係統機房設計規範
DL/T634.5101遠動設備及係統5-101部分:傳(chuan) 輸規約基本遠動任務配套標準
DL/T634.5104遠動設備及係統5-104部分:傳(chuan) 輸規約采用標準傳(chuan) 輸協議子集的IEC60870-5-網絡訪問101
GB/T33589-2017微電網接入電力係統技術規定
GB/T36274-2018微電網能量管理係統技術規範
GB/T51341-2018微電網工程設計標準
GB/T36270-2018微電網監控係統技術規範
DL/T1864-2018獨立型微電網監控係統技術規範
T/CEC182-2018微電網並網調度運行規範
T/CEC150-2018低壓微電網並網一體(ti) 化裝置技術規範
T/CEC151-2018並網型交直流混合微電網運行與(yu) 控製技術規範
T/CEC152-2018並網型微電網需求響應技術要求
T/CEC153-2018並網型微電網負荷管理技術導則
T/CEC182-2018微電網並網調度運行規範
T/CEC5005-2018微電網工程設計規範
NB/T10148-2019微電網1部分:微電網規劃設計導則
NB/T10149-2019微電網2部分:微電網運行導則
6.3適用場合
係統可應用於(yu) 城市、高速公路、工業(ye) 園區、工商業(ye) 區、居民區、智能建築、海島、無電地區可再生能源係統監控和能量管理需求。
6.4型號說明
6.5係統配置
6.5.1係統架構
本平台采用分層分布式結構進行設計,即站控層、網絡層和設備層
6.6係統功能
6.6.1實時監測
微電網能量管理係統人機界麵友好,應能夠以係統一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態,實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息,動態監視各回路斷路器、隔離開關(guan) 等合、分閘狀態及有關(guan) 故障、告警等信號。其中,各子係統回路電參量主要有:三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值;狀態參數主要有:開關(guan) 狀態、斷路器故障脫扣告警等。
係統應可以對分布式電源、儲(chu) 能係統進行發電管理,使管理人員實時掌握發電單元的出力信息、收益信息、儲(chu) 能荷電狀態]及發電單元與(yu) 儲(chu) 能單元運行功率設置等。
係統應可以對儲(chu) 能係統進行狀態管理,能夠根據儲(chu) 能係統的荷電狀態進行及時告警,並支持定期的電池維護。
微電網能量管理係統的監控係統界麵包括係統主界麵,包含微電網光伏、風電、儲(chu) 能、充電樁及總體(ti) 負荷組成情況,包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求,也可將充電,儲(chu) 能及光伏係統信息進行顯示。
圖2係統主界麵
子界麵主要包括係統主接線圖、光伏信息、風電信息、儲(chu) 能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統計列表等。
6.6.1.1光伏界麵
圖3光伏係統界麵
本界麵用來展示對光伏係統信息,主要包括逆變器直流側(ce) 、交流側(ce) 運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、並網櫃電力監測及發電量統計、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、輻照度/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析;同時對係統的總功率、電壓電流及各個(ge) 逆變器的運行數據進行展示。
6.6.1.2儲(chu) 能界麵
圖4儲(chu) 能係統界麵
本界麵主要用來展示本係統的儲(chu) 能裝機容量、儲(chu) 能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
圖5儲(chu) 能係統PCS參數設置界麵
本界麵主要用來展示對PCS的參數進行設置,包括開關(guan) 機、運行模式、功率設定以及電壓、電流的限值。
圖6儲(chu) 能係統BMS參數設置界麵
本界麵用來展示對BMS的參數進行設置,主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。
圖7儲(chu) 能係統PCS電網側(ce) 數據界麵
本界麵用來展示對PCS電網側(ce) 數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數等。
圖8儲(chu) 能係統PCS交流側(ce) 數據界麵
本界麵用來展示對PCS交流側(ce) 數據,主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數、溫度值等。同時針對交流側(ce) 的異常信息進行告警。
圖9儲(chu) 能係統PCS直流側(ce) 數據界麵
本界麵用來展示對PCS直流側(ce) 數據,主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側(ce) 的異常信息進行告警。
圖10儲(chu) 能係統PCS狀態界麵
本界麵用來展示對PCS狀態信息,主要包括通訊狀態、運行狀態、STS運行狀態及STS故障告警等。
圖11儲(chu) 能電池狀態界麵
本界麵用來展示對BMS狀態信息,主要包括儲(chu) 能電池的運行狀態、係統信息、數據信息以及告警信息等,同時展示當前儲(chu) 能電池的SOC信息。
圖12儲(chu) 能電池簇運行數據界麵
本界麵用來展示對電池簇信息,主要包括儲(chu) 能各模組的電芯電壓與(yu) 溫度,並展示當前電芯的Z大、Z小電壓、溫度值及所對應的位置。
圖13風電係統界麵
本界麵用來展示對風電係統信息,主要包括逆變控製一體(ti) 機直流側(ce) 、交流側(ce) 運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、風速/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析;同時對係統的總功率、電壓電流及各個(ge) 逆變器的運行數據進行展示。
6.6.1.4充電樁界麵
圖14充電樁界麵
本界麵用來展示對充電樁係統信息,主要包括充電樁用電總功率、交直流充電樁的功率、電量、電量費用,變化曲線、各個(ge) 充電樁的運行數據等。
圖15微電網視頻監控界麵
本界麵主要展示係統所接入的視頻畫麵,且通過不同的配置,實現預覽、回放、管理與(yu) 控製等。
6.6.1.6發電預測
係統應可以通過曆史發電數據、實測數據、未來天氣預測數據,對分布式發電進行短期、超短期發電功率預測,並展示合格率及誤差分析。根據功率預測可進行人工輸入或者自動生成發電計劃,便於(yu) 用戶對該係統新能源發電的集中管控。
圖16光伏預測界麵
6.6.1.7策略配置
係統應可以根據發電數據、儲(chu) 能係統容量、負荷需求及分時電價(jia) 信息,進行係統運行模式的設置及不同控製策略配置。如削峰填穀、周期計劃、需量控製、有序充電、動態擴容等。
圖17策略配置界麵
應能查詢各子係統、回路或設備Z定時間的運行參數,報表中顯示電參量信息應包括:各相電流、三相電壓、總功率因數、總有功功率、總無功功率、正向有功電能等。
圖18運行報表
應具有實時報警功能,係統能夠對各子係統中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guan) 閉等遙信變位,及設備內(nei) 部的保護動作或事故跳閘時應能發出告警,應能實時顯示告警事件或跳閘事件,包括保護事件名稱、保護動作時刻;並應能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guan) 人員。
圖19實時告警
6.6.4曆史事件查詢
應能夠對遙信變位,保護動作、事故跳閘,以及電壓、電流、功率、功率因數、電芯溫度(鋰離子電池)、壓力(液流電池)、光照、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲(chu) 和管理,方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯,查詢統計、事故分析。
圖20曆史事件查詢
6.6.5電能質量監測
應可以對整個(ge) 微電網係統的電能質量包括穩態狀態和暫態狀態進行持續監測,使管理人員實時掌握供電係統電能質量情況,以便及時發現和消除供電不穩定因素。
1)在供電係統主界麵上應能實時顯示各電能質量監測點的監測裝置通信狀態、各監測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度B分B和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度B分B和正序/負序/零序電流值;
2)諧波分析功能:係統應能實時顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率;應能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電壓含有率、0.5~63.5次間諧波電流含有率;
3)電壓波動與(yu) 閃變:係統應能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值;應能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線;應能顯示電壓偏差與(yu) 頻率偏差;
4)功率與(yu) 電能計量:係統應能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率;應能顯示三相總有功功率、總無功功率、總視在功率和總功率因素;應能提供有功負荷曲線,包括日有功負荷曲線(折線型)和年有功負荷曲線(折線型);
5)電壓暫態監測:在電能質量暫態事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發生時,係統應能產(chan) 生告警,事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關(guan) 人員;係統應能查看相應暫態事件發生前後的波形。
6)電能質量數據統計:係統應能顯示1min統計整2h存儲(chu) 的統計數據,包括均值、Z大值、Z小值、95%概率值、方均根值。
7)事件記錄查看功能:事件記錄應包含事件名稱、狀態(動作或返回)、波形號、越限值、故障持續時間、事件發生的時間。
圖21微電網係統電能質量界麵
應可以對整個(ge) 微電網係統範圍內(nei) 的設備進行遠程遙控操作。係統維護人員可以通過管理係統的主界麵完成遙控操作,並遵循遙控預置、遙控返校、遙控執行的操作順序,可以及時執行調度係統或站內(nei) 相應的操作命令。
圖22遙控功能
應可在曲線查詢界麵,可以直接查看各電參量曲線,包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。
6.6.8統計報表
具備定時抄表匯總統計功能,用戶可以自由查詢自係統正常運行以來任意時間段內(nei) 各配電節點的用電情況,即該節點進線用電量與(yu) 各分支回路消耗電量的統計分析報表。對微電網與(yu) 外部係統間電能量交換進行統計分析;對係統運行的節能、收益等分析;具備對微電網供電可靠性分析,包括年停電時間、年停電次數等分析;具備對並網型微電網的並網點進行電能質量分析。
圖24統計報表
係統支持實時監視接入係統的各設備的通信狀態,能夠完整的顯示整個(ge) 係統網絡結構;可在線診斷設備通信狀態,發生網絡異常時能自動在界麵上顯示故障設備或元件及其故障部位。
圖25微電網係統拓撲界麵
本界麵主要展示微電網係統拓撲,包括係統的組成內(nei) 容、電網連接方式、斷路器、表計等信息。
可以對整個(ge) 微電網係統範圍內(nei) 的設備通信情況進行管理、控製、數據的實時監測。係統維護人員可以通過管理係統的主程序右鍵打開通信管理程序,然後選擇通信控製啟動所有端口或某個(ge) 端口,快速查看某設備的通信和數據情況。通信應支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規約。
應具備設置用戶權限管理功能。[5]通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作(如遙控操作,運行參數修改等)。可以定義(yi) 不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限,為(wei) 係統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。
應可以在係統發生故障時,自動準確地記錄故障前、後過程的各相關(guan) 電氣量的變化情況,通過對這些電氣量的分析、比較,對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力係統安全運行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條,每條錄波可觸發6段錄波,每次錄波可記錄故障前8個(ge) 周波、故障後4個(ge) 周波波形,總錄波時間共計46s。每個(ge) 采樣點錄波至少包含12個(ge) 模擬量、10個(ge) 開關(guan) 量波形。
可以自動記錄事故時刻前後一段時間的所有實時掃描數據,包括開關(guan) 位置、保護動作狀態、遙測量等,形成事故分析的數據基礎。
用戶可自定義(yi) 事故追憶的啟動事件,當每個(ge) 事件發生時,存儲(chu) 事故前*個(ge) 掃描周期及事故後10個(ge) 掃描周期的有關(guan) 點數據。啟動事件和監視的數據點可由用戶Z定和隨意修改。
圖29事故追憶
序號 | 設備 | 型號 | 圖片 | 說明 |
1 | 能量管理係統 | Acrel-2000MG | | 內(nei) 部設備的數據采集與(yu) 監控,由通信管理機、工業(ye) 平板電腦、串口服務器、遙信模塊及相關(guan) 通信輔件組成。 數據采集、上傳(chuan) 及轉發至服務器及協同控製裝置 策略控製:計劃曲線、需量控製、削峰填穀、備用電源等 |
2 | 顯示器 | 25.1英寸液晶顯示器 | | 係統軟件顯示載體(ti) |
3 | UPS電源 | UPS2000-A-2-KTTS | | 為(wei) 監控主機提供後備電源 |
4 | 打印機 | HP108AA4 | | 用以打印操作記錄,參數修改記錄、參數越限、複限,係統事故,設備故障,保護運行等記錄,以召喚打印為(wei) 主要方式 |
5 | 音箱 | R19U | | 播放報警事件信息 |
6 | 工業(ye) 網絡交換機 | D-LINKDES-1016A16 | | 提供 16 口百兆工業(ye) 網絡交換機解決(jue) 了通信實時性、網絡安全性、本質安全與(yu) 安全防爆技術等技術問題 |
7 | GPS時鍾 | ATS1200GB | | 利用 gps 同步衛星信號,接收 1pps 和串口時間信息,將本地的時鍾和 gps 衛星上麵的時間進行同步 |
8 | 交流計量電表 | AMC96L-E4/KC | | 電力參數測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率,頻率、功率因數等)、複費率電能計量、四象限電能計量、諧波分析以及電能監測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU 協議:帶開關(guan) 量輸入和繼電器輸出可實現斷路器開關(guan) 的"遜信“和“遙控”的功能 |
9 | 直流計量電表 | PZ96L-DE | | 可測量直流係統中的電壓、電流、功率、正向與(yu) 反向電能。可帶 RS485 通訊接口、模擬量數據轉換、開關(guan) 量輸入/輸出等功能 |
10 | 電能質量監測 | APView500 | | 實時監測電壓偏差、頻率俯差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諾波等電能質量,記錄各類電能質量事件,定位擾動源。 |
11 | 防孤島裝置 | AM5SE-IS | | 防孤島保護裝置,當外部電網停電後斷開和電網連接 |
12 | 箱變測控裝置 | AM6-PWC | | 置針對光伏、風能、儲(chu) 能升壓變不同要求研發的集保護,測控,通訊一體(ti) 化裝置,具備保護、通信管理機功能、環網交換機功能的測控裝置 |
13 | 通信管理機 | ANet-2E851 | | 能夠根據不同的采集規的進行水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據果集匯總: 提供規約轉換、透明轉發、數據加密壓縮、數據轉換、邊緣計算等多項功能:實時多任務並行處理數據采集和數據轉發,可多鏈路上送平台據: |
14 | 串口服務器 | Aport | | 功能:轉換“輔助係統"的狀態數據,反饋到能量管理係統中。 1)空調的開關(guan) ,調溫,及完*斷電(二次開關(guan) 實現) 2)上傳(chuan) 配電櫃各個(ge) 空開信號 3)上傳(chuan) UPS 內(nei) 部電量信息等 4)接入電表、BSMU 等設備 |
15 | 遙信模塊 | ARTU-K16 | | 1)反饋各個(ge) 設備狀態,將相關(guan) 數據到串口服務器: 讀消防 VO信號,並轉發給到上層(關(guan) 機、事件上報等) 2)采集水浸傳(chuan) 感器信息,並轉發3)給到上層(水浸信號事件上報) 4)讀取門禁程傳(chuan) 感器信息,並轉發 |
8 機組儲(chu) 能投資及收益
投資估算靜態價(jia) 格水平年按2022年D一季度核算,靜態投資約為(wei) 3,500萬(wan) 元,動態投資約為(wei) 3,650萬(wan) 元。投資內(nei) 部收益率(所得稅前)IRR≈19.49%,項目投資回收期所得稅前後分別為(wei) 5.13年和5.49年。本項目可以由電廠獨立投資運營也可采取與(yu) 項目方合作的方式投資運營,項目方與(yu) 電廠擬定的利益參考分配原則:項目投產(chan) 後,項目公司按用實際電費與(yu) 電廠結算,電廠按用實際用熱費與(yu) 項目公司結算。投產(chan) 後設備交由電廠托管。從(cong) 電網掙取的調峰輔助服務費用,在扣除上述成本後,按實際所得的調峰輔助服務費作為(wei) 總額,項目公司按一定比例支付給電廠。在項目交由電廠托管後,電廠每年可以從(cong) 項目公司取得可觀的經濟效益,實現甲乙雙方利益共贏。
表1投資及收益表
項目 | 數值 |
設備購置費(萬(wan) 元) | 3000 |
安裝費(萬(wan) 元) | 200 |
建築費(萬(wan) 元) | 300 |
總投資(萬(wan) 元) | 3500 |
經營成本費(萬(wan) 元/a) | 985 |
營收額(萬(wan) 元/a) | 1667 |
投資回收期(a) | 5.13 |
所得稅後投資回收期(a) | 5.49 |
內(nei) 部收益率IRR(%) | 19.49 |
9機組儲(chu) 能改造前景
近年來在減碳和環保的背景下新能源產(chan) 業(ye) 迅速發展,新能源發電負荷的不穩定性又給電網的穩定性和承載帶來了一定衝(chong) 擊,產(chan) 生棄電現象,造成大量能量浪費。其主要原因之一就是儲(chu) 能容量小、技術落後,現有機組儲(chu) 能容量無法滿足電網對功率補償(chang) 和功率平滑的需求。機組儲(chu) 能的發展已成為(wei) 新能源開發的重要輔助。
隨著電力需求逐年增長,用電高峰和低穀的負荷差距越來越大,火電機組進行儲(chu) 能(熱)改造,將J大地提高其深度調峰能力,尤其是能解決(jue) 常規改造方案存在鍋爐係統效率降低和輔機空轉率增加的瓶頸問題[5]同時機組儲(chu) 能(熱)改造後可以提高機組供熱能力,機組調峰能力的增強以及老機組延壽使用方麵能夠產(chan) 生巨大的社會(hui) 效益和經濟效益。未來,在此基礎上可以發展更具前景的光熱電站。
參考文獻
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[2]柳磊,楊建剛,王東(dong) ,等.火電汽輪機組熱電解耦技術研究[J].寧夏電力,2017(6):62-66.
[3]李曉莉.供熱機組調峰能力預測方法研究[D].吉林:東(dong) 北電力大學,2016.
[4]楊大錨,袁福祥.熱電機組靈活性提升—儲(chu) 熱罐建模與(yu) 特性分析[J].工業(ye) 控製計算機,2017,30(11):65-67.
[5]hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用設計,2022,05
[6]李洪濤,王懷福,馬 英. 火電機組儲(chu) 能改造技術分析及應用