盐穴压缩空气储能调峰电站可行性研究报告.docx
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盐穴压缩空气储能调峰电站项目可行性研究报告
目 次
1总论 1
1.1项目背景 1
1.2投资方及项目单位概况 1
1.3研究范围与分工 1
1.4工作简要过程 2
1.5项目概况 2
2电力系统 3
2.1初步接入系统方案 3
2.2系统继电保护 5
2.3远动部分 6
2.4通信部分 8
3站址条件 9
3.1厂址位置 9
3.2交通运输 10
3.3 水源 10
3.4 电厂防洪 10
4工程设想 10
4.1热机部分 10
4.2闭式水补给水处理系统 15
4.3供水部分 16
4.4电气系统 16
4.5热工自动化部分 19
4.6建筑结构部分 19
4.7总图部分 20
4.8采暖通风空调 22
4.9消防及给排水系统 23
5环境保护与水土保持 26
5.1环境保护 26
5.2水土保持设计 29
5.3 结论 30
6劳动安全与职业卫生 30
6.1劳动安全 30
6.2职业卫生 33
7资源利用 35
7.1基本原则 35
7.2土地利用 35
7.3盐穴利用 35
7.4材料利用 35
8节能分析 36
9人力资源配置 36
10项目实施条件和建设进度及工期 36
10.1施工条件及施工场地规划布置 36
10.2吊装机械 36
10.3施工力能 37
10.4施工综合轮廓进度安排 37
11投资估算及经济评价 38
11.1编制说明 38
11.2工程投资 39
11.3电价测算 39
11.4投资估算表 39
12抗灾能力评价 48
13风险分析 48
13.1电力市场风险分析 48
13.2技术风险分析 48
13.3政策及资金风险分析 48
13.4外部协作风险 48
14经济及社会影响分析 49
15结论及建议 49
15.1 结论 49
15.2 建议 50
1总论
1.1项目背景
本项目由中国葛洲坝集团装备工业有限公司投资,拟利用湖北省应城地区丰富的盐穴资源,在应城市建设压缩空气储能调峰电站示范项目。
工程规划建设规模为50MW/300MWh。
压缩空气储能发电机组在电网低谷时段通过电动的空气压缩机压缩空气,经管道将高压力的压缩空气输送至废弃的盐穴储存,白天压缩机停止运行,在电网用电高峰时段从盐穴中释放压缩空气,通过管道输送至膨胀机做功,带动发电机发出电能输送至电网。
压缩机额定功率为4*20.5MW,日运行时间8小时,充分利用夜间低谷时段;发电机组额定功率为5*10MW。
本项目采用压缩空气储能发电技术,储能和发电均利用空气进行,能量转换过程中没有燃烧或电化学环节,安全、环保。
系统储能采用常规的电动机,发电采用常规的同步发电机组,发电机组的发电形式及运行特点与常规火力发电厂相似,系统响应速度优于常规的火力发电厂和抽水蓄能电站,有益于改善电力系统的电能质量和功率平衡,尤其适于与新能源项目配套或吸纳新能源的多余电力。
压缩空气利用废弃盐穴储存,可有效的降低成本和占地。
1.2投资方及项目单位概况
本项目由中国葛洲坝集团装备工业有限公司投资,公司于2017年1月注册,注册
资本金10亿元,系葛洲坝集团全资平台公司,总部位于湖北武汉,拥有1500亩高端装备产业园,北京设有子公司,集投资、控股、研发、服务四大职能于一体,以分布式能源、储能、3D打印、节能环保为四大主营业务。
围绕四大业务方向,为行业提供核心装备及应用解决方案。
1.3研究范围与分工
1.3.1本工程设计范围参照《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》的要求,结合本项目的特点,本
项目可行性研究阶段将对以下内容进行重点研究,对本项目建设的可行性作出结论性评价。
a)电力系统部分;b)全厂总体规划及厂区总平面规划布置;c)压缩空气储能及膨胀系统设计;
1
d)化学水处理系统设计;e)冷却水及供水系统设计
;
f)电气部分,包括电气一次、二次、通信、照明等工程设计;g)热工控制系统设计;
h)给排水及消防系统设计;j)采暖通风及空气调节部分;k)全厂建筑和结构设计;m)环境保护及劳动安全卫生部分设计;n)投资估算及财务分析等;
1.3.2主要设计界限及分工本项目由中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司作为主体设计单位,中国
科学院工程热物理研究所作为技术支持方提供压缩空气储能发电系统的系统设计资料和系统内设备资料。
本项目原则上与外部有接口的设计界限为厂区围墙外1米。
接入系统报告(包括电能质量及电力系统安全稳定分析)、环境影响评价报告、工
程相关勘测报告、水资源论证报告、地质灾害评价报告、地震安全性评价报告、劳动安全预评价、职业病危害预评价、大件运输报告等由业主另行委托。
厂区围墙外1米之外的相关空气管道及储气盐穴、盐穴储气系统的设计由业主另行委托。
1.4工作简要过程
2017年6月,中国葛洲坝集团装备工业有限公司与东北院公司达成开展应城或潜江地区压缩空气储能电站可行性研究工作的意向并签订了设计合同。
2017年7~8月,业主向设计院提供了初步的设计资料并组织召开了设计联络会。
2017年9月上旬,业主与设计院共同在国家能源大规模物理储能技术(毕节)研发中心考察压缩空气储能发电试验机组,并与中国科学院工程热物理研究所召开了技术研讨会,进一步细化讨论相关技术问题。
1.5项目概况
1.5.1可行性研究报告编制依据a)中国葛洲坝集团装备工业有限公司提供的设计基础资料;b)中国科学院工程热物理研究所提供的压缩空气储能发电系统资料;c)东北电力设计院有限公司根据工程情况提出的设计假设条件;
2
d)国家和电力行业现行规范、规程及标准。
1.5.2主要设计原则
a)设计深度参考《火力发电厂可行性研究报告内容深度规定》(DL/T5375-2008),涉及外部支持性文件的内容暂按假定条件编写;
b)工程规划建设规模为50MW/300MWh;c)压缩空气储能发电系统参照中国科学院工程热物理研究所提供资料设计;d)压缩机电动机和发电机电压等级均采用10kV,压缩机设置变频器或软启动器启
动;
e)本期工程暂按以2回110kV架空出线接入系统;f)由于缺乏当地地质勘查报告,土建基础暂按天然地基设计;g)本项目选定湖北省应城市应城盐矿区中北部水采矿区,东经113°40.442?
,北
纬30°56.300?
的对接井作为储气库;h)厂外水源暂按采用自来水,分界点为厂区围墙外1米。
2电力系统
2.1初步接入系统方案
本项目厂址位于湖北省应城市区东部。
应城地区电网以220kV和110kV为主,其中220kV电网有应城、彭湾、长江、仙女山四座变电站,并形成环网。
其中应城变电站与彭湾变电站、仙女山变电站通过220kV线路连接,并有多回110kV线路送出。
彭湾变电站与应城变电站、长江变电站、应城电厂(350+50MW)经220kV线路连接,并有多回110kV线路送出。
长江变电站与彭湾变电站、仙女山变电站经220kV线路连接,并有多回110kV线路送出。
仙女山变电站与应城变电站、长江变电站经220kV线路连接,并将升级为500kV变电站。
根据与应城市电网公司沟通,电网公司建议本项目以2回110kV线路接入彭湾变电站与长江变电站,扩建时视情况再增加2回110kV出线。
本期工程厂内110kV系统短路电流水平暂定40kA,导体及设备按50kA选择。
由于本项目110kV系统具有双向潮流,因此主变压器调压方式采用有载调压。
详细的当地电网情况及相关计算、接入系统方案将根据最终的接入系统报告调整和完善,应城市高压电网地理接线见图2.1-1。
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图2.1-1 应城市高压电网地理接线图
2.2系统继电保护
2.2.1应城或潜江地区葛洲坝先进压缩空气储能项目工程概况中国葛洲坝集团装备工业有限公司拟在应城地区建设压缩空气储能调峰电站示范
项目,利用废弃盐穴作为压缩空气储罐,工程规划建设规模为50MW/300MWh压缩空气发电机组。
本工程在场内新建一座升压站,升压站110kV侧采用发电机-主变压器-线路组的接线方式。
建设2回110kV线路接入系统,远期考虑再增加2回出线。
最终方案以接入系统审查意见为准。
2.2.2110kV系统继电保护配置本期电厂的系统保护配置方案暂按如下方案考虑,由于本工程接入系统工作尚未完
成,下述内容最终以接入系统审查意见为准:
a)0kV线路保护根据本工程假定条件,应城盐穴压缩空气储能电站升压站至系统110kV线路两侧分
别配置1套微机型主后一体的光纤电流差动线路保护,线路保护装置应包含完整的主保护、完整的多段式相间距离、多段式接地距离和零序电流后备保护,以及综合重合闸等功能。
线路保护采用复用2M方式传输保护信息。
b)0kV故障录波器
为分析电力系统故障及继电保护装置的动作情况,配置1面故障录波器屏,录取110kV线路交流电流、交流母线电压量及保护动作事件量。
故障录波器需具备信息联网及信息远传功能。
2.2.3相关电气设备要求
a)直流电源
110kV线路保护使用1组独立的直流电源;
110kV故障录波使用1组独立的直流电源。
b)电流互感器(CT)
110kV线路保护使用CT一组独立的5P级次级;
110kV故障录波使用CT一组独立的5P级次级。
c)电压互感器(PT)
110kV线路保护使用线路上的三相PT和主变低压侧母线上的三相PT。
2.3远动部分
2.3.1远动信息及传输根据《电力系统调度自动化设计技术规程》,并根据各级电网调度指挥中心对电站
运行监视的需要,本工程应城盐穴压缩空气储能电站向调度中心传送的远动信息内容如下:
a)模拟量
—发电机组有功功率、无功功率、电流、电压;
—110kV出线有功功率、无功功率、电流;
b)开关量
—所有断路器位置信号;
—反映运行方式的隔离开关位置信号;
—继电保护及自动装置动作信号;
—全厂事故总信号;
2.3.2电能量计量系统
2.3.2.1关口点设置本工程关口点设置如下:
计量关口点:
1回110kV线路出线
考核关口点:
主变低压侧、发电机出口。
2.3.2.2电能量计费的信息传输应城盐穴压缩空气储能电站至调度端计量信息的传输采用网络传输方式,网络传输
的通信协议采用TCP/IP+DL/T719-2009(IEC60870-5-102)协议。
2.3.2.3设备配置方案
a)CT/PT配置
计量关口应采用专用的CT/PT二次绕组,其二次回路不得接入与电能量计量无关的设备。
计量CT绕组采用0.2S级,PT绕组采用0.2级。
考核关口可与测量共享1组CT/PT二次绕组。
b)关口表
表2.3-1 关口表设备配置表
序号
间隔名称
间隔数量
关口表数量
应城盐穴压缩空气储能电站
1
110kV线路
1
2块
2
主变低压侧
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