蓝丰生化电厂二期余热发电接入方案.docx
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蓝丰生化电厂二期余热发电接入方案
江苏蓝丰生物化工股份有限公司
余热发电扩建项目接入系统方案
目录
1总论1
1.1编制依据1
1.2设计范围1
1.3接入系统设计原则1
2概况2
2.1徐州电网概况2
2.2新沂电网概况3
2.3江苏蓝丰生物化工股份有限公司概况3
2.4江苏蓝丰生物化工股份有限公司余热发电项目建设必要性4
2.5厂址情况4
3江苏蓝丰生物化工股份有限公司余热发电厂上网接入系统方案4
3.1江苏蓝丰生物化工股份有限公司用电现状4
3.2接入系统的电压等级5
3.3接入系统线路线号选择5
3.4接入系统方案6
4接入系统方案叙述6
4.1电厂接入系统方案一——单回10kV线路接入多菌灵10kV高压配电室10kV母线6
4.2电厂接入系统方案二——单线10kV线路接入35kV江苏蓝丰生物化工股份有限公司变10kV母线15
5系统计算及分析22
5.1系统短路电流计算22
5.2系统稳定计算23
6综合分析比较及推荐意见24
6.1综合分析比较24
6.2结论及建议25
附件:
A1.《江苏省能源局关于江苏蓝丰生物化工股份有限公司余热发电扩建项目前期工作联系函》(苏能源煤电函[2014]29号)
A2.江苏蓝丰生物化工股份有限公司“余热发电扩建机组接入申请”
附图:
B1.35KV蓝丰生化1#变电站电气主接线图
B1.35KV蓝丰生化2#变电站电气主接线图
B3.蓝丰生化余热发电厂电气主接线图
B4.35KV瓦窑变电气主接线图
B5.蓝丰生化电厂接入系统方案接线示意图
1总论
1.1编制依据
本次接入系统报告根据以下文件进行编制:
1)江苏省能源局《关于江苏蓝丰生物化工股份有限公司余热发电扩建项目前期工作联系函》(苏能源煤电函[2014]29号)。
2)江苏蓝丰生物化工股份有限公司接入申请及相关材料
3)《江苏电网统调小发电机组并网管理规定》。
4)《国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范(修订版)的通知》国家电网办〔2013〕1781号。
1.2设计范围
研究江苏蓝丰生物化工股份有限公司(以下简称蓝丰生化)二期余热发电项目一次接入系统方式;提出相应的继电保护及自动装置配置要求以及系统通信远动方案,进行投资估算及经济技术分析。
1.3接入系统设计原则
1)电厂接入系统不影响主系统安全稳定运行,符合省电力公司苏电调〔2002〕888号文下达的《江苏电网统调小发电机组并网管理规定》。
2)在电厂与电网联络线无故障情况下,电厂并网通道应能确保正常方式下电厂不窝出力,能将电厂所发电力输向电网;当电厂发生故障时,电网应能及时将电网电力送往电厂。
3)满足经济性、可靠性、灵活性的原则,在满足安全可靠性与灵活性的前提下,考虑最经济的方案。
4)不影响主系统安全稳定运行,公共连接点(PCC点)的电能质量满足国家标准GB12325-2008《电能质量供电电压允许偏差》、GB12326-2008《电能质量电压波动及闪变》、GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》、GBT15543-2008《电能质量三相电压允许不平衡度》、GB15945-2008《电能质量电力系统频率允许偏差》。
2概况
2.1蓝丰生化用电概况
蓝丰生化现有两座35kV用户变电站(蓝丰1#变、蓝丰2#变)。
1)35KV蓝丰1#变电站:
两回电源,一回来自35kV平港线T接线,一回与35KV蓝丰2#变联络,单母线接线形式,内设3台主变,容量分别为2000kVA、3150kVA、1600kVA,电压等级35/0.4KV,正常运行方式为35KV蓝丰联络线主供,平港线T接线备供。
2)35KV蓝丰2#变电站:
两回电源,一回来自35KV瓦窑变(35KV瓦丰线),一回与35KV蓝丰1#变联络。
35KV及10KV均为单母线三分段接线形式,每段母线各设1台变压器,容量3×6300KVA,电压等级35/10KV。
Ⅲ段母线备用一回35出线。
详见35KV蓝丰1#变、35KV蓝丰2#变电气主接线图。
2.2关联变电站概况
1)35KV瓦窑变电站,主变2台,1#主变8MVA,2#主变16MVA,35KV单母线分段接线,2回进线,35KV平瓦一线及平瓦二线,一回出线即35KV瓦丰线至35KV蓝丰生化2#变,10KV单母分段接线。
目前,鉴于蓝丰线负荷较重,当35KV平瓦1线停运时,平瓦二线只允许带瓦窑变负荷运行,瓦丰线停运。
2)35KV港头变电站,主变2台,1#主变5MVA,2#主变10MVA,35KV单母线分段接线,3回线路即35KV平港线、港纪线及港棋线,35KV蓝丰生化1#变T接在平港线上,10KV为单母分段接线。
2.3蓝丰生化一期发电项目概况
蓝丰生化一期发电项目于2012年建成投运。
装机容量为一台C6MW抽凝式汽轮机配置1台7.5MW发电机。
发电厂设有10KV配电室1座,主接线形式为单母线分段接线,2回上网线路,已运行1回,6台变压器,容量为2*1250+4*1600KVA,其中2台1600KVA为厂用分支变。
详见蓝丰生化一期硫磺制酸余热发电电气主接线图。
蓝丰生化一期7.5MW发电机组已通过单回10kV电缆线路接入蓝丰2#变10KVI段母线,电缆截面1×300平方毫米。
2#变10KVII段母线已预留二期发电机组接入设备,选用中置式开关柜,ABB真空断路器,额定电流1250,开断电流31.5KA。
目前,该厂用电最大负荷为8MVA,其中一期发电机正常发电功率约为4.5MW。
2.4蓝丰生化二期发电项目概况
1)项目概况
蓝丰生化现有的硫磺制酸工艺产生余热蒸汽量为60t/h,相应配置了一台C6MW抽凝式发电机组,在满足公司生产蒸汽用量之余,年供电量为4.032X17。
近期公司硫磺制酸工艺又采用低温热回收技术,新增余热饱和蒸汽23t/h,公司为充分利用余热资源,计划二期扩建1台N6MW纯凝式汽轮发电机组,年利用小时数:
7000h;正常年实际发电量:
4.2×107kWh。
2)并网方式及并网时间
本项目是对硫磺制酸生产过程中产生的蒸汽进行综合利用发电,满足企业自身的用电需求,发电系统性质为资源综合利用自备电厂。
本项目余热发电通过内部配电网同公用电网连用,为可逆流的并网方式。
工程开工日期计划于2014年1月,竣工日期计划于2014年12月。
3)发电系统接线
本期余热发电项目装机容量6MW,发电站发电系统示意图详见蓝丰生物二期硫磺制酸余热发电电气主接线图。
2.5蓝丰生化二期发电项目建设必要性
江苏蓝丰生物化工股份有限公司利用年产40万吨硫磺制酸余热发电装置项目降低了生产能耗及成本,不仅减少了对环境的影响,且可为企业带来经济效益。
该项目对于促进企业节能减排发展循环经济保护环境等都具有积极和重要的作用。
2.6在电力系统中的地位
按照国家电网办〔2013〕1781号文《国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范(修订版)的通知》。
分布式电源是指在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户侧自发自用为主、多余电量上网,且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。
包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电(含煤矿瓦斯发电)等。
根据蓝丰生化的二期6兆瓦装机容量,满足规范适用范围第一类以10千伏及以下电压等级接入,且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦。
蓝丰生化余热发电属资源综合利用发电项目,因此该发电站项目属于分布式电源。
3蓝丰生化二期发电项目一次接入系统方案
3.1接入系统的电压等级分析
按照分布式电源项目接入系统相关技术要求,分布式电源并网电压等级可根据装机容量进行初步选择,400千瓦-6000千瓦可接入10KV电压等级。
根据用户申请容量6000千瓦,本工程并网电压等级选择10kV。
3.2接入(并网)点分析
本项目为自发自用项目,且以10KV电压等级接入,结合蓝丰生化厂内用电现状以及一期发电形式,接入点选择35KV蓝丰2#变10KVII段母线。
蓝丰2#变已预留2#发电机组接入设备,无需扩建。
具备二期发电项目10kV接入条件。
3.3接入系统方案
蓝丰生化二期余热发电以单回10kV电缆接入蓝丰2#变10kV10kVⅡ母线,通过蓝丰2#变35KV瓦丰线接入35KV瓦窑变35KVI段母线。
本方案公共连接点(PCC)为35KV瓦窑变35KV母线(即35KV瓦丰线产权分界点),接入点为蓝丰2#变10KVII段母线。
蓝丰生化电厂接入系统方案接线示意图详见附图5。
3.4接入系统线路线号选择
根据蓝丰生化二期余热发电工程可研报告,年运行小时取7000小时,发电厂厂用电率取13.5%,Cosφ取0.8。
正常情况下,1x6MW机组扣除厂用电后的上网功率6x0.865/0.8=6.4875MVA。
采用10kV电压等级,本工程由于余热电厂距接入的变电站较近,因此采用电力电缆,按经济电流密度选YJV22-12-1×300电缆,3(YJV22-12-1×300)电缆的极限输送功率为9.6MVA,可满足1台6MW机组满发送出总功率的要求。
4接入系统方案叙述
4.1接入系统一次部分
1)上网方案论述
蓝丰生化2#变距电厂150m左右,电源进线由35kV瓦窑变单回接入。
2#变有3台主变,容量为3x6.3MVA,电压等级35/10kV。
2011年蓝丰生物一期6MW抽凝式汽轮发电机组已并网运行。
经现场勘察调研,35kV蓝丰生物2#变电站的10kV配电装置是户内装置,单母线分段接线,目前已预留2#机组并网开关设备,现场无需扩建。
一期发电厂的10KV配电装置是户内装置,单母线分段接线,现场已预留二期发电设备位置。
2)接入系统一次部分工程量
专业
项目
数量
投资(万元)
一次专业
35kV蓝丰生化2#变
10kV并网线间隔
0
0
蓝丰生化电厂
发电机端设备间隔
4
30
4.2接入系统线路部分
1)上网方案论述
自电厂出线后向南铺设单回电缆3(YJV22-12-1×300),然后沿着原有电缆沟进入蓝丰生物2#变,目前用户已结合一期工程敷设完成。
2)接入系统工程量
线路名称
路径可行性
电缆长度
重要交跨情况
投资估算(万元)
电厂至蓝丰生化2#变
可行
150m
0
合计
0
4.3系统继电保护及自动装置
1)现状
蓝丰生化2#变保护目前采用的是微机保护装置。
一期发电项目蓝丰生化2#变至瓦窑变35kV线路已配置微机光纤分相电流差动保护,35kV平瓦一线已配置微机光纤分相电流差动保护,一期机组1回10kV并网线路(蓝发1线)已配置微机光纤分相电流差动保护。
2)系统继电保护配置
为确保并网线路全线快速切除故障,本期10kV并网线设置全线速动光纤差动保护,该保护以光纤分相电流差动保护为主保护,方向过流保护为后备保护,光纤通道结合通信专业一并考虑。
目前用户结合一期工程已完成蓝发2线微机光纤分相电流差动保护配置。
3)系统自动装置
本期上网线的同期并列点设在蓝丰生化电厂发电机组出线侧。
根据系统稳定计算,当电网发生故障时,电厂机组能稳定运行。
但为避免系统故障时,系统发生振荡或系统电压、频率异常损害电厂的发电机组,根据省调[2003]46号文,本期并网线的电厂侧装设微机型振荡解列及频率电压紧急控制装置。
同时在本期电厂机组侧配置高频率、高电压切机装置。
4)电能计量
根据江苏省电力公司苏电计[2005]338号文《关于印发“自备电厂收费有关政策实施意见”的通知》:
“自备电厂机端电能表计和厂用电计量表计按关口表计管理,提高表计精度等级”的规定,本期项目发电厂的电能计量点设在蓝丰生化发电厂机端及厂用电处,装设0.2S级电子式多功能复合电度表。
5)接入系统工程量
专业
项目
数量
投资(万元)
二次专业
蓝丰生化2#变
振荡及低频低压解列柜
1面
10
计量表计
-
-
光缆、屏蔽电缆及施工费
--
-
35kV光纤纵差保护柜(含光纤纵差保护装置两台)
-
-
电厂
计量表计
2只
2
高频高压切机柜
1面
10
10kV光纤纵差保护装置
-
-
35kV瓦窑
35kV光纤纵差保护柜(含光纤纵差保护装置一台)
-
-
合计
22
4.4系统通信
根据电网调度等级要求,蓝丰生化电厂调度等级为徐州地调,上网接入的调度通信方案,结合电网通信现状进行设计。
1)通道现状:
随着一期10kV上网线路,蓝丰生化发电厂至蓝丰2#变已敷设2根8芯普通光缆;蓝丰2#变至瓦窑变35kV线路增加一根8芯ADSS光缆,目前蓝丰生化电厂至蓝丰2#变,蓝丰2#变至瓦窑变已组成蓝丰生化电厂主、备通信接入通道。
2)主设备配置情况:
蓝丰2#变SDH光端机扩容光支路板1块,配置24芯保护光配1组。
瓦窑变SDH光端机扩容光支路板1块,配置24芯光配单元2组(保护、通信各1组)。
调度端配置PCM接入设备2台。
蓝丰生化电厂配置SDH光端机2台,PCM接入设备2台,综合配线屏1面,12芯保护光配1组。
3)本期通信配置
由于一期发电项目已完善主备用通道和通信设备,本期项目只需对原有设备扩容,将本期发电信息接入原有设备即可。
4.5系统远动
根据电网调度要求,电厂的部分远动信息量需传至徐州地调。
(1)调度端
电厂接入系统后,徐州地调以现有调度自动化系统接收有关远动信息量。
(2)电厂
电厂远动信息通过网络通道传输至徐州地调,需在变电站配置数据网接入设备。
电厂侧需完善以下系统远动设备。
远动专业
电厂
路由器
2台
12.0
纵向加密
2台
12.0
二层交换机
2台
4
徐州市调远动接口费
—
2.0
安装调试费
—
2.0
小计
32.0
说明:
以上费用估算仅供接入系统参考,不作投资依据。
5系统计算及分析
5.1系统短路电流计算
根据系统远景规划,针对以上接入方案的远景年三相短路电流进行了计算计算结果见下表:
最大三相短路电流单位:
kA
序号
短路点
接入方案
2
蓝丰生化2#变35kV出线
7.84
3
蓝丰生化2#变10kV母线
8.06
4
电厂10kV母线
7.6
其中:
由系统供给电厂母线的短路电流
3.41
注:
考虑最大运行方式,主变均并列运行。
根据短路电流计算结果,经校验在正常运行方式下目前接入方案的一次设备满足上网后遮断容量及动热稳定要求。
5.2系统稳定计算
(1)稳定计算条件
发电机采用Eq’恒定模型,负荷模型采用60%恒功率,40%恒阻抗。
故障形式:
线路三相永久接地故障,线路两侧0.15s切除故障,1.15s重合,1.3s跳开。
蓝丰生化变出口三相永久故障
(2)稳定计算结果及分析
故障类型
故障点名称
机组最大摇摆角(度)
动作时间
(秒)
稳定结果
平墩—蓝丰生化变三相永久故障
平墩变出口
33.7
0~0.15~1.15~1.3
稳定
平墩—蓝丰生化变三相永久故障
蓝丰生化变出口
37.5
0~0.15~1.15~1.3
稳定
计算结果表明:
暂态稳定性均较好,电厂机组能稳定运行。
6结论及建议
综上所述,蓝丰生化二期6MW余热发电接入系统方案为从电厂铺设单回10kV电缆3(YJV22-12-1×300)接入35kV蓝丰生物2#变10kV母线。
根据电网实际情况,蓝丰生化电厂一期发电(1#发电机组)只能通过35kV瓦窑变平瓦一线并入电网,35kV平港线不具备机组并网运行条件。
二期发电项目(2#发电机组)投运后,蓝丰生化电厂依然执行原有上网运行方式不变。
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