陳東峰

（晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

在國(guó)家政策的鼓勵(lì)下，全國(guó)各種形式的燃?xì)獍l(fā)電產(chǎn)業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，最具代表性的是2008年10月建成投產(chǎn)的沁水晉煤瓦斯發(fā)電有限公司，總裝機(jī)容量為120MW，是截止目前世界上裝機(jī)容量最大的瓦斯發(fā)電廠。截至2012年底，全國(guó)煤礦瓦斯發(fā)電裝機(jī)容量約1100MW，其中，山西省有煤層氣（瓦斯）發(fā)電企業(yè)60多家，瓦斯發(fā)電機(jī)組360多臺(tái)（套），占全國(guó)燃?xì)鈾C(jī)組數(shù)量的60%左右，裝機(jī)容量超過700MW。

燃?xì)獍l(fā)電站建設(shè)周期短，見效快，受場(chǎng)地限制小，一般建于燃?xì)獬榉耪靖郊?，有利于解決區(qū)域性缺電情況。而廠用電電源作為燃?xì)怆娬緩S用電系統(tǒng)的重要組成部分，如何選定關(guān)系到燃?xì)怆娬镜姆€(wěn)定運(yùn)行，廠用電中斷可造成電站生產(chǎn)全部癱瘓，危及設(shè)備和人身安全，甚至影響上游供氣單位。所以確保用電電源的可靠性、穩(wěn)定性及不間斷性已經(jīng)成為小型燃?xì)怆娬緩S亟待解決的問題。

一、小型燃?xì)怆娬緩S用電電源面臨的問題

現(xiàn)階段燃?xì)怆娬竞推渌愋偷碾娬?，如燃煤電站、水力發(fā)電以及核能發(fā)電等存在較大不同，一是電站一般較為分散，裝機(jī)容量小，二是大都分布在交通不便的山區(qū)，考慮到燃?xì)怆娬颈旧淼奶厥庑?，其廠用電電源主要引自發(fā)電機(jī)組的出口側(cè)，對(duì)于備用電源則選擇了引自電站附近的原有電力系統(tǒng)所使用的備用回路。一般情況下，備用回路相對(duì)都不大，一旦發(fā)電機(jī)組的出口側(cè)電源出現(xiàn)故障，大多數(shù)情況下也不能夠滿足電站正常運(yùn)行。除此之外，因?yàn)槭馨l(fā)電機(jī)組電力出口波動(dòng)的影響，導(dǎo)致部分對(duì)電源要求相對(duì)較高的設(shè)備或者負(fù)荷發(fā)生損壞，從而帶來了較大的經(jīng)濟(jì)損失，部分情況下也可能出現(xiàn)人員或者設(shè)備危險(xiǎn)，成為燃?xì)怆娬景踩?、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的重大阻礙。

二、提高小型燃?xì)怆娬緩S用電電源穩(wěn)定性的方案

（一）附近存在容量足夠大的外部電源

如果在擬建電站附近存在容量足夠大的外部電源時(shí)，通常來說，廠用電負(fù)荷無需再進(jìn)行劃分等級(jí)，只需要根據(jù)雙回路供電的方法來進(jìn)行，其中一路主要引自站內(nèi)變壓器低壓側(cè)，另外一路則可以引自外部電源，必要時(shí)設(shè)立備用變壓器，與此同時(shí)還應(yīng)當(dāng)在兩路電源之間使用雙電源自動(dòng)備投，以便能夠順利完成自動(dòng)切換。

（二）附近存在一定量的外部電源

如果在擬建電站附近發(fā)現(xiàn)了一定量的外部電源，同時(shí)只可以為電站提供一部分負(fù)荷的供配電，此時(shí)則需要對(duì)廠用電負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)的等級(jí)劃分，一般來說，建議把電站照明、燃?xì)鈭?bào)警控制系統(tǒng)以及燃?xì)廨斔捅O(jiān)控系統(tǒng)，包括消防系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備全部劃入到一級(jí)負(fù)荷中，剩余的各部分則可以劃入到二級(jí)負(fù)荷中。需要注意的是，一級(jí)負(fù)荷選擇的是雙回路供電，一路主要引自站內(nèi)變壓器的低壓側(cè)，與此同時(shí)另一路則主要引自外部電源，并且還需要在兩路電源間使用雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便能夠順利完成自動(dòng)切換；對(duì)于二級(jí)負(fù)荷則可以選擇單電源供電形式，主要是引自站內(nèi)變壓器。在電站運(yùn)行的過程中，可以通過機(jī)組的作用來提供0.4kV大小的廠用電源；如果電站機(jī)組開始啟動(dòng)，則應(yīng)當(dāng)通過站內(nèi)變配電系統(tǒng)的作用從并網(wǎng)點(diǎn)處利用反送電的方法來為電站提供0.4kV大小的電源；如果受到多重因素的影響，導(dǎo)致站內(nèi)變配電系統(tǒng)不能夠提供0.4kV大小的電源時(shí)，則可以通過外部電源的作用來為電站提供0.4kV大小的廠用安保電源，此時(shí)電站內(nèi)就屬于一級(jí)負(fù)荷供電，完全可以滿足電站安全及穩(wěn)定的要求。

（三）附近不能夠提供常用電源

如果在擬建電站附近不能夠提供廠用電源，與此同時(shí)通過其他區(qū)域的電力系統(tǒng)也不能夠引入的情況下，可以結(jié)合電站負(fù)荷的實(shí)際條件，來合理選用恰當(dāng)?shù)碾娫葱问健?/p>

其一，如果電站內(nèi)廠用電負(fù)荷相對(duì)不高時(shí)，則可以設(shè)置電能存儲(chǔ)裝置。一般來說，廠用電負(fù)荷可以選擇雙回路供電的方法：其中的一路主要引自站內(nèi)變壓器低壓側(cè)，剩余的另一路則可以引自電能存儲(chǔ)裝置，與此同時(shí)，還需要在兩路電源間通過雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用來完成自動(dòng)切換。如果電站處于正常運(yùn)行狀態(tài)，則應(yīng)當(dāng)通過機(jī)組的作用來提供0.4kV大小的廠用電源；如果電站機(jī)組已經(jīng)開始啟動(dòng)時(shí)，則應(yīng)當(dāng)通過站內(nèi)變配電系統(tǒng)的作用由并網(wǎng)點(diǎn)區(qū)域利用反送電的方法來為電站提供大小為0.4kV的電源；

其二，如果發(fā)現(xiàn)電站內(nèi)廠用電負(fù)荷相對(duì)較大時(shí)，合理的方法是選擇柴油發(fā)電機(jī)組來當(dāng)做備用電源。與此同時(shí)廠用電負(fù)荷則可以選擇雙回路供電的方式：其中一路主要引自站內(nèi)變壓器低壓側(cè)，剩余的另一路則可以引自柴油發(fā)電機(jī)組，與此同時(shí)兩路電源之間應(yīng)當(dāng)使用雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)的方式，以便能夠順利完成自動(dòng)切換。

（四） 運(yùn)用機(jī)帶蓄電池實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)

當(dāng)燃?xì)怆娬境隹陂_關(guān)斷開后，一臺(tái)或多臺(tái)燃機(jī)可以利用自身蓄電池帶的啟動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行啟動(dòng)，然后讓燃?xì)鈾C(jī)組獨(dú)自帶著廠用電進(jìn)行運(yùn)行。此時(shí)，發(fā)電機(jī)設(shè)備不連接電網(wǎng)運(yùn)行在孤島方式，其控制方式為孤島運(yùn)行控制方式進(jìn)行維護(hù)機(jī)組運(yùn)行在限定的運(yùn)行轉(zhuǎn)速上而不是電網(wǎng)的頻率，燃?xì)鈾C(jī)組可以通過這種控制模式，與電網(wǎng)分開并能承擔(dān)小的無大幅變化的負(fù)荷，這樣就會(huì)要求控制能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)燃?xì)鈾C(jī)組出力保證機(jī)組運(yùn)行在設(shè)定的轉(zhuǎn)速中。如果燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時(shí)，則表示出力低于負(fù)荷而需要進(jìn)行提高預(yù)選負(fù)荷設(shè)定值，如果燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值時(shí)，表明出力高于負(fù)荷而需要降低預(yù)選負(fù)荷設(shè)定值，以保證廠用電方案的穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)

本文幾種方案的制定，可以結(jié)合不同擬建電站的不同情況，靈活選擇和運(yùn)用。方案充分考慮了燃?xì)怆娬镜淖陨硖攸c(diǎn)，并且從電源獲取、電壓穩(wěn)定以及電源切換等幾個(gè)重要內(nèi)容入手，確保了供電的可靠性以及靈活性，從而為小型燃?xì)怆娬镜目煽?、穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件。

[1]彭峻.發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)可靠性的措施分析[J].浙江電力，2013（08）.

[2]王柏仁.燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)發(fā)展對(duì)策研究[J].湖北電力，2007（01）.

[3]郭錦基.廠用保安電源的分析與應(yīng)用[J].大眾科技，2006（01）.