鎳鐵冶煉微電網(wǎng)運行技術(shù)方案

1、鎳鐵冶煉微電網(wǎng)運行技術(shù)探討鎳鐵冶煉微電網(wǎng)運行技術(shù)探討報告人：報告人： 侯永忠侯永忠山西博賽克電力技術(shù)有限公司山西博賽克電力技術(shù)有限公司二二0 0一二一二 年年 十一十一 月月 紹興紹興WWW.BOSAIKE.COM目錄目錄一、公司概況和技術(shù)背景及國內(nèi)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀一、公司概況和技術(shù)背景及國內(nèi)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀二、適用范圍二、適用范圍三、技術(shù)原理介紹三、技術(shù)原理介紹四、投資估算四、投資估算五、經(jīng)濟效益分析五、經(jīng)濟效益分析六、應(yīng)用案列六、應(yīng)用案列 WWW.BOSAIKE.COM n1、公司概況n2、技術(shù)背景n3、國內(nèi)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀一、公司概況和技術(shù)背景及國內(nèi)外微一、公司概況和技術(shù)背景及國內(nèi)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀電網(wǎng)現(xiàn)

2、狀WWW.BOSAIKE.COM1.1、公司概況n 山西博賽克電力技術(shù)有限公司是成立于山西博賽克電力技術(shù)有限公司是成立于二二00六年六月的股份制企業(yè)，坐落于山西省太六年六月的股份制企業(yè)，坐落于山西省太原市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，注冊資本原市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，注冊資本500萬（直接萬（直接資本資本300萬，專利技術(shù)萬，專利技術(shù)200萬），是國內(nèi)首家萬），是國內(nèi)首家能夠合理解決非并網(wǎng)電廠電力調(diào)峰問題的專業(yè)能夠合理解決非并網(wǎng)電廠電力調(diào)峰問題的專業(yè)技術(shù)公司技術(shù)公司。n 公司于公司于2008年年12月經(jīng)山西省科技廳、財月經(jīng)山西省科技廳、財政廳、國稅局、地稅局共同組成的山西省高新政廳、國稅局、地稅局共同組成的山西省

3、高新技術(shù)認(rèn)定管理機構(gòu)批準(zhǔn)認(rèn)定為山西省首批高新技術(shù)認(rèn)定管理機構(gòu)批準(zhǔn)認(rèn)定為山西省首批高新技術(shù)企業(yè)技術(shù)企業(yè)4WWW.BOSAIKE.COM1.2、技術(shù)背景n 電能是鎳鐵合金生產(chǎn)主要消耗的能源之一。鎳鐵電能消耗理論值約為4300kwh/噸，實際可能消耗7000-8000 kwh/噸，在鎳鐵的成本中電費占不小比重，如每度電成本減低0.04元，則每噸鎳鐵合金成本可降低300元左右，可見，電能的消耗是關(guān)系到鎳鐵等鐵合金高能耗行業(yè)生存的命脈。怎樣通過采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，減少電費支出，是鎳鐵企業(yè)降低生產(chǎn)成本和提高市場競爭的主要因素和生存發(fā)展的關(guān)鍵。5WWW.BOSAIKE.COM技術(shù)背景n

4、 為了降低生產(chǎn)成本，各企業(yè)紛紛通過自建電廠組成微電網(wǎng)的方法來降低電費的支出，但由于微電網(wǎng)自身的先天性，造成許多微電網(wǎng)雖然能勉強發(fā)電，但由于承受負(fù)荷波動能力差，致使發(fā)電機組運行不穩(wěn)定。因此，解決企業(yè)自備電廠微電網(wǎng)運行運行，直供鎳鐵項目用電，充分發(fā)揮自備電廠發(fā)電設(shè)備的效能，降低高耗能企業(yè)用電成本就勢在必行。6WWW.BOSAIKE.COM技術(shù)背景n微電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)基于兩項國家專利 n一種電力負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法（發(fā)明專利號：ZL200610065761.0）n一種電力負(fù)荷調(diào)節(jié)裝置（實用新型專利號：ZL200620008044.X）n實現(xiàn)了既穩(wěn)定運行，又節(jié)能降耗減排，同時提高該系統(tǒng)的負(fù)荷投切速度

5、和準(zhǔn)確性，增強抗瞬時大功率沖擊負(fù)荷的能力。7WWW.BOSAIKE.COM1.3、國內(nèi)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀n 負(fù)荷的持續(xù)增長，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷老化，能源利用效率瓶頸以及用戶對電能質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求，已經(jīng)成為各國電力工業(yè)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。微電網(wǎng)的靈活、智能控制特點，使其具有巨大的潛能。目前，一些國家已經(jīng)展開了微電網(wǎng)研究，提出了各自的微電網(wǎng)概念及目標(biāo)。8WWW.BOSAIKE.COM國內(nèi)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀n美國美國n美國事最早提出了微電網(wǎng)的概念，近些年，其微電網(wǎng)研究一直在有條不紊地進(jìn)行著。1999年，可靠性技術(shù)解決方案協(xié)會，首次對微電網(wǎng)在可靠性經(jīng)濟性及其環(huán)境的影響等方面進(jìn)行了研究。2002年，較為完整的微電網(wǎng)被提

6、出，CERTS給出的微電網(wǎng)定義是： 微電網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微型電源共同構(gòu)成的系統(tǒng)，它可同時提供電能和熱量；微電網(wǎng)內(nèi)部電源主要由電力電子器件負(fù)責(zé)能量的轉(zhuǎn)換，并提供必要的控制；微電網(wǎng)相對于外部大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元，并同時滿足用戶對電能質(zhì)量和供電安全等方面的要求9WWW.BOSAIKE.COM國內(nèi)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀n歐洲歐洲n歐洲D(zhuǎn)ERs研究和發(fā)展主要考慮的是有利于滿足能源用戶對電能質(zhì)量的多種要求以及歐洲電網(wǎng)的穩(wěn)定和環(huán)保要求等。2005年，歐洲提出“SmartPowerNetworks”概念，歐盟微網(wǎng)項目（EuropeanCommission Project Microgrids）給出的定義：利用一次

7、能源；使用微型電源，分為不控、部分控制和全控制三種，并可冷、熱、電三聯(lián)供；配有儲能裝置；使用電力電子裝置進(jìn)行能量調(diào)節(jié)。歐洲希望通過優(yōu)化從電源到用戶的價值鏈來推動和發(fā)展DERs，以使用戶、電力系統(tǒng)及環(huán)境受益，歐洲互聯(lián)電網(wǎng)中的電源大體上靠近負(fù)荷，比較容易形成多個微電網(wǎng)。10WWW.BOSAIKE.COM國內(nèi)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀n日本日本n日本立足于國內(nèi)能源日趨緊張，負(fù)荷日益增長的現(xiàn)實背景，也展開了微電網(wǎng)的研究，但其發(fā)展目標(biāo)主要定位于能源供給多樣化，減少污染，滿足用戶的個性化需求11WWW.BOSAIKE.COM國內(nèi)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀n最近，國家能源局的可再生能源發(fā)展 “十二五”規(guī)劃明確指出：大力發(fā)展水電、風(fēng)電、

8、太陽能、生物質(zhì)能等分布式再生能源電源的微電網(wǎng)技術(shù)研發(fā)，并在不久的將來發(fā)布有關(guān)分散式發(fā)電和微電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)章制度，這預(yù)示著微電網(wǎng)技術(shù)將會得到空前的應(yīng)用和發(fā)展。n從市場的角度看，多分布的可再生能源的利用迫切需求微電網(wǎng)技術(shù)給予支撐。12WWW.BOSAIKE.COM國內(nèi)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀n 首先，太陽能、風(fēng)電、生物質(zhì)能發(fā)電的能力都比較小，穩(wěn)定性差，急需一種智能系統(tǒng)來實現(xiàn)發(fā)供電保障需求。n 其次，西部大開發(fā)對電力的需求與電網(wǎng)覆蓋薄弱的矛盾，迫切需要投資小見效快的電力供應(yīng)技術(shù)，來解決瓶頸問題。n 三是企業(yè)為利用余熱（鋼鐵、焦化等）自建的自備電廠和余熱電廠，因容量小，發(fā)電量少，不容易并入大電網(wǎng)或無網(wǎng)可并，需

9、求微電網(wǎng)技術(shù)支持。13WWW.BOSAIKE.COM國內(nèi)外微電網(wǎng)現(xiàn)狀n 再就是海島和偏遠(yuǎn)的山區(qū)，沒有電力供應(yīng)，卻具有豐富的可再生能源等利用，也迫切需求微電網(wǎng)獨特的技術(shù)功能。n 還有地震、水災(zāi)、冰凍（如貴州、云南和南方的凍雨等）不可抗力的自然災(zāi)害，對大電網(wǎng)的突發(fā)破壞造成癱瘓，如有微電網(wǎng)即能為保障生命財產(chǎn)安全而解民于倒懸，保證對重要負(fù)荷的連續(xù)供電等等。14WWW.BOSAIKE.COM二、適用范圍n 主要應(yīng)用高耗能企業(yè)自備電廠利用余熱、余氣及煤矸石發(fā)電以及電網(wǎng)覆蓋薄弱地區(qū)、電網(wǎng)末端，或電網(wǎng)未到達(dá)區(qū)域的自建供、用電微電網(wǎng)；國外孤島電網(wǎng)，或島嶼國家的供電電網(wǎng)狀況。15WWW.BOSAIKE.COM三、

10、微電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)技術(shù)原理簡介n1、使用條件n2、工作原理16WWW.BOSAIKE.COM3.1使用條件nA、微電網(wǎng)系統(tǒng)需啟動電源（柴油發(fā)電機 或網(wǎng)電）nB、發(fā)電量略大于用電量nC、微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)突增或突減負(fù)荷對發(fā)電機的影響。17WWW.BOSAIKE.COM3.2、工作原理n系統(tǒng)組成、原理示意圖n技術(shù)指標(biāo)n容量的選擇n切投時間n電能質(zhì)量檢測18WWW.BOSAIKE.COM系統(tǒng)組成n系統(tǒng)綜合應(yīng)用了自動控制，電能熱能轉(zhuǎn)換循環(huán)利用，儲能技術(shù)等各項技術(shù)，用負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)替代大電網(wǎng)功能，并提前實時調(diào)整與系統(tǒng)弱聯(lián)系的微電網(wǎng)頻率n由信號檢測單元，計算機處理單元，電熱轉(zhuǎn)換單元，水介質(zhì)儲能單元，電力控制單元和

11、變壓單元，還包括汽輪發(fā)電機組、余熱收集、蒸汽產(chǎn)生裝置以及與其相連的送水管道組成自動控制系統(tǒng)19WWW.BOSAIKE.COM20技術(shù)指標(biāo)n設(shè)計負(fù)荷調(diào)節(jié)容量1000KW60萬KW均可；n負(fù)荷調(diào)整分辨率250KW 1000KW；n控制指令執(zhí)行時間小于350Ms；n負(fù)荷波動，切換時間小于1s；n具有實時存儲數(shù)據(jù)，繪制時段負(fù)荷曲線功能。n電能質(zhì)量達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn) 21WWW.BOSAIKE.COM調(diào)節(jié)系統(tǒng)容量的確定n負(fù)荷調(diào)節(jié)綜合控制系統(tǒng)容量是方案設(shè)施的重要環(huán)節(jié)，容量的大小直接決定孤網(wǎng)運行的成敗和使用單位的投資大小。 穩(wěn)定用電設(shè)備容量 n發(fā)電機組發(fā)電量 突變用電設(shè)備容量 （如2.5萬KVA鎳鐵爐）n負(fù)荷調(diào)節(jié)

12、綜合系統(tǒng)調(diào)節(jié)容量應(yīng)略大于突變用電設(shè)備的用電量22WWW.BOSAIKE.COM切投時間n控制系統(tǒng)執(zhí)行時間的快慢，直接決定負(fù)荷調(diào)節(jié)綜合控制系統(tǒng)的運行是否有效，是能否解決大負(fù)荷變動和小負(fù)荷波動時及時調(diào)節(jié)的決定性因素，即控制系統(tǒng)的實時性能。從我公司設(shè)計經(jīng)驗及技術(shù)來講，切換時間為200ms-1000ms。通過以往成功運行的案例證明，這個周期時間是較為合理的，實際執(zhí)行時間要比這個時間快的多。負(fù)荷調(diào)節(jié)綜合綜合控制系統(tǒng)能瞬時準(zhǔn)確投入或切除相應(yīng)負(fù)荷，以維持發(fā)電機的周波在50Hz1Hz。WWW.BOSAIKE.COM電能質(zhì)量檢測n 2007年4月17日，國家電力科學(xué)院輸配電及節(jié)能技術(shù)國家工程研究中心，對我公司所

13、實施的山西沁新集團余熱電廠孤網(wǎng)運行綜合控制系統(tǒng)電能質(zhì)量進(jìn)行24小時不間斷檢測，結(jié)果如下：n 山西沁新焦煤有限公司的供電系統(tǒng)在孤網(wǎng)運行下，其系統(tǒng)電壓、電壓偏差、短時間閃變度（Pst）、長時間閃變度（Plt）、頻率偏差、三相不平衡度、諧波電壓、諧波電流、功率因數(shù)等指標(biāo)均達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)。 24WWW.BOSAIKE.COM四、投資估算n負(fù)荷調(diào)節(jié)綜合控制系統(tǒng)投資主要取決于設(shè)計負(fù)荷調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)容量。n國內(nèi)投資為每1000KW負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)100-120萬元。(如25萬KW發(fā)電機組供3臺2.5萬KVA鎳鐵爐，按3萬KW負(fù)荷調(diào)節(jié)容量設(shè)計，國內(nèi)投資約為3000萬元左右）n以上投資估算包含負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)全部費用。2

14、5WWW.BOSAIKE.COM五、經(jīng)濟效益分析n 自備電廠采用微電網(wǎng)運行，不僅充分發(fā)揮了企業(yè)自備電廠的設(shè)備效能，而且有效地降低了產(chǎn)品的冶煉成本，在節(jié)能降耗方面取得了明顯效果。 原材料n鎳鐵成本 發(fā)電成本 電費 電網(wǎng)費用26WWW.BOSAIKE.COM經(jīng)濟效益分析 自備電廠上網(wǎng)方式：每度電約為 0.04元0.08元. 公用電網(wǎng)上網(wǎng)方式：按照山西公用電網(wǎng)結(jié)n電網(wǎng)費用 算方式：小火電機組上網(wǎng)電價為0.25元/ 度，普通工業(yè)網(wǎng)上購電為0.45元/度，電力 差價（電網(wǎng)費）為0.2元/度，電網(wǎng)費占電 價的44.4%。 國家發(fā)改委加大差別電價政策實施力度，對 電解鋁、電石、鐵合金、鋼鐵等八個行業(yè)進(jìn) 一步

15、提高差別電價，將限制類企業(yè)電價加價 由0.05元提高為0.10元/度，淘汰類企業(yè)電價 加價由0.20元提高為0.30元/度。27WWW.BOSAIKE.COM經(jīng)濟效益分析n 以一臺5萬KW發(fā)電機組為例，假設(shè)一年連續(xù)生產(chǎn)330天，一年發(fā)電量約為3.96億度電，按照山西公用電網(wǎng)結(jié)算方式，電力部門每年要賺到電廠7920萬元，按照自備電廠上網(wǎng)結(jié)算，電力部門每年要收取1600萬元3200萬元費用，且每年都要收取。這個費用是十分驚人的。28WWW.BOSAIKE.COM經(jīng)濟效益分析n 如果采用微電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行方式，控制系統(tǒng)容量為3萬KW，投資約為3000萬左右，按照山西公用電網(wǎng)結(jié)算方式，半年即可收回

16、投資，按照自備電廠上網(wǎng)結(jié)算，一年即可收回投資。29WWW.BOSAIKE.COM經(jīng)濟效益分析n企業(yè)自備電廠實現(xiàn)微電網(wǎng)運行，其負(fù)荷處于所在地而不存在線路損耗，無需支付電網(wǎng)輸電費用，并可以保證企業(yè)生產(chǎn)的可靠供電和根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)特點實現(xiàn)資源的綜合利用。同時自備電廠自發(fā)自用的自主性很強，完全不用受制電網(wǎng)調(diào)峰的限制。因此可有效降低鎳鐵的生產(chǎn)成本。30WWW.BOSAIKE.COM六、應(yīng)用案列n 2005年，專利技術(shù)在沁新能源集團余熱電廠2 12MW余熱機組上成功投入運行，調(diào)節(jié)容量為5000KW, 主要負(fù)荷為棕剛玉冶煉爐。n 2006年，專利技術(shù)在沁新能源集團煤矸石電廠2 6MW熱電機組上成功投入運行，調(diào)節(jié)

17、容量為5000KW, 主要負(fù)荷為電石爐。n 2007年，專利技術(shù)在內(nèi)蒙古太西煤集團電廠2 50MW上熱電機組上成功投入運行，調(diào)節(jié)容量為2.5萬KW, 主要負(fù)荷為8臺1.25萬KW硅鐵爐。31WWW.BOSAIKE.COM應(yīng)用案列n 2008年，專利技術(shù)在山西清徐港源焦化集團余熱電廠26MW+3MW余熱機組上成功投入運行，調(diào)節(jié)容量為5000KW, 主要負(fù)荷為硅鐵爐。n 2009年，專利技術(shù)在山西中鋁興業(yè)冶金材料有限公司電廠26MW余熱機組上成功投入運行，調(diào)節(jié)容量為5000KW, 主要負(fù)荷為棕剛玉和碳化硅。32WWW.BOSAIKE.COM應(yīng)用案列n 2012年，專利技術(shù)在國內(nèi)某自備電廠（用戶要求保密）230MW熱電機組上成功投入運行，調(diào)節(jié)容量為2萬KW，主要用電負(fù)荷為碳化硅爐。n 2012年，與國內(nèi)另一自備電廠（用戶要求保密）簽訂專利技術(shù)實施許可合同，機組總?cè)萘繛?40MW （4135MW+250MW ），調(diào)節(jié)容量為10萬KW，主要用電負(fù)荷為硅鐵爐及PVC，項目正在實施，預(yù)計2012年底投入運行。n 2012年，與印尼CONCH SOUTH KALIMANTAN CEMENT自備電廠簽訂專利技術(shù)實施許可合同，機組為218MW熱電機組，調(diào)節(jié)容量為8000KW,主要用電負(fù)荷為水泥生產(chǎn)線，項目正在實施