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电负荷平衡系统

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1负荷平衡装置工作原理

负荷平衡系统实质上是一个大容量的可控负荷,其功率部件能够大量消耗电能,能够在控制部件的控制下快速变负荷。当其功率部件的容量与电网中的负荷冲击的容量相当,其实时性达到300ms以内,负荷平衡系统就能够用于平衡内部电网中的负荷冲击了。

对于电力系统而言,一旦出现用电负荷变化,首先由旋转备用来弥补,其时间特性在毫秒级以内。动用旋转备用必然会造成频率的变化,如果出现30%的负荷不平衡,频率变化率能够达到3Hz/s以上。一般的电力系统将动用锅炉热备用来弥补旋转备用的损失。由于锅炉热备用一般在5%~8%以内,因此对于更大规模的负荷冲击,将会造成频率参数的较大偏差。如果配置了电负荷平衡系统,能够在负荷冲击300ms以内,采用功率部件弥补负荷冲击,使得频率的波动小于1Hz。

电负荷平衡系统的控制部件是机网协调的一部分,实时采集所有发电机组的PT、CT信号,计算出有功功率的变化,一旦有功功率的变化超限,则控制功率部件投入或者切除相应容量的负荷,使得发电机组的有功功率变化率不大于2~3%Mcr/min。控制部件的控制周期不应长于50ms。

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具体有如下三种典型的控制工况。

一是弥补用电负荷切除。当下游大容量用电负荷切除后,将造成发电功率突降,电负荷平衡系统的控制部件检测到负荷突降之后,投入相应容量的功率部件,使得发电功率平稳。如果切除的下游负荷在短时间内不需求再启动,将按照允许变化率逐步减少功率部件的负荷。

二是补偿大负荷启动。当下游有大容量用电负荷启动时,首先逐步增加电负荷平衡系统的负荷,将达到启动要求时,启动下游的大容量用电负荷,控制部件检测到发电负荷突升之后,切除相应容量的功率部件,使得发电功率平稳。

三是泄放锅炉蓄热的作用。当锅炉系统的压力偏高,可能导致排汽门或安全门动作时,将首先增加电负荷平衡系统的负荷,通过电能消耗来避免排汽门或者安全门动作,以保障发电系统的安全。

2电负荷平衡装置功能

电负荷平衡装置的功能主要包括以下几个方面:

1) 作为微网系统的调试负荷

微网运行的发、供电系统,由于没有大网的支持,也没有固定的可调节负荷,因此发电机的调试、负荷侧的调试、发电机72小时试运行以及调试阶段的一切试验等都很难进行。电负荷平衡装置提供可调节负荷,是系统调试的必备设备。

2) 应对大负荷设备的非正常启停

大负荷设备非正常启停时,会对微网系统造成很大的冲击,电负荷平衡装置能及时平整(或反向抵消)大负荷设备非正常启停时所产生的负荷波动,确保系统频率快速稳定,降低大负荷波动对机组寿命的影响。

3) 应对正常生产的负荷波动

电负荷调节装置可及时、快速、准确的平整(或反向抵消)正常生产时产生的负荷波动,减少汽机调门动作次数,降低负荷波动对机组寿命的影响。

4) 延长发电机组和锅炉系统的寿命

任何超过电负荷平衡装置动作分辨率的波动负荷产生时,电负荷平衡装置均会启动,反向抵消该波动负荷,减少(或消除)该波动负荷对发电机组和锅炉系统的冲击,从而延长发电机组和锅炉系统的寿命。

5) 调节锅炉压力,减轻锅炉系统操作强度

电负荷调节装置可迅速平衡机组负荷,降低由于负荷波动对锅炉造成的压力,减少锅炉系统操作强度。

6) 低周减载与高频切机

在低周或高频故障发生时,电负荷调节装置与机网协调系统配合,可以进行精确的减载及加载,从而减少对工艺生产设备的影响。


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