1、鎳鐵冶煉微電網運行技術探討鎳鐵冶煉微電網運行技術探討報告人：報告人： 侯永忠侯永忠山西博賽克電力技術有限公司山西博賽克電力技術有限公司二二0 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、公司概況和技術背景及國內外微電網現狀一、公司概況和技術背景及國內外微電網現狀二、適用范圍二、適用范圍三、技術原理介紹三、技術原理介紹四、投資估算四、投資估算五、經濟效益分析五、經濟效益分析六、應用案列六、應用案列 WWW.BOSAIKE.COM n1、公司概況n2、技術背景n3、國內外微電網現狀一、公司概況和技術背景及國內外微一、公司概況和技術背景及國內外微電網現狀電網現

2、狀WWW.BOSAIKE.COM1.1、公司概況n 山西博賽克電力技術有限公司是成立于山西博賽克電力技術有限公司是成立于二二00六年六月的股份制企業，坐落于山西省太六年六月的股份制企業，坐落于山西省太原市高新技術開發區，注冊資本原市高新技術開發區，注冊資本500萬（直接萬（直接資本資本300萬，專利技術萬，專利技術200萬），是國內首家萬），是國內首家能夠合理解決非并網電廠電力調峰問題的專業能夠合理解決非并網電廠電力調峰問題的專業技術公司技術公司。n 公司于公司于2008年年12月經山西省科技廳、財月經山西省科技廳、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、高新技術認定管理機構批準認定為山西省首批高新技術認定管理機構批準認定為山西省首批高新技術企業技術企業4WWW.BOSAIKE.COM1.2、技術背景n 電能是鎳鐵合金生產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，電能的消耗是關系到鎳鐵等鐵合金高能耗行業生存的命脈。怎樣通過采用新技術、新工藝、新設備，改造傳統產業，減少電費支出，是鎳鐵企業降低生產成本和提高市場競爭的主要因素和生存發展的關鍵。5WWW.BOSAIKE.COM技術背景n

4、 為了降低生產成本，各企業紛紛通過自建電廠組成微電網的方法來降低電費的支出，但由于微電網自身的先天性，造成許多微電網雖然能勉強發電，但由于承受負荷波動能力差，致使發電機組運行不穩定。因此，解決企業自備電廠微電網運行運行，直供鎳鐵項目用電，充分發揮自備電廠發電設備的效能，降低高耗能企業用電成本就勢在必行。6WWW.BOSAIKE.COM技術背景n微電網負荷調節控制系統基于兩項國家專利 n一種電力負荷調節系統及方法（發明專利號：ZL200610065761.0）n一種電力負荷調節裝置（實用新型專利號：ZL200620008044.X）n實現了既穩定運行，又節能降耗減排，同時提高該系統的負荷投切速度

5、和準確性，增強抗瞬時大功率沖擊負荷的能力。7WWW.BOSAIKE.COM1.3、國內外微電網現狀n 負荷的持續增長，電力系統結構的不斷老化，能源利用效率瓶頸以及用戶對電能質量的高標準要求，已經成為各國電力工業面臨的嚴峻挑戰。微電網的靈活、智能控制特點，使其具有巨大的潛能。目前，一些國家已經展開了微電網研究，提出了各自的微電網概念及目標。8WWW.BOSAIKE.COM國內外微電網現狀n美國美國n美國事最早提出了微電網的概念，近些年，其微電網研究一直在有條不紊地進行著。1999年，可靠性技術解決方案協會，首次對微電網在可靠性經濟性及其環境的影響等方面進行了研究。2002年，較為完整的微電網被提

6、出，CERTS給出的微電網定義是： 微電網是一種由負荷和微型電源共同構成的系統，它可同時提供電能和熱量；微電網內部電源主要由電力電子器件負責能量的轉換，并提供必要的控制；微電網相對于外部大電網表現為單一的受控單元，并同時滿足用戶對電能質量和供電安全等方面的要求9WWW.BOSAIKE.COM國內外微電網現狀n歐洲歐洲n歐洲DERs研究和發展主要考慮的是有利于滿足能源用戶對電能質量的多種要求以及歐洲電網的穩定和環保要求等。2005年，歐洲提出“SmartPowerNetworks”概念，歐盟微網項目（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、電三聯供；配有儲能裝置；使用電力電子裝置進行能量調節。歐洲希望通過優化從電源到用戶的價值鏈來推動和發展DERs，以使用戶、電力系統及環境受益，歐洲互聯電網中的電源大體上靠近負荷，比較容易形成多個微電網。10WWW.BOSAIKE.COM國內外微電網現狀n日本日本n日本立足于國內能源日趨緊張，負荷日益增長的現實背景，也展開了微電網的研究，但其發展目標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國內外微電網現狀n最近，國家能源局的可再生能源發展 “十二五”規劃明確指出：大力發展水電、風電、

8、太陽能、生物質能等分布式再生能源電源的微電網技術研發，并在不久的將來發布有關分散式發電和微電網的標準和相關規章制度，這預示著微電網技術將會得到空前的應用和發展。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技術給予支撐。12WWW.BOSAIKE.COM國內外微電網現狀n 首先，太陽能、風電、生物質能發電的能力都比較小，穩定性差，急需一種智能系統來實現發供電保障需求。n 其次，西部大開發對電力的需求與電網覆蓋薄弱的矛盾，迫切需要投資小見效快的電力供應技術，來解決瓶頸問題。n 三是企業為利用余熱（鋼鐵、焦化等）自建的自備電廠和余熱電廠，因容量小，發電量少，不容易并入大電網或無網可并，需

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

10、微電網負荷調節系統技術原理簡介n1、使用條件n2、工作原理16WWW.BOSAIKE.COM3.1使用條件nA、微電網系統需啟動電源（柴油發電機 或網電）nB、發電量略大于用電量nC、微電網系統內突增或突減負荷對發電機的影響。17WWW.BOSAIKE.COM3.2、工作原理n系統組成、原理示意圖n技術指標n容量的選擇n切投時間n電能質量檢測18WWW.BOSAIKE.COM系統組成n系統綜合應用了自動控制，電能熱能轉換循環利用，儲能技術等各項技術，用負荷調節系統替代大電網功能，并提前實時調整與系統弱聯系的微電網頻率n由信號檢測單元，計算機處理單元，電熱轉換單元，水介質儲能單元，電力控制單元和

11、變壓單元，還包括汽輪發電機組、余熱收集、蒸汽產生裝置以及與其相連的送水管道組成自動控制系統19WWW.BOSAIKE.COM20技術指標n設計負荷調節容量1000KW60萬KW均可；n負荷調整分辨率250KW 1000KW；n控制指令執行時間小于350Ms；n負荷波動，切換時間小于1s；n具有實時存儲數據，繪制時段負荷曲線功能。n電能質量達到國家標準 21WWW.BOSAIKE.COM調節系統容量的確定n負荷調節綜合控制系統容量是方案設施的重要環節，容量的大小直接決定孤網運行的成敗和使用單位的投資大小。 穩定用電設備容量 n發電機組發電量 突變用電設備容量 （如2.5萬KVA鎳鐵爐）n負荷調節

12、綜合系統調節容量應略大于突變用電設備的用電量22WWW.BOSAIKE.COM切投時間n控制系統執行時間的快慢，直接決定負荷調節綜合控制系統的運行是否有效，是能否解決大負荷變動和小負荷波動時及時調節的決定性因素，即控制系統的實時性能。從我公司設計經驗及技術來講，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，實際執行時間要比這個時間快的多。負荷調節綜合綜合控制系統能瞬時準確投入或切除相應負荷，以維持發電機的周波在50Hz1Hz。WWW.BOSAIKE.COM電能質量檢測n 2007年4月17日，國家電力科學院輸配電及節能技術國家工程研究中心，對我公司所

13、實施的山西沁新集團余熱電廠孤網運行綜合控制系統電能質量進行24小時不間斷檢測，結果如下：n 山西沁新焦煤有限公司的供電系統在孤網運行下，其系統電壓、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、功率因數等指標均達到了國家標準。 24WWW.BOSAIKE.COM四、投資估算n負荷調節綜合控制系統投資主要取決于設計負荷調節控制系統容量。n國內投資為每1000KW負荷調節系統100-120萬元。(如25萬KW發電機組供3臺2.5萬KVA鎳鐵爐，按3萬KW負荷調節容量設計，國內投資約為3000萬元左右）n以上投資估算包含負荷調節系統全部費用。2

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

15、提高差別電價，將限制類企業電價加價 由0.05元提高為0.10元/度，淘汰類企業電價 加價由0.20元提高為0.30元/度。27WWW.BOSAIKE.COM經濟效益分析n 以一臺5萬KW發電機組為例，假設一年連續生產330天，一年發電量約為3.96億度電，按照山西公用電網結算方式，電力部門每年要賺到電廠7920萬元，按照自備電廠上網結算，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經濟效益分析n 如果采用微電網負荷調節系統運行方式，控制系統容量為3萬KW，投資約為3000萬左右，按照山西公用電網結算方式，半年即可收回

16、投資，按照自備電廠上網結算，一年即可收回投資。29WWW.BOSAIKE.COM經濟效益分析n企業自備電廠實現微電網運行，其負荷處于所在地而不存在線路損耗，無需支付電網輸電費用，并可以保證企業生產的可靠供電和根據企業生產特點實現資源的綜合利用。同時自備電廠自發自用的自主性很強，完全不用受制電網調峰的限制。因此可有效降低鎳鐵的生產成本。30WWW.BOSAIKE.COM六、應用案列n 2005年，專利技術在沁新能源集團余熱電廠2 12MW余熱機組上成功投入運行，調節容量為5000KW, 主要負荷為棕剛玉冶煉爐。n 2006年，專利技術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，調節

17、容量為5000KW, 主要負荷為電石爐。n 2007年，專利技術在內蒙古太西煤集團電廠2 50MW上熱電機組上成功投入運行，調節容量為2.5萬KW, 主要負荷為8臺1.25萬KW硅鐵爐。31WWW.BOSAIKE.COM應用案列n 2008年，專利技術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，調節容量為5000KW, 主要負荷為硅鐵爐。n 2009年，專利技術在山西中鋁興業冶金材料有限公司電廠26MW余熱機組上成功投入運行，調節容量為5000KW, 主要負荷為棕剛玉和碳化硅。32WWW.BOSAIKE.COM應用案列n 2012年，專利技術在國內某自備電廠（用戶要求保密）230MW熱電機組上成功投入運行，調節容量為2萬KW，主要用電負荷為碳化硅爐。n 2012年，與國內另一自備電廠（用戶要求保密）簽訂專利技術實施許可合同，機組總容量為640MW （4135MW+250MW ），調節容量為10萬KW，主要用電負荷為硅鐵爐及PVC，項目正在實施，預計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實施許可合同，機組為218MW熱電機組，調節容量為8000KW,主要用電負荷為水泥生產線，項目正在實施