2018/12/11

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燃机孤岛运行保障粤港澳大湾区用电
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来源: 澳门美高梅官网 作者: 日期: 19.05.31

燃机孤岛运行保障大湾区用电

横琴热电燃机孤岛运行及黑启动试点改造填补空白

秦虹

  “一旦出现故障,可以自动定位、隔离,并在300毫秒之内恢复供电。”广东珠海横琴供电所所长陈建钿介绍道。预计到明年,横琴全岛将进行网格化闭环运行,电网次干层实现100%自愈,待出现故障时,能将受影响用户控制在两户以内,达到世界先进水平。这个夏天,面对台风的肆虐,粤港澳大湾区又多了一个电力供应的坚强后盾。

  2017年,我国台风灾害多发、频发,仅在8月粤港澳大湾区就接二连三遭遇强台风袭击。台风“天鸽”过后,粤港澳几地就提升供电工程防灾减灾能力形成共识,广东省委政府和国家能源局南方监管局下达指示,要求切实提升对澳供电能力及主力电源抗台风灾害能力。积极强化本地支撑电源建设,使之具备孤网运行能力及 “黑启动”功能。占据特殊地理位置和工作职责的横琴热电成为国内首个燃机孤岛运行(FCB)改造试点。去年3月,横琴热电FCB改造项目正式启动,并在三个月内交付,填补了国内9FA燃机在FCB功能上的空白。

  燃机孤岛运行比燃煤机组更具优势

  FCB(fastcutback),也叫孤岛运行,指机组在运行期间因突然出现的电网故障而与其解列,瞬间甩掉外供电负荷,维持发电机带厂用电运行,并且在主网故障排除后,机组能够快速同期并网,迅速恢复对外供电。

  “目前我国燃煤机组基本都有FCB功能。燃煤机组进入FCB时,机组瞬间甩掉全部对外供电负荷,快速减少锅炉负荷并稳定燃烧,这样需要严格控制锅炉和汽轮机的应力,同时还要控制锅炉汽包水位和过热蒸汽压力等一系列关键的运行参数。而燃气轮机也可以进入FCB运行模式,由于燃机其本身的特点,如燃烧和做功是一个设备,缸体厚度更薄,高温做功部件能量密度大等,只要在同等安全的升降负荷范围内,应力水平比燃煤机组更低,对燃机本体的影响更小。所以燃机(单   循环运行时)的负荷响应速度、启停更快,负荷调节的范围更大。”GE发电服务应用工程师徐晓宇表示。

  相对于燃煤机组,燃机单循环运行时的系统集成度高,涉及的辅机相对较少,控制的集成度也相对较高,所以在FCB模式下对机组本身的控制和操作较为简单可行,可靠性更高。不用做比较大的硬件改动。

  “此外,燃机的FCB改造,只要在燃机的控制系统中增加FCB功能,在电气上增加很少的设备。改动的范围和工作量都要比燃煤电厂小很多。”徐晓宇说。

  燃机适合发挥辅助服务“特长”

  燃机的FCB与黑启动相结合,更有利于保障电网的稳定与安全。由于燃机的特点,如启停迅速,负荷响应快等,很适合在电力市场中发挥辅助服务的作用,如调峰、调频、黑启动、孤岛运行等,事实上,现在中国很多燃机机组作为调峰机组使用。

  横琴热电FCB改造项目在设计阶段,GE控制设计工程师对燃机MarkVie控制系统的软件增加了孤岛运行功能,做了相关燃机控制软件的修改,设计完成后,仿真模拟燃机孤岛运行。在实施阶段,横琴热电和GE发电团队完成了对同期系统、安稳系统、燃机励磁系统和发变组保护的改造及对燃机控制系统的逻辑修改,不但确保FCB功能性试验安全进行,也对其它电厂的改造工作起到重要的借鉴作用。

  今年2月,在完成燃机FCB改造后,珠海横琴热电宣布世界首例采用储能系统实现F级燃机“黑启动”项目———20兆瓦时电池储能系统落户广东,预计今年6月底投产。投产后,机组“黑启动”两秒左右即可带满负荷,较传统利用柴油发电机“黑启动”需30秒带满负荷,大幅缩短了整个系统的恢复时间;同时,项目还能辅助机组进行电网调频,参与电力现货市场,提高机组运行稳定性。

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