本發(fā)明屬于工業(yè)企業(yè)電網(wǎng)控制領(lǐng)域，主要涉及一種工業(yè)企業(yè)自發(fā)電功率平衡控制方法。

背景技術(shù)：

鋼鐵、化工、水泥等大型工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用電量大，同時生產(chǎn)中會伴隨產(chǎn)生大量的富余煤氣、余熱等二次能源，為回收利用二次能源，同時降低外購電量，企業(yè)一般都會建立自備電廠，利用生產(chǎn)余熱或富余煤氣進行發(fā)電。自備電廠在為企業(yè)生產(chǎn)運營提供動力、降低生產(chǎn)成本的同時，還可兼顧周邊企業(yè)、居民的供熱需求，為區(qū)域能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化發(fā)揮了一定作用。

為保障企業(yè)電網(wǎng)安全，自備電廠一般會通過同期裝置并入外部電網(wǎng)，因此當企業(yè)生產(chǎn)異常，用電負荷降低時，可能會出現(xiàn)倒送電現(xiàn)象。由于自備電廠機組容量小，煤耗高，如果往電網(wǎng)送電，會影響電網(wǎng)大容量低能耗機組的發(fā)電量，造成能源的浪費，同時一定程度上影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，因此各地電網(wǎng)一般都會跟企業(yè)簽訂不同形式的合約條件，如：當企業(yè)向外網(wǎng)供電時，倒送的電量必須是無償?shù)?，有些地方甚至?guī)定，倒送電量超過一定數(shù)值后，將強制企業(yè)電網(wǎng)與外部電網(wǎng)分開。因此不論從何種角度出發(fā)，企業(yè)自備電廠都需避免倒送電現(xiàn)象。

目前企業(yè)自備電廠機組負荷一般由運行人員人工調(diào)節(jié)，存在一定的滯后性，經(jīng)常出現(xiàn)由于生產(chǎn)異常，運行人員無法快速對機組負荷進行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致企業(yè)逆功率上網(wǎng)現(xiàn)象。有些企業(yè)為了避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，甚至刻意降低自備電廠負荷，加大外網(wǎng)供電量，即提高下網(wǎng)功率，從而加大了企業(yè)的購電成本，造成了煤氣、余熱等二次能源的浪費。因此需要一種企業(yè)自發(fā)電功率平衡控制系統(tǒng)自動對全廠發(fā)電系統(tǒng)進行控制，在避免倒送電的同時，提高企業(yè)二次能源的利用率，降低生產(chǎn)成本，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，在于提供一種工業(yè)企業(yè)自發(fā)電功率平衡控制方法，通過對企業(yè)自備電廠機組的合理調(diào)節(jié)以及電子負荷的及時投退，解決工業(yè)企業(yè)逆功率上網(wǎng)問題，降低企業(yè)能源浪費，保障企業(yè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。

為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：一種工業(yè)企業(yè)自發(fā)電功率平衡控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)采用分布式IO單元采集企業(yè)與外部電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線潮流信息，企業(yè)自備電廠發(fā)電機組運行信息以及企業(yè)二次能源緩沖單元及輸送單元信息，并將上述信息傳輸給負荷優(yōu)化控制裝置和電子負荷控制裝置；

(2)負荷優(yōu)化控制裝置根據(jù)企業(yè)與電網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)線潮流信息，動態(tài)調(diào)整自備電廠機組負荷，使得企業(yè)下網(wǎng)功率大于設(shè)定閾值；

(3)電子負荷控制裝置根據(jù)企業(yè)與電網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)線潮流信息，進行負載的投退，從而快速調(diào)節(jié)電子負荷從企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)消耗的負荷。

上述方案中：所述步驟(2)中，負荷優(yōu)化控制裝置檢測到企業(yè)下網(wǎng)功率小于設(shè)定閾值時，向自備電廠自動控制系統(tǒng)發(fā)出減負荷指令，降低機組負荷，直至下網(wǎng)功率大于設(shè)定的閾值。

上述方案中：所述步驟(2)中，企業(yè)下網(wǎng)功率閾值按照設(shè)定值離線配置，或者，經(jīng)過在線動態(tài)識別后配置。

上述方案中：所述步驟(2)中負荷優(yōu)化控制裝置根據(jù)二次能源緩沖單元及輸送單元信息，優(yōu)化調(diào)整自備電廠機組出力，減少二次能源輸送單元的壓力波動以及緩沖單元的放散量。

上述方案中：所述步驟(3)中當企業(yè)內(nèi)部大量設(shè)備跳閘、產(chǎn)生逆功率上網(wǎng)現(xiàn)象時，電子負荷控制裝置在電網(wǎng)要求的時間范圍之內(nèi)，將負載投入，吸收企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)產(chǎn)生的逆功率。

上述方案中：所述步驟(3)電子負荷的投退基于企業(yè)與電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線零功率的約束條件，實現(xiàn)與負荷優(yōu)化控制裝置控制策略的解耦。

本發(fā)明的有益效果為：采用上述方案后，通過負荷優(yōu)化控制裝置與電子負荷控制裝置的協(xié)同作用，可避免企業(yè)正常及異常情況下的自發(fā)電逆功率上網(wǎng)現(xiàn)象，減輕運行人員的工作量，同時最大化利用企業(yè)的二次能源，提高企業(yè)的能源利用率，降低企業(yè)運營成本。

附圖說明

圖1是應(yīng)用本發(fā)明系統(tǒng)的架構(gòu)圖；圖中，1為負荷優(yōu)化控制裝置，2為電子負荷控制裝置，3為IO裝置，圖2是應(yīng)用本發(fā)明判斷機組快速減出力的邏輯。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。

本發(fā)明可基于如圖1所示的工業(yè)企業(yè)自發(fā)電功率平衡控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，具體內(nèi)容如下：

以鋼鐵企業(yè)為例，煤氣為鋼鐵生產(chǎn)中產(chǎn)生的重要二次能源，一般通過發(fā)電的形式進行回收利用，為合理利用煤氣資源，同時避免自發(fā)電上網(wǎng)，可在自備電廠升壓站、機組控制系統(tǒng)電子間、煤氣柜監(jiān)控室布置分布式IO單元，采集企業(yè)與電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線潮流信息，自備電廠發(fā)電機組運行信息以及煤氣柜等能源緩沖單元容量信息，并將上述信息傳輸給負荷優(yōu)化控制裝置和電子負荷控制裝置。

負荷優(yōu)化控制裝置實時跟蹤企業(yè)與外部電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率，通過調(diào)節(jié)機組負荷，將企業(yè)從外部電網(wǎng)的受電功率，即下網(wǎng)功率控制為設(shè)定閾值之外。其中，閾值為當前時刻廠內(nèi)運行的最大功耗單體設(shè)備的實時功率1.05倍～1.20倍，閾值可離線設(shè)置，也可在線從電氣綜保系統(tǒng)中讀取并動態(tài)辨識所有單體設(shè)備的實時功率最大值后配置。正常情況下自備電廠機組輸出功率小于廠內(nèi)負荷，電子負荷處于熱備用狀態(tài)。為保證二次能源輸送單元的壓力以及緩沖單元的容量限制，在保證下網(wǎng)功率裕度時，負荷優(yōu)化控制裝置會動態(tài)調(diào)整機組的負荷，以鋼鐵企業(yè)為例，當煤氣柜位壓力高于安全柜位高限值，同時下網(wǎng)功率高于設(shè)定裕度時，向機組發(fā)出加負荷指令信號，避免煤氣系統(tǒng)的放散，當煤氣柜位低于安全柜位低限時，向機組發(fā)出減負荷指令信號，保證煤氣系統(tǒng)的壓力。

當企業(yè)內(nèi)部發(fā)生單個設(shè)備跳閘時，由于其功率小于設(shè)定閾值，電網(wǎng)輸入功率變小，但不會出現(xiàn)逆功率現(xiàn)象，此時負荷優(yōu)化控制裝置發(fā)出機組減負荷指令，降低企業(yè)自發(fā)電量，使企業(yè)下網(wǎng)功率重新大于設(shè)定閾值。

當企業(yè)內(nèi)部發(fā)生大量負荷跳閘時，廠內(nèi)負荷的功率損失大于設(shè)定閾值，此時會出現(xiàn)逆功率情況，電子負荷控制裝置檢測到逆功率后會立即解鎖，從企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)吸收功率，消除逆功率現(xiàn)象。

為快速判斷設(shè)備跳閘，同時躲避生產(chǎn)波動、機組正常調(diào)節(jié)升負荷情況下出現(xiàn)的下網(wǎng)功率下降現(xiàn)象，采用圖2所示的邏輯進行判斷。在設(shè)備跳閘條件成立，同時電網(wǎng)下網(wǎng)功率小于設(shè)定閾值時，立即發(fā)出機組快速減出力信號，當未出現(xiàn)設(shè)備跳閘條件而僅僅出現(xiàn)下網(wǎng)功率小于設(shè)定閾值時，經(jīng)過一定延時觸發(fā)機組快速減出力信號。

其中設(shè)備跳閘判斷邏輯如下：

式中：p_k-Δt為Δt時刻之前的下網(wǎng)功率，p_k為當前時刻下網(wǎng)功率，V_SET(dp/dt)為下網(wǎng)功率變化率定值，Δp_set為下網(wǎng)功率變化量定值。當下網(wǎng)功率變化率與變化量均大于定值時，即可判斷企業(yè)內(nèi)部出現(xiàn)了設(shè)備跳閘，其中V_SET(dp/dt)的設(shè)定需大于機組的最大變負荷速率。

當企業(yè)內(nèi)部發(fā)生大量負荷跳閘，電子負荷控制裝置解鎖投入后，由于下網(wǎng)功率小于設(shè)定閾值，負荷優(yōu)化控制裝置調(diào)節(jié)自備電廠機組負荷，使下網(wǎng)功率逐漸增大，與此同時，電子負荷控制裝置根據(jù)下網(wǎng)功率的增量，基于企業(yè)與電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線零功率的約束條件，同步減少從企業(yè)電網(wǎng)吸收的功率，直至為0，進而閉鎖，從而實現(xiàn)與負荷優(yōu)化控制裝置控制策略的解耦。在電子負荷閉鎖后，負荷優(yōu)化控制裝置會進一步減小自備電廠機組負荷，最終使電網(wǎng)下網(wǎng)功率達到設(shè)定閾值，達到一個新的平衡。此后，如果廠內(nèi)負荷變大，使電網(wǎng)下網(wǎng)功率超過設(shè)定閾值，運行人員可以手動增加機組負荷，使電網(wǎng)下網(wǎng)功率恢復(fù)至設(shè)定閾值附近。

以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。