本發明涉及電力深度調峰設計領域，尤其涉及熱電聯產電廠電蓄熱調峰裝置的方案配置設計領域。

背景技術：

熱電聯產機組“以熱定電”方式運行，調峰能力僅為10%左右。調峰困難已經成為電網運行中最為突出的問題。電網調峰與火電機組供熱之間的矛盾處理不好，可能影響居民冬季供暖安全，關系民生?，F階段熱電聯產電廠主要為2×300MW級機組，為適應電網深度調峰要求，可配置多組總容量240~320MW不等的固體電蓄熱裝置來完成機組調峰。固體電蓄熱調峰裝置具有高電壓、大功率、可蓄熱的特點，但功率不可調節。大功率電極熱水爐裝置本身不具備蓄熱功能，但功率可無級調節。由于電網調峰負荷不斷實時變化，因此需要能夠連續平滑、穩定的調整發電廠送出負荷。若單純的采用固體電蓄熱裝置，由于功率范圍不可調節，不能深度挖掘發電廠的機組調峰能力，影響調峰整體經濟性；單純采用電極熱水爐裝置雖然運行靈活，方便深度調峰，但由于不具備蓄熱功能，不能適應居民冬季連續供暖的需求，雖然某些項目配置熱水罐儲，但由于熱水罐儲熱能力有限，很難適應大區域供暖需求。

技術實現要素：

為了克服現有技術中存在的問題，本發明提出一種相對安全可靠、運行靈活并對電廠建設條件無過多限制的電蓄熱調峰裝置的配置系統，實現電網智能平滑深度調峰，減少對電網的沖擊，既滿足供熱民生保障又滿足電網調峰需求。

本發明解決前述技術問題所采用的技術方案是：一種電蓄熱裝置配置系統，包括調峰系統、變壓裝置和電網，所述調峰系統設置多套固體電蓄熱裝置，同時設置一套或多套液體電蓄熱裝置，所述固體電蓄熱裝置和所述液體電蓄熱裝置通過電網連接。

優選的是，以整個電廠作為單元整體，在電廠原有母線上新增一個進線間隔，與降壓變壓器連接，降壓變壓器另一端與調峰系統母線連接，固體電蓄熱裝置和液體電蓄熱裝置連接在調峰系統母線上。

上述任一方案優選的是，所述液體電蓄熱裝置與調峰系統母線之間可按照實際需要設置與液體電蓄熱裝置電源電壓相匹配的降壓變壓器。

上述任一方案優選的是，以每臺機組作為單元整體，調峰系統母線經出口斷路器T接在發電機出線主封閉母線上。

上述任一方案優選的是，調峰系統母線包括離相母線。

上述任一方案優選的是，各饋線柜到固體、液體電蓄熱裝置之間經電纜連接。

上述任一方案優選的是，所述固體電蓄熱裝置依實際工程需要配套設置GIS開關設備或母線開關設備。

上述任一方案優選的是，新增進線間隔、變壓器、GIS設備、固體電蓄熱裝置、液體電蓄熱裝置之間依實際工程需要采用鋼芯鋁絞線或電纜連接。

上述任一方案優選的是，所述固體電蓄熱裝置電壓等級范圍10~66kV。

上述任一方案優選的是，所述固體電蓄熱裝置功率范圍10~100MW。

上述任一方案優選的是，所述液體電蓄熱裝置包括大功率電極熱水爐。

上述任一方案優選的是，所述液體電蓄熱裝置電壓等級范圍6~20kV。

上述任一方案優選的是，所述液體電蓄熱裝置功率范圍0~50MW。

上述任一方案優選的是，所述液體電蓄熱裝置功率可在0%~100%范圍內無級調節。

本發明的電蓄熱裝置配置系統，配置多套固體電蓄熱裝置作為調峰主體，同時配置一套或多套功率范圍可無級調節的液體電蓄熱裝置作為可無級調節的補充手段，在沒有增加太多占地面積的前提下，提高了熱電廠深度調峰能力，增加了熱電廠智能平滑深度調峰的靈活性。

本發明中的固體、液體電蓄熱裝置具有多種電壓等級的可選擇，使熱電廠調峰設備電源多種具有多種引接方案，對電廠建設條件無過多限制，有利于更加充分利用現有條件進行調峰建設。

目前每套固體電蓄熱裝置內部是由多組電阻絲采用串并聯方式組成電加熱組，該電加熱組作為一個啟停單元同時啟同停，啟停容量最大可達到100MW，對電網造成很大的沖擊，影響電網的安全運行。鑒于此種情況，本發明中采用如下幾種方式解決此問題。

1、采用斜坡升壓軟起動器。該軟起動器的主要構成是串接于電源與電蓄熱裝置之間的三相反并聯高壓晶閘管及其電子控制電路。通過控制軟起動器控制其內部晶閘管的導通角，使電蓄熱裝置輸入電壓從零以預設函數關系逐漸上升，直至升高到額定電壓后起動結束。通過軟啟動器的逐步調壓來降低電蓄熱裝置接入電網的沖擊。

2、采用串接可變電阻降壓啟動方式。在電源與固體電蓄熱裝置之間串接一套可變電阻啟動柜，該可變電阻柜可以是熱變電阻或液體電阻。在固體電蓄熱裝置接入電網時，按預定設置阻值，無級平滑調節可變電阻的阻值，直至阻值接近為0后起動結束，從而使固體電蓄熱裝置的輸入電壓不斷增加，直至達到額定電壓，從而避免全壓啟動對電網的沖擊。

附圖說明

圖1 為以整個電廠作為單元整體的本發明的電蓄熱裝置配置系統的一優選實施例的示意圖。

圖2 為以整個電廠作為單元整體的本發明的電蓄熱裝置配置系統的另一優選實施例的示意圖。

圖3 為以每臺機組作為單元整體的本發明的電蓄熱裝置配置系統的一優選實施例的示意圖。

圖4 為以每臺機組作為單元整體的本發明的電蓄熱裝置配置系統的另一優選實施例的示意圖。

圖5為按照本發明的電蓄熱裝置配置系統的斜坡升壓軟起動器主回路的一優選實施例的結構圖。

圖6為按照本發明的電蓄熱裝置配置系統的可變電阻啟動柜主回路的一優選實施例的結構圖。

圖示：

1-220/66kV降壓變壓器，2-66kV母線，3-固體電蓄熱裝置，4-液體電蓄熱裝置，5-66/20kV降壓變壓器，6-220KV母線，7-220/20kV降壓變壓器，8-20KV母線，9-主變壓器，10-發電機，11-第二發電機，12-第一發電機，13-第一出線，14-第二出線，15-A相，16-B相，17-C相，18-斜坡升壓軟起動器，19-可變電阻啟動柜。

具體實施方式

為了更進一步了解本發明的發明內容，下面將結合具體實施例對本發明作更為詳細的描述，實施例只對本發明具有示例性作用，而不具有任何限制性的作用；任何本領域技術人員在本發明的基礎上作出的非實質性修改，都應屬于本發明保護的范圍。

實施例1

如圖1所示，一種電蓄熱裝置配置系統，包括調峰系統、變壓裝置和電網，所述調峰系統設置多套固體電蓄熱裝置3，同時設置一套液體電蓄熱裝置4，所述固體電蓄熱裝置3和所述液體電蓄熱裝置4通過電網并聯連接。

本實施例以整個電廠作為單元整體，電蓄熱裝置電源電壓選取66kV等級，液體電蓄熱裝置4選用大功率電極熱水爐。在電廠原有220kV母線6上新增一個進線間隔，并經一臺220/66kV降壓變壓器1調壓至66kV后供固體電蓄熱裝置3使用，電蓄熱裝置就地配套設置66kV GIS開關設備，作為電蓄熱裝置正常啟停控制開關。另設置一臺66/20kV降壓變壓器5調壓至20kV后供電極熱水爐裝置使用。220kV新增進線間隔、降壓變壓器、66kV GIS設備和電蓄熱裝置之間視工程具體情況可以采取鋼芯鋁絞線或電纜連接。

本實施例中，熱電聯產電廠裝機容量為2×350MW，根據工藝要求設置電蓄熱裝置容量為320MW。根據配置方案，設置一套50MW的液體電蓄熱裝置4，四套容量分別為50MW、50MW、85MW、85MW的固體電蓄熱裝置3。如電網調峰負荷在不大于50MW范圍內變化時，僅需調整電極熱水鍋爐輸出功率即可；如電網調峰負荷大于50MW范圍內變化時，可以選擇性的切掉一套或多套總容量不大于調峰容量的固體電蓄熱裝置3，然后再調整液體電蓄熱裝置4輸出功率來滿足調峰負荷變化的要求。

本實施例的電蓄熱裝置配置系統，配置多套固體電蓄熱裝置3作為調峰主體，同時配置一套功率范圍可無級調節的液體電蓄熱裝置4作為可無級調節的補充手段，在沒有增加太多占地面積的前提下，提高了熱電廠深度調峰能力，增加了熱電廠智能平滑深度調峰的靈活性。同時固體、液體電蓄熱裝置具有多種電壓等級的可選擇，使熱電廠調峰設備電源多種具有多種引接方案，對電廠建設條件無過多限制，有利于更加充分利用現有條件進行調峰建設。

實施例2

如圖2所示，一種電蓄熱裝置配置系統，包括調峰系統、變壓裝置和電網，所述調峰系統設置多套固體電蓄熱裝置3，同時設置一套液體電蓄熱裝置4，所述固體電蓄熱裝置3和所述液體電蓄熱裝置4通過電網并聯連接。

本實施例以整個電廠作為單元整體，液體電蓄熱裝置4選用大功率電極熱水爐，固體電蓄熱裝置3和電極熱水爐裝置電源電壓均選取20kV等級。在電廠原有220kV母線6上新增一個進線間隔，并經一臺220/20kV降壓變壓器7調壓至20kV后連接到20kV母線8，為電蓄熱裝置供電，電蓄熱裝置就地配套設置20kV母線開關設備，作為電蓄熱裝置正常啟?？刂崎_關。220kV新增進線間隔、降壓變壓器、母線開關設備和電蓄熱裝置之間視工程具體情況可以采取鋼芯鋁絞線或電纜連接。

本實施例中，熱電聯產電廠裝機容量為2×350MW，根據工藝要求設置電蓄熱裝置容量為320MW。根據配置方案，設置一套50MW的液體電蓄熱裝置4，四套容量分別為50MW、50MW、85MW、85MW的固體電蓄熱裝置3。如電網調峰負荷在不大于50MW范圍內變化時，僅需調整電極熱水鍋爐輸出功率即可；如電網調峰負荷大于50MW范圍內變化時，可以選擇性的切掉一套或多套總容量不大于調峰容量的固體電蓄熱裝置3，然后再調整液體電蓄熱裝置4輸出功率來滿足調峰負荷變化的要求。

本實施例的電蓄熱裝置配置系統，配置多套固體電蓄熱裝置3作為調峰主體，同時配置一套功率范圍可無級調節的液體電蓄熱裝置4作為可無級調節的補充手段，在沒有增加太多占地面積的前提下，提高了熱電廠深度調峰能力，增加了熱電廠智能平滑深度調峰的靈活性。同時固體、液體電蓄熱裝置具有多種電壓等級的可選擇，使熱電廠調峰設備電源多種具有多種引接方案，對電廠建設條件無過多限制，有利于更加充分利用現有條件進行調峰建設。

實施例3

如圖3所示，一種電蓄熱裝置配置系統，包括調峰系統、變壓裝置和電網，所述調峰系統設置多套固體電蓄熱裝置3，同時設置一套液體電蓄熱裝置4，所述固體電蓄熱裝置3和所述液體電蓄熱裝置4通過電網并聯連接。

本實施例以每臺機組作為單元整體，電蓄熱裝置電壓選取20kV等級，由20kV母線8供電。電蓄熱裝置就地配套設置20kV母線開關設備，作為電蓄熱裝置正常啟?？刂崎_關。其20kV母線8總電源可采用離相母線并經出口斷路器直接T接在發電機10出線20kV主封閉母線上，電流經主變壓器9輸出到電廠電網，各饋線柜到電蓄熱裝置之間可經電纜連接。

本實施例的電蓄熱裝置配置系統，配置多套固體電蓄熱裝置3作為調峰主體，同時配置一套功率范圍可無級調節的液體電蓄熱裝置4作為可無級調節的補充手段，在沒有增加太多占地面積的前提下，提高了熱電廠深度調峰能力，增加了熱電廠智能平滑深度調峰的靈活性。同時固體、液體電蓄熱裝置具有多種電壓等級的可選擇，使熱電廠調峰設備電源多種具有多種引接方案，對電廠建設條件無過多限制，有利于更加充分利用現有條件進行調峰建設。

實施例4

如圖4所示，一種電蓄熱裝置配置系統，包括調峰系統、變壓裝置和電網，所述調峰系統設置多套固體電蓄熱裝置3，同時設置兩套液體電蓄熱裝置4，所述固體電蓄熱裝置3和所述液體電蓄熱裝置4通過電網連接。

本實施例以每臺機組作為單元整體，液體電蓄熱裝置4選用大功率電極熱水爐，固體電蓄熱裝置設置電源電壓66kV等級，電極熱水爐裝置電壓20kV等級。全廠的固體電蓄熱裝置就地配套設置66kV GIS開關設備，組成一個66kV母線2段，電源經220/66kV降壓變壓器2取自電廠升壓站母線；220kV母線6、降壓變壓器、66kV GIS開關設備和固體電蓄熱裝置3之間視工程具體情況可以采取鋼芯鋁絞線或電纜連接。其中一個電極熱水爐裝置電源采用離相母線并經出口斷路器直接T接在第一發電機12第一出線13的20kV主封閉母線上，另一電極熱水爐裝置電源采用離相母線并經出口斷路器T接在第二發電機11第二出線14的20kV主封閉母線上.

本實施例中設置兩套50MW的電極熱水爐裝置，四套容量分別為50MW、50MW、70MW、70MW的固體電蓄熱裝置3。如電網調峰負荷在不大于100MW范圍內變化時，僅需調整兩套電極熱水鍋爐輸出功率即可；如電網調峰負荷大于100MW范圍內變化時，可以選擇性的切掉一套或多套總容量不大于調峰容量的固體電蓄熱裝置3，然后再調整一套或者兩套液體電蓄熱裝置4輸出功率來滿足調峰負荷變化的要求。

本實施例的電蓄熱裝置配置系統，配置多套固體電蓄熱裝置3作為調峰主體，同時配置多套功率范圍可無級調節的液體電蓄熱裝置4作為可無級調節的補充手段，在沒有增加太多占地面積的前提下，提高了熱電廠深度調峰能力，增加了熱電廠智能平滑深度調峰的靈活性。同時固體、液體電蓄熱裝置具有多種電壓等級的可選擇，使熱電廠調峰設備電源多種具有多種引接方案，對電廠建設條件無過多限制，有利于更加充分利用現有條件進行調峰建設。

實施例5

本實施例中電蓄熱裝置配置系統與實施例2相同，所不同的是，如圖5所示，設置了斜坡升壓軟起動器18。該軟起動器的主要構成是串接于電源與電蓄熱裝置之間的三相反并聯高壓晶閘管及其電子控制電路。通過控制軟起動器控制其內部晶閘管的導通角，使電蓄熱裝置輸入電壓從零以預設函數關系逐漸上升，直至升高到額定電壓后起動結束。通過軟啟動器的逐步調壓來降低電蓄熱裝置接入電網的沖擊。

實施例6

本實施例中電蓄熱裝置配置系統與實施例4相同，所不同的是，如圖6所示，采用串接可變電阻降壓啟動方式。在電源與固體電蓄熱裝置之間串接一套可變電阻啟動柜，該可變電阻柜可以是熱變電阻或液體電阻。在固體電蓄熱裝置接入電網時，按預定設置阻值，無級平滑調節可變電阻的阻值，直至阻值接近為0后起動結束，從而使固體電蓄熱裝置的輸入電壓不斷增加，直至達到額定電壓，從而避免全壓啟動對電網的沖擊。

盡管具體地參考其優選實施例來示出并描述了本發明，但本領域的技術人員可以理解，可以作出形式和細節上的各種改變而不脫離所附權利要求書中所述的本發明的范圍。以上結合本發明的具體實施例做了詳細描述，但并非是對本發明的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，均仍屬于本發明技術方案的范圍。