高压变频调速技术在发电厂中的应用研究李十幸

高压变频调速技术在发电厂中的应用研究李十幸

李十幸

（大唐平罗发电有限公司宁夏石嘴山753000）

摘要：在社会经济持续增长背景下，各个行业呈现良好的发展前景，尤其是电力事业，社会的发展需要电能的支持，用电量的激增，为新时期发电厂的经营发展带来了严峻的挑战。在发电厂生产活动中，由于部分系统选择阀门和挡板调节管路流量，带来了不同程度上的电能损失，影响到发电厂的生产效益。根据此类问题，充分发挥高压变频调速技术优势，制定合理的变频调速方案，以此来实现对电机控制系统的优化升级，尽可能降低电能的损失，提升生产效益。本文就高压变频调速技术在发电厂中应用展开分析，结合实际情况，客观阐述技术要点。

关键词：高压变频调速技术；发电厂；风机；节能

在发电厂电机组运行中，凝结泵、给水泵、循环水泵以及引风机等系统，作为发电机组安全运行的基础保障，辅机系统是否能够正常运行，将直接影响到发电厂的运行效益和节能效益。辅机系统消耗电量占电场总用电量80%以上，而在发电机组容量规模的不断提升下，相应对辅机系统电机设备运行功率提出了更高的要求，如何能够在保证发电机组正常运行的同时，降低能源消耗，创造更大的效益，逐渐成为当前辅助系统发展的主要方向。故此，为了有效解决发电机厂辅机系统能耗大和执行速度慢的问题，通过应用高压变频调速技术，制定完善、可靠的高压变频调速控制方案，有助于进一步提升电厂辅机系统性能，促使发电机组可以安全高效运行，实现节能降耗的目标，意义十分深远。由此看来，加强高压变频调速技术在发电厂中应用研究十分关键，为后续工作开展提供参考作用。

一、高压变频调速技术控制原理

在电厂辅机系统运行中，主要是为了控制电能生产中的流量、液位和压力等参数，以往的控制方案主要是通过阀门和挡板实现对参数的定量调节，在这个过程中可能存在不同程度上的电能损耗，不利于发电厂生产效益[1]。高压变频调速技术作为一种有效的节能控制技术，通过对辅机系统工艺参数调节，实现对电机电源频率精确控制，维持辅机系统输入和输出之间的电能平衡，这样不仅可以保证辅机系统的正常运行，还可以实现节能降耗，避免节流损失的目的。此外，借助高压变频调速技术可以有效降低电机启动电流，减少对电机系统带来的冲击，从而延长电机系统的运行寿命，为发电厂带来更大的经济效益。

二、发电厂风机节能优化方案

（一）电厂概况

发电厂#3火力发电机组的两台6.3kV高压风机系统功率设计值过高，存在着严重的资源浪费问题。#3机组的风机辅助系统功率为1868kW，额定流量为110m³/min，最高能力转换率高达85.5%。就系统长期运行情况来看，#3机组在低负荷运行时，风机静叶调节过程中带来的节流损失较之额定要高出35%～40%左右，系统运行效率偏低，存在着严重的资源浪费现象，影响到系统的正常运行。如果选择6.3kV高压变频节能控制技术，制定完善的节能调速控制方案，可以实现对#3机组的风机控制系统优化升级，保证系统正常运行的同时，还可以降低能源的消耗40%左右，具有十分深远的影响[2]。

（二）节能升级改造方案

在当前可持续发展战略背景下，为了能够有效满足节能降耗目的，在满足辅机系统运行效率的同时，还要降低电能的浪费，切实提升发电厂运行效率，通过#3中高压变频调速技术的应用，对高压风机系统升级改造，可以有效提升风机系统调节控制性能。结合#3机组高压风机独立运行要求，同时综合考虑到高压风机系统运行安全、可靠，首先可以选择一台高压变频器连接一台高压风机进行改造升级[3]。

除了选择6.3kV高压变频器以外，还包括其他一次性的改造升级系统。发电厂用电6.3kV电源经过QF11用户开关和KM2高压真空接触器通高压变频调速装置连接在一起，变频调速装置通过内部运算模块形成对应控制策略，为电机提供电源支持，确保风机辅机电机系统可以节能变频运行。同时，为了可以保证辅机系统运行安全性，一旦变频调速装置出现故障问题，仍然可以保证发电机组安全可靠运行，降低电能的浪费，避免故障带来的损失。

三、高压变频调速技术应用效果

（一）#3机组日平均用电负荷

#3机组应用高压变频调速技术，可以在满足系统运行需要的同时，尽可能避免电能资源的浪费，降低电机系统运行负荷，提升电机系统运行性能。故此，为了可以更加精准、全面、有效的了解到#3高压风机变频调速节能技术应用效果，风级系统尽管改造后带来的节能效益，将该机组2015年1月～12约的电力运行负荷数据进行综合统计分析，了解#3机组日平均负荷变化情况[4]。如图1。

图1#3机组日平均负荷

从图中可以了解到，7时前发电机所承受的电力负荷处于较低水平，7时以后将持续上升，10时发电机承受的负荷达到最高值，并且负荷值保持到12时，随后开始逐渐下降，13时～18时之间是一个负荷较高点，19时开始逐渐上升，在21时随之有所下降，最终降到最初的负荷数值。基于此，可以了解到#3机组负荷波动情况较为正常，通过对#3机组日平均负荷加权平均分析，可以得到日平均负荷426MW/h。而在2015年全年#3机组发电总量为2577825MWh，运行小时数大概在4250h左右，可以得出#3机组平衡功率大概在430MW/h左右，从图中计算得出的429MW/h差异较小。故此，发电机组如果按照330KW、500KW和600KW运行，负荷工况运行小时大约为8h和4h，同日平均负荷值基本一致。

（二）节能效益分析

通过对#3机组风机系统不同工况下的具体运行情况分析后，可以了解到工频和变频情况下电机消耗的数值差异，由此了解到高压变频调速技术作用和优势[5]。

#3机组在风机系统中应用高压变频调速技术后，实现系统的节能升级改造，在不同符合工况下工频运行功率逐渐下降到401.60kW•h-1，868.85kW•h-1进而1189.56kW•h-1。基于此，可以了解到机组电力负荷数值在不断下降，同时取得的节能效果也愈加理想，尤其是在330MW负荷工况下，节能功率最为突出，高达1156.62kW•h-1，充分体现出高压变频调速技术实际应用的作用和效果。风机系统尽管技术改造升级后，每天节约电量高达23935.58kW•h-1，在保证机组安全可靠运行的同时，尽可能降低电能的浪费，提升系统运行性能，带来更大的经济效益和环保效益。

结论：

综上所述，通过应用高压变频调速技术，制定完善、可靠的高压变频调速控制方案，有助于进一步提升电厂辅机系统性能，促使发电机组可以安全高效运行，实现节能降耗的目标，为发电厂带来更大的经济效益，谋求长远生存和发展。

参考文献：

[1]贾贵玺,高跃,贺家李等.高压变频调速技术在发电厂节能方面的研究与应用[J].电力系统自动化,2012,26(14):63-66.

[2]刘海洋.高压变频调速技术在发电厂节能方面的研究与应用[J].科学与财富,2016,31(6):72-72.

[3]吴婷.高压变频调速技术在发电厂节能方面的研究与应用[J].电子世界,2013,22(16):33-33.

[4]李淑平,刘永顺,王爱真等.高压变频调速在火力发电厂中的应用[J].继电器,2014,30(10):78-80.

[5]赵巨国,李志才.高压变频调速技术在330MW机组上的应用[C].//全国火电大机组(300MW级)竞赛第三十八届年会论文集.2014:588-591.