电力需求侧管理及智能电力监控技术在炼焦行业错峰限电中的应用_电力需求_智能电力监控

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电力需求侧管理及智能电力监控技术在炼焦行业错峰限电中的应用

安科瑞电气股份有限公司

2013/11/15 15:11:33

一、行业用户用电特性分析

炼焦行业，是指生产、经营焦炭，以及对焦炭生产过程中产生的煤气、煤焦油、粗苯等伴生物进行回收、加工所形成的行业，焦化产品广泛用于化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业，近年来，钢铁工业高速发展带动了中国炼焦业快速增长。

炼焦行业其用电负荷特点：

1) 大部分设备都需要连续运转，如焦炉、循环水系统、煤气回收装置等；

2) 部分可间歇性生产，如机加工设备、上煤配煤系统。

炼焦生产用电属一、二级用电负荷，电源应为双路电源。两路电源应为主备方式供电。为了满足生产用电，炼焦生产供配电系统一般设置两个车间变电所～煤焦变电所、回收变电所。

炼焦行业用户设备分类表

类别	主要设备	备注
非生产性负荷	办公照明、电脑传真打印等办公用电器具、分体及中央空调、食堂蒸饭车、鼓风机、厂区道路照明	一般
辅助生产负荷	制冷机组、空调器、锅炉	重要
主要生产性负荷	炼焦设备：捣固焦炉、熄焦塔、凉焦台、电机车、液压交换机、六锤捣固机、旋转起重机、抓斗起重机、电动卷扬机、轮式装载机；净化回收设备：横管初冷器、电捕焦油器、旋风捕焦油器、洗氨塔、洗苯塔、脱硫塔	重要
安全保障负荷	车间照明、事故照明、检修照明	一般

二、行业用户参与错峰限电能力分析

1. 该行业用电负荷大且为连续性负荷不受时段、季节、气候影响。

2. 紧急错峰限电可以快速停用办公、照明、电脑传真机等办公用电设备，在晚峰时，可以间隔停开厂区照明灯等设备，并停用一些辅助生产设备，例如：制冷机组、空调器、锅炉，但以不影响安全为前提。紧急错峰能力弱，净化回收设备：如横管初冷器、电捕焦油器、旋风捕焦油器、洗氨塔、洗苯塔、脱硫塔等重要（高危）用电负荷，不适宜参与快速错避峰。

3. 该行业用户阶段性错峰可以通过安排集中检修和减产等方式开展，如采用集中检修方式，只需保留车间照明、事故照明、检修照明等检修设备用电，一般保留1000千瓦左右的检修负荷即可；如采用停产方式，可以逐步停开炼焦设备及配套辅助系统，以降低生产负荷，达到错峰效果。

三、行业用户参与错峰限电技术方案

（一）缺口等级IV级参与方案

1. 阶段性错峰：

在保证安全的前提下，在8:00～22：00停开焦炉作闷炉处理，减少产量，从而达到错峰效果。

2. 紧急错峰

1) 接到错峰指令后需快速投入可限负荷，然后根据指令逐步释放负荷恢复正常生产。

2) 优先安排空调系统、办公及照明系统错峰，然后根据指令逐步释放负荷。

（二）缺口等级III级参与方案

1. 阶段性错峰：

在保证安全的前提下，在执行IV级方案的基础上，在8:00～22：00加停部分机加工设备参与错峰，焦炉作闷炉处理，进一步减少产量，从而满足错峰要求。

2. 紧急错峰

1) 接到错峰指令后需快速投入可限负荷，然后根据指令逐步释放负荷恢复正常生产。

2) 在执行IV级方案的基础上，追加部分机加工设备参与错峰，降低部分生产负荷，从而满足错峰要求，然后根据指令逐步释放负荷恢复正常生产。

（三）缺口等级II级参与方案

1. 阶段性错峰：

1) 在保证安全的前提下，在执行III级方案的基础上，在8:00～22：00加停全部机加工设备、上煤配煤系统设备进一步减少产量，从而满足错峰要求。

2) 对于响应时间慢的净化回收设备需提前做好参与错峰准备，保证所有可限负荷全额全时段参与错峰。

2. 紧急错峰

1) 接到错峰指令后需快速投入可限负荷，然后根据指令逐步释放负荷恢复正常生产。

2) 在执行III级方案的基础上，快速停止全部机加工设备、上煤配煤系统设备从而满足错峰要求，然后根据指令逐步释放负荷。

（四）缺口等级I级参与方案

1. 阶段性错峰：

考虑到电力缺口较大，可以安排企业全厂检修，只保留检修设备所需的用电负荷。

2. 紧急错峰

1) 接到错峰指令后需快速投入可限负荷，然后根据指令逐步释放负荷恢复正常生产。

2) 考虑到该行业生产的安全性以及恢复生产的难易程度，在执行II级方案基础上，不再追加限制其他生产设备。然后根据指令逐步释放负荷。

四、行业用户参与错峰限电风险及注意事项

1. 该行业生产企业生产区内的炉体、消防等部位遭遇突然停电，容易导致煤气出现泄漏，从而造成环境污染，严重可导致相关人员发生中毒事故或较大的经济损失，建议采用集中生产，集中检修的方式，提前完成本月生产任务，月末剩余天数避峰或年度检修。

2. 从安全角度出发，如净化产品回收车间（煤气净化），如果突发停电，将导致重大事故，原因：自焦炉出来的煤气达82℃，如停电，风机停运，煤气溢出，会发生爆炸以及中毒等人身伤亡。对于焦炉，如停电，焦炉将报废，同样煤气也可能发生爆炸。

因此，该行业用户应及早制定有效应急预案，参与错峰时应主动配合错峰实施，及时与供电企业沟通，宜采取检修或轮休等方式，避免采用强制拉电或遥控设备控制限电，杜绝恶性事故发生，主动担负社会责任的同时又将损失降到最低。

五、智能电力监控的功能与应用

5.1项目概况

印度乌塔姆（Uttam）钢公司在马哈拉施特拉邦Wardha（Wardha地区有着丰富的煤炭和铁矿石资源，交通便利，有公路和铁路通过）建设年产量为50万吨的生铁厂，配套项目包括一座烧结厂和一座50万吨焦化厂，整个项目预计投资110亿卢比（2.28亿美元）。

50万吨焦化厂建设内容包括备煤车间、炼焦车间、煤气净化车间等生产设施以及配套的公用辅助设施；作为其他厂区的能源供应区，配电安全方面显得尤其重要，要求也更高，在电力操控方面必须要求安全、可靠、快捷，依靠人工现场操控已经不能满足该项目的实际要求。安科瑞电气股份有限公司承上海德力西公司委托，至印度焦化厂现场施工调试智能电力系统；主要完成对焦化厂内的6.6KV配电系统和0.4KV配电系统进行集中监控，确保焦化厂供电系统正常运行。

5.2 系统结构

图1 6.6KV配电系统拓扑图图2 0.4KV系统A配电系统图图3 0.4KV系统B配电系统图

①现场设备层

如图1所示为6.6KV系统拓扑图，6.6KV高压配电柜主要包含2台进线柜（主进线柜、备用进线柜）、2台PT柜、4台变压器出线柜、2台电动机出线柜、1台母联备自投柜。在该系统中，安科瑞电气股份有限公司为满足用户在高压回路回路的要求且本着为用户节约成本的原则，现场设备层配置：在2路进线柜上为其选用我公司2台ACRM4-F综合保护（LCD显示、线路保护测控装置、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、远程通讯等功能）；在2台电动机出线柜上为其选用我公司2台ACRM4-M综合保护（LCD显示、电动机保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、远程通讯等功能）；在4台变压器出线柜上为其选用我公司4台ACRM4-T综合保护（LCD显示、配变电保护测控装置、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、远程通讯等功能）；在2台PT柜上为其选用我公司2台ACRM4-U（LCD显示、两段PT供电切换，PT柜的全面综合保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、远程通讯等功能）；在1台母联备自投柜上为其选用我公司1台ACRM5-B（LCD显示，备自投保护、测控一体化装置、故障录波、SOE事件记录、远程通讯等功能）。

如图2所示为0.4KV系统A拓扑图，主要监测水泵房内三相电流、电压、电度等电参量。安科瑞电气股份有限公司根据客户的需求，给该配电所配有PZ42-E4的电力仪表，该电力仪表可以测量三相电流、三相电压、有功、无功、功率因数、电度等，嵌入式安装方式；完全满足了客户的要求，且安装方便，性价比高。

如图3所示为0.4KV系统B拓扑图，主要监测备煤车间、炼焦车间等电动机电力参数。用户主要查看电动机三相电流、电压、电度等电参量以及查看电动机运行状态及修改定值等。

安科瑞电气股份有限公司根据客户的需求，同样给该配电所配有PZ42-E4的电力仪表来采集现场电参量（在电动机保护回路上配有其他厂家马达保护装置）

②通讯管理层

通讯管理层：采用台湾MOXA CP134U-I通讯扩展卡，具有超过800 Kbps 数据吞吐量，效能全球第一，4口具备ADDC™ RS-422/485接口速率高达921.6 Kbps，4线 RS-485传输距离最长可达1.2 km，内建15 KV ESD 突波保护或可选择2 KV光电隔离保护，支持128 byte FIFO驱动程序和内建软硬件流量控制，通用的PCI可兼容3.3/5V的PCI和PCI-X，支持Windows 2003/XP/2000/98/ME、Linux、UNIX驱动，提供节省空间的low profile通讯多串口卡可供选择。