大功率飞轮储能技术在镁冶炼厂对电网冲击负荷解决方案

大功率飞轮储能技术在镁冶炼厂对电网
击负荷解决方案
冲击负荷分析
1.1特性分析
镁冶炼厂对电网冲击负荷较大的设备主要有电弧炉、中频炉等,其中电弧炉是利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉,能量集中,弧区温度在3000℃以上,适合优质合金钢的熔炼,主要分为三项交流电弧炉和单项交流电弧炉;中频电炉利用中频电源建立中频磁场,使铁磁材料内部产生感应涡流并发热,达到加热材料的目的。中频电炉采用200-2500Hz中频电源进行感应加热,熔炼保温,中频电炉主要用于熔炼碳钢,合金钢,特种钢,也可用于铜,铝等有金属的熔炼和提温.设备体积小,重量轻,效率高,耗电少,熔化升温快,炉温易控制,生产效率高。
下面将重点分析中频炉、电弧炉的负荷特性。
1.1.1中频炉
中频炉是冶炼厂中单个容量最大的负荷,以海外某孤岛钢厂为例,一台中频炉的容量占到了总机组容量
的15%。工作时会产生6n±1次或12n±次(大功率,特种整流变的)谐波电流,进而会产生谐波电压,使得电网电压发生畸变,波形不是正弦波,从而影响同一电网的其他用户,在中频炉集中的地方,如不加谐波治理,谐波电压畸变严重的话会对其他用户造成严重的威胁。一般情况下为减少中频炉启停冲击,在谐波源的地方进行谐波滤除和无功补偿,从而净化电网的污
染,提高电能质量。经过12s线性加减载改造后的中频炉启停过程大致如下图所示:
1.1.2电弧炉
电弧炉通常占总机组容量的5%左右。由于其启停的功率波动在机组一次调频的调节范围内,因此不会进行线性加减载的改造。电弧炉的自然启停过程大约有3s的加减载过程,大致如下图所示:
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1.2.影响分析
1)国内冶炼厂的电网通常与大电网相连,冲击负荷的功率波动由大电网承担,由于大电网体量大,有足够的旋转备用,因此不容易引发频率稳定问题。但是冶炼厂每年需要向电网公司缴纳高额的备用
容量费,增加了生产成本;
2)冲击负荷容易引起频率波动并产生高次谐波,导致冶炼厂电能质量下降。
二问题及原因分析
2.1存在问题
2.1.1中频炉冲击问题
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中频炉的启动虽然进行了12s线性加载的改造,但是由于其容量过大,在不采取任何措施的情况下系统频率会很快失去稳定。如下图所示:
游戏玩家信息
2.1.2电弧炉冲击问题
电弧炉的启动过程中会出现短时的频率越限情况:
2.3原因总结
1)中频炉的启动虽然进行了12s线性加载的改造,但是由于其容量过大,而火电机组二次调频速度过慢(2%Pn/min),在不采取任何措施的情况下系统频率会很快失去稳定;
2)电弧炉启动的冲击容量虽然在机组一次调频的功率调节范围内,但是由于一次调频的调节时间需15s,因此电弧炉的启动过程中会出现短时的频率越限情况;
三技术方案
3.1系统架构
水泵远程监控
钢铁企业自备电厂冲击负荷解决方案由具有电流源虚拟同步机功能的PCS监测系统频率,在频率越过死区时能够按照设定曲线自动调整储能系统功率输出。同时能量管理系统需要依据各冲击负荷的投入情况,给火电机组的DCS系统下发二次调频指令,使得飞轮储能的SOC保持在一个合理的范围内。当DCS系统不能通过TCP网络直接下发控制指令时,需要选配火电机组RTU装置,通过4~20mA信号
控制DCS 系统功率输出。系统架构如下图所示:
3.2设备配置序号产品型号
产品名称描述1
PS-6000+/ESS 储能电站监控及能量管理系统协调储能2
NPS-6190储能变流器电流源型虚拟同步功能500KVA 3
飞轮储能系统250KW/50kWh 4
DD LM0558火电机组RTU 选配5
升压变6变压器开关柜
3.3飞轮储能技术
番茄加速利用磁悬浮及真空技术,使飞轮转子在近乎无阻力的环境下运行,转速可高达每分钟30000转,通过电动/发电互逆式双向电机,实现电能与动能之间的高效率双向转换,并可通过调频、整流、恒压等控制方式与不同类型的负载接口。
具有充放电效率高,倍率性能好,充放电次数达百万级等优点。飞轮储能涉及的主要关键技术包括:
磁悬浮支撑技术、大容量高

本文发布于:2024-09-25 15:15:48,感谢您对本站的认可!

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