漢鋼公司電力負荷側管理研究

彭雅路

（陜西鋼鐵集團漢中鋼鐵有限責任公司  設備管理中心  724200）

摘要：當前，電力負荷側管理措施成為電力可持續發展的重要支持手段。它通過采取有效的技術和管理措施，引導電力用戶改變用電方式，提高終端用電效率，提高供用電的經濟性和可靠性，優化資源配置的用電管理活動，是我國能源戰略的重要組成部分。本文對漢鋼公司電力負荷側情況進行分析，探討了管理措施和建議。

關鍵詞：電力負荷側管理；避峰就谷；電能質量；源網荷儲

1   漢鋼公司電力負荷側管理現狀

1.1  漢鋼用電現狀

公司目前擁有一座330kV總降變電站，變電站進線采取330kV雙回路供電方式與西成高鐵線路π接；站內主要設備為六氟化硫間隔和330kV電力變壓器3臺，將330kV電壓變成35kV和10 kV向廠區各個變電站和用電設備輸配電能。四座35kV變電站包括：鐵前35kV變電站、鋼軋35kV變電站、鼓風機35kV變電站和精煉爐35kV變電站，其中鐵前和鋼軋變電站是兩個負荷中心，鼓風機和精煉爐是大型負載設備；26座10 kV高壓室負責鋼鐵長流程的配網；配套5套發電機組，另外一套80MW機組正在建設。

電力負荷側管理設置兩個集控站（鐵前35kV站、鋼軋35kV站），分別負責鐵前、鋼軋區域電力調度命令受理及停送電操作。其余10kV高壓室為無人值守，高壓室安裝了攝像頭，初步實現遠程視頻巡檢和監控。近年來，對鋼軋、鐵前35kV站關鍵設備（主變、開關柜、電纜、電機）安裝了無線測溫傳感器，搭建測溫預警平臺，實現設備運行溫度實時監測。對鐵前系統一類負荷電源電纜實施了局部放電在線監測，對運行中的部分電力電纜實現了絕緣性能在線監管。通過供配電系統保護裝置及后臺監控系統改造，已基本實現配電室后臺調度指令集中管控。集成了10kV高壓室監測數據的采集、監測、預警及操作的一體化，配網高壓室逐步實現了無人值守運行方式。

1.2  電力負荷側管理方法

（1）優化電網運行方式，實現變壓器經濟運行

根據用電負荷特性和變化規律，通過運行方式的擇優調整，合理控制負荷，通過檢測、計算擇優選取變壓器最佳運行方式、運行最佳組合以及負載調整的優化、改善變壓器運行條件等技術措施；漢鋼公司在保障公輔系統電力供應安全的前提下，調整運行方式，將，鼓風機35KV 2#主變、1#管帶機1#變、高爐主控樓2#變等12臺空載或低載變壓器退出，降低空載損耗69kwh，每月節約電費約2.48萬元，每年節約29.8萬元。

（2）改善電能質量，低壓線路就地補償的運行管理

按照“分級補償，就地平衡，分散補償與集中補償相結合，以分散為主”的原則，合理布局補償位置和補償容量。持續推進最終使廠內各級變電所功率因數達到0.90以上，總降變電站功率因數達到0.95以上，有效降低企業內部的電能損耗，年均創效300余萬元。

（3） 變電站綜合自動化自主優化改造

為高效、合理地利用電能，推行全廠供配電系統數字化管理，實現供配電系統集中監控、經濟運行及調度自動化。全廠設置電力調度集控站，負責將所有變電站設備的運行情況即時傳輸、測量；通過記錄電力系統各種參數的瞬時值、動態變化，形成實時數據庫和歷史數據庫，以協助完成遙測、遙信、遙控等功能。通過這些手段，既可以提高繼電保護的準確率，又可提高變電所的運行管理水平，避免誤操作事故及人工操作安全事故的發生。

（4）用電設備節能管理

通過逐步淘汰落后高能耗設備、采用節能型新型設備來提高能源轉換效率，以及通過動態無功補償和變頻調速等手段來提高電網的電能質量和用電設備的節電水平。并且對公司車間照明、路燈進行LED節能改造。每年下發節能管理措施，提升全員節能意識，杜絕長明燈、跑冒滴漏等現象。

（5）避峰就谷用電措施

結合生產運行特點，通過避峰就谷控制措施，附屬設備跟隨主系統運行，縮短設備啟動空載時間；在用電尖峰和高峰時段降低大功率設備用電量，在谷值時段充分提高用電設備效率，匹配用電負荷；同時充分降低設備空載率和負載損耗。漢鋼公司2022年1-8月，避峰就谷創效約463.9萬元。

管理方面加快科技創新和技術改造，進一步推廣電力負荷智能控制技術應用，通過實施技術項目（如EMS能源管控中心、高效發電機組等），一方面利用智能系統強化電力調度平衡管理，統計分析平衡生產過程中電力負荷，節約能源和成本。同時加大企業內部富余能源利用提高自發電量，降低外購電能。

2   用電管理安全可靠性實踐

2.1  解決用電的難點問題

近幾年針對電纜頭發生的絕緣老化問題，對電纜頭進行了整體排查。分析問題發生的癥結所在，針對電纜頭制作工藝問題采用冷縮電纜附件，與漢中本地濕潤環境所匹配，對存在隱患的電纜終端頭、電纜中間頭進行了更換并加裝了測溫裝置，保障了電力系統的穩定運行。

解決電網過電壓問題。針對軋鋼軋線在雷電天氣下電網閃變，造成中壓變頻跳閘夾鋼問題，對軋鋼四條線傳動系統接地系統進行了改造，將強電、弱電、防雷接地分開，避免了過電壓狀態下的相互干擾。在電網中應用大功率有源濾波補償，實現電網容性欠壓補償，從而實現軋機電控系統的穩定運行。

2.2  電力系統新技術應用

對鋼軋、鐵前35kV站部分關鍵設備（主變、開關柜、電纜、電機）安裝了無線測溫傳感器。截至目前累計完成300面高壓開柜，1281點無線測溫傳感器，通過搭建測溫預警平臺，結合開關柜電流、用戶負荷等情況對接點溫升進行綜合分析判斷，提高電氣設備在線分析能力。對鐵前負荷實行分類管控，針對一類負荷電源電纜實施了局部放電在線監測，通過對運行中的電力電纜進行絕緣性能在線監管，提高了電氣設備絕緣劣化的預診斷能力。

2.3  中性點接地方式進行改造

對漢鋼公司10kV供電系統中性點接地方式進行改造，將原10kV系統中性點不接地系統改造為中性點經消弧線圈接地，有效解決了漢鋼公司10kV中性點電容電流超標，導致電纜發生接地后爆裂起火的問題；配套智能選線裝置、母線低殘壓的改造，有效遏制系統過電壓造成電氣設備絕緣擊穿的事故發生。

2.4  定值匹配及優化管理

隨著公司生產系統負荷增加，電力系統擴容，電氣設備升級改造、系統不斷完善，電力系統運行負荷逐步增加；系統總體阻抗、運行參數及巡行方式已發生改變，電力系統繼電保護原設計保護定值已不匹配，發生故障時保護裝置不能可靠合理動作，供電系統安全穩定運行存在風險。為確保漢鋼公司供配電系統運行的安全性、可靠性和穩定性，需對35kV及10kV供配電系統繼電保護定值進行優化，完善各系統保護定值級差配合，防止保護裝置越級跳閘、誤動作、拒動作，避免供電系統事故擴大。

3   電力負荷側管理新技術及鋼鐵節能技術應用

3.1  源網荷儲技術應用探討

源網荷儲是一種包含“電源、電網、負荷、儲能”整體解決方案的運營模式，可精準控制社會可中斷的用電負荷和儲能資源，提高電網安全運行水平，可解決清潔能源消納過程中電網波動性等問題。

源網荷儲系統的研究應用，對能源發展意義重大。一是提高大電網故障應對能力。能夠使大電網故障應急處理時間從分鐘級縮短至毫秒級，為預防控制大面積停電時間提供了專業手段。二是支撐分布式電源發展。

為了提升能源清潔利用水平和電力系統運行效率，通過優化整合本地電源側、電網側、負荷側資源，探索構建源網荷儲高度融合的新型電力系統，根據國家發改委、國家能源局和陜西省有關通知精神，漢鋼公司申報了“源網荷儲”一體化示范項目，材料已上報陜西省能源局，目前正等待審批結果。該項目的實施將充分利用勉縣循環經濟園區內漢鋼公司330kV總降變電站存量資產的供電能力，配套建設廠區14MW屋項光伏項目和勉縣200MW地面光伏發電項目，促進新能源和儲能站、智能綜合能源服務等新業態發展，進一步完善勉縣工業園區產業鏈。

3.2  鋼鐵行業節能技術應用

（1）燒結機環冷機及燒結機大煙道余熱回收

漢鋼公司目前環冷機余熱用于二號機組發電。大煙道余熱應用目前漢鋼公司推進燒結機煙氣循環技術實施，實施后可減少煙氣排放量，同時降低末端治理設備的投資和運行費用；循環煙氣再次經過燃燒后會高溫熱解掉大部分的氮氧化物、二噁英， 對NO化合物減排也有一定的效果；可以利用循環煙氣中的余熱余能，降低燒結能耗，預計將降低固體燃料消耗約1.5-2kg/t；高硫煙氣循環，低硫煙氣排放，可達到SO₂減排效果。

（2）煉鐵高爐BPRT發電

同軸BPRT節能機組即高爐煤氣透平和電動機同軸驅動高爐鼓風機組（Blast Furnace Power Recovery Turbine）簡稱BPRT裝置，是一種利用高爐爐頂壓力能和氣體熱能，把煤氣導入膨脹透平做功，直接作為旋轉機械能串聯在電動機與鼓風機同一軸系上，驅動高爐鼓風機的能量回收裝置。BPRT同軸機組在配置上比分軸TRT機組少了1臺發電機及其發配電系統且不需要并網；回收能量是直接同軸驅動鼓風機，減少壓縮機機械能轉變為發電機電能,再轉變為鼓風機機械能的二次能量損失，回收效率較高。略鋼已進行相關改造，效果良好，我公司兩主業單位目前沒有應用，在后期規劃上可以作為參考。

（3）煉鋼、軋材余熱利用

漢鋼煉鋼轉爐蒸汽、軋鋼廠加熱爐蒸汽用于5號機組發電。

（4）高爐機前低壓富氧技術

機前富氧是指將從制氧裝置出來的低壓氧氣（大約15KPa）直接送入高爐鼓風機吸入側，從而使鼓風中的含氧量增加，達到高爐富氧鼓風。機前混合，用鼓風機代替了氧壓機，進而提高壓縮效率，動力消耗僅為低壓輸送機后混合法的60%。降低高壓氧氣的產出，節約電能。漢鋼公司和老漢鋼開展合作，利用老漢鋼制氧系統為漢鋼公司高爐提供機前富氧，目前已經投入使用。

（5）提高自發電率

自發電比例達國內先進水平到110%，目前龍鋼自發電比例60%左右，漢鋼42%左右，漢鋼在行業落后。應盡快投運漢鋼80MW亞臨界機組，投運后漢鋼自發電比例可達到60%，與龍鋼持平。

4   結束語

電力負荷側管理解決電網設備安全運行，減少電網事故發生率、提升自發電量等問題。實現電網運行安全化、電網調度智能化、潮流控制自動化、數據采集全景化、智能聯動可視化的核心功能。積極開展電力負荷智能化、精細化、常態化管理，配合開展負荷側管理相關政策、技術研究，做好需求響應、有序用電和節約用電組織實施等工作，支撐電力負荷側管理工作再上新臺階。

參考文獻